电梯门机系统的实验研究和性能分析

“电梯门机系统运行状态在线监控与预警保护系统研究”是国家“十一五”支撑计划课题(子)专题(2006BAK02B04-0401),本文的研究内容是该课题的一部分。据统计,电梯的绝大部分事故都出在门系统上,所以研究电梯门机性能和智能维护显的尤为重要。本文主要是研究门机的性能,为课题的后续研究打下基础。 本文首先介绍了电梯门系统的主要类型,门的结构型式、传动装置,门锁和门的保护装置等,为后续章节研究门机系统奠定了基础。 建立门机性能分析实验平台,确定门机控制器和PC机之间通讯的技术方案,在仔细分析了CAN总线通讯协议的基础上,设计了CAN通讯的两个结点,TMS320LF2407的CAN控制器模块和PC端的NI PCI-CAN通讯卡(采用philips的独立CAN控制器SJA1000)。在详细研究了CAN控制器SJA1000的位定时方法后,完成了总线波特率的设定,并使用LabVIEW开发环境编写采集程序,获得门机的编码器脉冲数和电机的电流信号。 研究永磁同步电机的SVPWM控制算法,使用Matlab/simulink仿真工具箱,建立其仿真模型,进行仿真试验研究。更进一步,在研究了电梯门结构的动力学和运动学基础上,考虑了门运行速度曲线的情况下,建立门机系统的仿真模型,其仿真结果和实验平台实测的数据基本一致,验证了仿真模型的正确性,并具有较好的动态特性。 在对门机控制系统进行理论研究之后,利用实验平台对门系统性能进行实验研究。由于门机系统的摩擦力和摩擦系数是反映门机性能的重要指标,所以本文利用实验平台采集的数据计算了门系统的摩擦力和摩擦系数。首先建立了电梯门机系统的动力学模型,通过模型计算的加速度和传感器实测的加速度进行比较获得误差函数,对其优化查找最小值,与最小值对应的未知量为门的倾角力和摩擦力,进而计算出反应门机性能指标的系统摩擦系数。 另外,在增加门系统摩擦力和门强迫关门装置失效的情况下分别进行实验,研究了反应门机性能的特征量,为研究电梯门机性能和系统智能维护打下基础。