永磁同步曳引電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方法及檢測(cè)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電梯檢測(cè)技術(shù)設(shè)備，具體為一種永磁同步曳引電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方 法及檢測(cè)儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 永磁同步曳引電梯所使用的永磁同步電機(jī)因其體積小、節(jié)能、控制性能好，容易做 成低速直接驅(qū)動(dòng)，消除了齒輪減速裝置，可通過(guò)頻率變化調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，目前在電梯行業(yè)得到 了廣泛應(yīng)用，近幾年，永磁同步曳引電梯在電梯總增量的比例達(dá)到了 90%以上。曳引式電梯 的結(jié)構(gòu)是將鋼絲繩懸掛于曳引輪上，一端與轎廂相連，另一端與對(duì)重連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)曳引輪 轉(zhuǎn)動(dòng)，依靠曳引輪輪槽與曳引鋼絲繩的摩擦力來(lái)驅(qū)動(dòng)轎廂和對(duì)重在井道中垂直運(yùn)動(dòng)。平衡 系數(shù)是曳引式驅(qū)動(dòng)電梯重要性能指標(biāo)，利用對(duì)重可以部分平衡轎廂及轎內(nèi)負(fù)載的重量，使 曳引電機(jī)運(yùn)行的負(fù)荷減輕。根據(jù)TSGT7001-2009《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則一曳引 與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)電梯》8. 5項(xiàng)的規(guī)定：曳引電梯的平衡系數(shù)應(yīng)當(dāng)在0. 40~0. 50之間，或者符合 制造（改造）單位的設(shè)計(jì)值。如果使用單位因?yàn)檠b潢等原因造成轎廂質(zhì)量的改變，將造成 平衡系數(shù)的減小，在這種情況下，電梯就可能發(fā)生溜梯，從而造成人員傷亡。因此定期檢測(cè) 曳引式電梯平衡系數(shù)十分重要。
[0003] 目前測(cè)定平衡系數(shù)的方法有很多，如稱重法、調(diào)整配重法、電流法、張力檢測(cè)法、扭 矩檢測(cè)法，比較常用的方法是電流法，即轎廂分別裝載額定載重量30%、40%、45%、50%、 60%作上、下全程運(yùn)行，當(dāng)轎廂和對(duì)重運(yùn)行到同一水平位置時(shí)，記錄電機(jī)的電流值，繪制電 流一負(fù)荷曲線，以上下運(yùn)行曲線的交點(diǎn)確定平衡系數(shù)。上述方法不但工作人員的工作強(qiáng)度 極大，測(cè)量效率也比較低。近年來(lái)無(wú)載平衡系數(shù)測(cè)試技術(shù)應(yīng)允而生，取得了一些研究成果， 如德國(guó)TUV公司推出ADIASYSTEM電梯檢測(cè)系統(tǒng)，遼寧石油化工大學(xué)研發(fā)便攜式電梯平衡系 數(shù)測(cè)試儀，溫州特檢院開(kāi)發(fā)的無(wú)在動(dòng)態(tài)平衡系數(shù)檢測(cè)儀等。這些測(cè)試方法雖省去了反復(fù)搬 運(yùn)砝碼的環(huán)節(jié)，但存在一定問(wèn)題，如測(cè)試裝置現(xiàn)場(chǎng)安裝不便捷，調(diào)試儀器復(fù)雜等，檢測(cè)作業(yè) 效率變化不顯著，限制了推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種永磁同步曳引電梯 平衡系數(shù)的檢測(cè)方法及檢測(cè)儀。該檢測(cè)方法僅需檢測(cè)永磁同步曳引電機(jī)的三相交流電中其 中一相的相電流和相電壓，減少了檢測(cè)參量，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。該檢測(cè)儀操作簡(jiǎn)便，省去了繁 雜的人員工作，安裝方便，檢測(cè)作業(yè)時(shí)間短，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0005] 本發(fā)明解決所述檢測(cè)方法技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，提供一種永磁同步電梯 平衡系數(shù)的檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法的具體步驟是：
[0006] 第一步，將電壓檢測(cè)裝置并聯(lián)接入待檢測(cè)的永磁同步電機(jī)的任何一相的相電壓的 兩端；電流檢測(cè)裝置穿過(guò)該永磁同步電機(jī)的任何一相的導(dǎo)線；
[0007] 第二步，電梯空載檢修向下運(yùn)行，通過(guò)電壓檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置分別檢測(cè)到 電壓信號(hào)和電流信號(hào)，測(cè)得電梯下行至行程一半時(shí)的電壓值仏和電流值Id，根據(jù)公式（1)計(jì) 算得到電梯下行時(shí)電機(jī)的輸入功率pd，
[0008]
[0009] 式中：供一電壓與電流的相位差；
[0010] 第三步，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置將第一步中由電壓檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置檢測(cè)到的 該電壓信號(hào)與電流信號(hào)傳入個(gè)人計(jì)算機(jī)，再通過(guò)數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)對(duì)采集的電壓信號(hào)與電 流信號(hào)進(jìn)行分析，得出電梯下行至行程一半時(shí)電流的頻率fd;
[0011] 第四步，將電梯的永磁同步電機(jī)外接對(duì)稱星形電阻R，空載向上運(yùn)行，通過(guò)電壓檢 測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置分別檢測(cè)到電壓信號(hào)和電流信號(hào)，測(cè)得電梯上行至行程一半時(shí)的電 壓值Uu和電流值Iu，再通過(guò)第二步得出電梯上行至行程一半時(shí)電流的頻率fu;由公式（2) 計(jì)算得到電梯空載上行至行程一半時(shí)對(duì)稱星形電阻R從電機(jī)吸收的功率Pu，即：
[0012] P1-3x/;x/? ⑵
[0013] 第五步，根據(jù)第三步和第四步得到的電梯下行至行程一半時(shí)電流的頻率心和電梯 上行至行程一半時(shí)電流的頻率fu，分別由公式（3)計(jì)算得到電梯下行至行程一半時(shí)的速度Vd和電梯上行至行程一半時(shí)的速度Vu，
[0015] 式中：v-電梯轎廂運(yùn)行到行程一半時(shí)的速度，m/s;D-曳引輪直徑，mm;p-電機(jī) 中定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)；i一電機(jī)到曳引輪的傳動(dòng)比；
[0016] 第六步，根據(jù)第二步計(jì)算得到的電梯下行時(shí)電機(jī)的輸入功率Pd、第四步得到的電 梯空載上行至行程一半時(shí)對(duì)稱星形電阻R從電機(jī)吸收的功率Pu和第五步得到的電梯下行 至行程一半時(shí)的速度Vd及電梯上行至行程一半時(shí)的速度Vu由公式（4)計(jì)算出被測(cè)電梯的 平衡系數(shù)K，
[0018] 式中：Q-額定載荷，kg;g-重力加速度，取9. 81m/s2。
[0019] 本發(fā)明解決所述檢測(cè)儀技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，提供一種永磁同步曳引電 梯平衡系數(shù)的檢測(cè)儀，該檢測(cè)儀按照上述的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)儀包括電流檢測(cè)裝置、 電壓檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、個(gè)人計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)，其特征在于所述電壓檢測(cè) 裝置并聯(lián)接入待檢測(cè)的永磁同步電機(jī)的三相交流電的其中一相電壓的兩端，采集該永磁同 步電機(jī)的該相電壓信息；電流檢測(cè)裝置穿過(guò)該永磁同步電機(jī)的任何一相的導(dǎo)線，采集永磁 同步電機(jī)運(yùn)行的該相電流信息；所述電流檢測(cè)裝置和電壓檢測(cè)裝置分別與數(shù)據(jù)采集裝置相 連接，所述數(shù)據(jù)采集裝置經(jīng)USB口與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連接，數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)植入在個(gè)人計(jì) 算機(jī)內(nèi)，所述個(gè)人計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì) 算、存儲(chǔ)和輸出；所述數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)的工作流程是：開(kāi)始一電梯檢修下行一采集下行 電流信號(hào)和電壓信號(hào)一得到電梯空載下行至行程一半時(shí)永磁同步電機(jī)的電流值Id和電壓 值Ud-分析計(jì)算得到永磁同步電機(jī)的輸入功率Pd、電梯下行至行程一半時(shí)電流的頻率fd、 電梯下行至行程一半時(shí)電梯的運(yùn)行速度Vd-存儲(chǔ)Pd、vd-電梯外接星形電阻R空載上行一 采集上行的電流信號(hào)和電壓信號(hào)一得到電梯上行至行程一半時(shí)的電壓值Uu和電流值Iu- 分析計(jì)算得到電阻R從永磁同步電機(jī)吸收的功率Pu、電梯上行至行程一半時(shí)電流的頻率fu、 電梯上行至行程一半時(shí)的速度vu-調(diào)用Pd、vd、Pu、Vu得出電梯平衡系數(shù)K-輸出結(jié)果一結(jié) 束。
[0020] 上述永磁同步曳引電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)儀，所述電流檢測(cè)裝置采用北京柏艾斯 科技有限公司HZIA-C06系列電流傳感器，電壓檢測(cè)裝置采用北京柏艾斯科技有限公司 EVS-C53系列電壓傳感器，數(shù)據(jù)采集裝置采用美國(guó)國(guó)家儀器公司USB-6002采集卡，個(gè)人計(jì) 算機(jī)采用筆記本電腦。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0022] (1)本發(fā)明檢測(cè)方法所需要檢測(cè)的數(shù)據(jù)只有曳引電梯空載運(yùn)行所用的永磁同步電 機(jī)的電壓與電流兩項(xiàng)，檢測(cè)參量少，且該兩個(gè)數(shù)據(jù)都可在電梯運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量得到。
[0023] (2)現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)運(yùn)行時(shí)的電壓與電流的檢測(cè)技術(shù)具有專用性、標(biāo)準(zhǔn)性、精 度高等特點(diǎn)，但移植性較差或造價(jià)較高，可以用此檢測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)本發(fā)明檢測(cè)儀所測(cè)結(jié)果的 準(zhǔn)確性和精度，進(jìn)而保障本發(fā)明測(cè)量的精度。
[0024] (3)實(shí)施檢測(cè)時(shí)電梯不需要加載負(fù)載，電梯運(yùn)行電壓檢測(cè)裝置和電梯運(yùn)行電流檢 測(cè)裝置在現(xiàn)場(chǎng)安裝方便快捷，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)高效、省力。
[0025] (4)與國(guó)家制定的電梯平衡系數(shù)檢測(cè)方法相比較，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、現(xiàn) 場(chǎng)調(diào)試時(shí)間短，且檢測(cè)結(jié)果與按電梯檢驗(yàn)規(guī)則檢測(cè)的結(jié)果一致，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。
[0026] (5)本發(fā)明檢測(cè)儀所能檢測(cè)的電梯必須采用永磁同步電機(jī)作為曳引機(jī)，若采用其 他類的曳引機(jī)，比如異步電機(jī)，本檢測(cè)儀不適用。目前采用永磁同步電機(jī)作為電梯曳引機(jī)已 是相當(dāng)普遍的，所以本檢測(cè)儀具有廣闊的使用市場(chǎng)及應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明永磁同步曳引電梯平衡系數(shù)檢測(cè)儀一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖圖。
[0028] 圖2是本發(fā)明永磁同步曳引電梯平衡系數(shù)檢測(cè)儀的數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)的工作流 程圖。
[0029] 圖3是實(shí)施例1中采用電流法得到的檢測(cè)結(jié)果的電流-負(fù)荷曲線圖。
[0030] 圖中，1.電流檢測(cè)裝置、2.電壓檢測(cè)裝置、3.數(shù)據(jù)采集裝置、4.個(gè)人計(jì)算機(jī)、5.永 磁同步電機(jī)（或電機(jī)）。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不以此作為對(duì)本發(fā)明權(quán) 利要求保護(hù)范圍的限定。
[0032] 本發(fā)明永磁同步電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)方法的具體步驟是：
[0033] 第一步，將電壓檢測(cè)裝置2并聯(lián)接入待檢測(cè)的永磁同步電機(jī)5的三相交流電的其 中一相電壓的兩端，采集該永磁同步電機(jī)的該相電壓信息；電流檢測(cè)裝置1穿過(guò)永磁同步 電機(jī)5的任何一相的導(dǎo)線，采集永磁同步電機(jī)運(yùn)行的該相電流信息；
[0034] 第二步，電梯空載檢修向下運(yùn)行，通過(guò)電壓檢測(cè)裝置2和電流檢測(cè)裝置1分別檢測(cè) 到電壓信號(hào)和電流信號(hào)，測(cè)得電梯下行至行程一半時(shí)的電壓值仏和電流值Id，根據(jù)公式（I) 計(jì)算得到電梯下行時(shí)電機(jī)的輸入功率pd，
[0035]
[0036] 式中：式中：Pd-電梯空載下行，運(yùn)行到行程一半時(shí)，電機(jī)的輸入功率，W;辦一電 壓與電流的相位差；
[0037] 第三步，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置3將第一步中由電壓檢測(cè)裝置2和電流檢測(cè)裝置1檢 測(cè)到的該電壓信號(hào)與電流信號(hào)傳入個(gè)人計(jì)算機(jī)4,再通過(guò)數(shù)據(jù)檢測(cè)處理系統(tǒng)（圖中未標(biāo)出） 對(duì)采集的電壓信號(hào)與電流信號(hào)進(jìn)行分析，得出電梯下行至行程一半時(shí)電流的頻率fd;
[0038] 第四步，將電梯的永磁同步電機(jī)5外接對(duì)稱星形電阻R，空載向上運(yùn)行，通過(guò)電壓 檢測(cè)裝置2和電流檢測(cè)裝置1分別檢測(cè)到電壓信號(hào)和電流信號(hào)，測(cè)得電梯上行至行程一半 時(shí)的電壓值Uu和電流值Iu，再通過(guò)第二步得出電梯上行至行程一半時(shí)電流的頻率fu;由公 式（2)計(jì)算得到電梯空載上行至行程一半時(shí)對(duì)稱星形電阻R從電機(jī)吸收的功率Pu，即：
[0039] ^,=3xI~xR (：2>
[0040] 第五步，根據(jù)第三步和第四步得到的電梯下行至行程一半時(shí)電流的頻率心和電梯 上行至行程一半時(shí)電流的頻率fu，分別由公式（3)計(jì)算得到電梯下行至行程一半時(shí)的速度Vd和電梯上行至行程一半時(shí)的速度Vu，
[0042] 式中：v-電梯轎廂運(yùn)行到行程一半時(shí)的速度，m/s;D-曳引輪直徑，mm;p-電機(jī) 中定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)；i一電機(jī)到曳引輪的傳動(dòng)比；
[0043] 第六步，根據(jù)第二步計(jì)算得到的電梯下行時(shí)電機(jī)的輸入功率Pd、第四步得到的電