一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置论文和设计-梁敏健

全文摘要

本实用新型公开了一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置，自动扶梯包括控制柜和电机，驱动装置包括输入端三相接线盒、输出端三相接线盒、驱动变频器、控制端接线盒以及至少三个接触器；其中，输入端三相接线盒，与控制柜的三相输出端连接；输出端三相接线盒，与电机的三相输入端连接；输入端三相接线盒还通过接触器KM5与输出端三相接线盒连接；驱动变频器，分别与输入端三相接线盒与输出端三相接线盒连接，其中驱动变频器通过接触器KM6和接触器KM7以互为正负的相序与输出端三相接线盒连接；控制端接线盒，分别与驱动变频器、接触器KM5、接触器KM6、接触器KM7以及自动扶梯检测装置的操作器连接，操作器可控制驱动变频器工作以及控制各接触器闭合或断开。

主设计要求

1.一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置，可用于驱动旁路变频自动扶梯模拟超速或非操纵逆转的故障工况，所述旁路变频自动扶梯包括控制柜和电机，其特征在于：所述驱动装置包括输入端三相接线盒、输出端三相接线盒、驱动变频器、控制端接线盒以及接触器；其中，所述接触器包括至少三个，分别为接触器KM5、接触器KM6和接触器KM7，输入端三相接线盒，与控制柜的三相输出端连接；输出端三相接线盒，与电机的三相输入端连接；所述输入端三相接线盒还通过接触器KM5与输出端三相接线盒连接；驱动变频器，分别与输入端三相接线盒与输出端三相接线盒连接，用于驱动自动扶梯超速或逆转以模拟扶梯故障工况，其中驱动变频器通过接触器KM6和接触器KM7以互为正负的相序与输出端三相接线盒连接从而可通过选择闭合接触器以实现电机正转或反转；控制端接线盒，分别与驱动变频器、接触器KM5、接触器KM6、接触器KM7以及自动扶梯检测装置的操作器连接，所述操作器可控制驱动变频器工作以及控制各接触器闭合或断开。

设计方案

输入端三相接线盒，与控制柜的三相输出端连接；

输出端三相接线盒，与电机的三相输入端连接；

所述输入端三相接线盒还通过接触器KM5与输出端三相接线盒连接；

驱动变频器，分别与输入端三相接线盒与输出端三相接线盒连接，用于驱动自动扶梯超速或逆转以模拟扶梯故障工况，其中驱动变频器通过接触器KM6和接触器KM7以互为正负的相序与输出端三相接线盒连接从而可通过选择闭合接触器以实现电机正转或反转；

控制端接线盒，分别与驱动变频器、接触器KM5、接触器KM6、接触器KM7以及自动扶梯检测装置的操作器连接，所述操作器可控制驱动变频器工作以及控制各接触器闭合或断开。

2.根据权利要求1所述的基于自动扶梯故障检测的驱动装置，其特征在于：还包括电源失电监控继电器K1，所述电源失电监控继电器K1的两个输入端子与输入端三相接线盒的三个输出端子中的任意两个输出端子连接，所述电源失电监控继电器K1的输出端与控制端接线盒连接，所述操作器可通过所述电源失电监控继电器K1监控自动扶梯控制柜的电源失电状况。

3.根据权利要求1所述的基于自动扶梯故障检测的驱动装置，其特征在于：还包括三相电源相序监控继电器K2，所述三相电源相序监控继电器K2的三个输入端子与输入端三相接线盒的三个输出端子连接，所述三相电源相序监控继电器K2的输出端与控制端接线盒连接，所述操作器可通过所述三相电源相序监控继电器K2监控输入端三相接线盒输出的三相电源的相序从而判断当前自动扶梯状态是处于上行或下行。

4.根据权利要求1所述的基于自动扶梯故障检测的驱动装置，其特征在于：各接触器为交流接触器。

5.根据权利要求1所述的基于自动扶梯故障检测的驱动装置，其特征在于：接触器KM6和接触器KM7为一对互锁的换向接触器，用于改变输出到电机的三相电源相序。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置，属于电梯故障检测技术领域。

背景技术

现有技术的一种自动扶梯综合检测系统如图1所示，自动扶梯包括控制柜及电机；检测系统包括：驱动器，串联于控制柜与电机之间，用于驱动自动扶梯模拟发生超速或逆转故障；传感器，其安装于自动扶梯梯级或扶手带上，用于多种速度信号的定量检测；及与驱动器、传感器连接的操作器，其可针对不同的检测项目控制驱动器及对已检测速度信号进行采集与显示。

现有的自动扶梯综合检测系统的驱动器内部单独采用变频器上述驱动功能，但是在实际使用中，对于工频自动扶梯、全变频自动扶梯以及可人工切换运行方式的旁路变频自动扶梯的检测，仅用变频器的确能实现上述驱动器的功能要求；但对于启动后自动切换运行方式(不能由人工切换启动方式)的旁路变频器自动扶梯的检测，仅用变频器无法实现上述驱动器的功能要求。自动切换的旁路变频自动扶梯工作原理如图2所示，自动扶梯正常启动时，三相电源通过主开关、变频器及变频运行接触器KM1(此时，接触器KM2、KM3、KM4均断开)接通电机，自动扶梯开始运行；当自动扶梯启动完毕直至速度到达正常速度，变频运行接触器KM1断开，然后工频运行接触器KM2、以及运行方向接触器吸合(上行接触器KM3或下行接触器KM4吸合，但不会同时吸合)，此时，变频器被旁路，自动扶梯运行在工频模式。该类旁路变频自动扶梯优点是：启动时用变频，启动平稳、冲击小；启动完毕后自动切换至工频运行，变频器仅用于启动，对变频器要求低，可降低成本，提高自动扶梯可靠性。但实际检测中，若使用现有的检测系统，仅由变频器实现驱动器功能，会出现故障，因为旁路变频自动扶梯变频启动完毕后，切换至工频运行时，动力回路会出现瞬间失电(KM1断开后，KM2才吸合，造成回路瞬间失电)，驱动器(变频器)会检测到主回路失电而报故障(这是变频器的基本功能)，驱动器停止输出，不能驱动自动扶梯进行超速及非操纵逆转状态，因此自动扶梯检测工作无法完成。因此，需要针对该类旁路变频自动扶梯设计一款驱动装置来完成以上检测工作。

扶梯超速是指自动扶梯或自动人行道的速度超过正常运行速度。

非操纵逆转是指自动扶梯或自动人行道在非人为操作状态下，其梯级、踏板或胶带改变规定的运行方向。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置，在现有的自动扶梯综合检测系统中起到驱动自动扶梯超速或逆转以模拟扶梯故障工况，并且防止动力回路瞬间失电导致的驱动装置误报故障的情况发生，使对于无法人工切换的旁路变频自动扶梯的检测更加安全准确。

本实用新型的技术方案为一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置，所述旁路变频自动扶梯包括控制柜和电机，所述驱动装置包括输入端三相接线盒、输出端三相接线盒、驱动变频器、控制端接线盒以及接触器；其中，所述接触器包括至少三个，分别为接触器KM5、接触器KM6和接触器KM7，

输入端三相接线盒，与控制柜的三相输出端连接；

输出端三相接线盒，与电机的三相输入端连接；

所述输入端三相接线盒还通过接触器KM5与输出端三相接线盒连接；

进一步，该驱动装置还包括电源失电监控继电器K1，所述电源失电监控继电器K1的两个输入端子与输入端三相接线盒的三个输出端子中的任意两个输出端子连接，所述电源失电监控继电器K1的输出端与控制端接线盒连接，所述操作器可通过所述电源失电监控继电器K1监控自动扶梯控制柜的电源失电状况。

进一步，该驱动装置还包括三相电源相序监控继电器K2，所述三相电源相序监控继电器K2的三个输入端子与输入端三相接线盒的三个输出端子连接，所述三相电源相序监控继电器K2的输出端与控制端接线盒连接，所述操作器可通过所述三相电源相序监控继电器K2监控输入端三相接线盒输出的三相电源的相序从而判断当前自动扶梯状态是处于上行或下行。

优选地，各接触器为交流接触器。

进一步，接触器KM6和接触器KM7为一对互锁的换向接触器，用于改变输出到电机的三相电源相序。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型技术方案的基于自动扶梯故障检测的驱动装置，通过驱动变频器能够驱动自动扶梯实现超速或非操纵逆转等模拟扶梯故障工况，并且通过接触器KM5的电路支路能够防止因动力回路瞬间失电导致的驱动器误报、停止工作等情况发生，使得对于无法人工切换工作模式的旁路变频自动扶梯的故障检测更加安全准确。

附图说明

图1所示为现有技术的一种自动扶梯综合检测系统构架示意图；

图2所示为根据本实用新型的自动切换的旁路变频自动扶梯的电路原理图；

图3所示为现有技术的自动扶梯综合检测系统的驱动器电路原理图；

图4所示为根据本实用新型实施方式的基于自动扶梯故障检测的驱动装置电路原理图；

图5所示为根据本实用新型实施方式的基于自动扶梯故障检测的驱动装置使用时的电路连接关系图；

图6所示为根据本实用新型实施方式的控制端接线盒的电路连接关系图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本实用新型的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本实用新型的范围施加限制。

参考图1-图3，利用现有技术的自动扶梯综合检测系统对自动切换的旁路变频自动扶梯进行检测，自动扶梯包括控制柜及电机；检测系统包括：驱动器，串联于控制柜与电机之间，用于驱动自动扶梯模拟发生超速或逆转故障；传感器，其安装于自动扶梯梯级或扶手带上，用于多种速度信号的定量检测；及与驱动器、传感器连接的操作器，其可针对不同的检测项目控制驱动器及对已检测速度信号进行采集与显示；现有驱动器内部如图3所示，单独采用变频器实现驱动，当使用现有的驱动器针对无法人工切换的旁路变频自动扶梯进行检测时，因为要使扶梯正常启动，一开始接触器KM3’和接触器KM4’就需要闭合其中一个(接触器KM3’和接触器KM4’互锁，无法同时闭合)才能使电机得电运行，因此，从启动开始，驱动器内部的变频器就处于工作状态，当控制柜出现瞬间失电，驱动器内部的变频器也会因失电而导致停止工作，从而无法继续进行检测。为了防止此类情况的发生，本实用新型针对现有驱动器进行了相应改进，并可替代现有驱动器用于自动扶梯综合检测系统的检测工作。

参考图4-图6，一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置，用于无法人工切换工作模式的旁路变频自动扶梯的超速或非操纵逆转故障检测，所述旁路变频自动扶梯包括控制柜和电机，所述驱动装置包括输入端三相接线盒、输出端三相接线盒、驱动变频器、控制端接线盒、电源失电监控继电器K1、三相电源相序监控继电器K2以及三个交流接触器，分别为接触器KM5、接触器KM6和接触器KM7；其中，

输入端三相接线盒用于驱动装置与自动扶梯控制柜连接，驱动装置外部，端子L1、L2、L3分别与自动扶梯控制柜的三相输出线相连，与控制柜连接时可不区分相序；驱动装置内部，端子L1、L2、L3分别连接到接触器KM5的输入端1、2、3，同时L1、L2、L3分别连接到变频器的输入端R、S、T，同时L1、L2、L3分别连接到三相电源相序继电器K2，同时L1、L2、L3中任意两个端子分别连接到电源失电监控继电器K1的输入端。

输出端三相接线盒用于驱动装置与自动扶梯电机连接，驱动装置外部，端子L1’、L2’、L3’分别与电机的三相线相连，与电机连接时可不区分相序；驱动装置内部，端子L1’、L2’、L3’分别与接触器KM5的输出端4、5、6相连，同时端子L1’、L2’、L3’分别与接触器KM6的输出端4、5、6相连，同时端子L1’、L2’、L3’分别与KM7的输出端4、5、6相连。

控制端接线盒用于与检测系统的操作器相连，操作器通过控制端接线盒获取驱动装置的状态信息，并通过控制端接线盒控制驱动装置的运行；在驱动装置内部，控制端接线盒分别与驱动变频器的控制端口相连，用于控制驱动变频器的工作；同时控制端接线盒与电源失电监控继电器K1的输出触点相连，用于监控控制柜输入到驱动装置的三相电源是否失电；同时控制端接线盒与三相电源相序监控继电器K2的输出触点相连，用于监控输入到驱动器的三相电源的相序(若定义正相序为扶梯上行，则负相序为扶梯下行，或者反向定义，从而可通过相序正负判断当前自动扶梯状态处于上行还是下行；扶梯的上下行与电机的运行方向或输入相序有关)；同时控制端接线盒与接触器KM5的线圈相连，用于控制接触器KM5的吸合或断开；与接触器KM6的线圈相连，用于控制接触器KM6的吸合或断开；与接触器KM7的线圈相连，用于控制接触器KM7的吸合或断开，控制端接线盒与各电路模块的连接可不区分相序。

驱动变频器用于电机的变频驱动，改变电机的转速、运行方向，模拟自动扶梯出现意外超速、非操纵逆转等故障工况。驱动变频器的三相输入端R、S、T分别与输入端三相接线盒的L1、L2、L3相连，驱动变频器的三相输出端U、V、W与接触器KM6的输入端1、2、3相连，同时驱动变频器的三相输出端U、V、W与接触器KM7的输入端3、2、1(或2、1、3，或1、3、2)相连，驱动变频器的控制端通过控制端接线盒与操作器相连。(若定义1、2、3为正相序，则2、3、1，3、1、2也为正相序，3、2、1，2、1、3，1、3、2均为负相序。)

电源失电监控继电器K1用于监控输入驱动装置的三相电源是否存在失电情况，电源失电监控继电器K1的输入端分别与输入端三相接线盒中任意两个端子(如L1、L2，或L1、L3，或L2、L3)相连，电源失电监控继电器K1输出触点通过控制端接线盒与操作器相连。

三相电源相序监控继电器K2用于监控输入驱动装置的三相电源相序(判断当前自动扶梯状态处于上行还是下行)，三相电源相序监控继电器K2的输入端分别与输入端三相接线盒的L1、L2、L3相连，输出触点通过控制端接线盒与操作器相连。

接触器KM6与接触器KM7是一对互锁的换向接触器，用于改变输出到电机的三相电源相序，接触器KM6的输入端1、2、3分别与驱动变频器的三相输出端U、V、W直接相连，接触器KM6的输出端4、5、6分别与驱动装置中输出端三相接线盒的L1’、L2’、L3’相连；接触器KM7的输入端1、2、3分别与驱动变频器三相输出端W、V、U(或V、U、W，或U、W、V)直接相连(若定义U、V、W为正相序，则V、W、U，W、U、V也为正相序，W、V、U，V、U、W，U、W、V均为负相序)，接触器KM7三相输出端4、5、6分别与驱动装置中输出端三相接线盒的L1’、L2’、L3’直接相连。

检测中，在扶梯启动阶段，驱动装置中的接触器KM5闭合，接触器KM6和接触器KM7均断开，此时驱动装置运行在工频模式，驱动变频器被旁路，扶梯正常启动运行；当扶梯启动成功并平稳运行后，断开接触器KM5，根据扶梯当前运行方向，通过互锁的接触器KM6和接触器KM7(接触器KM6和接触器KM7中只有一个闭合，无法同时闭合)以及驱动变频器的相互配合，控制电机的转速和运行方向从而模拟超速或非操纵逆转等故障工况；由于在控制柜启动扶梯过程中的瞬间失电时刻，驱动变频器处于未工作状态，平稳运行后才切换到驱动变频器运行模式，从而驱动变频器依然能够驱动自动扶梯模拟故障工况，因此可以避免驱动变频器因失电无法报错并停止工作而无法继续完成故障检测的情况发生；检测中对驱动器各电路模块的控制是通过操作器进行手动和\/或自动操作控制的，当驱动变频器驱动自动扶梯模拟故障工况后，自动扶梯的超速保护装置或逆转保护装置将会启动，断开控制柜的所有接触器，从而输入端三相接线盒失电，电源失电监控继电器K1能够检测到控制柜发生了失电而判断出超速保护装置或逆转保护装置因自动扶梯故障而启动，表明故障保护装置正常。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。在本实用新型的保护范围内其技术方案和\/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

设计图

一种基于自动扶梯故障检测的驱动装置论文和设计

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