[发明专利]电梯门系统状态监测和故障预警系统

权利要求书

1、一种电梯门系统状态监测和故障预警系统，其特征在于，包括：控制子系统、性能分析子系统、状态监测和预警子系统，三个子系统之间通过CAN总线连接，其中：

控制子系统控制电梯开关门速度，并获得电梯电机的磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量，并通过CAN总线传输给性能分析子系统以及状态监测和预警子系统；

性能分析子系统通过CAN总线接收磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量，计算q轴电流分量的峰值大小和开关门位置，得到预警电流阈值并传输给状态监测和预警子系统；

状态监测和预警子系统通过CAN总线接收磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量，将q轴电流分量和预警电流阈值进行比较，产生预警代码，并传送到远程控制中心。

2、根据权利要求1所述的电梯门系统状态监测和故障预警系统，其特征是，所述控制子系统，包括：增量编码器、转速及磁极位置计算模块、霍尔元件、克拉克变换模块、比例电路、电压矢量计算模块、帕克逆变换模块、空间矢量计算模块、智能功率模块和CAN总线接口，其中：

增量编码器与电梯门的永磁同步电机转子相连接，检测电机转子的磁极位置，电源接通后对电机磁极初始位置进行检测，电机工作时以脉冲PA、PB、PZ输出至转速磁极位置计算模块；

转速磁极位置计算模块计算得到电机实际转速及磁极位置，实际转速传输给比较电路，磁极位置传输给CAN总线接口和帕克逆变换模块；

霍尔元件作为电流传感器与电机定子相接，测量电机的U相电流和V相电流，输出至克拉克变换模块；

克拉克变换模块根据U相电流和V相电流计算得到d轴电流分量和q轴电流分量，将q轴电流分量传输给比较电路和CAN总线接口，将d轴电流分量传输给比较电路；

比较电路比较给定转速与增量编码器得到的实际转速，得到两个转速的差值，通过比例积分调节后，产生力矩电流；比较电路将力矩电流和q轴电流分量进行比较，所得差值通过比例积分调节后输至电压矢量计算模块；比较电路将励磁电流指令i_d＝0和d轴电流分量进行比较，所得差值通过比例积分调节后输至电压矢量计算模块；

电压矢量计算模块根据比较电路的比较结果计算得到电机矢量电压V_d和V_q，矢量电压V_d和V_q通过帕克逆变换模块计算产生α轴电压V_α和β轴电压V_β，V_α和V_β信号输至空间矢量计算模块运算得到PWM1-PWM6脉宽电压，输入至智能功率模块，产生U、V、W三相交流电压，驱动永磁同步电机按给定的速度完成开关门；

CAN总线接口将d轴电流分量、q轴电流分量、磁极位置输出至CAN总线。

3、根据权利要求1所述的电梯门系统状态监测和故障预警系统，其特征是，所述性能分析子系统，包括：CAN总线适配卡和性能分析模块，CAN总线适配卡接收CAN总线上数字量信号的磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量，输出至性能分析模块，性能分析模块记录磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量变化历程，计算q轴电流分量的峰值大小，得到电流预警阈值输出至状态监测和预警子系统。

4、根据权利要求3所述的电梯门系统状态监测和故障预警系统，其特征是，所述性能分析模块，在门系统正常运行的工况下，记录分析控制子系统发送的磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量随时间变化的过程，并将q轴电流分量的峰值作为基准，同时模拟门系统出现强迫关门装置失效、门扇阻塞或夹人、导轨间磨损增大、皮带轮打滑、机电连锁失效故障情况下，记录非正常状态下的磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量变化过程，计算q轴电流分量的峰值大小，与q轴电流峰值基准进行比较，非正常状态下的q轴峰值电流是基准峰值电流的1.15-1.3倍，取1.15-1.3之间的某一值作为故障电流预警阈值并输出至状态监测和预警模块。

5、根据权利要求1所述的电梯门系统状态监测和故障预警系统，其特征是，所述状态监测和预警模块，其包括：CAN总线收发控制器、状态监测预警模块、数据存储模块、数据显示模块和远程数传模块，其中：CAN总线收发控制器接收CAN总线上数字量信号磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量，输出至状态监测预警模块，状态监测预警模块将q轴电流分量和性能分析模块获得的电流预警阈值进行比较，从而得到故障预警代码并传输给远程数传模块，同时状态监测预警模块将磁极位置、d轴电流分量和q轴电流分量保存至数据存储模块，并在数据显示模块进行实时显示，远程数传模块将预警代码传送至远程控制中心。