一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機及地鐵閘機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機及地鐵閘機控制系統(tǒng)，電機轉子包括若干片等邊10邊形的轉子沖片，若干片轉子沖片疊壓鉚接為一體，轉子沖片的每條邊上均留有磁鋼表貼定位工藝槽，磁鋼的截面包括底部的倒等腰梯形部及上部的隆起圓弧部，磁鋼的底部定位于磁鋼表貼定位工藝槽中；地鐵閘機控制系統(tǒng)包括與閘機主控模塊通訊連接的檢票處理模塊和通行邏輯模塊，通行邏輯模塊與電機控制模塊連接，左側閘門由左側電機驅動，右側閘門由右側電機驅動，在左右兩側閘機上布置有相互對射的光電傳感器，所述光電傳感器與通行邏輯模塊通訊連接。本發(fā)明中的電機輸出轉矩更加平穩(wěn)，而地鐵閘機控制系統(tǒng)保證了左右側閘門同步運行。
【專利說明】—種應用于地鐵閘機的直流力矩電機及地鐵閘機控制系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地鐵閘機，具體涉及地鐵閘機的電機及控制系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]目前常用的地鐵閘機，剪式門門板開關的反復擺動主要依靠高速電機經減速機構通過電磁鐵吸附門板繞門板旋轉軸做反復擺動，電機的輸出功率及輸出轉矩不夠平穩(wěn)。
[0003]另外，出于安全方面的考慮，地鐵閘機要求門板在關閉狀態(tài)下，當外部施加足夠大的力(一般設定為250N)時，門板能夠被強制打開。其防夾力只能依靠電磁鐵的吸附力，且不可調，而且電機控制簡單，僅依靠通行邏輯軟件進行防夾保護、一旦判斷失誤將對行人造成人身傷害。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題就是提供一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，使電機的輸出功率及輸出轉矩更加平穩(wěn)。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案:一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，包括轉子和定子，所述轉子安裝于轉子軸上，所述定子設于轉子外圓周側，所述轉子外周表貼有磁鋼，所述轉子包括若干片等邊10邊形的轉子沖片，所述若干片轉子沖片疊壓鉚接為一體，所述轉子沖片的每條邊上均留有磁鋼表貼定位工藝槽，所述磁鋼的截面包括底部的倒等腰梯形部及上部的隆起圓弧部，所述磁鋼的底部定位于磁鋼表貼定位工藝槽中。
[0006]優(yōu)選的，所述轉子沖片在內軸孔開有記號槽，所述轉子沖片在兩條邊交接處內側留有自扣凸鉚結構，所述轉子沖片通過自扣凸鉚結構疊壓鉚接。
[0007]優(yōu)選的，所述轉子軸設有中空軸孔，所述轉子沖片上設有轉子散熱孔。
[0008]優(yōu)選的，所述定子由9塊分別裝配的扇形結構的定子鐵芯拼塊組成，所述定子鐵芯拼塊由扇形結構的定子沖片疊壓鉚接并繞線后形成。
[0009]優(yōu)選的，所述定子沖片的中心設有中心孔，圍繞中心孔分布有三個自扣凸鉚結構。
[0010]優(yōu)選的，所述定子沖片外圓弧中心設有內凹的圓底槽，所述定子沖片兩邊設有鐵芯扣鉚齒槽。
[0011]本發(fā)明所要解決的另一個技術問題就是提供一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，提高安全性，避免造成人身傷害。
[0012]其采用如下技術方案:
[0013]一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，包括與閘機主控模塊通訊連接的檢票處理模塊和通行邏輯模塊，所述通行邏輯模塊與電機控制模塊連接，左側閘門由左側電機驅動，右側閘門由右側電機驅動，所述左側電機和右側電機與直流電源連接，所述電機控制模塊根據通行邏輯模塊的指令控制左側電機和右側電機驅動左側閘門和右側閘門執(zhí)行閘門的開關動作，所述電機控制模塊對應左側電機和右側電機分別設置左側電機控制模塊和右側電機控制模塊組成，在左右兩側閘機上布置有相互對射的光電傳感器，所述光電傳感器與通行邏輯模塊通訊連接。
[0014]優(yōu)選的，所述通行邏輯模塊中設有閘門同步模塊，所述閘門同步模塊根據光電傳感器反饋的信息比較左側閘門和右側閘門的位置并向兩側電機發(fā)出指令控制兩側閘門同步運行，同時一旦一側閘門損壞不能按照通行邏輯模塊指令動作，另一側也立即停止。
[0015]優(yōu)選的，還包括電流檢測模塊，所述電流檢測模塊中設定電流最大值，所述電流檢測模塊檢測電機電流并控制電機電流不超過該電流最大值。
[0016]本發(fā)明采用上述技術方案后，具有如下有益效果:
[0017]首先，磁鋼截面為底部呈倒等腰梯形部而上部呈隆起圓弧的平底圓弧的結構，平行充磁后自然形成類似方波疊加正弦波的磁場分布，兼顧方波輸出類驅動器和正弦波輸出類驅動器，使之有較均勻的磁場分布，同時使輸出功率更大，輸出轉矩更加平穩(wěn)。
[0018]另外，在地鐵閘機控制系統(tǒng)中，電機控制模塊通過反饋的電機運動位置信息、電流反饋信息及開關門位置傳感器信息使閘門平穩(wěn)地進行開關門動作，保證了左右側閘門同步運行，而且可根據用戶要求調整乘客闖閘阻力矩，避免阻力矩過大夾傷乘客。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步描述:
[0020]圖1為轉子的結構示意圖；
[0021]圖2為轉子沖片的結構示意圖；
[0022]圖3為磁鋼的結構示意圖；
[0023]圖4為定子的結構示意圖；
[0024]圖5為定子沖片的結構示意圖；
[0025]圖6為地鐵閘機控制系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。

【具體實施方式】
[0026]首先，本發(fā)明在地鐵閘機上使用了新型的直流力矩電機，以下結合圖1至圖5對其具體結構做出說明。
[0027]—種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，包括轉子I和定子2，所述轉子I安裝于轉子軸10上，所述定子2設于轉子I外圓周側。
[0028]參考圖1至圖3，所述轉子I外周表貼有磁鋼12，所述轉子I包括若干片等邊10邊形的轉子沖片11，所述若干片轉子沖片疊壓鉚接為一體，所述轉子沖片的每條邊上均留有磁鋼表貼定位工藝槽112。
[0029]如圖3所示，所述磁鋼12的截面包括底部的倒等腰梯形部121及上部的隆起圓弧部122，所述磁鋼12的底部定位于磁鋼表貼定位工藝槽112中。
[0030]所述轉子沖片11在內軸孔開有記號槽，所述轉子沖片11在兩條邊交接處內側留有轉子沖片自扣凸鉚結構111，所述轉子沖片通過轉子沖片自扣凸鉚結構111疊壓鉚接。
[0031]磁鋼截面為底部呈倒等腰梯形部而上部呈隆起圓弧的平底圓弧的結構，平行充磁后自然形成類似方波疊加正弦波的磁場分布，兼顧方波輸出類驅動器和正弦波輸出類驅動器，使之有較均勻的磁場分布，同時使輸出功率更大，輸出轉矩更加平穩(wěn)。
[0032]轉子沖片以內軸孔的記號槽為定位基準將多片轉子沖片通過自扣凸鉚結構扣鉚在一起形成轉子鐵芯，轉子鐵芯經超聲波清潔設備清洗，表面烘干后表貼磁鋼，最后真空浸絕緣漆,做絕緣漆熱烘干和磁鋼熱老化處理。
[0033]所述轉子軸10設有中空軸孔，所述轉子沖片11上設有轉子散熱孔113。轉子軸的中空軸孔和轉子沖片上的散熱孔結合形成小慣量轉子系統(tǒng)，使電機具有良好的動態(tài)響應性能。在特殊情況發(fā)生時，使閘機具有良好的處置應變能力。同時中空軸孔結構也增大了散熱面積，使電機具有較好的散熱能力，增強了電機的可靠性和穩(wěn)定性。
[0034]如圖4和圖5所示，所述定子2由9塊分別裝配的扇形結構的定子鐵芯拼塊21組成，所述定子鐵芯拼塊由扇形結構的定子沖片22疊壓鉚接并繞線后形成。所述定子沖片22的中心設有中心孔221，圍繞中心孔分布有三個定子沖片自扣凸鉚結構222。所述定子沖片外圓弧中心設有內凹的圓底槽223，所述定子沖片兩邊設有鐵芯扣鉚齒槽224。
[0035]定子沖片22通過定子沖片自扣凸鉚結構222以中心孔221定位將多片定子沖片22疊成鐵芯拼塊。鐵芯拼塊經絕緣處理后由繞線機按照一定規(guī)律自動繞成單片扇狀的結構，單片扇狀鐵芯以外圓面和外圓弧中心的圓底槽223定位，用定位工裝拼接成整圓結構的鐵芯，定子沖片兩邊設有鐵芯扣鉚齒槽224 ( 一側為凸部另一側為凹部)使相接的定子沖片扣合連接。定子鐵芯繞組23壓裝到導磁軟鐵機殼內接線，最后整體絕緣浸漆，定子沖片22兩側設有鐵芯繞組槽225，定子鐵芯繞組23設于在鐵芯繞組槽225內。
[0036]轉子磁場定位系統(tǒng):轉子軸伸端設置記號標記，轉子裝配時將S極磁鋼中心與該標志對齊，標示出磁場S極位置。定子中的U相位置在裝配時與電機的引出線位置對齊。轉子位置傳感器的初始位置裝配時與轉子軸伸端標記位置重合。電機在裝配調試時只需電機的軸伸端標記對準初始位置，即可實現電機轉子磁場的初始化定位。
[0037]本發(fā)明還根據上述直流力矩電機的特點，針對性的設計了一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，以下結合圖6對該地鐵閘機控制系統(tǒng)做出具體說明。
[0038]一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，如圖6所示，其包括閘機主控模塊以及與閘機主控模塊通訊連接的檢票處理模塊和通行邏輯模塊，其中，通行邏輯模塊與電機控制模塊連接，對應左側閘門設置左側電機，對應右側閘門設置右側電機，左側電機和右側電機與直流電源連接，左側閘門由左側電機驅動，右側閘門由右側電機驅動，電機控制模塊根據通行邏輯模塊的指令控制左側電機和右側電機驅動左側閘門和右側閘門執(zhí)行閘門的開關動作。
[0039]在本發(fā)明中，電機控制模塊對應左側電機和右側電機分別設置左側電機控制模塊和右側電機控制模塊，而在左右兩側閘機上布置有相互對射的光電傳感器，光電傳感器與通行邏輯模塊通訊連接，這樣兩側閘門及電機運動位置信息通過CAN傳遞到通行邏輯控制模塊。
[0040]電機控制模塊根據通行邏輯模塊的指令，來執(zhí)行閘門的開關動作。電機控制模塊通過反饋的電機運動位置信息、電流反饋信息以及開關門位置傳感器信息(開關門位置信息由其他位置傳感器獲得，為閘機上的常規(guī)設置，本發(fā)明中不再贅述)使閘門平穩(wěn)地進行開關門動作。
[0041]具體的，在通行邏輯模塊中設有閘門同步模塊，閘門同步模塊根據光電傳感器反饋的信息比較左側閘門和右側閘門的位置并通過兩側的電機控制模塊向兩側電機發(fā)出指令控制兩側閘門同步運行，同時一旦一側閘門損壞不能按照通行邏輯模塊指令動作，另一側也立即停止。這樣，一方面可保證左右側閘門同步運行，一旦一側閘門損壞不能按照通行邏輯模塊指令動作，另一側也立即停止，避免乘客只關注一側閘門運行而導致的夾傷乘客現象(如一側閘門停止，另一側閘門還在運行，如果乘客沒有注意到運行的閘門，很容易造成夾傷)。
[0042]另外，在通行邏輯模塊中還設有電流檢測模塊，電流檢測模塊檢測兩側電機電流，兩側電機電流的變化會反饋至電流檢測模塊，同時，電流檢測模塊中還設定了電流最大值，電流檢測模塊會根據電機電流的反饋情況控制電機電流不超過該電流最大值。由于對電機電流進行監(jiān)控，一方面保證了電機的平穩(wěn)運行，另一方面由閘門機構力矩變化可知，當沒有外力阻止時，維持閘門運動的力矩基本恒定，電流也基本恒定，而當有外力阻止時，為保持閘門的運動平穩(wěn)，電機驅動力矩增大，電機電流也逐漸增大，通過合理設定電流，也就是說根據用戶要求調整乘客闖閘阻力矩來設定電流最大值，這樣可以起到避免阻力矩過大夾傷乘客的作用。
【權利要求】
1.一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，包括轉子和定子，所述轉子安裝于轉子軸上，所述定子設于轉子外圓周側，所述轉子外周表貼有磁鋼，其特征在于:所述轉子包括若干片等邊10邊形的轉子沖片，所述若干片轉子沖片疊壓鉚接為一體，所述轉子沖片的每條邊上均留有磁鋼表貼定位工藝槽，所述磁鋼的截面包括底部的倒等腰梯形部及上部的隆起圓弧部，所述磁鋼的底部定位于磁鋼表貼定位工藝槽中。
2.根據權利要求1所述的一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，其特征在于:所述轉子沖片在內軸孔開有記號槽，所述轉子沖片在兩條邊交接處內側留有自扣凸鉚結構，所述轉子沖片通過自扣凸鉚結構疊壓鉚接。
3.根據權利要求2所述的一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，其特征在于:所述轉子軸設有中空軸孔，所述轉子沖片上設有轉子散熱孔。
4.根據權利要求1所述的一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，其特征在于:所述定子由9塊分別裝配的扇形結構的定子鐵芯拼塊組成,所述定子鐵芯拼塊由扇形結構的定子沖片疊壓鉚接并繞線后形成。
5.根據權利要求4所述的一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，其特征在于:所述定子沖片的中心設有中心孔，圍繞中心孔分布有三個自扣凸鉚結構。
6.根據權利要求5所述的一種應用于地鐵閘機的直流力矩電機，其特征在于:所述定子沖片外圓弧中心設有內凹的圓底槽，所述定子沖片兩邊設有鐵芯扣鉚齒槽。
7.一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，包括與閘機主控模塊通訊連接的檢票處理模塊和通行邏輯模塊，所述通行邏輯模塊與電機控制模塊連接，左側閘門由左側電機驅動，右側閘門由右側電機驅動，所述左側電機和右側電機與直流電源連接，所述電機控制模塊根據通行邏輯模塊的指令控制左側電機和右側電機驅動左側閘門和右側閘門執(zhí)行閘門的開關動作，其特征在于:所述電機控制模塊對應左側電機和右側電機分別設置左側電機控制模塊和右側電機控制模塊組成，在左右兩側閘機上布置有相互對射的光電傳感器，所述光電傳感器與通行邏輯模塊通訊連接。
8.根據權利要求7所述的一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，其特征在于:所述通行邏輯模塊中設有閘門同步模塊，所述閘門同步模塊根據光電傳感器反饋的信息比較左側閘門和右側閘門的位置并向兩側電機發(fā)出指令控制兩側閘門同步運行，同時一旦一側閘門損壞不能按照通行邏輯模塊指令動作，另一側也立即停止。
9.根據權利要求7所述的一種地鐵閘機控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括電流檢測模塊，所述電流檢測模塊中設定電流最大值，所述電流檢測模塊檢測電機電流并控制電機電流不超過該電流最大值。
【文檔編號】H02K1/27GK104242512SQ201410333024
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權日:2014年7月14日
【發(fā)明者】劉丹丹, 譚聯(lián)豐, 鄒東 申請人:浙江眾合機電股份有限公司