施工升降機負荷檢測方法及變頻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及變頻器，特別是涉及一種基于施工升降機的變頻器及施工升降機負荷 檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在目前的施工升降機應(yīng)用中，變頻器驅(qū)動以其啟動平穩(wěn)性好，沖擊小，正得到越來 越廣泛的應(yīng)用。但是在一般的應(yīng)用中，變頻器僅僅是替代了原有星三角啟動和輸入電源進 行驅(qū)動電機，并未與施工升降機的系統(tǒng)結(jié)合一體。比如，施工升降機中必備的超載保護器。 目前大部分施工升降機安裝有獨立的稱重傳感器及超載保護器，稱重傳感器實時檢測施工 升降機的負荷，并將信號傳給超載保護器，當超載保護器根據(jù)稱重傳感器的信號判斷出超 載后，直接切斷電源，進行超載保護。但使用外部稱重傳感器需要考慮各器件之間的連接問 題，且會影響到系統(tǒng)的可靠性及干擾性問題。如不采用外部稱重傳感器則不能夠保證在超 載時報警，因此會存在安全問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 基于此，有必要提供一種集成稱重傳感功能的施工升降機負荷檢測方法。
[0004] 一種施工升降機負荷檢測方法，包括以下步驟：
[0005] 在施工升降機空載時，獲取變頻器的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流；根據(jù)勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電 流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩，計算施工升降機在空載時的實際轉(zhuǎn)矩；根據(jù)施工升降機 在空載時的實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機空載時的第二上升力；
[0006] 在施工升降機負載時，將變頻器的三相相電流轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵磁電 流、轉(zhuǎn)矩電流；根據(jù)勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩計算施工升降機在負 載時的實際轉(zhuǎn)矩；根據(jù)施工升降機在負載時的實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機負載時的第一上升 力；
[0007] 判斷第一上升力與第二上升力的差值是否大于超載上升力，若是，則禁止所述施 工升降機工作；若否，則所述施工升降機正常工作。
[0008] 在其中一個實施例中，所述將變頻器的三相相電流轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵 磁電流、轉(zhuǎn)矩電流的步驟包括：
[0009] 根據(jù)變頻器內(nèi)置的相電流檢測電路檢測出施工升降機的兩相電流，并根據(jù)三相相 電流總和為零求出第三相電流，獲得三相相電流；
[0010] 將獲得的三相相電流通過Clarke變換公式轉(zhuǎn)換為兩相靜止坐標系下電流；
[0011] 對同步頻率We進行積分得到坐標變換角度；
[0012] 根據(jù)坐標變換角度，計算出正弦值和余弦值；
[0013] 根據(jù)坐標變換角度及對應(yīng)計算出正弦值和余弦值，將兩相靜止坐標系下的電流通 過park變換轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流。
[0014] 在其中一個實施例中，所述在施工升降機空載時，獲取變頻器的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電 流的步驟包括：
[0015] 在施工升降機空載狀態(tài)下取所述施工升降機恒速運行時的運行電流；
[0016] 根據(jù)矢量控制原理及運行電流計算出空載時的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流。
[0017] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn) 矩計算施工升降機在空載時的實際轉(zhuǎn)矩、或根據(jù)勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的 額定轉(zhuǎn)矩計算施工升降機在負載時的實際轉(zhuǎn)矩的步驟包括：
[0018] 根據(jù)公式（1)計算轉(zhuǎn)矩系數(shù)；
[0019] 0=Itfed/ItRefRate 公式（1);
[0020] 其中，0為轉(zhuǎn)矩系數(shù)，Itfed為轉(zhuǎn)矩電流，I tItefKate^電機額定轉(zhuǎn)矩電流；
[0021] 根據(jù)公式（2)計算電機實際轉(zhuǎn)矩；
[0022] Τ=Τη*0 公式（2);
[0023] 其中，Tn為電機額定轉(zhuǎn)矩，T為電機負載或空載時的實際轉(zhuǎn)矩。
[0024] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述電機實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機負載時的第一 上升力的步驟包括：
[0025] 根據(jù)公式（1)和公式（2)計算負載時電機齒輪的轉(zhuǎn)矩，并獲取電機齒輪半徑和總 機械傳動效率；
[0026] 根據(jù)公式（3)計算出第一上升力；
[0027] F12=I\*R*U 公式（3);
[0028] 其中，F(xiàn)12為第一上升力，T1為負載時電機的實際轉(zhuǎn)矩，R為電機齒輪半徑，U為總 機械傳動效率。
[0029] 在其中一個實施例中，所述根據(jù)所述電機實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機空載時的第二 上升力的步驟包括：
[0030] 根據(jù)公式（1)和公式（2)計算空載時電機齒輪的轉(zhuǎn)矩，并獲取電機齒輪半徑和總 機械傳動效率；
[0031] 根據(jù)公式（4)計算出第二上升力；
[0032] F2(i=T2*R*U 公式（4);
[0033] 其中，F(xiàn)2tl為第二上升力，T 2為空載時電機的實際轉(zhuǎn)矩，R為電機齒輪半徑，U為總 機械傳動效率。
[0034] 在其中一個實施例中，還包括：
[0035] 所述電機額定轉(zhuǎn)矩電流根據(jù)公式（5)計算獲得；
【主權(quán)項】
1. 一種施工升降機負荷檢測方法，包括以下步驟： 在施工升降機空載時，獲取變頻器的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流；根據(jù)勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流及 施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩，計算施工升降機在空載時的實際轉(zhuǎn)矩；根據(jù)施工升降機在空 載時的實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機空載時的第二上升力； 在施工升降機負載時，將變頻器的三相相電流轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵磁電流、 轉(zhuǎn)矩電流；根據(jù)勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩計算施工升降機在負載 時的實際轉(zhuǎn)矩；根據(jù)施工升降機在負載時的實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機負載時的第一上升 力； 判斷第一上升力與第二上升力的差值是否大于超載上升力，若是，則禁止所述施工升 降機工作；若否，則所述施工升降機正常工作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工升降機負荷檢測方法，其特征在于，所述將變頻器的三 相相電流轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流的步驟包括： 根據(jù)變頻器內(nèi)置的相電流檢測電路檢測出施工升降機的兩相電流，并根據(jù)三相相電流 總和為零求出第三相電流，獲得三相相電流； 將獲得的三相相電流通過Clarke變換公式轉(zhuǎn)換為兩相靜止坐標系下電流； 對同步頻率We進行積分得到坐標變換角度； 根據(jù)坐標變換角度，計算出正弦值和余弦值； 根據(jù)坐標變換角度及對應(yīng)計算出正弦值和余弦值，將兩相靜止坐標系下的電流通過 park變換轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工升降機負荷檢測方法，其特征在于， 所述在施工升降機空載時，獲取變頻器的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流的步驟包括： 在施工升降機空載狀態(tài)下取所述施工升降機恒速運行時的運行電流； 根據(jù)矢量控制原理及運行電流計算出空載時的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施工升降機負荷檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)勵磁電流、 轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩計算施工升降機在空載時的實際轉(zhuǎn)矩、或根據(jù)勵磁 電流、轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩計算施工升降機在負載時的實際轉(zhuǎn)矩的步驟 包括： 根據(jù)公式（1)計算轉(zhuǎn)矩系數(shù)；
其中，0為轉(zhuǎn)矩系數(shù)，Itfed為轉(zhuǎn)矩電流，I Uteraate為電機額定轉(zhuǎn)矩電流； 根據(jù)公式（2)計算電機實際轉(zhuǎn)矩； Τ=Τη*0 公式⑵； 其中，Tn為電機額定轉(zhuǎn)矩，T為電機負載或空載時的實際轉(zhuǎn)矩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的施工升降機負荷檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電機 實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機負載時的第一上升力的步驟包括： 根據(jù)公式（1)和公式（2)計算負載時電機齒輪的轉(zhuǎn)矩，并獲取電機齒輪半徑和總機械 傳動效率； 根據(jù)公式（3)計算出第一上升力； F12= I\*R*U 公式（3); 其中，F(xiàn)12為第一上升力，T1為負載時電機的實際轉(zhuǎn)矩，R為電機齒輪半徑，U為總機械 傳動效率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的施工升降機負荷檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述電機 實際轉(zhuǎn)矩計算施工升降機空載時的第二上升力的步驟包括： 根據(jù)公式（1)和公式（2)計算空載時電機齒輪的轉(zhuǎn)矩，并獲取電機齒輪半徑和總機械 傳動效率； 根據(jù)公式（4)計算出第二上升力； F20= T 2*R*U 公式（4); 其中，F(xiàn)2tl為第二上升力，T2為空載時電機的實際轉(zhuǎn)矩，R為電機齒輪半徑，U為總機械 傳動效率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的施工升降機負荷檢測方法，其特征在于，還包括： 所沭電機額宙鮮鉅電流枏抿公式（5) i+笪莊犋^
其中，ItItefRate為電機額定轉(zhuǎn)矩電流，I ^為電機額定電流，I m為勵磁電流。
8. -種基于施工升降機的變頻器，其特征在于，包括空載負荷辨識模塊、負載計算模 塊、超載保護模塊及處理模塊； 所述空載負荷辨識模塊、所述負載計算模塊及所述超載保護模塊均連接所述處理模 塊； 所述空載負荷辨識模塊用于在所述施工升降機空載狀態(tài)下檢測所述施工升降機的第 一負荷量； 所述負載計算模塊用于計算所述施工升降機在正常運行時的第二負荷量； 所述處理模塊用于判斷所述第一負荷量和第二負荷量的差值是否大于超載負荷量，若 是，則所述超載保護模塊禁止所述施工升降機工作；若否，則所述施工升降機正常工作。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于施工升降機的變頻器，其特征在于，所述空載負荷辨識 模塊及所述負載計算模塊均通過變頻器的模擬量接口接收稱重傳感器信號并轉(zhuǎn)換為對應(yīng) 的負荷量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于施工升降機的變頻器，其特征在于，所述處理模塊還用 于將第一負荷量、第二負荷量超載負荷量對應(yīng)轉(zhuǎn)換為第一上升力、第二上升力和超載上升 力，并判斷第一上升力與第二上升力的差值是否大于超載上升力，若是，則所述超載保護模 塊禁止所述施工升降機工作；若否，則所述施工升降機正常工作。
【專利摘要】施工升降機負荷檢測方法通過檢測變頻器的三相相電流，并轉(zhuǎn)換為M-T旋轉(zhuǎn)坐標系下的勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流；結(jié)合勵磁電流、轉(zhuǎn)矩電流及施工升降機電機的額定轉(zhuǎn)矩計算電機實際轉(zhuǎn)矩；進而能夠根據(jù)超載時電機齒輪的轉(zhuǎn)矩計算施工升降機的負載時的第一上升力和空載時的第二上升力；因此，在第一上升力與第二上升力的差值大于超載上升力時，禁止所述施工升降機工作。從而能夠獲取施工升降機的負荷量，無需外接稱重傳感器，進而能夠避免外接稱重傳感器帶來的可靠性及干擾性問題。此外，還提供一種基于施工升降機的變頻器。
【IPC分類】B66B5-14
【公開號】CN104860149
【申請?zhí)枴緾N201510190642
【發(fā)明人】張寧
【申請人】深圳市海浦蒙特科技有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月21日