一種電梯平衡系數的檢測方法及其檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電梯平衡系數的檢測方法及其檢測裝置，步驟：S1、在電梯初步安裝完成后，將電梯對重和電梯轎廂處于齊平位置；S2、輸出恒定力矩F1控制電梯運行一個時間段；S3、獲取電梯運行時的穩(wěn)定加速度a，代入公式k＝[F1+m'(g?a)]/[(g?a)·Q]計算出電梯平衡系數k，Q為電梯額定載重，g為重力加速度，m'為電梯的載重，當電梯空載時，m'為0。本發(fā)明能夠快速且精確的檢測出電梯平衡系數，具有安全可靠的優(yōu)點。
【專利說明】
一種電梯平衡系數的檢測方法及其檢測裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電梯系統(tǒng)自動化檢測領域，特別涉及一種電梯平衡系數的檢測方法及其檢測裝置。
【背景技術】
[0002]電梯平衡系數是電梯最重要的特性參數之一，它直接影響著電梯的整體性能，電梯平衡系數即與電梯運行的安全性能和舒適性能有重要關系，也是電梯節(jié)能經濟運行的一個重要因素。每一臺電梯在初步安裝完成后都需要進行電梯的平衡系數測定，并不斷優(yōu)化電梯對重的配重額度，合格的電梯平衡系數不僅僅能保證電梯在運行時的穩(wěn)定和流暢，防止轎廂出現明顯抖動等情況，還關系到電梯運行的安全，其與鋼絲繩或傳送帶是否打滑也有直接或間接的關系。現有的電梯平衡系數測定方式主要有三種:
[0003]第一種是根據電梯轎廂在不同載重的情況下，控制電梯上下運行，并記錄當電梯轎廂與對重齊平時的電流值，根據上述值分別繪制上行的電流曲線和下行的電流曲線，兩條曲線的焦點即為當前電梯的平衡系數。然而這種測試方法非常不方便，需要人工對轎廂內的載重物進行移動或添加，從而達到改變轎廂載重的目的，耗費時間也長，而且其測試精度不高，若想得到在焦點處的精確值，就需要在焦點附近取多個值并繪制成曲線，也意味著需要多次更改轎廂內的載重并測定其運行時的電流值，然而即使這樣，在實際情況下的測量精度依然很不精確。
[0004]第二種是通過直接或間接測量電梯轎廂和對重的質量或其質量差，并帶入平衡系數的計算公式中，計算得出電梯的平衡系數。然而在這種方式中，多數情況需要專門的工具去測量如質量或力矩等參數值，這樣增加了額外的硬件成本，同時也引入了額外的誤差來源，如測量工具的精度誤差以及電梯自身的靜摩擦等，而且該方式主要還是由人工進行操作，不符合自動化的需求。
[0005]第三種則是用專用測定設備進行測定，這種方式往往要更精確些，但也額外增加了許多成本，且需要隨處攜帶，很不方便調試與維護。
[0006]在當前的技術背景下，工業(yè)設備都在逐漸實現自動化和智能化，且在此基礎上還不應增加或只應增加很少的成本來實現原來的功能，同時還應該能滿足新時代的精確度需求等，而上述三種方式都存在不同的缺陷。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種電梯平衡系數的檢測方法，該方法能夠快速且精確的檢測出電梯平衡系數，且具有安全可靠的優(yōu)點。
[0008]本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于實現上述檢測方法的電梯平衡系數檢測裝置。
[0009]本發(fā)明的第一目的通過下述技術方案實現:一種電梯平衡系數的檢測方法，步驟如下:
[0010]S1、將電梯對重和電梯轎廂處于齊平位置；
[0011]S2、輸出恒定力矩Fl控制電梯運行一個時間段；
[0012]S3、獲取電梯運行時的穩(wěn)定加速度a，然后代入以下公式計算出電梯平衡系數k:
[0013]k= [Fl+m'(g-a) ]/[ (g-a).Q]；
[0014]其中Q為電梯額定載重，g為重力加速度，m’為電梯的載重，當電梯空載時，m’為0。
[0015]優(yōu)選的，還包括以下步驟:S4、根據電梯平衡系數標準值kl的范圍，通過以下公式計算出對應電梯對重標準值Wl的范圍，從而根據電梯對重標準值Wl對實際電梯對重進行優(yōu)化:
[0016]ffl=G+kl.Q；
[0017]其中G為電梯轎廂的重量。
[0018]更進一步的:S5、根據步驟S3中得到電梯平衡系數k，通過以下公式計算得出電梯對重實際值W:
[0019]ff=G+k.Q；
[0020]S6、根據步驟S4中得到的電梯對重標準值Wl的范圍和步驟S5中得到的電梯對重的實際值W，計算出電梯對重的優(yōu)化范圍，從而根據該優(yōu)化范圍對電梯對重進行優(yōu)化。
[0021]優(yōu)選的，所述恒定力矩FI的方向為電梯主機指向電梯轎廂或電梯主機指向電梯對重。
[0022]優(yōu)選的，步驟S2中輸出恒定力矩Fl控制電梯運行的時間段為5?20秒;步驟S2中輸出恒定力矩Fl控制電梯的啟動速度為0.1?0.5m/s。
[0023]優(yōu)選的，步驟S3中電梯運行時的穩(wěn)定加速度a獲取過程如下:實時檢測電梯運行的加速度，當檢測到電梯運行的加速度在預設時間內保持不變或者其變化幅度在預設幅度范圍內時，則將該加速度作為穩(wěn)定加速度。
[0024]優(yōu)選的，所述預設時間為5?20秒，所述預設幅度范圍為-20%?+20%。
[0025]本發(fā)明的第二目的通過下述技術方案實現:
[0026]—種用于實現上述檢測方法的電梯平衡系數的檢測裝置，包括電梯控制系統(tǒng)、加速度傳感器和輸出恒定力矩至電梯的電梯主機，所述加速度傳感器和電梯主機分別與電梯控制系統(tǒng)連接;所述加速度傳感器置于電梯轎廂上。
[0027]優(yōu)選的，所述加速度傳感器通過有線或無線方式與電梯控制系統(tǒng)連接。
[0028]優(yōu)選的，所述電梯控制系統(tǒng)包括主控板和變頻器，所述電梯主機通過變頻器與主控板連接。
[0029]本發(fā)明相對于現有技術具有如下的優(yōu)點及效果:
[0030](I)本發(fā)明檢測方法在電梯轎廂與電梯對重運行到齊平位置時通過一個恒定力矩Fl控制電梯運行一個時間段，然后獲取到電梯在恒定力矩Fl情況下運行時的穩(wěn)定加速度，最后將該穩(wěn)定加速度a代入到k=[Fl+m’(g-a)]/[(g_a).Q]公式中即可得到電梯平衡系數;本發(fā)明檢測方法只需給定一個恒定力矩Fl，在檢測到電梯的穩(wěn)定加速度的情況下即可計算出電梯的平衡系數，具有檢測速度快的優(yōu)點，幾乎可以在幾秒鐘時間內完成電梯平衡系數的檢測。本發(fā)明上述電梯平衡系數計算公式在電梯轎廂空載或者帶負載(符合電梯正常運行的任何載重)的情況下均可實現電梯平衡系數的檢測，當為空載時，將m’置為零即可，因此本發(fā)明檢測方法中電梯轎廂無需人工添加任何砝碼以模擬其載重情況，具有檢測過程簡單的優(yōu)點。
[0031](2)本發(fā)明檢測方法通過k=[Fl+m’(g-a)]/[(g-a).Q]的計算公式計算得出電梯平衡系數，通過上述電梯平衡系數計算公式可以看出，本發(fā)明檢測方法電梯平衡系數的精確度主要和加速度的精確度有關，而現有加速度傳感器精確度完全能夠滿足現有工業(yè)需求，因此本發(fā)明具有電梯平衡系數檢測精度高的優(yōu)點。由于本發(fā)明檢測方法不需要電梯做大范圍的運行或快速運行，因此其測量過程安全可靠。
[0032](3)本發(fā)明檢測方法在檢測到電梯平衡系數k的情況下，可通過公式W = G+k.Q計算得到電梯對重實際值W，在知曉電梯平衡系數標準值kl范圍的情況下，通過公式Wl=G+kl.Q計算得到電梯對重標準值Wl的范圍，將電梯對重實際值W和標準值Wl范圍進行比較后，能夠獲取到電梯對重的偏差范圍，輔助電梯現場調試人員對電梯對重進行優(yōu)化，實現系統(tǒng)的快速調整和調試。
[0033](4)本發(fā)明檢測方法通過恒定力矩Fl可以使得電梯以微小的速度啟動，該微小的速度不大于當前電梯檢修運行時的速度，由常識可知，由于慣性以及自身重量的作用，當電梯啟動速度越大，則電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變越大，對系統(tǒng)造成的震蕩干擾越劇烈，這將極大的降低電梯轎廂的加速度的正確性，因此，本發(fā)明檢測方法通過恒定力矩Fl使得電梯以微小的速度啟動有助于降低電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變造成的系統(tǒng)震蕩干擾。
[0034](5)本發(fā)明檢測方法輸出恒定力矩Fl使得電梯運行一個時間段，該時間段可以取微小的一個時間段，滿足可以測得穩(wěn)定加速度的時間段即可，如5?20秒，該微小時間段可以進一步消除由電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變造成的系統(tǒng)震蕩干擾。
[0035](6)本發(fā)明電梯平衡系數的檢測方法也可作為當前電梯平衡系數重復檢驗的一種手段，即通過設定不同的電梯轎廂載重值，并測量不同電梯轎廂載重值下的電梯平衡系數值從而對該電梯平衡系數進行不斷的優(yōu)化和自檢，評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0036](7)本發(fā)明檢測裝置通過電梯主機實現恒定力矩Fl的輸出，通過加速度傳感器實時檢測出電梯的加速度并且傳送到電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)通過加速度傳感器獲取到電梯的穩(wěn)定加速度，然后根據電機主機輸出的恒定力矩Fl和電梯的穩(wěn)定加速度即可實現電梯平衡系數的檢測，具有硬件構成簡單，開發(fā)成本低的優(yōu)點，并且只需要通過程序升級就能進行后期的優(yōu)化開發(fā)。
【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明檢測裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0039]實施例
[0040]本實施例公開了一種電梯平衡系數的檢測方法，具體步驟如下:
[0041]S1、在電梯初步安裝完成后將電梯對重和電梯轎廂處于齊平位置；
[0042]S2、輸出恒定力矩Fl控制電梯運行一個時間段;在本實施例中，電梯主機輸出恒定力矩Fl控制電梯運行一個微小時間段，該微小時間段一般為5?20秒。其中恒定力矩Fl的方向為電梯主機指向電梯轎廂或電梯主機指向電梯對重，即電梯主機通過鋼絲繩或鋼帶作用于電梯轎廂或電梯對重，電梯主機輸出的恒定力矩FI大小根據現場電梯功率進行選擇，通過該恒定力矩Fl控制電梯以0.1?0.5m/s的速度啟動。
[0043]S3、獲取電梯運行時的穩(wěn)定加速度a，然后代入以下公式計算出電梯平衡系數k:
[0044]k=[Fl+m’.(g-a)]/[(g_a).Q];
[0045]其中Q為電梯額定載重，g為重力加速度，m’為電梯的載重，當電梯空載時，m’為O，即當電梯空載時，上述公式變?yōu)閗 = Fl/[(g-a).Q]。其中本實施例中電梯運行時的穩(wěn)定加速度a獲取過程如下:實時檢測電梯運行的加速度，當檢測到電梯運行的加速度在預設時間內保持不變或者其變化幅度在預設幅度范圍內時，則將該加速度作為穩(wěn)定加速度。該預設時間可以為5?20秒范圍，預設幅度范圍可以為-20%?+20%，也可為出廠時預設或現場調試確定。在本實施例中，若本步驟S3中在預設時間內不能獲取到穩(wěn)定的加速度a，則可以通過適當增大預設時間或調整預設幅度范圍進一步獲取到穩(wěn)定加速度a。
[0046]S4、根據電梯平衡系數標準值kl的范圍(如國標規(guī)定為45 %~55%),將標準值kl的閾值(即國標中取kl = 0.45和0.55兩個值)代入以下公式計算出對應電梯對重標準值Wl的范圍，從而根據電梯對重的標準值Wl對實際電梯對重進行優(yōu)化:
[0047]ffl =G+kl.Q；
[0048]其中G為電梯轎廂的重量。
[0049]S5、根據步驟S3中得到電梯平衡系數k，通過以下公式計算得出電梯對重的實際值W:
[0050]ff=G+k.Q；
[0051 ] S6、根據步驟S4中得到的電梯對重標準值Wl和步驟S5中得到的電梯對重的實際值W，計算出電梯對重的優(yōu)化范圍，S卩W1-W，從而根據該優(yōu)化范圍對電梯對重進行優(yōu)化。
[0052]本實施例電梯平衡系數k=(Fl+m’g)/[(g_a).Q]的推導過程如下:
[0053]已知
[0054]F=(m+m，)a; (I)
[0055]W=G+kQ；(2)
[0056]其中F為當前電梯對重、電梯轎廂、電梯轎廂負載以及電梯主機輸出的恒定力矩FI的合力，a為電梯的穩(wěn)定加速度。W為電梯對重的重量值，G為電梯轎廂空載的重量值，Q為電梯額定載重，k為電梯平衡系數;m為空載時電梯轎廂與電梯對重之重量之差，S卩m = G-W，m’為電梯轎廂載重，即電梯轎廂中負載的重量。
[0057]由于
[0058]F=Fl+mg+m，g; (3)
[0059]將上述公式(3)代入公式(I)中即可得到:
[0060]m= [Fl+m，(g_a) ]/(a_g) (4);
[0061]由于m=G_W，將公式(4)代入到公式(2)中，得到電梯平衡系數k為:
[0062]k= [Fl+m，(g_a) ]/[ (g_a).Q];
[0063]本實施例檢測方法通過一個恒定力矩Fl控制電梯運行一個時間段，然后獲取到電梯在恒定力矩Fl情況下運行時的穩(wěn)定加速度a，最后將該穩(wěn)定加速度a代入到k= [Fl+m’(g-a)]/[(g-a).Q]公式中即可得到電梯平衡系數。因此本實施例在輸出恒定力矩Fl下，在檢測到電梯加速度的情況下即可計算出電梯的平衡系數，具有檢測速度快的優(yōu)點，幾乎可以在幾秒鐘時間內完成電梯平衡系數的檢測。
[0064]本實施例上述電梯平衡系數計算公式在電梯轎廂空載或者帶負載的情況下均可實現電梯平衡系數的檢測，當為空載時，m’置為零即可，即步驟S3中電梯平衡系數計算公式為:k = Fl/[(g-a).Q]o
[0065]本實施例檢測方法通過k= [Fl+m’(g-a) ]/[ (g-a).Q]的計算公式計算得出電梯平衡系數，通過上述電梯平衡系數計算公式可以看出，本實施例檢測方法電梯平衡系數的精確度主要和加速度的精確度有關，而現有加速度傳感器精確度完全能夠滿足現有工業(yè)需求，因此本實施例檢測方法的檢測精度較高。
[0066]本實施例檢測方法在檢測到電梯平衡系數k的情況下，可通過公式W= G+k.Q計算得到電梯對重實際值W，在知曉電梯平衡系數標準值或預設范圍kl的情況下，通過公式Wl =G+kl.Q計算得到電梯對重標準值Wl的范圍，將電梯對重實際值W和標準值Wl進行比較后，能夠獲取到電梯對重的偏差范圍，將該偏差范圍反饋出來后可以輔助電梯現場調試人員對電梯對重進行優(yōu)化，實現系統(tǒng)的快速調整和調試。
[0067]本實施例檢測方法步驟S2中通過恒定力矩Fl可以使得電梯以微小的速度啟動，該微小的速度不大于當前電梯檢修運行時的速度，由常識可知，由于慣性以及自身重量的作用，當電梯啟動速度越大，則電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變越大，對系統(tǒng)造成的震蕩干擾越劇烈，這將極大的降低電梯轎廂的加速度的正確性，因此，本實施例檢測方法通過恒定力矩Fl使得電梯以微小的速度啟動有助于降低電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變造成的系統(tǒng)震蕩干擾。另外本實施例檢測方法輸出恒定力矩Fl使得電梯運行一個時間段，該時間段可以取微小的一個時間段，滿足可以測得穩(wěn)定加速度的時間段即可，如5?20秒，該微小時間段可以進一步消除由電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變造成的系統(tǒng)震蕩干擾。
[0068]本實施例檢測方法也可作為當前電梯平衡系數重復檢驗的一種手段，即通過設定不同的電梯轎廂載重值m’，并測量不同電梯轎廂載重值下的電梯平衡系數值k，從而對該電梯平衡系數進行不斷的優(yōu)化和自檢，評估系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0069]本實施例還公開了一種用于實現上述檢測方法的電梯平衡系數的檢測裝置，如圖1所示，包括電梯控制系統(tǒng)1、加速度傳感器5和輸出恒定力矩至電梯的電梯主機2，其中加速度傳感器5和電梯主機2分別與電梯控制系統(tǒng)I連接;加速度傳感器置于電梯轎廂4上。
[0070]本實施例中電梯控制系統(tǒng)I包括主控板和變頻器，所述電梯主機2通過變頻器與主控板連接，主控板可以通過變頻器改變電梯主機2輸出的力矩，所使用的加速度傳感器5可以為 MPU6050。
[0071]本實施例中加速度傳感器5通過有線或無線方式與電梯控制系統(tǒng)I連接。本實施例中電梯主機2和電梯控制系統(tǒng)I安裝于機房中，加速度傳感器5可以集成于電梯轎廂上，通過電梯系統(tǒng)內部通信與電梯控制系統(tǒng)I進行通信。需要說明的是，加速度傳感器5也可以以單獨的模塊或專用設備的形式設置于電梯轎廂4上。
[0072]本實施例裝置中在電梯轎廂4與電梯對重3處于齊平位置時，通過電梯主機2輸出一個恒定力矩Fl至電梯，使得電梯以一個穩(wěn)定的加速度運行一個時間段。其中該恒定力矩Fl的方向為電梯主機2指向電梯轎廂4或電梯主機2指向電梯對重3。本實施例通過加速度傳感器實時檢測電梯的加速度并將加速度發(fā)送至電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)通過加速度傳感器獲取到電梯的穩(wěn)定加速度，然后根據穩(wěn)定加速度a和電梯主機輸出的恒定力矩Fl，通過公式k=[Fl+m’(g-a)]/[(g-a).0]計算出電梯平衡系數。其中Q為電梯額定載重，g為重力加速度，m’為電梯的載重。
[0073]本實施例中電梯控制系統(tǒng)在計算得到電梯平衡系數k的情況下，可通過公式W= G+k.Q計算得到電梯對重實際值W，在知曉電梯平衡系數的標準值或預設范圍kl的情況下，通過公式Wl =G+kl.Q計算得到電梯對重標準值Wl的范圍，電梯控制系統(tǒng)將電梯對重實際值W和標準值Wl進行比較后，能夠獲取到電梯對重的偏差范圍，并且將該偏差范圍反饋出來后，以輔助電梯現場調試人員對電梯對重進行優(yōu)化，實現系統(tǒng)的快速調整和調試。
[0074]本實施例檢測裝置通過電梯主機實現恒定力矩Fl的輸出，通過加速度傳感器檢測出電梯的穩(wěn)定加速度，并且傳送到電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)根據電機主機輸出的恒定力矩Fl和加速度傳感器檢測的穩(wěn)定加速度即可實現電梯平衡系數的檢測，具有硬件構成簡單，開發(fā)成本低的優(yōu)點，并且只需要通過程序升級就能進行后期的優(yōu)化開發(fā)。
[0075]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，步驟如下: 51、將電梯對重和電梯轎廂處于齊平位置； 52、輸出恒定力矩Fl控制電梯運行一個時間段； 53、獲取電梯運行時的穩(wěn)定加速度a，然后代入以下公式計算出電梯平衡系數k: k=[Fl+m，(g-a)]/[(g-a).Q]； 其中Q為電梯額定載重，g為重力加速度，m’為電梯的載重，當電梯空載時，m’為O。2.根據權利要求1所述的電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，還包括以下步驟:S4、根據電梯平衡系數標準值kl的范圍，通過以下公式計算出對應電梯對重標準值Wl的范圍，從而根據電梯對重標準值Wl對實際電梯對重進行優(yōu)化: ffl=G+kl.Q； 其中G為電梯轎廂的重量。3.根據權利要求2所述的電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，還包括以下步驟:S5、根據步驟S3中得到電梯平衡系數k，通過以下公式計算得出電梯對重實際值W:ff=G+k.Q； S6、根據步驟S4中得到的電梯對重標準值Wl的范圍和步驟S5中得到的電梯對重的實際值W，計算出電梯對重的優(yōu)化范圍，從而根據該優(yōu)化范圍對電梯對重進行優(yōu)化。4.根據權利要求1所述的電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，所述恒定力矩Fl的方向為電梯主機指向電梯轎廂或電梯主機指向電梯對重。5.根據權利要求1所述的電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，步驟S2中輸出恒定力矩FI控制電梯運行的時間段為5?20秒;步驟S2中輸出恒定力矩FI控制電梯的啟動速度為0.1 ?0.5m/s。6.根據權利要求1所述的電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，步驟S3中電梯運行時的穩(wěn)定加速度a獲取過程如下:實時檢測電梯運行的加速度，當檢測到電梯運行的加速度在預設時間內保持不變或者其變化幅度在預設幅度范圍內時，則將該加速度作為穩(wěn)定加速度。7.根據權利要求6所述的電梯平衡系數的檢測方法，其特征在于，所述預設時間為5?20秒，所述預設幅度范圍為-20 %?+20 %。8.—種用于實現權利要求1所述檢測方法的電梯平衡系數的檢測裝置，其特征在于，包括電梯控制系統(tǒng)、加速度傳感器和輸出恒定力矩至電梯的電梯主機，所述加速度傳感器和電梯主機分別與電梯控制系統(tǒng)連接;所述加速度傳感器置于電梯轎廂上。9.根據權利要求8所述的電梯平衡系數的檢測裝置，其特征在于，所述加速度傳感器通過有線或無線方式與電梯控制系統(tǒng)連接。10.根據權利要求8所述的電梯平衡系數的檢測裝置，其特征在于，所述電梯控制系統(tǒng)包括主控板和變頻器，所述電梯主機通過變頻器與主控板連接。
【文檔編號】B66B5/00GK105905724SQ201610437332
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月16日
【發(fā)明人】何智超, 林穗賢, 黃棣華, 聶益波, 鄺庚廉, 藍秀清
【申請人】廣州廣日電梯工業(yè)有限公司