電梯電機(jī)磁極偏角偏差檢測系統(tǒng)及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電梯控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電梯電機(jī)磁極偏角偏差檢測系統(tǒng)的檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電梯已普遍采用基于編碼器識別磁極偏角的永磁同步電動機(jī)矢量控制，其中磁極偏角對于電機(jī)電流控制至關(guān)重要。電梯廠商通常開發(fā)磁極偏角靜態(tài)測定功能，能夠在電梯新安裝時(shí)或編碼器變更后靜態(tài)下測試，測定的數(shù)據(jù)保存在控制器內(nèi)部不再變更，保證電機(jī)良好的控制特性。
[0003]而靜態(tài)測定磁極偏角不可變更，只有在人為參與下才有調(diào)整的可能，會出現(xiàn)以下情況:I)主機(jī)軸與編碼器安裝軸通常非一體化加工，即材質(zhì)不同，在電機(jī)溫度反復(fù)變化下，安裝軸出現(xiàn)熱脹冷縮，編碼器安裝位置會會出現(xiàn)微小的變化，導(dǎo)致磁極偏角出現(xiàn)誤差，且該誤差不斷增加，最終將導(dǎo)致電機(jī)電流偏差較大，控制特性異常;2)電機(jī)在急?；蛘駝忧闆r下也會出現(xiàn)編碼器的微小變化，累計(jì)后一樣影響電梯控制。而在電梯程序中，存儲的數(shù)據(jù)仍為微小變化前所測，當(dāng)編碼器精度極高的時(shí)候，此處的變化差異對電梯性能的影響更大。若在電梯控制程序中增加電機(jī)磁極偏角實(shí)時(shí)測定并進(jìn)行數(shù)據(jù)變更，計(jì)算量大，算法復(fù)雜，且易造成電梯故障率增加甚至失控等風(fēng)險(xiǎn)，可靠性是很低的。
[0004]現(xiàn)代電梯技術(shù)因矢量控制技術(shù)，可以極大提高運(yùn)行效率與降低能耗，但其控制的前提是:電機(jī)磁極位置偏角準(zhǔn)確地被電梯獲知。而目前獲知磁極偏角的途徑均依賴檢測器，如編碼器，含增量式或絕對位置式。由于電梯電機(jī)隨著季節(jié)、氣候甚至同一天里，溫度變化差異都存在，而編碼器固定部件與電機(jī)之間材質(zhì)不可能完全一致，導(dǎo)致熱脹冷縮下兩者的變化率不同，容易出現(xiàn)松動、位置偏移，進(jìn)而電梯無法最優(yōu)地實(shí)施矢量控制；另外，電梯運(yùn)行中的振動或特殊工況下的沖擊也會造成編碼器安裝位置不斷變化。電梯系統(tǒng)仍以變化前的方式進(jìn)行控制，勢必仍以造成運(yùn)行效率、功率器件壽命下降，潛在風(fēng)險(xiǎn)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電梯電機(jī)磁極偏角偏差檢測系統(tǒng)及檢測方法，結(jié)合電梯載重與電機(jī)電流關(guān)系，判斷實(shí)際磁極偏角與存儲磁極偏角是否存在差異，且評估該差異的變化趨勢，判定電機(jī)磁極偏角出現(xiàn)偏差的狀態(tài)。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種電梯電機(jī)磁極偏角偏差檢測系統(tǒng)，其特征是，包括主電源變換模塊、控制邏輯運(yùn)算模塊、電機(jī)磁極位置檢測模塊和轎廂載重檢測模塊，所述主電源變換模塊連接電源，為電梯電機(jī)以及所述控制邏輯運(yùn)算模塊、電機(jī)磁極位置檢測模塊和轎廂載重檢測模塊供電，所述電機(jī)磁極位置檢測模塊和轎廂載重檢測模塊連接至所述控制邏輯運(yùn)算模塊，所述控制邏輯運(yùn)算模塊獲取所述電梯電機(jī)的電流及電機(jī)磁極位置，并驅(qū)動所述主電源變換模塊施加所需的電流與電壓至所述電梯電機(jī)上;所述轎廂載重檢測模塊檢測電梯轎廂內(nèi)的載重，并將數(shù)據(jù)輸出至所述控制邏輯運(yùn)算模塊，所述控制邏輯運(yùn)算模塊根據(jù)電機(jī)電流數(shù)據(jù)、電機(jī)磁極位置數(shù)據(jù)以及轎廂載重?cái)?shù)據(jù)與預(yù)存的歷史數(shù)據(jù)比較，得出電機(jī)磁極偏角出現(xiàn)偏差的判定結(jié)論。
[0007]進(jìn)一步，所述主電源變換模塊包括整流逆變單元和電機(jī)電流檢測單元，所述整流逆變單元連接至所述電源，所述電機(jī)電流檢測單元連接至所述電梯電機(jī)。
[0008]進(jìn)一步，所述控制邏輯運(yùn)算模塊包括轎廂載重信號處理單元、磁極信號處理單元、電流信號處理單元、驅(qū)動信號處理單元、存儲數(shù)據(jù)單元、比較與判斷單元、控制信號生成單元，所述磁極信號處理單元將所述電機(jī)磁極位置檢測模塊得到的電機(jī)磁極角度與初始電機(jī)磁極角做差，所述存儲數(shù)據(jù)單元存儲電梯多種載重條件下的電機(jī)參數(shù)歷史數(shù)據(jù)，所述比較與判斷單元將當(dāng)前載重下的轎廂載重信號、電流信號與歷史參數(shù)相比較，得出電機(jī)磁極偏角出現(xiàn)偏差的判定結(jié)論，所述控制信號生成單元對磁極偏角偏差的判定結(jié)論輸出給用戶。
[0009]進(jìn)一步，所述多種載重條件為100%載重、0%載重、50%載重。
[0010]進(jìn)一步，所述電機(jī)參數(shù)包括各載重下的電流、電流變化率、電流變化率限值、加權(quán)累積數(shù)據(jù)、加權(quán)累積數(shù)據(jù)的限值、電流變化率的變化率、電流變化率的變化率限值。
[0011]—種如上述的電梯電機(jī)磁極偏角檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括如下步驟:
(1)獲得電梯電機(jī)的歷史參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述歷史參數(shù)數(shù)據(jù)保存至所述存儲數(shù)據(jù)單元中；
(2)電梯電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，獲取電梯電機(jī)的工作參數(shù)，保存至所述存儲數(shù)據(jù)單元中；
(3)根據(jù)所述電梯電機(jī)的工作參數(shù)與所述歷史參數(shù)進(jìn)行比較判定，得出電機(jī)磁極偏角判定結(jié)論；
(4)根據(jù)電機(jī)磁極偏角判定結(jié)論進(jìn)行分類后輸出給用戶。
[0012]進(jìn)一步，所述第(I)步包括如下步驟:
(11)判斷電梯是否勻速上行，如是，則
(12)判斷電梯載重是否與設(shè)定預(yù)設(shè)載重相匹配，如是，則
(13)記錄此載重下的電機(jī)電流值；
(14)將電機(jī)電流值寫入存儲數(shù)據(jù)單元中。
[0013]進(jìn)一步，所述第(2)步包括如下步驟:
(21)將當(dāng)前載重狀態(tài)下的電機(jī)當(dāng)前電流值與存儲的匹配載重的歷史電流值相比較，如果當(dāng)前電機(jī)電流值大于歷史電流值，則
(22 )計(jì)算當(dāng)前電機(jī)電流與歷史電流值之間的電流變化率，并將當(dāng)前電流變化率寫入存儲數(shù)據(jù)單元中，如果當(dāng)前電流變化率大于歷史電流變化率，則
(23)加權(quán)數(shù)據(jù)累加，
所述第(3)步包括如下步驟:
(31)將加權(quán)數(shù)據(jù)累加后的加權(quán)數(shù)據(jù)值與加權(quán)累加數(shù)據(jù)的限值相比較，如果各載重狀態(tài)下的加權(quán)數(shù)據(jù)均大于對應(yīng)的數(shù)據(jù)限值，則磁極需要調(diào)整；
(32)當(dāng)正常載重時(shí)的加權(quán)數(shù)據(jù)大于對應(yīng)的數(shù)據(jù)限值，且當(dāng)空載時(shí)的加權(quán)數(shù)據(jù)小于對應(yīng)的數(shù)據(jù)限值，則判斷相鄰兩次加權(quán)數(shù)據(jù)的變化率，當(dāng)變化率大于限定值時(shí)，則磁極為異常；
(33)當(dāng)正常載重時(shí)的加權(quán)數(shù)據(jù)大于對應(yīng)的數(shù)據(jù)限值，且當(dāng)滿載時(shí)的加權(quán)數(shù)據(jù)小于對應(yīng)的數(shù)限值則判斷相鄰兩次加權(quán)數(shù)據(jù)的變化率，當(dāng)變化率小于限定值時(shí)，則磁極為異常；當(dāng)變化率大于限定值時(shí)，則磁極需要調(diào)整。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
檢測方法簡單，對電機(jī)實(shí)際磁極偏角是否發(fā)生變化做出檢測，高效而又可靠地減小磁極偏角變化對電梯運(yùn)行造成影響。
【附圖說明】
[0015]附圖1是本發(fā)明的電梯電機(jī)磁極偏角檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
附圖2是電梯載重與電流數(shù)據(jù)采集流程圖；
附圖3是加權(quán)數(shù)據(jù)生成流程圖；
附圖4是磁極偏角誤差等級及調(diào)整方式的判斷流程圖。
[0016]附圖中的標(biāo)號分別為:
1.電源；2.整流與逆變單元；
3.電流檢測單元；4.電機(jī)；
6.轎廂；7.轎廂載重檢測模塊；
9.電機(jī)磁極位置檢測模塊； 10.轎廂載重信號處理單元；
I1.磁極信號處理單元；12.存儲數(shù)據(jù)單元；
13.比較與判斷單元；14.電流信號處理單元；
15.驅(qū)動信號處理單元；16.控制邏輯與運(yùn)算模塊；
17.控制信號生成單元；18.主電源變換模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明電梯電機(jī)磁極偏角偏差檢測系統(tǒng)及檢測方法的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明。
[0018]電梯電機(jī)磁極偏角偏差檢測系統(tǒng)，包括主電源變換模塊、控制邏輯運(yùn)算模塊、電機(jī)磁極位置檢測模塊和轎廂載重檢測模塊，所述主電源變換模塊連接電源，為電梯電機(jī)以及所述控制邏輯運(yùn)算模塊、電機(jī)磁極位置檢測模塊和轎廂載重檢測模塊供電，所述電機(jī)磁極位置檢測模塊和轎廂載重檢測模塊連接至所述控制邏輯運(yùn)算模塊，所述控制邏輯運(yùn)算模塊獲取所述電梯電機(jī)的電流及電機(jī)磁極位置，并驅(qū)動所述主電源變換模塊施加所需的電流與電壓至所述電梯電機(jī)上;所述轎廂載重檢測模塊檢測電梯轎廂內(nèi)的載重，并將數(shù)據(jù)輸出至所述控制邏輯運(yùn)算模塊，所述控制邏輯運(yùn)算模塊根據(jù)電機(jī)電流數(shù)據(jù)以及轎廂載重?cái)?shù)據(jù)與預(yù)存的歷史數(shù)據(jù)比較，得出電機(jī)磁極偏角判定結(jié)論。
[0019]電梯電機(jī)磁極偏角檢測系統(tǒng)方法，包括如下步驟:
(1)獲得電梯電機(jī)的歷史參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述歷史參數(shù)數(shù)據(jù)保存至所述存儲數(shù)據(jù)單元中；
(2)電梯電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，獲取電梯電機(jī)的工作參數(shù)，保存至所述存儲數(shù)據(jù)單元中；
(3)根據(jù)所述電梯電機(jī)的工作參數(shù)與所述歷史參數(shù)進(jìn)行比較判定，得出電機(jī)磁極偏角出現(xiàn)偏差的判定結(jié)論；
(4)根據(jù)電機(jī)磁極偏角偏差判定結(jié)論進(jìn)行分類后輸出給用戶。
[0020]下面對本發(fā)明做詳細(xì)闡述，參見附圖1，電梯電機(jī)磁極偏角檢測系統(tǒng)主要包括主電源變換模塊18與控制邏輯運(yùn)算模塊16及電機(jī)磁極位置檢測模塊9、轎廂載重檢測模塊7等。
[0021]其中，主電源變換模塊還包括了將工頻電源轉(zhuǎn)化為電梯運(yùn)轉(zhuǎn)所需變頻電源的整流與逆變單元2，用于閉環(huán)控制及電流監(jiān)測的電機(jī)4的電流檢測單元3。整流與逆變單元2連接電源I。
[0022]控制邏輯與運(yùn)算模塊16還包括:
轎廂載重信號處理單元10，用于將轎廂6的稱重的模擬或數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為控制信號生成單元17能夠識別的信號；
磁極信號處理單元11，用于將實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)磁極位置檢測裝置輸出的模擬信號或數(shù)字信號，轉(zhuǎn)化為控制信號生成單元能夠識別和使用的磁極角度并與初始安裝時(shí)磁極偏角做差運(yùn)算的?目號；
電流信號處理單元14，用于將電機(jī)電流檢測單元的模擬或數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為控制信號生成單元17能夠識別的信號；
驅(qū)動信號處理單元15，用于將控制信號生成單元做成的矢量控制信號轉(zhuǎn)化為整流與逆變器功率元件動作的驅(qū)動信號；
存儲數(shù)據(jù)單元12，