施工升降机负荷检测方法及变频器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变频器，特别是涉及一种基于施工升降机的变频器及施工升降机负荷 检测方法。
【背景技术】
[0002] 在目前的施工升降机应用中，变频器驱动以其启动平稳性好，冲击小，正得到越来 越广泛的应用。但是在一般的应用中，变频器仅仅是替代了原有星三角启动和输入电源进 行驱动电机，并未与施工升降机的系统结合一体。比如，施工升降机中必备的超载保护器。 目前大部分施工升降机安装有独立的称重传感器及超载保护器，称重传感器实时检测施工 升降机的负荷，并将信号传给超载保护器，当超载保护器根据称重传感器的信号判断出超 载后，直接切断电源，进行超载保护。但使用外部称重传感器需要考虑各器件之间的连接问 题，且会影响到系统的可靠性及干扰性问题。如不采用外部称重传感器则不能够保证在超 载时报警，因此会存在安全问题。
【发明内容】
[0003] 基于此，有必要提供一种集成称重传感功能的施工升降机负荷检测方法。
[0004] 一种施工升降机负荷检测方法，包括以下步骤：
[0005] 在施工升降机空载时，获取变频器的励磁电流、转矩电流；根据励磁电流、转矩电 流及施工升降机电机的额定转矩，计算施工升降机在空载时的实际转矩；根据施工升降机 在空载时的实际转矩计算施工升降机空载时的第二上升力；
[0006] 在施工升降机负载时，将变频器的三相相电流转换为M-T旋转坐标系下的励磁电 流、转矩电流；根据励磁电流、转矩电流及施工升降机电机的额定转矩计算施工升降机在负 载时的实际转矩；根据施工升降机在负载时的实际转矩计算施工升降机负载时的第一上升 力；
[0007] 判断第一上升力与第二上升力的差值是否大于超载上升力，若是，则禁止所述施 工升降机工作；若否，则所述施工升降机正常工作。
[0008] 在其中一个实施例中，所述将变频器的三相相电流转换为M-T旋转坐标系下的励 磁电流、转矩电流的步骤包括：
[0009] 根据变频器内置的相电流检测电路检测出施工升降机的两相电流，并根据三相相 电流总和为零求出第三相电流，获得三相相电流；
[0010] 将获得的三相相电流通过Clarke变换公式转换为两相静止坐标系下电流；
[0011] 对同步频率We进行积分得到坐标变换角度；
[0012] 根据坐标变换角度，计算出正弦值和余弦值；
[0013] 根据坐标变换角度及对应计算出正弦值和余弦值，将两相静止坐标系下的电流通 过park变换转换为M-T旋转坐标系下的励磁电流、转矩电流。
[0014] 在其中一个实施例中，所述在施工升降机空载时，获取变频器的励磁电流、转矩电 流的步骤包括：
[0015] 在施工升降机空载状态下取所述施工升降机恒速运行时的运行电流；
[0016] 根据矢量控制原理及运行电流计算出空载时的励磁电流和转矩电流。
[0017] 在其中一个实施例中，所述根据励磁电流、转矩电流及施工升降机电机的额定转 矩计算施工升降机在空载时的实际转矩、或根据励磁电流、转矩电流及施工升降机电机的 额定转矩计算施工升降机在负载时的实际转矩的步骤包括：
[0018] 根据公式（1)计算转矩系数；
[0019] 0=Itfed/ItRefRate 公式（1);
[0020] 其中，0为转矩系数，Itfed为转矩电流，I tItefKate^电机额定转矩电流；
[0021] 根据公式（2)计算电机实际转矩；
[0022] Τ=Τη*0 公式（2);
[0023] 其中，Tn为电机额定转矩，T为电机负载或空载时的实际转矩。
[0024] 在其中一个实施例中，所述根据所述电机实际转矩计算施工升降机负载时的第一 上升力的步骤包括：
[0025] 根据公式（1)和公式（2)计算负载时电机齿轮的转矩，并获取电机齿轮半径和总 机械传动效率；
[0026] 根据公式（3)计算出第一上升力；
[0027] F12=I\*R*U 公式（3);
[0028] 其中，F12为第一上升力，T1为负载时电机的实际转矩，R为电机齿轮半径，U为总 机械传动效率。
[0029] 在其中一个实施例中，所述根据所述电机实际转矩计算施工升降机空载时的第二 上升力的步骤包括：
[0030] 根据公式（1)和公式（2)计算空载时电机齿轮的转矩，并获取电机齿轮半径和总 机械传动效率；
[0031] 根据公式（4)计算出第二上升力；
[0032] F2(i=T2*R*U 公式（4);
[0033] 其中，F2tl为第二上升力，T 2为空载时电机的实际转矩，R为电机齿轮半径，U为总 机械传动效率。
[0034] 在其中一个实施例中，还包括：
[0035] 所述电机额定转矩电流根据公式（5)计算获得；
【主权项】
1. 一种施工升降机负荷检测方法，包括以下步骤： 在施工升降机空载时，获取变频器的励磁电流、转矩电流；根据励磁电流、转矩电流及 施工升降机电机的额定转矩，计算施工升降机在空载时的实际转矩；根据施工升降机在空 载时的实际转矩计算施工升降机空载时的第二上升力； 在施工升降机负载时，将变频器的三相相电流转换为M-T旋转坐标系下的励磁电流、 转矩电流；根据励磁电流、转矩电流及施工升降机电机的额定转矩计算施工升降机在负载 时的实际转矩；根据施工升降机在负载时的实际转矩计算施工升降机负载时的第一上升 力； 判断第一上升力与第二上升力的差值是否大于超载上升力，若是，则禁止所述施工升 降机工作；若否，则所述施工升降机正常工作。
2. 根据权利要求1所述的施工升降机负荷检测方法，其特征在于，所述将变频器的三 相相电流转换为M-T旋转坐标系下的励磁电流、转矩电流的步骤包括： 根据变频器内置的相电流检测电路检测出施工升降机的两相电流，并根据三相相电流 总和为零求出第三相电流，获得三相相电流； 将获得的三相相电流通过Clarke变换公式转换为两相静止坐标系下电流； 对同步频率We进行积分得到坐标变换角度； 根据坐标变换角度，计算出正弦值和余弦值； 根据坐标变换角度及对应计算出正弦值和余弦值，将两相静止坐标系下的电流通过 park变换转换为M-T旋转坐标系下的励磁电流、转矩电流。
3. 根据权利要求1所述的施工升降机负荷检测方法，其特征在于， 所述在施工升降机空载时，获取变频器的励磁电流、转矩电流的步骤包括： 在施工升降机空载状态下取所述施工升降机恒速运行时的运行电流； 根据矢量控制原理及运行电流计算出空载时的励磁电流和转矩电流。
4. 根据权利要求1所述的施工升降机负荷检测方法，其特征在于，所述根据励磁电流、 转矩电流及施工升降机电机的额定转矩计算施工升降机在空载时的实际转矩、或根据励磁 电流、转矩电流及施工升降机电机的额定转矩计算施工升降机在负载时的实际转矩的步骤 包括： 根据公式（1)计算转矩系数；
其中，0为转矩系数，Itfed为转矩电流，I Uteraate为电机额定转矩电流； 根据公式（2)计算电机实际转矩； Τ=Τη*0 公式⑵； 其中，Tn为电机额定转矩，T为电机负载或空载时的实际转矩。
5. 根据权利要求4所述的施工升降机负荷检测方法，其特征在于，所述根据所述电机 实际转矩计算施工升降机负载时的第一上升力的步骤包括： 根据公式（1)和公式（2)计算负载时电机齿轮的转矩，并获取电机齿轮半径和总机械 传动效率； 根据公式（3)计算出第一上升力； F12= I\*R*U 公式（3); 其中，F12为第一上升力，T1为负载时电机的实际转矩，R为电机齿轮半径，U为总机械 传动效率。
6. 根据权利要求4所述的施工升降机负荷检测方法，其特征在于，所述根据所述电机 实际转矩计算施工升降机空载时的第二上升力的步骤包括： 根据公式（1)和公式（2)计算空载时电机齿轮的转矩，并获取电机齿轮半径和总机械 传动效率； 根据公式（4)计算出第二上升力； F20= T 2*R*U 公式（4); 其中，F2tl为第二上升力，T2为空载时电机的实际转矩，R为电机齿轮半径，U为总机械 传动效率。
7. 根据权利要求4所述的施工升降机负荷检测方法，其特征在于，还包括： 所沭电机额宙鲜钜电流枏抿公式（5) i+笪莊犋^
其中，ItItefRate为电机额定转矩电流，I ^为电机额定电流，I m为励磁电流。
8. -种基于施工升降机的变频器，其特征在于，包括空载负荷辨识模块、负载计算模 块、超载保护模块及处理模块； 所述空载负荷辨识模块、所述负载计算模块及所述超载保护模块均连接所述处理模 块； 所述空载负荷辨识模块用于在所述施工升降机空载状态下检测所述施工升降机的第 一负荷量； 所述负载计算模块用于计算所述施工升降机在正常运行时的第二负荷量； 所述处理模块用于判断所述第一负荷量和第二负荷量的差值是否大于超载负荷量，若 是，则所述超载保护模块禁止所述施工升降机工作；若否，则所述施工升降机正常工作。
9. 根据权利要求8所述的基于施工升降机的变频器，其特征在于，所述空载负荷辨识 模块及所述负载计算模块均通过变频器的模拟量接口接收称重传感器信号并转换为对应 的负荷量。
10. 根据权利要求8所述的基于施工升降机的变频器，其特征在于，所述处理模块还用 于将第一负荷量、第二负荷量超载负荷量对应转换为第一上升力、第二上升力和超载上升 力，并判断第一上升力与第二上升力的差值是否大于超载上升力，若是，则所述超载保护模 块禁止所述施工升降机工作；若否，则所述施工升降机正常工作。
【专利摘要】施工升降机负荷检测方法通过检测变频器的三相相电流，并转换为M-T旋转坐标系下的励磁电流、转矩电流；结合励磁电流、转矩电流及施工升降机电机的额定转矩计算电机实际转矩；进而能够根据超载时电机齿轮的转矩计算施工升降机的负载时的第一上升力和空载时的第二上升力；因此，在第一上升力与第二上升力的差值大于超载上升力时，禁止所述施工升降机工作。从而能够获取施工升降机的负荷量，无需外接称重传感器，进而能够避免外接称重传感器带来的可靠性及干扰性问题。此外，还提供一种基于施工升降机的变频器。
【IPC分类】B66B5-14
【公开号】CN104860149
【申请号】CN201510190642
【发明人】张宁
【申请人】深圳市海浦蒙特科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月21日