一种电动葫芦能效测试方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及起重设备能效测试技术领域，特别设及一种电动葫芦能效测试方法及 系统。
【背景技术】
[0002] 电动葫芦是一种轻小型起重设备，具有体积小、自重轻、操作简单及使用方便等特 点，被广泛应用于工矿企业、仓储码头等场所。随着近些年国家对节能减排的重视，电动葫 芦的能耗也越来越受到关注。目前国内外还没有针对电动葫芦能效测试的标准和专用的测 试系统。电动葫芦能效测试的主要难点在于：1)能效值的定义；电动葫芦的实际工况包括起 升、停止和下降，其中所设及的能量转换包括电能与机械能、机械能与动能、W及动能与位 能，能量损耗包括电机能量损耗、减速器及制动器工作过程的能量损耗；由于能量损耗还包 括电气部分损耗和机械传递过程中的损耗等，因此能效值的定义和计算均是难题。2)由于 电动葫芦在下降制动过程中会产生一定的制动下滑量，因此在电动葫芦升降过程中载荷会 越来越低，并最终降落到地面，从而影响能效测试结果的准确性。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有电动葫芦能效测试缺乏标准、能效值无法确定及测试结果准确性差 等问题，本发明提供了 一种电动葫芦能效测试方法，包括：
[0004] 根据规定载荷的起升高度，计算出电动葫芦在预设工作周期内的有效能；
[000引根据规定载荷在起升过程中消耗的电能，计算出电动葫芦在预设工作周期内的供 给能；
[0006] 根据所述有效能和供给能，计算出电动葫芦在预设工作周期内的能效值。
[0007] 所述根据规定载荷的起升高度，计算出电动葫芦在预设工作周期内的有效能的步 骤具体包括:将位移测量设备安装在规定载荷正上方;根据所述位移测量设备测得的规定 载荷起升的起始位移和停止位移，计算出规定载荷的起升高度;根据所述规定载荷的起升 高度，计算出电动葫芦在预设工作周期内的有效能；所述有效能的计算公式为：
其中：Qy为预设工作周期内的有效能，G为电动葫芦提升的规定载荷的 质量;出为第i个工作周期的规定载荷的起升高度;k为预设工作周期次数。
[0008] 所述根据规定载荷在起升过程中消耗的电能，计算出电动葫芦在预设工作周期内 的供给能的步骤具体包括:将电能测量设备与电动葫芦电源进线端的Ξ相交流电输入端连 接;根据所述电能测量设备在规定载荷起升过程中的测量值，计算出电动葫芦在预设工作 周期内的供给能;所述供给能的计算公式为
其中：舶为预设工作周 期内的供给能，Di为第i个工作周期内电能测量设备的测量值，k为预设工作周期次数。
[0009] 所述位移测量设备为激光测距仪。
[0010] 所述电能现慢设备为电能表。
[0011] 在所述根据规定载荷的起升高度，计算出电动葫芦在预设工作周期内的有效能的 步骤之前还包括:检查规定载荷起升的起始位移是否大于预设测量低位;如果所述起始位 移大于预设测量低位，则提升所述规定载荷，使所述起始位移小于预设测量低位。
[0012] 本发明还提供了一种用于实现上述方法的系统，包括UPS电源、PLC、工控计算机、 控制转接箱、调压器、电流互感器、电能表和激光测距仪;所述IPS电源分别与化C、工控计算 机和电能表电连接;所述化C分别与工控计算机和控制转接箱电连接;所述激光测距仪与工 控计算机电连接;所述电能表分别与工控计算机、调压器和电流互感器电连接;所述电流互 感器分别与调压器和电动葫芦电连接;所述控制转接箱与电动葫芦电连接。
[0013] 所述系统还包括外部S相电源，所述外部S相电源分别与所述UPS电源及调压器 电连接。
[0014] 本发明提供的电动葫芦能效测试方法，具有操作方便、测量精度高等优点。本发明 提供的电动葫芦能效测试系统，采用化C与工控计算机结合的方案，能够满足不同类型、不 同功率的电动葫芦能效测试的需求，通用性强，自动化程度高，提高了测量精度，能最大限 度地减少使用者的劳动强度。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明实施例提供的电动葫芦能效测试方法流程图；
[0016] 图2是本发明实施例提供的电动葫芦能效测试系统的结构原理图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。
[0018] 电动葫芦是用于将一定载荷提升到一定位置的起重设备。在载荷上升过程中，电 动葫芦的能量消耗主要是电能，即接入电动葫芦的Ξ相交流电的电能，电机运行会消耗一 部分能量、减速器及制动器的制动摩擦也会产生能量损耗，载荷最终被提升到指定位置。因 此，实际用于实现载荷提升所消耗的能量才是电动葫芦能效问题关注的重点。在本发明实 施例中给出如下定义:将规定载荷提升至规定位置时克服重力所做的功被称为有效能，将 此过程中消耗的电能称为供给能。本发明实施例电动葫芦的能效值定义为:在预设工作周 期内（通常取10个工作周期)有效能与供给能的比值。
[0019] 参见图1，本发明实施例提供了一种电动葫芦能效测试方法，包括如下步骤：
[0020] 步骤101:将位移测量设备安装在规定载荷的正上方，并将电能测量设备与电动葫 芦电源进线端的Ξ相交流电输入端连接。
[0021] 在实际应用中，位移测量设备采用激光测距仪，电能测量设备可采用电能表。基于 试验过程安全的考虑，激光测距仪通常安装在规定载荷的正上方;此外在保证安全的前提 下，激光测距仪也可W安装在规定载荷的正下方;本实施例的激光测距仪安装在规定载荷 的正上方。
[0022] 步骤102:根据激光测距仪测得的规定载荷起升的起始位移S1和停止位移S2,计算 出规定载荷的起升高度H。
[0023] 规定载荷的起升高度H=S1-S2。
[0024] 步骤103:根据规定载荷的质量和起升高度，计算出电动葫芦在预设工作周期内的 有效能Qy。
[0025] Qy的计算：克服载荷重力作用做功的公式为W = mgH，其中m为载荷的质量，单位是 kg; g为重力加速度，取9.8N/kg; Η为载荷被提升的高度(起升高度），单位是m。通常情况下， 电动葫芦用的载荷质量单位都W吨计，用符号G表示，lG=1000kg，运样有效能的计算公式 为：
[0026]
[0027] 其中，G为电动葫芦提升的载荷质量，单位为吨（t);出为第i个工作周期的载荷起 升高度，单位为米(m) ;k为工作周期次数化^ 10) ;Qy的单位为焦耳(J)。
[0028] 步骤104:根据电能表在规定载荷起升过程中的测量值，计算出电动葫芦在预设工 作周期内的供给能化。
[0029] Qg的计算：
[0030] 其中，Di为第i个工作周期内电能表测量值，单位为千瓦时化刚1)，1千瓦时= 3.6X 1〇6焦耳;k为工作周期次数化< 10);化的单位为焦耳(J)。
[0031] 步骤105:根据电动葫芦在预设工作周期内的有效能和供给能，计算出电动葫芦的 能效值η。
[0032] η 的计算:n=Qy/舶 Χ100%。
[0033] 在具体生产实践中，激光测距仪和电能表测得的数据分别通过RS422和RS485数据 线传输至工控计算机，由工控计算机计算出电动葫芦在预设工作周期内的有效能、供给能 和能效值。电动葫芦提升的载荷质量可通过吊钩砰在计算机上读出或直接键盘输入。在循 环试验过程中，为了防止规定载荷起升的起始位移过低，影响能效测试结果的准确性，需要 在规定载荷起升前使用激光测距仪测量规定载荷起升的起始位移是否大于预设测量低位； 如果起始位移大于预设测量低位，则需要先提升规定载荷，使起始位移小于预设测量低位， 然后再进行起升试验过程;如果起始位移小于等于预设测量低位，则直接进行起升试验过 程。
[0034] 参见图2,本发明实施例还提供了一种用于实现上述电动葫芦能效测试