一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置

摘要

本发明公开了一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置，包括主电机单元、辅助电机单元、切换操作单元、辅助变频单元、控制装置电源、设备控制单元。主电机单元由原有电机单元改进而成；辅助电机单元为带离合器的小功率电机减速机；切换操作单元用于切换电源；辅助变频单元是通用型变频器或者简化改进后的变频装置；控制装置电源向设备弱电部分供电；设备控制单元由原有设备控制单元改进而成。设备在市电正常时按原有驱动方式运行，市电停电时切换至蓄电池供电变频驱动辅助电机单元带动电机单元；该装置相关元器件技术成熟、模块化、商品化，结构简单、合理，低成本、高可靠性地解决市电断电问题；主电机故障时可由辅助电机单元取代运行。

权利要求

1.一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置，包括主电机单元、辅助电机单元、切换操作单元、辅助变频单元、控制装置电源、设备控制单元、设备检测单元，其特征在于：所述主电机单元做出的改进具体是：第一，加长主电机单元的电机轴其中安装冷却风扇或者安装刹车装置的那一端，使得该加长端能够安装离合器部件；第二，市电停电时由所述设备控制单元输出信号控制打开主电机单元的刹车装置；

所述辅助电机单元包括电机减速机、离合器；所述电机减速机的输出轴的其中一端与所述主电机单元的电机轴的加长端对应设置，且两者的轴线重合，使得所述电机减速机的输出轴能够通过所述离合器与所述主电机单元的电机轴的加长端结合；所述离合器的一端与所述主电机单元的电机轴的加长端紧固连结，另一端与所述辅助电机单元的输出轴紧固连结；所述离合器与所述设备控制单元信号连接，其分离以及结合的状态由所述设备控制单元输出信号控制；当垂直循环停车设备处于市电供电时，所述离合器处于分离状态，所述主电机单元的电机轴旋转只会带动所述离合器的一端旋转，所述离合器的另一端处于静止状态；当垂直循环停车设备处于市电停电时，所述离合器处于结合状态，所述辅助电机单元的输出轴旋转、通过所述离合器带动所述主电机单元的电机轴旋转；

所述切换操作单元包括互锁的市电电源通断开关和辅助变频电源通断开关；当所述市电电源通断开关处于导通状态时，所述辅助变频电源通断开关处于断开状态；当所述市电电源通断开关处于断开状态时，所述辅助变频电源通断开关处于导通状态；所述切换操作单元的操作采用操作员手动方式或者自动方式；

所述辅助变频单元包括充电模块、蓄电池、逆变模块以及变频器；

所述充电模块、蓄电池、逆变模块、变频器的主电路连接关系是顺序串接关系；所述充电模块的输入端接入市电电源，市电正常时通过所述充电模块对所述蓄电池充电；所述逆变模块把蓄电池输出的直流电转换为单相交流电或者三相交流电；所述变频器的电源输入形式与所述逆变模块匹配，输出的三相变频交流电接入所述辅助电机单元的电机减速机，驱动该电机减速机旋转；

所述控制装置电源用于向设备控制单元、设备检测单元提供电源，其供电方案采用以下三个方案的任一个：

方案一：所述控制装置电源为两路输入、切换单相交流电供电方式，具体是：设置一个直流转交流模块以及一个切换开关；所述直流转交流模块的输入端接入所述蓄电池，输出端通过所述切换开关向所述控制装置电源供电；所述切换开关具有两组输入端，其中一组接入市电电源的单相交流电，另一组接入所述直流转交流模块的输出端；所述切换开关与所述切换操作单元联动；当所述切换操作单元动作、使得市电电源通断开关处于导通状态时，触发所述切换开关动作并使得控制装置电源从市电电源获得供电；当所述切换操作单元动作、使得市电电源通断开关处于断开状态时，所述切换开关动作并使得控制装置电源从直流转交流模块获得供电；

方案二：所述控制装置电源为一路输入、所述蓄电池供电转换为单相交流电供电方式，具体是：设置一个直流转交流模块，所述直流转交流模块的输入端接入所述蓄电池，输出端向所述控制装置电源供电；

方案三：所述控制装置电源为一路输入、所述蓄电池直接供电方式，具体是：所述控制装置电源为直流电输入形式，由所述蓄电池直接供电；

所述设备控制单元具备以下功能：

第一，输出信号控制打开主电机单元刹车装置；

第二，输出信号控制所述辅助变频单元的变频器；

第三，输出信号控制所述辅助电机单元。

2.根据权利要求1所述的一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置，其特征在于：所述切换操作单元的自动方式包括：第一，在市电一侧安装一个供电检测装置，所述供电检测装置与所述设备控制单元信号连接；第二，所述设备控制单元具备输出信号控制所述切换操作单元的功能；

当所述供电检测装置检测到市电断电之后，相关信号发送至所述设备控制单元，所述设备控制单元输出信号控制所述切换操作单元的供电切换；当所述供电检测装置检测到市电恢复正常之后，相关信号发送至所述设备控制单元，所述设备控制单元输出信号控制所述切换操作单元的供电切换。

说明书

一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置

技术领域

[0001] 本发明涉及机械式停车设备领域，具体涉及在当前的垂直循环停车设备之上增加设置市电停电时切换至采用变频技术的蓄电池驱动的装置。

背景技术

[0002] 随着汽车保有量的增加，停车场地不足的问题日趋明显，机械式停车设备已得到广泛应用。机械式停车设备其中有一类是垂直循环形式，特点是由一台功率较大的电机驱
动多个汽车吊框沿垂直设置的环状轨道循环运行，当某个汽车吊框位于地面层位置时，该
汽车吊框即可进行车辆的存取操作。目前的垂直循环停车设备在市电停电时即处于停止运
行状态、全部汽车吊框均不能进行存取操作。若为解决停电问题而增加安装大功率UPS供电
电源或者大功率EPS供电电源作为设备的前级电源，则由于电机功率相对较大，投资将大幅
增加，且运行功耗增加，后期维护成本也高。若增加设置备用大功率发电机组，则同样存在
投资大幅增加以及日后的维护、保养问题。如何以低成本方式实现市电停电时使得垂直循
环停车设备能够继续正常运行，是一个亟待解决的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计出一种采用蓄电池加上变频技术的辅助电机减速机驱动技术方案。由于市电停电的情况并不是经常发生，因此，停电的时候只
需保持停车设备能够继续运行即可，无需强调运行效率，因此，辅助电机的功率相对原驱动
电机要小得多，使得配套的辅助电机单元、辅助变频单元的投入成本相对较低。在市电正常
时，辅助电机不运行；市电停电时，即切换至蓄电池供电，并由辅助电机运行驱动，彻底解决
市电停电的问题。

[0004] 为实现上述目的，本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的基础技术方案，包括主电机单元、辅助电机单元、切换操作单元、辅助变频单元、控制装置电源、设备
控制单元、设备检测单元，其特征在于：

[0005] 所述主电机单元做出的改进具体是：第一，加长主电机单元的电机轴其中安装冷却风扇或者安装刹车装置的那一端，使得该加长端能够安装离合器部件；第二，市电停电时
由所述设备控制单元输出信号控制打开主电机单元的刹车装置。当前的垂直循环停车设备
的电机单元的电机轴的一端连结减速装置，另一端安装有冷却风扇或者刹车装置或者同时
安装有冷却风扇以及刹车装置，该刹车装置的运行特点是由电机单元断电、电机停止旋转
时触发闭合刹车，由电机单元得电、电机开始旋转时触发打开；由于本发明的技术方案需要
在市电停电、电机单元断电时改由辅助电机驱动电机单元的电机轴旋转，因此，需要增加市
电停电时由设备控制单元输出信号控制打开电机单元的刹车装置的功能，以便辅助电机单
元能够带动电机单元的电机轴旋转，从而使得停车设备正常运行；为区别起见，原有电机单
元经过上述改进之后称为主电机单元。

[0006] 所述辅助电机单元包括电机减速机、离合器；所述电机减速机的输出轴的其中一端与所述主电机单元的电机轴的加长端对应设置，且两者的轴线重合，使得所述电机减速
机的输出轴能够通过所述离合器与所述主电机单元的电机轴的加长端结合；所述离合器的
一端与所述主电机单元的电机轴的加长端紧固连结，另一端与所述辅助电机单元的输出轴
紧固连结；所述离合器与所述设备控制单元信号连接，其分离以及结合的状态由所述设备
控制单元输出信号控制；当垂直循环停车设备处于市电供电时，所述离合器处于分离状态，
所述主电机单元的电机轴旋转只会带动所述离合器的一端旋转，所述离合器的另一端处于
静止状态；当垂直循环停车设备处于市电停电时，所述离合器处于结合状态，所述辅助电机
单元的输出轴旋转、通过所述离合器带动所述主电机单元的电机轴旋转。从常理可知，由于
辅助电机单元的动力源是电机减速机，减速之后再通过主电机单元驱动设备以较低速度运
行；因此，辅助电机单元的电机减速机的功率可以是主电机单元的电机功率的若干分之一
（该比例与辅助电机单元的电机减速机的减速比相关），该电机为小功率电机减速机。

[0007] 所述切换操作单元包括互锁的市电电源通断开关和辅助变频电源通断开关；当所述市电电源通断开关处于导通状态时，所述辅助变频电源通断开关处于断开状态；以上状
态使得主电机单元得电、辅助电机单元断电；当所述市电电源通断开关处于断开状态时，所
述辅助变频电源通断开关处于导通状态；以上状态使得主电机单元断电、辅助电机单元得
电；所述切换操作单元的操作采用操作员手动方式或者自动方式。

[0008] 所述辅助变频单元包括充电模块、蓄电池、逆变模块以及变频器。

[0009] 所述充电模块、蓄电池、逆变模块、变频器的主电路连接关系是顺序串接关系；所述充电模块的输入端接入市电电源，市电正常时通过所述充电模块对所述蓄电池充电；所
述逆变模块把蓄电池输出的直流电转换为单相交流电或者三相交流电；所述变频器的电源
输入形式与所述逆变模块匹配，输出的三相变频交流电接入所述辅助电机单元的电机减速
机，驱动该电机减速机旋转。本技术方案所使用的蓄电池为商业化产品且不限类型，只要是
可充电以及电容量、工作电流等关键指标满足具体需求即可；变频器为商业化的通用型变
频器，输入形式与逆变模块相匹配，输出三相变频交流电；充电模块、逆变模块均为商业化
的通用形式。

[0010] 所述控制装置电源用于向设备控制单元、设备检测单元提供电源，其供电方案采用以下三个方案的任一个：

[0011] 方案一：所述控制装置电源为两路输入、切换单相交流电供电方式，具体是：设置一个直流转交流模块以及一个切换开关；所述直流转交流模块的输入端接入所述蓄电池，
输出端通过所述切换开关向所述控制装置电源供电；所述切换开关具有两组输入端，其中
一组接入市电电源的单相交流电，另一组接入所述直流转交流模块的输出端；所述切换开
关与所述切换操作单元联动；当所述切换操作单元动作、使得市电电源通断开关处于导通
状态时，触发所述切换开关动作并使得控制装置电源从市电电源获得供电；当所述切换操
作单元动作、使得市电电源通断开关处于断开状态时，所述切换开关动作并使得控制装置
电源从直流转交流模块获得供电。

[0012] 方案二：所述控制装置电源为一路输入、所述蓄电池供电转换为单相交流电供电方式，具体是：设置一个直流转交流模块，所述直流转交流模块的输入端接入所述蓄电池，
输出端向所述控制装置电源供电。

[0013] 方案三：所述控制装置电源为一路输入、所述蓄电池直接供电方式，具体是：所述控制装置电源为直流电输入形式，由所述蓄电池直接供电。

[0014] 停车设备的弱电部分主要包括设备控制单元、设备检测单元；通常情况下，设备控制单元、设备检测单元的内部分别设置有交流转换直流的电源模块，设备控制单元、设备检
测单元所需的电源为单相交流电源。

[0015] 上述方案一的优点是市电正常时无须蓄电池供电，且无需改变设备控制单元、设备检测单元的输入电源形式，但需要增加一个直流转交流模块以及一个切换开关。

[0016] 方案二也是单相交流电输入形式，优点是无需改变设备控制单元、设备检测单元的输入电源形式，且设备控制单元、设备检测单元始终处于工作状态，与市电是否正常无
关，但需要增加一个直流转交流模块。

[0017] 方案三则是直流电输入形式，蓄电池的直流电源输出直接向设备控制单元、设备检测单元供电，优点是结构简单，且设备控制单元、设备检测单元始终处于工作状态，与市
电是否正常无关，但需要采购输入电源为直流电的设备控制单元、设备检测单元，或者需要
改造设备控制单元、设备检测单元内部设置的交流转换直流的电源模块为直流转换直流的
电源模块。

[0018] 所述设备控制单元具备以下功能：

[0019] 第一，输出信号控制打开主电机单元刹车装置；

[0020] 第二，输出信号控制所述辅助变频单元的变频器。

[0021] 第三，输出信号控制所述辅助电机单元。

[0022] 进一步地，上述一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的基础技术方案其中的辅助变频单元作出改进；具体是：辅助变频单元改为包括充电模块、蓄电池、直流升压模
块、制动单元、逆变单元、控制电路。

[0023] 所述充电模块、蓄电池、直流升压模块、制动单元、逆变单元及其连接电路构成所述辅助变频单元的主电路；所述辅助变频单元的主电路由小功率通用型变频器的主电路简
化、改进而成，具体是：第一，取消小功率通用型变频器的主电路其中的整流单元、上电缓冲
单元、滤波储能单元，相关功能由充电模块、蓄电池、直流升压模块取代；第二，保留小功率
通用型变频器的主电路其中的制动单元、逆变单元；第三，充电模块、蓄电池、直流升压模
块、制动单元、逆变单元的主电路的连接关系是顺序串接关系，且自所述直流升压模块输出
之后的主电路成为直流母线；所述充电模块的输入端接入市电电源，市电正常时通过所述
充电模块对所述蓄电池充电；所述蓄电池的输出端接入所述直流升压模块，所述直流升压
模块的额定输入电压与所述蓄电池的输出电压相匹配，额定输出电压与所述逆变单元所需
的直流母线电压相匹配；所述直流升压模块的输出端接入到直流母线之上；所述逆变单元
输出的三相变频交流电接入所述辅助电机单元的电机减速机，驱动电机减速机旋转。本技
术方案所使用的蓄电池为商业化产品且不限类型，只要是可充电以及电容量、工作电流等
关键指标满足具体需求即可；充电模块、直流升压模块均为商业化的通用形式。

[0024] 市场化的小功率通用型变频器的主电路包括整流单元、上电缓冲单元、滤波储能单元、制动单元、逆变单元；上电缓冲单元、滤波储能单元、逆变单元的主电路通过直流母线
顺序串接；整流单元的主要元器件是整流二极管，能够把输入的工频交流电转变为带脉冲
成分的直流电；上电缓冲单元的主要元器件是限流二极管和接触器开关，使得上电瞬间整
流单元的输出经过延时缓冲、接触器开关自动上电闭合之后才向后续电路供电，起到保护
作用；滤波储能单元的元器件主要是滤波电容和均压二极管，使得整流单元输出的带脉冲
成分的直流电变为平缓的直流电，并向后续电路供电；制动单元主要由单个IGBT管串接制
动电阻的释放电路组成，该IGBT管的基极由控制电路的主控单元根据电机制动的需要输出
信号控制；逆变单元主要由六个IGBT管以及辅助电路组成，这些逆变管的基极由控制电路
的主控单元根据电机运行的需要输出信号控制，某一时刻控制其中某三个IGBT导通，给电
机绕组内部提供电流，产生磁场，使得电机运转，下一时刻同理不断切换，把直流电变成连
续的交流电并使得电机持续运转。

[0025] 本技术方案的充电模块、蓄电池、直流升压模块的作用已经取代了上述整流单元、上电缓冲单元、滤波储能单元。

[0026] 所述辅助变频单元的控制电路由小功率通用型变频器的控制电路简化、改进而成，具体是：

[0027] 第一，取消原有输入单元其中接收电位器信号输出的速度信号输入模块。

[0028] 第二，取消原有输入单元其中的操作信号输入模块，相关操作信号改由设备控制单元发出。

[0029] 第三，主控单元的控制程序根据上述第一、第二点的改变作出相应的改变。

[0030] 市场化的小功率通用型变频器的控制电路包括控制电源模块、主控单元、检测单元、输入单元、输出单元；其中，控制电源模块向控制电路的元器件提供电源；主控单元包括
主控芯片和外围电路，主控芯片是ESP电机控制专用CPU或者MPU：外围电路包括ROM、RAM、输
入隔离及放大电路、输出隔离及放大电路；检测单元的输出与主控单元信号连接，包括检测
主电路滤波储能单元之后的电路电压的直流电压检测模块、检测主电路逆变单元前端的电
路电流的直流电流检测模块以及检测主电路逆变单元输出的电路电压的交流电压检测模
块；输入单元的输出与主控单元信号连接，包括接收电位器信号输出的速度信号输入模块、
接收人机界面输出的操作信号输入模块；输出单元的输入与主控单元信号连接，包括对主
电路的各个IGBT管的基极输出控制信号的基极控制输出模块以及外部控制输出模块。

[0031] 垂直升降停车设备的运行属于固定运行模式；本发明技术方案的辅助电机单元变频驱动即基于上述固定运行模式，其运行曲线已预先设定并固化在变频驱动装置的主控单
元的ROM之上，由主控单元根据设备控制单元的具体指令进行调用，因此，上述小功率通用
型变频器的控制电路的速度信号输入模块能够取消。

[0032] 垂直升降停车设备的运行在输入汽车吊框的调度指令之后，即进入自动运行模式；本发明技术方案的辅助电机单元变频驱动的相关操作信号改由设备控制单元发出；因
此，上述小功率通用型变频器的控制电路的操作信号输入模块能够取消。

[0033] 当上述小功率通用型变频器的控制电路取消其中的速度信号输入模块以及操作信号输入模块之后，变频驱动装置的主控单元的相关控制程序将大为简化。

[0034] 进一步地，上述一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的基础技术方案作出改进，所述改进具体是：所述切换操作单元的自动方式包括：第一，在市电一侧增加安装一
个供电检测装置，所述供电检测装置与所述设备控制单元信号连接；第二，所述设备控制单
元具备输出信号控制所述切换操作单元的功能。

[0035] 当所述供电检测装置检测到市电断电之后，相关信号发送至所述设备控制单元，所述设备控制单元输出信号控制所述切换操作单元的供电切换；当所述供电检测装置检测
到市电恢复正常之后，相关信号发送至所述设备控制单元，所述设备控制单元输出信号控
制所述切换操作单元的供电切换。

[0036] 当控制装置电源采用蓄电池供电转换为单相交流电供电方式或者采用蓄电池直接供电方式的时候，设备控制单元、设备检测单元即始终处于工作状态，不会受到市电断电
的影响。因此，由设备控制单元输出信号控制切换操作单元的供电切换动作成为可能。

[0037] 本发明的有益之处在于：为垂直循环停车设备设计出一种采用变频技术、蓄电池切换驱动的技术方案，当市电正常时，停车设备由原有的电机单元驱动；当市电停电时，切
换至蓄电池供电、由辅助电机单元通过原有的电机单元驱动。相关元器件、部件都是技术成
熟的、模块化的机电产品，结构简单、合理，低成本、高可靠性地实现市电断电情况下的停车
设备低速正常运行；另外，当主电机出现故障时，只需操作切换操作单元，即可实现辅助电
机单元取代主电机单元继续运行。上述特点为用户使用垂直循环停车设备提供了极大的方
便，对垂直循环停车设备的推广应用能够起到很好的促进作用。

附图说明

[0038] 图1是当前的垂直循环停车设备原有的电机单元的设置示意图。图中：21主电机；21a刹车装置；21b主减速装置。

[0039] 图2是本发明一种垂直循环停车设备的主电机单元及辅助电机单元的设置示意图。

[0040] 图中：21主电机；21a刹车装置；21b主减速装置；32辅助电机；34离合器；35辅助减速装置。

[0041] 图3是本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的基础技术方案对应其中一个实施例的电气原理示意图。图中：21主电机；32辅助电机；41充电模块；42蓄电池；43
切换操作开关；44逆变模块；45变频器；46变频输出；47主电机控制柜；48辅助电机开关；49
切换开关；50直流转交流模块；52设备控制单元；53设备检测单元；54市电输入；55a辅助变
频单元一；56设备人机界面。

[0042] 图4是一种常见的通用型小功率变频器的电路示意图。图中：01整流单元；02上电缓冲单元；03滤波储能单元；04制动单元；05逆变单元；46变频输出；54市电输入；10控制电
源模块；11直流电压检测模块；12直流电流检测模块；13基极控制输出模块；14交流电压检
测模块；15操作信号输入模块；17速度信号输入模块；18主控单元；19外部控制输出模块。

[0043] 图5是本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的改进技术方案（即前述技术方案二）对应的其中一个实施例的电气原理示意图。图中：04制动单元；05逆变单元；
10控制电源模块；11直流电压检测模块；12直流电流检测模块；13基极控制输出模块；14交
流电压检测模块；18主控单元；19外部控制输出模块；21主电机；32辅助电机；41充电模块；
42蓄电池；43切换操作开关；46变频输出；47主电机控制柜；48辅助电机开关；50直流转交流
模块；51直流升压模块；52设备控制单元；53设备检测单元；54市电输入；55b辅助变频单元
二；56设备人机界面。

[0044] 图6是本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的改进技术方案（即前述技术方案二）对应的另一个实施例的电气原理示意图。图中：04制动单元；05逆变单元；10
控制电源模块；11直流电压检测模块；12直流电流检测模块；13基极控制输出模块；14交流
电压检测模块；18主控单元；19外部控制输出模块；21主电机；32辅助电机；41充电模块；42
蓄电池；43切换操作开关；46变频输出；47主电机控制柜； 48辅助电机开关；51直流升压模
块；52设备控制单元；53设备检测单元；54市电输入；55b辅助变频单元二；56设备人机界面。

具体实施方式

[0045] 下面结合附图对本发明作进一步说明，本发明的保护范围不限于以下所述。

[0046] 图1所示，为当前的垂直循环停车设备原有的电机单元的设置示意图。图中可见，主电机21的电机轴的一端连结主减速装置21b，另一端连结刹车装置21a。

[0047] 图2所示，为本发明一种垂直循环停车设备的主电机单元及辅助电机单元的设置示意图。图中可见，该图为在图1的基础上增加设置辅助电机单元，该辅助电机单元包括辅
助电机32、辅助减速机35以及离合器34；具体是：辅助减速机35的输出轴的轴线与主电机21
的电机轴的轴线重合，主电机21的电机轴其中设置有刹车装置21a的一端加长，离合器34的
一端与该加长端紧固连结，另一端与辅助减速机35的输出轴紧固连结。

[0048] 从前述可知：离合器34与设备控制单元信号连接，其分离以及结合的状态由设备控制单元输出信号控制；当停车设备处于市电供电时，离合器34处于分离状态，主电机21的
电机轴旋转只会带动离合器34的一端旋转，离合器34的另一端处于静止状态；当停车设备
处于市电停电时，离合器34处于结合状态，辅助电机32旋转带动辅助减速机35旋转，辅助减
速机35的输出轴通过离合器34带动主电机21的电机轴旋转，使得市电停电时设备能够以低
速正常运行。

[0049] 图3所示，为本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的基础技术方案对应其中一个实施例的电气原理示意图；从前述可知，该装置包括主电机单元、辅助电机单
元、切换操作单元、辅助变频单元、控制装置电源、设备控制单元；图3所示实施例其中的主
电机单元简化表示为主电机21；辅助电机单元单元简化表示为辅助电机32；切换操作单元
简化表示为切换操作开关43；辅助变频单元为辅助变频单元一55a；控制装置电源通过切换
开关49接入；当市电正常时，控制装置电源从市电其中的单相交流电接入；当市电断电时，
控制装置电源从直流转交流模块50接入；设备控制单元为设备控制单元52；设备控制单元
52与设备人机界面56、设备检测单元53、主电机控制柜47信号连接。

[0050] 从图3右上角可见，市电输入54（为三相四线交流电）通过切换操作开关43接入主电机控制柜47，由设备控制单元52信号控制主电机控制柜47，驱动主电机21运行。

[0051] 从图3的中间位置可见，辅助变频单元一55a由充电模块41、蓄电池42、逆变模块44以及变频器45组成；充电模块41、蓄电池42、逆变模块44、变频器45的主电路连接关系是顺
序串接关系；市电输入54其中的单相接入充电模块41，市电正常时通过充电模块41对蓄电
池42充电；逆变模块44把蓄电池42输出的直流电转换为单相交流电或者三相交流电（图中
所示为单相交流电）；变频器45的变频输出46（为三相变频交流电）通过变频输出开关48接
入辅助电机32，驱动辅助电机32旋转。变频器45是常规的通用型小功率变频器，由设备控制
单元52输出信号控制运行。

[0052] 从图3的下方位置可见，图3所示实施例的控制装置电源为两路输入、切换单相交流电供电方式。具体是：设备控制单元52、设备检测单元53所需的电源通过切换开关49获
得；切换开关49与切换操作开关43为联动关系；当切换操作开关43使得市电电源处于导通
状态时，触发切换开关49动作并使得设备控制单元52、设备检测单元53所需的电源从市电
电源获得；当切换操作开关43使得辅助变频电源处于导通状态时，触发切换开关49动作并
使得设备控制单元52、设备检测单元53所需的电源从直流转交流模块50获得（实质上是蓄
电池42供电）。图示的控制装置电源分别向设备控制单元52、设备检测单元53供电。

[0053] 图4所示，为一种常见的通用型小功率通用型变频器的原理图。

[0054] 图4左上方所示，为该变频器的主电路原理图，从左到右分别是市电输入54、整流单元01、上电缓冲单元02、滤波储能单元03、制动单元04、逆变单元05以及变频输出46。

[0055] 整流单元01主要元器件是整流二极管，能够把输入的工频交流电（图示为R、S、T、N三相四线的市电输入54）转变为带脉冲成分的直流电，该带脉冲成分的直流电进入滤波储
能单元03；在滤波储能单元03和整流单元01之间设置有主要由限流二极管和接触器开关组
成的上电缓冲单元02，使得上电瞬间整流单元01的输出经过延时缓冲、接触器开关自动上
电闭合之后，才向后续电路的滤波储能单元03供电；为了满足所驱动电机的直流制动所需，
在滤波储能单元03以及逆变单元05之间设置有制动单元04，通常情况下，小功率变频器的
制动单元04是单个IGBT管串接制动电阻组成的电流释放电路，该IGBT管的基极由变频器控
制电路的主控单元18根据所驱动电机的制动的需要，输出信号进行控制。制动单元04同时
具有主电路保护作用。由于电机绕组是感性负压载，在启动和停止的瞬间会产生一个较大
的反向电动势，在电路上形成反向电压，这个反向电压的能量会通过逆变单元05使得直流
母线上的电压瞬间升高。当该瞬间升高的电压达到一定程度，会击穿逆变管以及整流管。当
有反向高压产生时，变频器控制电路使得制动单元04的IGBT管导通，瞬间高压通过该IGBT
管在制动电阻释放掉，起到保护作用。逆变单元05主要由六个IGBT管（逆变管）以及辅助电
路组成，这些逆变管的基极由变频器控制电路的主控单元18根据电机运行的需要输出信号
控制，某一时刻控制其中某三个IGBT导通，给电机绕组内部提供电流，产生磁场，使得电机
运转，下一时刻同理不断切换，把直流电变成连续的交流电并使得电机持续运转。

[0056] 图4下方所示，为该变频器的控制电路原理图。图中可见，从市电输入54的其中一根相线T与中性线N向控制电源模块10供电。直流电压检测模块11的信号输入端接入滤波储
能单元03，信号输出端接入主控单元18；直流电流检测模块12的信号输入端接入逆变单元
05的前端，信号输出端接入主控单元18；交流电压检测模块14的信号输入端接入逆变单元
05的输出端，信号输出端接入主控单元18。主控单元18是变频器的控制枢纽，包括主控芯片
和外围电路；其中，主控芯片是ESP电机控制专用CPU或者MPU，外围电路包括ROM、RAM、输入
隔离及放大电路、输出隔离及放大电路等，由控制电源模块10供电。图中可见，速度信号输
入模块17（通常是电位器）、操作信号输入模块15（通常是变频器人机界面）的信号输出接入
主控单元18；主控单元18的信号输出与基极控制输出模块13信号连接，对变频器的各个
IGBT管的基极进行信号输出控制；主控单元18的信号输出与外部控制输出模块19信号连
接，对外输出控制信号或其他信息。

[0057] 图4所示只是一种常见的通用型小功率通用型变频器的基本电路，市场产品的实际电路可能存在变化或差异，但基本原理相同。

[0058] 图5所示，为本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的改进技术方案（即前述技术方案二）对应的其中一个实施例的电气原理示意图；从前述可知，该装置包括
主电机单元、辅助电机单元、切换操作单元、辅助变频单元、控制装置电源、设备控制单元；
图5所示实施例其中的主电机单元简化表示为主电机21；辅助电机单元单元简化表示为辅
助电机32；切换操作单元简化表示为切换操作开关43；辅助变频单元为辅助变频单元二
55b；控制装置电源由直流转交流模块50接入；设备控制单元为设备控制单元52；设备控制
单元52与设备人机界面56、设备检测单元53、主电机控制柜47以及变频装置二55b的主控单
元18信号连接。

[0059] 图5对比图3可知，图5所示实施例与图3所示实施例的区别在于图5所示实施例的辅助变频单元二55b取代了图3所示实施例的辅助变频单元一55a以及图5所示实施例的控
制装置电源采用了另外一种方案；图5对比图4可知，图5所示实施例的辅助变频单元二55b
实质上是图4所示的一种常见的通用型小功率通用型变频器的主电路以及控制电路简化、
改进而成。

[0060] 以下首先分析变频装置二55b。

[0061] 图5的变频装置二55b的上半部分为主电路；图中可见：图4所示一种常见的通用型小功率通用型变频器的主电路其中的整流单元01、上电缓冲单元02、滤波储能单元03在图5
已经被取消，相关功能被充电模块41、蓄电池42、直流升压模块51取代，充电模块41、蓄电池
42、直流升压模块51与制动单元04、逆变单元05共同组成一个简化、改进的变频装置；充电
模块41、蓄电池42、直流升压模块51、制动单元04、逆变单元05的主电路连接关系是顺序串
接关系；充电模块41的输入端接入市电输入54的其中一路相线，市电正常时通过充电模块
41对蓄电池42充电；蓄电池42的输出端接入直流升压模块51，直流升压模块51的额定输入
电压与蓄电池42的输出电压相匹配，额定输出电压与变频装置的直流母线电压相匹配；直
流升压模块51的输出端接入到后级主电路（直流母线）之上；逆变单元05的变频输出46（为
三相变频交流电）通过变频输出开关48接入辅助电机32，驱动辅助电机32旋转。

[0062] 图5的变频装置二55b的下半部分为控制电路；图中可见：该部分电路实际上是在图4所述小功率通用型变频器的控制电路作出改进之后得出。图中可见，图4所示小功率通
用型变频器其中的控制电源模块10得以保留，但是改为由直流转交流模块50输出供电；图4
所示小功率通用型变频器其中的直流电压检测模块11、直流电流检测模块12、交流电压检
测模块14、主控单元18、基极控制输出模块13、外部控制输出模块19均予以保留，而且信号
连接方式并无改变；而图4所示小功率通用型变频器其中的速度信号输入模块17并没有保
留，这是因为本发明技术方案应用于垂直循环停车设备的变频驱动，运行模式固定，相关运
行曲线已经预先设定并固化在主控单元18的ROM之上，由主控单元18的主控芯片根据具体
运行状态调用，因此，速度信号输入模块17已经多余。类似地，图4所示小功率通用型变频器
其中的操作信号输入模块15也没有保留，这是因为本发明技术方案应用于垂直循环停车设
备的变频驱动，接受用户操作的设备人机界面35已经取代了操作信号输入模块15，因此，操
作信号输入模块15已经多余。

[0063] 以下分析图5所示实施例的控制装置电源具体采用的方案。图中可见，图5所示实施例的控制装置电源采用一路输入、蓄电池供电转换为单相交流电供电方式。具体是：设置
有直流转交流模块50，直流转交流模块50的输入端接入蓄电池42，输出端向控制装置电源
供电（图示为分别向变频装置二55b的控制电源模块10、设备控制单元52、设备检测单元53
供电）。

[0064] 图6所示，为本发明一种垂直循环停车设备的停电切换驱动装置的改进技术方案（即前述技术方案二）对应的另一个实施例的电气原理示意图；从前述可知，该装置包括主
电机单元、辅助电机单元、切换操作单元、辅助变频单元、控制装置电源、设备控制单元；图6
所示实施例其中的主电机单元简化表示为主电机21；辅助电机单元单元简化表示为辅助电
机32；切换操作单元简化表示为切换操作开关43；辅助变频单元为辅助变频单元二55b；控
制装置电源通过蓄电池42直接供电；设备控制单元为设备控制单元52；设备控制单元52与
设备人机界面56、设备检测单元53、主电机控制柜47以及变频装置二55b的主控单元18信号
连接。

[0065] 图6对比图5可知，图6所示实施例与图5所示实施例的区别在于控制装置电源采用另外一种方案。图中可见，图6所示实施例的控制装置电源采用一路输入、蓄电池直接供电
方式（图示为向变频装置二55b的控制电源模块10、设备控制单元52、设备检测单元53供
电）。

[0066] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，
均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。