鉛門廠家研究一種基于霍爾信號定位、稀土永磁無刷直流電動機(以下簡稱無刷電動機)驅動的新型高速電動鉛門控制系統。首先,無刷電動機不僅具有良好的加、減速性能,而且還可以用反映電機轉子位置的霍爾信號來實現電動門的定位,省去了傳統電動門中的定位編碼器,簡化了系成結構,降低了成本;
其次,采用永磁無刷電動機驅動的電動鉛門,下放時電機仍處于電動運行狀態,而不是傳統電動鉛門異步電動機驅動需要的制動狀態,這是由于無刷電動機永磁轉子磁拉力所產生的制動力矩,通過減速機的放大,制動力矩如果大于電動鉛門的重力力矩,電動門便不能由重力力矩拖動下放,必須依靠無刷電動機的反向電動運行才能實現電動門的下降,這樣系統控制得以簡化;
第三,在傳統電動鉛門中必須有機械或電磁制動裝置,當控制器外部停電時,制動裝置能“鎖住”電動鉛門,以保證系統的安全,而無刷電動機驅動的電動門則可省去該制動裝置,當控制器斷電時,無刷電動機通過減速機放大的制動力矩同樣能“鎖住”,電動鉛門。
電動鉛防護門系統由外部信號、單片機、無刷電動機及其通用控制器、減速機、滾筒、蓄電池等部分構成,系統框圖如圖1所示。
電動鉛門驅動電機采用自主開發的一種高壓稀土永磁無刷電動機及其通用控制器,如圖2所示。無刷電動機額定功率15 kW。額定轉速1 800r/min控制器輸入電壓為220 V(交流)。系統的外部信號包括無線遙控信號、光電感應信號、雷達信號、位置校正信號和鍵盤初始化。鍵盤初始化的作用是根據電動門的不同規格,在電動門安裝時由技術人員寫入相關的參數。減速機構速比為25,蓄電池作為外部停電時控制器的備用電源。
選用Cvgnal公司C8051F微控制器系列的C8051F040單片機作為本系統的控制芯片COC8051Fxxx單片機采用流水線結構,機器周期由標準的12個系統時鐘周期降為1個系統時鐘周期,處理能力大大提高。片內還集成了數據采集和控制系統中常用的模擬部件和其它數字外設及功能部件,這樣在設計電動門硬件電路時不需要接入太多的外部電路,系統更加簡單、可靠。
單片機是電動防輻射鉛門控制系統的控制核心。它負責檢測外部信號,當有按鍵動作時執行與之對應的操作,使電動鉛防護門上升、下降或急停;若檢測到外部有意外情況時就執行相應的中斷處理,如電動門在下放中,雷達感應到附近移動物體時,電動門自動返回至頂部。