电梯门系统参数设置方法、系统及门机驱动器与流程

本发明涉及技术电梯领域，更具体地说，涉及一种电梯门系统参数设置方法、系统及门机驱动器。

背景技术：

电梯门是乘客或货物进出电梯轿厢的通道，由于电梯门的控制与电梯安全密切相关，因此简单可靠的门控制非常重要。在现有的电梯系统中，一般通过门机驱动器对电梯门进行开关控制。

现有的电梯门系统中，一般由开发人员根据经验值来设置开关门的速度，即在现场调试时，通过人为观察、视觉感受来调整开关门快慢。但因不同电梯门系统的惯量不同，采用统一的经验值无法满足所有门系统。根据国标要求，电梯门在平均关门速度下的瞬时动能需不大于10焦耳，若关门速度设置太大，不满足国标动能要求；若关门速度设置过小，关门效率低。并且由于目前大多数电梯门的关门速度直接通过设置频率来实现，很不直观，现场无法估算当前动能，从而导致现场调试不方便。

此外，目前开门力矩、关门受阻力矩也都是根据经验值或人为调试设定，如额定力矩的100％、30％等，没有严格地按照国标要求(在国际要求中，电梯门关门运行时轿门关门受阻力需不大于150n，在电梯门关闭状态下的轿门关门保持力需大于50n；)进行限制。这样导致不同现场都要技术人员支持，从而花费大量的人力和物力。并且这些参数将影响门机的运行，同时也涉及到人身的安全，如关门受阻力矩设置过大，有可能夹伤乘客。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对上述电梯门系统参数设置不合理的问题，提供一种电梯门系统参数设置方法、系统及门机驱动器。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种电梯门系统参数设置方法，所述电梯门由门机驱动且所述门机由门机驱动器控制运行；所述方法包括：

在电梯门以第一速度v1匀速开启过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第一预设距离过程中输出的第一有用功w1以及采样所述门机驱动器在电梯门匀速运行时的输出电流i保持，所述第一速度v1和所述第一预设距离为预设值；

在电梯门以第一速度v1匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第二预设距离过程中输出的第二有用功w2，所述第二预设距离为预设值；

在电梯门以第二速度v2匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第三预设距离过程中输出的第三有用功w3，其中v2＝k×v1，所述第三预设距离和所述k为预设值；

根据所述第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2；

使用最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2设置电梯门系统参数。

在本发明所述的电梯门系统参数设置方法中，所述第二预设距离与所述第三预设距离相等，所述根据所述第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3，包括：通过以下计算式计算开关门速度v3：其中所述k为电梯门在平均关门速度下的瞬时动能要求；所述

在本发明所述的电梯门系统参数设置方法中，所述第一预设距离和第二预设距离均为s，所述根据所述第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3，包括：通过以下计算式计算轿门关门受阻电流i输出1：其中f关1为电梯门关门受阻力；并通过以下计算式计算轿门关门保持电流i输出2：其中f关2为电梯门关门保持力。

在本发明所述的电梯门系统参数设置方法中，所述在电梯门以第一速度v1匀速开启过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第一预设距离过程中输出的第一有用功w1包括：

控制电梯门以第一速度v1开启；

在电梯门匀速运行时，采样所述门机驱动器的第一输出电流i1和第一输出电压u1；

累积所述电梯门匀速运行过程中所述门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第一预设距离，获得第一有用功w1；

所述在电梯门以第一速度v1匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第二预设距离过程中输出的第二有用功w2包括：

控制电梯门以第一速度v1关闭；

在电梯门匀速运行时，采样所述门机驱动器的第二输出电流i2和第二输出电压u2；

累积所述电梯门匀速运行过程中所述门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第二预设距离，获得第二有用功w2；

所述在电梯门以第二速度v2匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第三预设距离过程中输出的第三有用功w3包括：

控制电梯门以第二速度v2关闭；

在电梯门匀速运行时，采样所述门机驱动器的第三输出电流i3和第三输出电压u3；

累积所述电梯门匀速运行过程中所述门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第三预设距离，获得第三有用功w3。

在本发明所述的电梯门系统参数设置方法中，所述在电梯门匀速运行时，采样所述门机驱动器的第一输出电流i1和第一输出电压u1，及累积所述电梯门匀速运行过程中所述门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第一预设距离，获得第一有用功w1包括：

在电梯门速度达到稳速且在电梯门运行到最大行程的30％开始，以固定频率采样所述门机驱动器的第一输出电流i1和第一输出电压u1直到电梯门运行到最大行程的45％；

根据采样获得的第一输出电流i1和第一输出电压u1计算所述门机驱动器输出的第一有用功w1：w1＝∑u1×i1×δt，所述δt为采样周期；

所述在电梯门匀速运行时，采样所述门机驱动器的第二输出电流i2和第二输出电压u2，及累积所述电梯门匀速运行过程中所述门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第二预设距离，获得第二有用功w2包括：

在电梯门速度达到稳速且在电梯门运行到最大行程的30％开始，以固定频率采样所述门机驱动器的第二输出电流i2和第一输出电压u2直到电梯门运行到最大行程的45％；

根据采样获得的第二输出电流i2和第二输出电压u2计算所述门机驱动器输出的第二有用功w2：w2＝∑u2×i2×δt；

所述在电梯门匀速运行时，采样所述门机驱动器的第三输出电流i3和第三输出电压u3，及累积所述电梯门匀速运行过程中所述门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第三预设距离，获得第三有用功w3包括：

在电梯门速度达到稳速且在电梯门运行到最大行程的75％开始，以固定频率采样所述门机驱动器的第三输出电流i3和第三输出电压u3直到电梯门运行到最大行程的90％；

根据采样获得的第三输出电流i3和第三输出电压u3计算所述门机驱动器输出的第三有用功w3：w3＝∑u3×i3×δt。

在本发明所述的电梯门系统参数设置方法中，在电梯门的同一次关门过程中采样所述第二有用功w2和所述第三有用功w3，且在采样所述第一有用功w1并完成开门操作后立即执行关门操作和采样所述第二有用功w2和所述第三有用功w3。

本发明还提供一种电梯门系统参数设置系统，所述电梯门由门机驱动且所述门机由门机驱动器控制运行；所述参数设置系统包括：第一采样单元、第二采样单元、第三采样单元、参数计算单元以及参数设置单元，其中：

所述第一参数采样单元，用于在电梯门以第一速度v1匀速开启过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第一预设距离过程中输出的第一有用功w1以及采样所述门机驱动器在电梯门匀速运行时的保持电流i保持，所述第一速度v1和第一预设距离为预设值；

所述第二参数采样单元，用于在电梯门以第一速度v1匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第二预设距离过程中输出的第二有用功w2，所述第二预设距离为预设值；

所述第三参数采样单元，用于在电梯门以第二速度v2匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第三预设距离过程中输出的第三有用功w3，其中v2＝k×v1，所述第三预设距离和所述k为预设值；

所述参数计算单元，用于根据所述第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2；

所述参数设置单元，用于使用最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2设置电梯门系统参数。

在本发明所述的电梯门系统参数设置系统中，所述第二预设距离与所述第三预设距离相等，所述参数计算单元通过以下计算式计算开关门速度v3：其中所述k为电梯门在平均关门速度下的瞬时动能要求；所述

在本发明所述的电梯门系统参数设置系统中，所述第一预设距离和第二预设距离均为s，所述参数计算单元通过以下计算式计算轿门关门受阻电流i输出1：其中f关1为电梯门关门受阻力；所述参数计算单元通过以下计算式计算轿门关门保持电流i输出2：其中f关2为电梯门关门保持力。

本发明还提供一种电梯门系统门机驱动器，包括处理器以及存储设备，所述存储设备中存储有多条指令，所述多条指令适于由处理器加载并执行：

在电梯门以第一速度v1匀速开启过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第一预设距离过程中输出的第一有用功w1以及采样所述门机驱动器在电梯门匀速运行时的输出电流i保持，所述第一速度v1和第一预设距离为预设值；

在电梯门以第一速度v1匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第二预设距离过程中输出的第二有用功w2，所述第二预设距离为预设值；

在电梯门以第二速度v2匀速关闭过程中，采样所述门机驱动器在电梯门运行第三预设距离过程中输出的第三有用功w3，其中v2＝k×v1，所述第三预设距离和所述k为预设值；

根据所述第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3、轿门开门输出电流i输出1、轿门关门输出电流i输出2；

使用最大关门速度v3、轿门开门输出电流i输出1、轿门关门输出电流i输出2设置电梯门系统参数。

本发明的电梯门系统参数设置方法、系统及门机驱动器，通过控制电梯门以预设速度开启和关闭并在该过程中自学习获得电梯门系统参数，可大大简化电梯门调试过程，提高电梯门机安装效率，同时提高了电梯与门机运行的安全性。

附图说明

图1是本发明电梯门系统参数设置方法实施例的示意图；

图2是本发明电梯门系统参数设置方法实施例中采样过程的示意图；

图3是电梯门系统简化示意图；

图4是本发明电梯门系统参数设置系统实施例的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，是本发明电梯门系统参数设置方法实施例的示意图，上述电梯门由门机驱动且门机由门机驱动器(门机驱动器可采用变频器等)控制运行。该方法通过在电梯门开门和关门过程中的自学习进行参数设置，从而简化了电梯调试过程。本实施例中的电梯门参数设置方法包括以下步骤：

步骤s1：采样获得w1及i保持。

具体地，在电梯门以第一速度v1匀速开启(具体可根据编码器反馈的位置数据确定电梯门是否匀速开启)过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第一预设距离s1过程中输出的第一有用功w1，同时采样获得门机驱动器在电梯门匀速运行时的输出电流i保持，上述第一速度v1和第一预设距离s1为预设值。具体地，上述第一速度v1可换算成电机转速ω1，以方便门机驱动器设置，且为保证安全，该第一速度v1可小于电梯门的正常开门速度。因在电梯门的开门过程中存在加速段和减速段，因此第一预设距离s1最好小于电梯门总行程的50％。

该步骤具体可包括：在电梯门关闭状态下(如图2中的t1时刻)，启动电梯门开门，电梯门由静止逐渐加速到第一速度v1；在电梯门匀速运行(即开门速度达到第一速度v1)时，即图2中的t2时刻，采样门机驱动器的第一输出电流i1和第一输出电压u1；累积电梯门匀速运行过程中门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第一预设距离s1，即图2中的t3时刻，获得第一有用功w1。

特别地，上述t2时刻可为电梯门开门达到l×30％行程时(此时电梯门开门速度达到稳速)，上述l为电梯门的最大行程；t3时刻则为电梯门开门达到l×45％行程时。在t2时刻和t3时刻之间的时间段t1内，以固定频率采样门机驱动器的第一输出电流i1和第一输出电压u1，并计算t1时间段内门机驱动器输出的第一有用功w1：w1＝∑u1×i1×δt，其中δt为采样周期(即两次采样的间隔时间)。

步骤s2：采样获得w2。

具体地，在电梯门以第一速度v1匀速关闭(具体可根据编码器反馈的位置数据确定电梯门是否匀速关闭)过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第二预设距离s2中输出的第二有用功w2。与第一预设距离s1相同地，第二预设距离s2也为预设值，且该第二预设距离s2最好小于电梯门总行程的50％

该步骤具体可包括：在电梯门开启状态下(如图2中的t4时刻)，启动电梯门关闭，电梯门由静止逐渐加速到第一速度v1；在电梯门匀速运行(即关门速度达到第一速度v1)时，即图2中的t5时刻，采样门机驱动器的第二输出电流i2和第一输出电压u2；累积电梯门匀速运行过程中门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第二预设距离s2，即图2中的t6时刻，获得第二有用功w2。

特别地，上述t5时刻可为电梯门关门达到l×30％行程(该位置可通过编码器采样获得)时(此时电梯门关门速度达到稳速)；t6时刻则为电梯门开门达到l×45％行程(该位置可通过编码器采样获得)时。在t5时刻和t6时刻之间的时间段t2内，以固定频率采样门机驱动器的第二输出电流i2和第二输出电压u2，并计算t2时间段内门机驱动器输出的第二有用功w2：w2＝∑u2×i2×δt；

步骤s3：采样获得w3。

具体地，在电梯门以第二速度v2匀速关闭(具体可根据编码器反馈的位置数据确定电梯门是否匀速关闭)过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第三预设距离s3过程中输出的第三有用功w3，其中v2＝k×v1，k为预设值。为保证安全，上述k大于1且小于等于2。与第一预设距离s2相同地，第三预设距离s3也为预设值，且该第三预设距离s3最好小于电梯门总行程的50％

该步骤具体可包括：使电梯门加速关门，直到关门速度达到第二速度v2；在电梯门达到第二速度v2后，即图2中的t7时刻，采样门机驱动器的第三输出电流i3和第三输出电压u3；累积电梯门以第二速度v2匀速运行过程中门机驱动器输出的功率直到电梯门到达第三预设距离s3，即图2中的t8时刻，获得第三有用功w3。

具体地，该采样过程可与步骤s2处于同一次关门过程中，例如在电梯门关门达到l×75％行程时开始以固定频率采样门机驱动器的第三输出电流i3和第三输出电压u3，并在电梯门关门达到l×45％行程时，计算该过程(即t3时间段中)中门机驱动器输出的第三有用功w3：w3＝∑u3×i3×δt。

如图2所示，为节省流程，可使步骤s2、s3处于电梯门的同一次关门过程中，且步骤s2、s3接于步骤s1的开门操作后。当然，在实际应用中，上述步骤s1、s2、s3可位于独立的开门、关门过程中，且该三个步骤执行的先后顺序不影响后续的参数计算。

步骤s4：计算参数。

具体地，根据第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2。

如图3所示，是电梯门系统的简化示意图，其中皮带轮m1由门机驱动，并带动皮带轮m2转动，电梯门系统等效模块在皮带轮m2带动下移动。门机运行过程受摩擦力f1、风阻(等效阻力)f2、电梯门系统等效模块的质量mz、重锤质量m的影响。

假设门机效率为η1，并使第二预设距离s2和第三预设距离s3相等，即s2＝s3＝s，门机启动速度为v0(例如v0＝0)，根据电梯门关门过程中的能量守恒定律可得：

v2＝k×v1(3)

上述p2为门机在t2时间段内的运行功率，p3为门机在t3时间段内的运行功率。

由公式(1)～(3)可得：

由于门机系统与中间传动机构在关门过程中的瞬时动能w3可用以下计算式表示：

若门机系统与中间传动机构的瞬时动能要求不大于k焦耳(k为预设值，例如国标要求的10焦耳)，由此将计算式(5)变形可得用于计算电梯门的关门速度v3的计算式(6)：

其中并且，为方便设置，可根据门机转速与关门速度之间的关系，将上述速度v3换算成门机转速ω3。

由于在电梯门开门与关门过程中所受到的附加阻力都为f1+f2，可使第二预设距离s1和第二预设距离s2相等，即s1＝s2＝s，则根据能量守恒定律可得：

由于在匀速情况下，因此根据计算式(7)、(8)可得：

并且在电梯门匀速开启时，门机驱动器出力和重锤的重力相平衡，此时：

h×i保持＝mg+(f1+f2)(11)

其中h为力-电流系数，表示门机驱动器输出电流与输出力矩之间的比例关系，即：

由于电梯门关门过程和关门到位是力矩控制模式，因此可以根据电流的大小来表示电梯门关门受阻力f关1和电梯门关门保持力f关2(该力可根据需要设定，例如国标中的关门受阻力f关1不大于150n，关门保持力f关2大于50n)：

f关1＝f电机+mg-(f1+f2)(13)

f电机＝h*i输出1(14)

f关2＝f电机+mg-(f1+f2)(15)

f电机＝h*i输出2(16)

由计算式(13)、(14)可的轿门关门受阻电流i输出1的计算式：

由计算式(15)、(16)可的轿门关门保持电流i输出2的计算式：

同理，由于电梯门开门是力矩控制模式，因此可以根据电流的大小来表示开启电梯门的力f开(该力可根据需要设定)：

f开门＝f电机-mg-(f1+f2)(19)

其中：f电机＝h×i输出3(20)

由计算式(13)、(14)可的轿门开门输出电流i输出3的计算式：

上述轿门开门输出电流i输出3也可是电梯门系统的一个参数。

步骤s5：设置参数。

具体地，使用关门速度v3、轿门开门输出电流i输出1、轿门关门输出电流i输出2设置电梯门系统参数。轿门开门输出电流i输出3也可作为电梯门系统参数进行设置。

如图4所示，是本发明电梯门系统参数设置系统实施例的示意图，其中电梯门由门机驱动且门机由门机驱动器控制运行。该参数设置系统包括：第一采样单元41、第二采样单元42、第三采样单元43、参数计算单元44以及参数设置单元45，上述第一采样单元41、第二采样单元42、第三采样单元43、参数计算单元44以及参数设置单元45具体可结合运行于门机驱动器中的软件实现，也可通过独立于门机驱动器的硬件并结合软件实现。

上述第一参数采样单元41用于在电梯门以第一速度v1匀速开启过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第一预设距离s1中输出的第一有用功w1以及采样门机驱动器在电梯门匀速开启过程中的保持电流i保持，上述第一速度v1和第一预设距离s1为预设值。

第二参数采样单元42用于在电梯门以第一速度v1匀速关闭过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第二预设距离s2中输出的第二有用功w2，上述第二预设距离s2为预设值。

第三参数采样单元43用于在电梯门以第二速度v2匀速关闭过程中，采样门机驱动器在电梯门第三运行预设距离s3中输出的第三有用功w3，其中v2＝k×v1，k为预设值(上述k可取大于1且小于等于2的任何值)，上述第三预设距离s3为预设值。

参数计算单元44用于根据第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3、轿门开门输出电流i输出1、轿门关门输出电流i输出2。具体地，在第二预设距离s2与第三预设距离s3相等时，参数计算单元44通过以下计算式计算最大开关门速度v3：其中所述k为电梯门在平均关门速度下的瞬时动能要求，在第一预设距离s1与第二预设距离s2相等时，参数计算单元44通过以下计算式计算轿门关门受阻电流i输出1：其中f关1为关门受阻力；通过以下计算式计算轿门关门保持电流i输出2：其中f关2为电梯门关门保持力。

参数设置单元45用于使用最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2设置电梯门系统参数。

本发明还提供一种电梯门系统门机驱动器，包括处理器以及存储设备，上述存储设备中存储有多条指令，且该多条指令适于由处理器加载并执行：

在电梯门以第一速度v1匀速开启过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第一预设距离s1的过程中输出的第一有用功w1以及采样门机驱动器在电梯门匀速运行时的输出电流i保持，上述第一速度v1和第一预设距离s1为预设值；

在电梯门以第一速度v1匀速关闭过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第二预设距离s2的过程中输出的第二有用功w2，上述第二预设距离s2为预设值；

在电梯门以第二速度v2匀速关闭过程中，采样门机驱动器在电梯门运行第三预设距离s3的过程中输出的第三有用功w3，其中v2＝k×v1，上述第三预设距离s3和k为预设值；

根据第一有用功w1、第二有用功w2、第三有用功w3以及保持电流i保持计算电梯门的最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2；

使用最大关门速度v3、轿门关门受阻电流i输出1、轿门关门保持电流i输出2设置电梯门系统参数。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。