门系统的运动质量的测定的制作方法
【专利摘要】根据本发明涉及一种用于测定由马达驱动的门系统的运动的质量m的方法，该方法的步骤在于：a)测量马达的转换成机械功率的电功率Pel，b)在常规的门系统分别从通过马达驱动质量m开始从初始静止位置直到达到在驱动结束之后的最终静止位置的开启行驶和/或关闭行驶时，将电功率Pel加和，以测定例如通过摩擦力和/或关闭力造成的能量损失，c)测定门系统在常规的开启行驶和/或关闭行驶期间的门系统的质量m的最大速度v，d)将由门系统的质量m的初始静止位置直至在达到其最大速度v的时间点由马达提供的电功率加和并且将如此获得的能量值减少了直至该时间点出现的能量损失，从而根据接下来的公式从如此获得的动能E中测定门系统的质量m。
【专利说明】
门系统的运动质量的测定
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于测定由马达驱动的电梯门系统的运动的质量m的方法。
【背景技术】
[0002] 在驱动任务的情况中例如出于以下原因希望了解运动的质量：
[0003] a)出于安全的角度：例如，根据标准EN81在关闭时门的总动能不能超过4 J或者 10J，
[0004] b)出于驱动技术的原因：当例如力传递不允许超过确定的值时，加速度可以匹配 运动的质量，
[0005] c)为了故障识别：当给出质量的主要变化时，其可以指明有缺陷的运行状态，以及
[0006] d)出于控制技术上的原因：调节参数可以匹配质量，从而实现理想的行驶行为。
[0007] 为了测定运动的质量，例如以下方法是已知的：
[0008] a)施加定义的力并且测定得出的加速度，
[0009] b)施加定义的加速度并且测定为此所需的力，
[0010] c)施加对于定义时间的定义的力并且测定得出的速度，
[0011] d)施加定义的斜坡电压并且测定电流。
[0012] 这些方法要求对摩擦进行补偿，并且通常要求定义的行驶曲线，从而将误差影响 最小化。
[0013] 最后所述的方法在EP 1 529 251B1中公开。在该方法中，门系统通过电驱动装置 运动。因为在此不应超过规划的最大速度，因此为了对门控制单元件进行配置而自动地测 定门系统的质量。为此，门系统在受控的打开行驶期间和可能在接下来的关闭行驶期间被 调节地加速并且接下来再次保持在。用于质量确定的驱动装置的有效的马达电压通过脉宽 调制的电压时间面获得。但是在此出现困难，因为电压会在中间电路中波动，并且每个末级 都具有所谓的暂停时间，也就是这样的时间，在该时间中两个变压器都不接通。此外，由于 导线电阻和内阻的原因在马达导线中还出现纯电损失。所有的这些效果都对功率的确定有 巨大的影响，并且使得相当自动化的并且不取决于行驶曲线的质量确定变得困难。
[0014] 此外公开了一种用于确定动态质量的方法和装置(EP0548505B1)。但是，在此出于 测量的目的必须无力矩地接通门。在该方法中出于测量的目的所需的开启行驶和关闭行驶 区别于在确定的使用中的开启行驶和关闭行驶，该确定的使用在此描述为确定的开启行驶 和关闭行驶。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于提出一种用于测量电梯门系统的运动的质量m的方法，其实现 了以简单的方式对运动的质量m的测定。
[0016] 该目的通过根据权利要求1的特征实现。在此使用以下步骤：
[0017] a)测量所述马达的转换成机械功率的电功率Pel，
[0018] b)在常规的损失门系统分别从通过所述马达驱动所述质量m开始从初始静止位置 直到达到在驱动结束之后的最终静止位置的开启行驶和/或关闭行驶时，将所述电功率hi 加和，以测定例如通过摩擦力和/或关闭力造成的能量损失，
[0019] c)测定所述门系统在常规的开启行驶和/或关闭行驶期间的所述门系统的所述质 量m的最大速度V，
[0020] d)将从所述门系统的所述质量m的初始静止位置直至在达到其最大速度v的时间 点由所述马达提供的电功率加和，并且将如此获得的能量值减少了直至该时间点出现的能 量损失，从而根据接下来的公式从如此获得的动能E中测定所述门系统的所述质量m:
[0022] 用于测量电梯门系统的运动的质量m的根据本发明的方法接下来在一个实施例中 描述。在该方法中实现了供应给马达或者马达输出的电功率hi的恒定加和。由此，可以在任 意的时间点引入能量收支。通过精明地选择时间点可以利用自动地补偿摩擦力和关闭力来 确定门质量。此外，通过对开启行驶和关闭行驶进行整队也能够详尽地计算出摩擦力和可 能的关闭力(例如通过弹簧或者配重）。
[0023] 为了测定质量，门系统被作为能量存储器考虑，因为仅仅质量m适合于存储和再次 输出在行驶期间的能量。所有另外的力都从门系统中仅仅去除能量，并且其在开启行驶和 关闭行驶期间不再返还。因为门在开始和结束时具有相同的能量状态（门静止），因此得出 的能量与通过摩擦或者客服弹簧力或者配重造成的损失相应。在最高速度v的时间点行驶 期间加和的测定的能量，也就是至此输出的电功率Pel的时间上的积分相应于质量m的动能 和至此所需要的摩擦和配重能量的存在的能量和。因为在行驶结束时的运动和摩擦能量是 已知的，因此其可以在中间值时与最大速度成比例地考虑，并且由此直接地获得进入系统 中的动能。该能量值对应于已知的方程式.，
[0024] 从而能够根据；
马上计算出门质量m。
[0025] 为了确定电能，与根据现有技术的上述描述的方法不同的是，取代电压时间面直 接使用配对EMK UEMK，其非常简单地通过比例因数kv从当前的并且能良好测量的速度vMcit中 获得。转换成机械功率的电功率Pel由以下关系式获得必i = Uemk ? IM〇t(马达电流:IM〇t)
[0026] 由于关系UEMK = kv ? VMot
[0027] 因数kv在没有负载的情况下由额定电压1]_相对于空转时的速度vMcit_LL根据公式
以下公式获得 现在也可以通过该速度确定出电功率:P(3l = kv ? VMot ? iMot。 t
[0028] 电流IMcit和速度VMcit与马达常数kv的乘积直接给出电功率P ei，其转换成机械能。在 此，取消了对内阻、停机时间和波动的中间电路电压的耗费成本并且有缺陷的补偿。
[0029] 门质量m的测定在接下来的实例中进一步说明。
[0030] 门系统由电机通过用于开启和关闭过程的驱动皮带进行运动。在此，马达电流iq 和转动体位置Ymcit被循环测量(例如以中断的方式）。也可以考虑非循环地检测，但是然后 必须同样测定时间间隔。
[0031] 由电机位置Y 能够借助于区别测定转动体速度coMt。
[0032] 可以沿着两条路径计算每循环的能量：
[0033] a)通过电流iq，转数和循环时间A t
[0034] a E = kE ? iq ? 〇m〇t ? A t
[0035](注意：At表示循环时间）
[0036] b)通过电流iq和转动体位置Y mot:
[0037] A E = kt ? iq ? A y mot
[0038] (注意：A Ymcit表示在最后的循环At中的转动体角度的变化）。
[0039] 之前的等式能够非常简单地彼此转换并且提供可比较的精度:利用
和
可以由第一等式直接导出第二等式。U表示配对EMK并且M表示转矩。k E和 kt在此是常数。
[0040] 为了更好地理解能量比，整个系统可以被视为两个无损失的能量存储器(齿带和 门质量)的相互连接，其中增加摩擦的整个能量损失。
[0041 ]质量测量的流程在接下来的步骤中实现：
[0042] a)测量马达电流iq
[0043]在DC驱动中，其是马达电流本身，在EC驱动中，其是形成转矩的电流iq。
[0044] b)测量转动体位置视所使用的传感器而定，可以获得不同的测量值，重要的 是角度到弧度(231)的换算并且形成相对于最后的位置的差。
[0045] c)计算乘积、? A 丫耐以及加和
[0046]马达电流iq和转动体位置A ymcit的变化的乘积与在循环中的能量成比例。该值被 加和并且迟些时候与常数kt相乘。
[0047] d)对经过的角度进行加和yMt,sum
[0048] 平行于该加和也对转动体经过的路程进行加和(角度的加和）。
[0049] e)存储中间值
[0050] 为了迟些时候对质量m和摩擦进行计算，在最大的门能量的时间点产生的中间结 果以及用于开启和关闭过程的总值被存储。
[00511分别存储：
[0052]-相应的转数《mot，
[0053]-乘积和
以及
[0054] _转动体角度和Y mot, sum- 2 A 7" mot 〇
[0055] f)存储最终值
[0056] 除了在开启方向和关闭方向上的中间结果之外，也存储用于完全开启行驶和关闭 行驶的乘积和以及角度和。根据定义，转数在终点为零。
[0057] g)计算摩擦力
[0058]计算用于开启行驶和关闭行驶的平均摩擦力。整个系统的无损失的能量存储器在 最终位置中再次具有相同的值。在此期间的负荷再次被平衡。由此，在系统中保留的能量刚 好对应于摩擦损失。
[0059]-由乘积和获得总能量：
[0061]-摩擦力矩由总能量和经过的转动体角度获得：
[0063] h)计算门质量m
[0064]由在最大门速度的时间点存储的乘积和可以计算出到那时供应的能量：
[0066]该能量的一部分需要用于克服摩擦。该能量部分Efric；t,ges通过摩擦力矩以及部分 路程y ?t,zw相对于总路程y ?t,_的比例计算出：
[0068]门的动能Edoc^kin给出作为供应的能量Esum,zw和通过摩擦损失的能量E frict,zw的差：
[0070]门质量m:
[0072](用于齿带的驱动轴的半径r)。
[0073] 根据该方法，根据最后的等式相应地基于确定的开启行驶和/或关闭行驶测量出 门系统的质量m。因此确定的单一行驶、即开启行驶或者关闭行驶是足够的，但是门系统的 待测定的质量m也可以测定作为由两个行驶的结果的平均值。这样的开启行驶和关闭行驶 被描述为确定的开启行驶和关闭行驶，其与在确定的、也就是正常使用时的开启行驶和关 闭行驶没有区别。
[0074] -在开启行驶和关闭行驶时的引人注意的不同的摩擦力矩使得放弃了附加的系统 力(例如配重或者弹簧)和/或效率可能取决于方向。
[0075] -在系统中假定的能量存储器"齿带"必须在所有的测量点(在开始、在中间值时和 在最终位置中）包含近似相同的能量(或者区别相对于总能量必须小），因为否则就会损害 精度。
[0076] -该方法可以使用近似任意的行驶曲线。仅仅必须注意的是，门的动能要能够相对 于摩擦能量足够明显地显示，因为否则会损害精度。
[0077] -该方法自动地给出摩擦，这对于服务目的来说是感兴趣的。
[0078] -该方法是相对耐用的并且提供良好的重复精度，因为其积分式地工作并且去除 重叠的噪音。
[0079] -替代评估用于中间值的实际速度也可以使用额定速度或者二者的组合。
【主权项】
1. 一种用于测定由马达驱动的电梯门系统的运动的质量m的方法，所述方法在于以下 步骤： a) 测量所述马达的转换成机械功率的电功率Pu， b) 在常规的所述门系统分别从通过所述马达驱动所述质量m开始从初始静止位置直到 达到在驱动结束之后的最终静止位置的开启行驶和/或关闭行驶时，将所述电功率hi加和， 以测定例如通过摩擦力和/或关闭力造成的能量损失， c) 测定所述门系统在常规的开启行驶和/或关闭行驶期间的所述门系统的所述质量m 的最大速度V， d) 将从所述门系统的所述质量m的初始静止位置直至在达到所述质量的最大速度V的 时间点由所述马达提供的电功率加和，并且将如此获得的能量值减少了直至该时间点出现 的能量损失，从而根据接下来的公式动能E中测定所述门系统的所述质量^
【文档编号】B66B13/14GK105899454SQ201580004142
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月15日
【发明人】乌韦·诺尔特, 乌韦·布拉茨
【申请人】西门子公司