一种电梯平衡系数的计算方法及装置与流程

本发明实施例涉及控制技术，尤其涉及一种电梯平衡系数的计算方法及装置。

背景技术：

平衡系数是曳引式驱动电梯的重要性能指标，其实质是设计对重的质量大小，理想运行状态是对重的质量正好等于轿厢自重加上轿内负载的质量。但是固定的对重不能平衡载荷由空载到满载的变化，故只能选择一个合适的平衡系数，电梯多次运行的状态从总体上来说最接近于理想的平衡状态。

试验电梯监督检验规程中规定的试验方法有：对于交流电动机通过电流测量并结合速度测量，做电流一载荷曲线或速度载荷曲线，以上、下运行曲线交点确定平衡系数。对于直流电动机通过电流测量并结合电压测量，做电流一载荷曲线或电压一载荷曲线，确定平衡系数。目前在电梯安装监督检验中使用最多的是做电流一载荷曲线确定平衡系数。该方法要求轿厢分别承载0、25％、50％、75％、100％额定载荷，进行沿全程直驶运行。分别记录轿厢上下行至同一水平面时的电流值，然后做电流一载荷曲线确定平衡系数。

该方法存在以下不足：耗费时间长，一台客梯光平衡系数试验就要1～2h；劳动强度大，试验中要反复的搬动砝码；误差因素多，由于在做电流一载荷曲线时，电流的测量值多，每个测量值都会有误差；在图表上确定测量点的坐标时也会有误差；另外描点、作曲线时由于描的线型和光滑程度不同，也会造成误差；曲线图绘制复杂、费时，原始记录要求在检验现场完成，这样一上午最多只能检验一台，这与电梯数量的快速增长是不协调的。

技术实现要素：

本发明提供一种电梯平衡系数的计算方法及装置，以实现方便快捷的获取到电梯的平衡系数的技术效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种电梯平衡系数的计算方法，该方法包括：

控制设置有对重的轿厢进入溜车状态；

控制电梯电机的输出力矩，以使得轿厢进入平衡状态；

当轿厢进入平衡状态时，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数。

进一步地，在所述控制设置有对重的轿厢进入溜车状态之前，还包括：

设置所述轿厢为空载，将所述轿厢召唤到中间楼层。

进一步地，所述控制设置有对重的轿厢进入溜车状态，包括：

当监测到所述轿厢的抱闸打开时，确定轿厢进入溜车状态。

进一步地，所述控制电梯电机的输出力矩，以使得轿厢进入平衡状态，包括：

根据抱闸打开后曳引轮的溜车脉冲，对所述电梯电机的输出力矩进行补偿控制，以使得所述轿厢停止运行，从而进入平衡状态。

进一步地，所述当轿厢进入平衡状态时，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数，包括：

按照如下公式，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数：

$K=\frac{T*N}{r*m_Q*g}$

其中，K为电梯平衡系数，m_Q为电梯额定载荷质量，T为电机在平衡状态下的输出力矩，r为曳引轮半径，N为绕绳方式，g为重力加速度。

进一步地，在根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数之后，还包括：

根据电梯静摩擦力矩和/或轿厢侧钢丝绳与对重侧钢丝绳的力矩差，对电梯平衡系数进行校正。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电梯平衡系数的计算装置，该装置包括：

轿厢控制模块，用于控制设置有对重的轿厢进入溜车状态；

电机控制模块，用于控制电梯电机的输出力矩，以使得轿厢进入平衡状态；

系数计算模块，用于当轿厢进入平衡状态时，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数。

进一步地，该装置还包括：轿厢设置模块，用于：

在所述控制设置有对重的轿厢进入溜车状态之前，设置所述轿厢为空载，将所述轿厢召唤到中间楼层。

进一步地，所述轿厢控制模块具体用于：

当监测到所述轿厢的抱闸打开时，确定轿厢进入溜车状态。

进一步地，所述电机控制模块具体用于：

根据抱闸打开后曳引轮的溜车脉冲，对所述电梯电机的输出力矩进行补偿控制，以使得所述轿厢停止运行，从而进入平衡状态。

进一步地，所述系数计算模块具体用于：

按照如下公式，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数：

$K=\frac{T*N}{r*m_Q*g}$

其中，K为电梯平衡系数，m_Q为电梯额定载荷质量，T为电机在平衡状态下的输出力矩，r为曳引轮半径，N为绕绳方式，g为重力加速度。

进一步地，该装置还包括：系数校正模块，用于：

在根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数之后，根据电梯静摩擦力矩和/或轿厢侧钢丝绳与对重侧钢丝绳的力矩差，对电梯平衡系数进行校正。

本发明实施例通过当轿厢进入溜车状态时，控制电梯电机的输出力矩使得轿厢进入平衡状态，然后根据电机的输出力矩计算电梯的平衡系数，解决了现有的计算电梯平衡系数的方法绘制电流载荷曲线耗费时间长，劳动强度大的问题，实现了利用轿厢在平衡状态时的电机的输出力矩方便快捷的计算得到电梯平衡系数的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种电梯平衡系数的计算方法的流程示意图；

图2是本发明实施例一提供的电梯无称重启动补偿算法的流程示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种电梯平衡系数的计算方法的流程示意图；

图4是本发明实施例三提供的一种电梯平衡系数的计算装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种电梯平衡系数的计算方法的流程示意图。本发明实施例适用于计算电梯平衡系数的情况。该方法可以由本发明实施例提供的电梯平衡系数的计算装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并一般可配置在电梯系统中。该方法具体包括如下操作：

S110、控制设置有对重的轿厢进入溜车状态。

对重在曳引电梯系统中起到平衡轿厢重量的作用，因此，轿厢需要设置有对重。当电梯驱动系统给轿厢的作用力为零和抱闸打开时，轿厢和对重整体不受外力作用，只有自身重力的作用，即轿厢进入溜车状态。此状态下，对重和轿厢的重量差使得轿厢开始溜车。

S120、控制电梯电机的输出力矩，以使得轿厢进入平衡状态。

电梯的无称重启动模式设置为有效时，电梯驱动系统对电梯电机施加补偿力矩以控制电梯电机的输出力矩，阻止轿厢的溜车，最终使得轿厢进入平衡状态。电梯的无称重启动补偿算法如图2所示，由目标值和编码器采集到的轿厢溜车距离的差值得到E(s)，经过比例积分器得到控制量，控制量即补偿力矩，补偿力矩与不平衡力矩的差值传输到电机，控制电机的输出力矩，电机与编码器相连，编码器实时采集轿厢的溜车距离。

S130、当轿厢进入平衡状态时，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数。

轿厢进入平衡状态时，轿厢受力平衡，即电机的输出力矩与轿厢和对重的重量差平衡，再结合电梯的机械模型即可计算出电梯平衡系数。

本发明实施例通过当轿厢进入溜车状态时，控制电梯电机的输出力矩使得轿厢进入平衡状态，然后根据电机的输出力矩计算电梯的平衡系数，实现了方便快捷的计算电梯平衡系数的效果。

实施例二

图3是本发明实施例二提供的一种电梯平衡系数的计算方法的流程示意图。本发明实施例在上述实施例的基础上，进一步优化了控制设置有对重的轿厢进入溜车状态和控制电梯电机的输出力矩，以使得轿厢进入平衡状态的操作，并且增加了在控制设置有对重的轿厢进入溜车状态之前的操作。

相应地，本实施例的方法包括：

S210、设置所述轿厢为空载，将所述轿厢召唤到中间楼层。

电梯的机械模型用公式表示为：m_W＝m_P+Km_Q,其中m_W为对重质量(kg)，m_P为轿厢自重(kg)，m_Q为电梯额定载荷质量(kg)，K为电梯平衡系数。即电梯平衡系数由对重、轿厢的自重和电梯额定载荷质量得到，轿厢的自重即轿厢空载时的质量，因此优选将轿厢设置为空载。当轿厢处于最底层和最高层时，轿厢侧钢丝绳和对重侧钢丝绳长度差别最大，因此两侧的钢丝绳的不平衡力矩最大，会对轿厢产生作用，影响对电梯平衡系数的准确计算，因此，优选将轿厢召唤到中间楼层以实现得到准确的电梯平衡系数的目的。

S220、当监测到所述轿厢的抱闸打开时，确定轿厢进入溜车状态。

抱闸是阻止轿厢移动的装置。当抱闸抱紧时，轿厢不能移动，当抱闸打开时，轿厢可以移动。当抱闸打开时，轿厢由于受轿厢自重和对重的重量差的作用而溜车。

S230、根据抱闸打开后曳引轮的溜车脉冲，对所述电梯电机的输出力矩进行补偿控制，以使得所述轿厢停止运行，从而进入平衡状态。

电梯驱动系统根据编码器反馈的曳引轮溜车脉冲对电机施加补偿力矩，使得轿厢最终停止运行，轿厢最终停止运行的状态是由编码器反馈的曳引轮溜车脉冲得到的。

S240、当轿厢进入平衡状态时，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数。

按照如下公式，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数：

$K=\frac{T*N}{r*m_Q*g}$

其中，K为电梯平衡系数，m_Q为电梯额定载荷质量，r为曳引轮半径，N为绕绳方式，T为电机在平衡状态下的输出力矩，g为重力加速度。

示例性地，N可以取1或2，当轿厢上设有动滑轮时，取1；当轿厢上无动滑轮时，取2，由此得到更加准确的电梯平衡系数。

电梯平衡系数由电机的输出力矩、绕绳方式、曳引轮半径和电梯额定载荷质量计算得到，即在轿厢自重和对重重量未知时，仍然可以得到比较准确的电梯平衡系数。

优选地，可以多次执行本实施例的操作得到多个电梯平衡系数，然后用平均法计算最终电梯平衡系数，提高电梯平衡系数的准确度。在多次执行本实施例的操作得到多个电梯平衡系数的过程中，可以选择在无称重起动模式设置有效之后，将电梯从中间楼层分别召唤到最近的上一层和最近的下一层分别计算电梯平衡系数。

本发明实施例通过设置所述轿厢为空载，并将轿厢召唤到中间楼层，打开抱闸使轿厢进入溜车状态，对轿厢施加补偿控制使得轿厢最终停止运行，根据电机的输出力矩计算得到电梯平衡系数，实现了得到比较准确的电梯平衡系数并且操作简单快捷。

在本实施例的另一个优选实施方式中，在根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数之后，还包括：

根据电梯静摩擦力矩和/或轿厢侧钢丝绳与对重侧钢丝绳的力矩差，对电梯平衡系数进行校正。

电梯起动过程中由于导轨与导靴之间存在静摩擦，不同型号的电梯静摩擦力矩大小也不一致，同时，由于测试时轿厢位置与对重不是处于同一水平面即轿厢侧钢丝绳与对重侧钢丝绳存在力矩差，对测试结果也有影响，因此需要设置一个参数，用来补偿这两个方面带来的偏差，达到对电梯平衡系数校正的目的。该参数可以在电梯出厂时按照不同型号的电梯进行设置。

实施例三

图4是本发明实施例三中的一种电梯平衡系数的计算装置的结构示意图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的电梯平衡系数的计算方法。该装置包括：

轿厢控制模块310，用于控制设置有对重的轿厢进入溜车状态；

电机控制模块320，用于控制电梯电机的输出力矩，以使得轿厢进入平衡状态；

系数计算模块330，用于当轿厢进入平衡状态时，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数。

进一步地，该装置还包括：轿厢设置模块，用于：

在所述控制设置有对重的轿厢进入溜车状态之前，设置所述轿厢为空载，将所述轿厢召唤到中间楼层。

进一步地，所述轿厢控制模块310具体用于：

当监测到所述轿厢的抱闸打开时，确定轿厢进入溜车状态。

进一步地，所述电机控制模块320具体用于：

根据抱闸打开后曳引轮的溜车脉冲，对所述电梯电机的输出力矩进行补偿控制，以使得所述轿厢停止运行，从而进入平衡状态。

进一步地，所述系数计算模块330具体用于：

按照如下公式，根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数：

$K=\frac{T*N}{r*m_Q*g}$

其中，K为电梯平衡系数，m_Q为电梯额定载荷质量，T为电机在平衡状态下的输出力矩，r为曳引轮半径，N为绕绳方式，g为重力加速度。

进一步地，该装置还包括：系数校正模块，用于：

在根据所述电机的输出力矩计算电梯平衡系数之后，根据电梯静摩擦力矩和/或轿厢侧钢丝绳与对重侧钢丝绳的力矩差，对电梯平衡系数进行校正。

本发明实施例提供的电梯平衡系数的计算装置，实现了利用轿厢在平衡状态时的电机的输出力矩方便快捷的计算得到电梯平衡系数的效果。

本发明实施例所提供的电梯平衡系数的计算装置可以执行本发明任意实施例所提供的电梯平衡系数的计算方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。