| 電梯 門控系統介紹 (2002/9/4) |
bruce 科技始終來自人性 ─ 相信很多人都聽過這句話，人類科技日新月異，創造出許多讓生活更加便利舒適的事物，而自動門便是其中一項。 電梯門動作特性如下圖所示但於設計時必須注意的事項如下： 1. 舒適性於開啟與關閉時之動作可分為3個區段，分別為加速區，高速區與減速區，整體速度必須迅速平滑 ─ 速度過快會令人恐懼產生不適，速度太慢則效率過低令人不耐。 2. 安全性 1) 關門最大力量限制：雖然現今電梯門有許多安全週邊保護 ─ 如機械式安全邊與紅外線光柵，但無論是機械或電子式設計總有其壽命限制與不良之情形發生，而門控系統之關門最大力量限制就成為最後一道保護防線。力量太大易使人受傷，力量太小若稍愈阻礙則造成故障。其理想值為20~25kg，此力量之設計必須與開門機結構配合。 2) 當開與關門於極限位置時必須施加一固定力量將門保持於極限點,以避免電梯於行進間內門遭外力開啟產生危險。目前此項控制技術有2種，分別為馬達施加一連續拘束轉矩（Continuous Stall Torque）或保持轉矩（Holding Torque）。 現今使用之電梯門控技術大致可分為2個方式 ─ 開迴路與閉迴路控制方式，分別搭配不同的開門機結構使用。 開迴路控制 所謂開迴路控制係指馬達未裝置速度回授元件（Feed Back Device），控制器只負責提供給馬達固定電壓，不做任何速度補償。以前控制電子技術較不發達時，控制馬達之加減速較為不易，為使開關門有迅速平滑加減速，係使用連桿組機械結構，產生類似正弦波加減速以達到開關門動作之舒適感。 目前使用的馬達控制技術大致尚有2種 ─ 1) DC直流馬達 2) 三相AC感應式馬達。 以下為其各項特性之比較表： 馬達成本 控制器成本 馬達效率 動作特性 DC直流馬達 高 低 70~80% 較好 三相AC感應式馬達 低 高 60~70% 較差 閉迴路控制 閉迴路控制係指馬達裝置速度與位置回授元件，若速度控制調節率要求於0.01%以下則馬達必須裝上TG（Tacho Generator）同時配上PG（Encoder）做位置回授。目前使用大多以PG同時作為速度與位置回授之元件，具有自動調整適應門寬，施工調整容易且降低不良率。由於控制技術的進步，因此開門機結構得以的簡化，省略了複雜的連桿機構改採時規皮帶直接帶動門板，機械結構成本得以降低。 目前使用的控制技術大致有3種 1 永磁式直流馬達 ─ PM DC Motor 此種控制方式為最傳統之控制方式之一，其優點為控制原理簡單，故障率低，不易產生電磁干擾，成本低廉特別在低轉速時運轉順暢馬達效率高，其缺點為馬達係採用機械換相（Mechanical Commutation），碳刷會導致磨損與產生噪音，但只要馬達設計與製造得宜，在電梯門的應用上可以使用15年而不必更換碳刷且其噪音值可控制於50db以下。 2 感應式交流馬達 ─ IM AC Motor 此種控制方式之優點為馬達構造簡單故成本低廉且耐用，其缺點為易生電磁干擾，馬達效率較低體積較大，低轉速運轉時控制較不易，但隨著近年來向量控制（Vector Control）技術不斷提昇，在低速運轉控制與干擾防治方面已獲得明顯改善.此項技術在台灣已日趨成熟。 3 永磁式交流（直流無刷）馬達 ─ PM AC（Brushless DC）Motor 此項為最新最先進之控制科技，目前控制器多已使用DSP技術，輸入電壓大致有2種 ─ 方波及正弦波，其中以正弦波控制的方式在低轉速使馬達具有較穩定的速度及效率，馬達的工作原理係由永磁式直流馬達演進而成。 其優點為馬達效率最高,體積最小（大約僅有感應式交流馬達之一半），馬達採用電子換相（Electronic Commutation）方式，故無直流有刷馬達之碳刷與整流子磨耗與噪音之缺點，其優點可說集永磁式直流馬達與感應式交流馬達之優點於一身。此項技術在國外使用已日趨成熟,目前已成功運用於不需減速機減速而直接驅動之捲揚馬達，其唯一之缺點為技術門檻高及成本較高。 以下為永磁式交流(直流無刷)馬達控制技術之原理 以下為各項特性之比較表： 馬達成本 控制器成本 馬達效率 馬達體積 永磁式直流馬達 中 低 70~80% 中 感應式交流馬達 低 高 60~70% 大 永磁式交流(直流無刷)馬達 高 高 85%以上 小 結論： 由於微電腦技術進步快速，今後電梯門控技術發展趨勢為朝向具有智慧型之方向發展 ─ 亦既必須具備位置與速度回授之控制方式，而永磁式交流(直流無刷)馬達所具有之優點可望成為未來驅動系統之主流。 本文承蒙東茂電機股份有限公司王正一先生提供,在此謹予感謝其熱忱。 |
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