CN102627210A - 曳引式电梯曳引系统的保护方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种曳引式电梯曳引系统的保护方法和装置，涉及电梯曳引系统的保护方法和装置，更具体地说，涉及电梯曳引系统曳引力的保护和装置。该保护方法，包括以下步骤：检查并确定电梯的运行状态，以此确定适用的判定条件；检测电动机电流，以此判定电梯是否处于正常工作状态；判断检测的电流是否高于设定值或电流的持续时间是否高于设定值，若等于或低于设定值则返回上一步骤，若高于设定值则执行下一步骤；输出继电器动作，切断电梯的安全回路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电；报警显示对应的故障，在清除故障后人工手动复位。本发明用于电梯正常运行时，当轿厢或者对重被卡阻时，有效地实施对电动机和曳引系统的保护；电梯检修上行时，超越极限开关位置时的保护。

Description

曳引式电梯曳引系统的保护方法和装置

技术领域

本发明涉及电梯保护方法和装置，更具体地说，涉及电梯曳引系统保护和装置。本发明的目的之一在于提供一种基于电流检测的有效保护曳引式电梯曳引系统的保护方法。

背景技术

目前的绝大多数电梯供电系统，电源通过采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统(目前常见的形式是变频器)和接触器向电动机供电。现行的曳引式电梯标准中，对曳引轮和钢丝绳的摩擦力有严格的要求：摩擦力不能过小，也不能过大。过小则曳引轮和钢丝绳之间会相对滑移甚至打滑，则电梯无法安全运行。过大，当电梯上行超越正常行程，对重放在缓冲器上，若接触器发生触点粘连故障处于一直接通的状态，电动机不受控制的持续运转，因钢丝绳和曳引轮之间的摩擦力过大，而导致轿厢继续上行，就会发生冲顶，可能导致人员伤害和设备损坏。在上述标准的对应条款的电梯检验规程中，核心的要求是基于超越正常行程时的保护。电梯检验规程要求在检修状态下，短接有关上行保护开关，电梯继续运行时，曳引轮和钢丝绳应该打滑或者电动机停止运转。关于曳引式电梯，标准还规定，当轿厢或者对重在运行时被卡阻时，经过一段时间后，电动机必须停止运转。

曳引式电梯的曳引悬挂方式：轿厢和额定载荷在曳引轮的一侧，对重在曳引轮的另一侧，其中对重的质量＝轿厢的自重+额定载荷的质量*平衡系数，按照标准：平衡系数为0.4～0.5。电动机实际驱动的负载是：轿厢的自重加上轿厢载荷的质量减去对重的质量后得出的差值。所以，正常运行条件下，电动机驱动的最大载荷是额定载荷的一半。当运行发生轿厢或者对重卡阻时，如果电动机继续运行，其驱动的负载将是：轿厢自重+轿厢内可能的载荷或者是对重。最低限度，电动机需要驱动轿厢的自重。此时电动机驱动的负载均大于正常运行时的负载。以乘客电梯为例：载重量1000KG的电梯轿厢自重约1200KG左右。正常运行时，电动机驱动的载荷为500KG，发生卡阻时，为1200KG。如果轿厢内有人，则负荷更大。对于电动机，在其设计工作范围内，其运行的电流和驱动的负载是增函数关系，即负荷越大，电流越大。所以，据此可以依据电流检测来判定电梯的工作条件是否正常。

目前在防止摩擦力过大的现场检验方法中，验证摩擦力的检验是在电梯的正常行程范围之外。在正常的运行中，和曳引轮接触的那段钢丝绳并不和曳引轮接触，其直径比运行中和曳引轮接触的钢丝绳略大，钢丝绳表面也没有运行造成的磨损。这段钢丝绳和曳引轮的摩擦力较正常运行段为大。换言之，如果这段钢丝绳符合摩擦力不能过大的要求，在正常段，摩擦力就有可能过小。为了保证整条钢丝绳都符合要求，就需要更换钢丝绳，为了满足配合要求，甚至需要更换曳引轮。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于电流检测的有效保护曳引式电梯曳引系统的保护方法。

本发明的目的之二在于提供一种基于电流检测的有效保护曳引式电梯曳引系统的保护装置。

本发明的目的之一可以这样实现，设计一种曳引式电梯曳引系统的保护方法，包括以下步骤：

A、检查并确定电梯的运行状态，以此确定适用的判定条件；

B、检测电动机电流；

C、判断检测的电流是否高于对应状态的设定值或电流持续时间是否高于对应状态的设定值，若等于或低于对应状态的设定值则返回步骤B，若高于对应状态的设定值则执行下一步骤；

D、输出继电器动作，切断电梯的安全回路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电；

E、报警显示对应的故障，在清除故障后人工手动复位。

本发明的目的之二可以这样实现，设计一种曳引式电梯曳引系统的保护装置，包括电流采样器、A/D转换器、处理器、基准参数设定器、继电器、状态输入器、故障手动复位器；

电流采样器，用于电流数据采集，将采样数据通过A/D转换器转换传送到处理器；

A/D转换器，将电流采样器采集的采样数据从模拟转换为数字形式传送给处理器；

基准参数设定器，用于设定基准参数，将设定的参数传送至处理器；

处理器，接收数据并设定的基准参数比较处理，将处理后的结果输出；

继电器，用于锁定，接收处理器的处理结果进行对应的锁定动作；

状态输入器，用于向处理器输入状态选择指令；

故障手动复位器，用于处理器的复位。

本发明通过电流检测，实现了电梯曳引悬挂系统、采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统和电动机三者之间的关于曳引力的本质联系，有效克服了原来接触器元件故障对曳引力系统的约束。本发明有别于现行基于电梯超越正常行程的位置检测保护方法。本发明用于电梯上行时的曳引力过大的保护；电梯正常运行当轿厢或者对重卡阻时，有效地实施对电动机和曳引系统的保护。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的运行状态流程图；

图2是本发明较佳实施例的长时间卡阻状态流程图；

图3是本发明较佳实施例的检修状态流程图；

图4是本发明较佳实施例的方框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的描述。

一种曳引式电梯曳引系统的保护方法，可以利用汇编语言程序以应用程序的形式实现电梯技术标准中对于电梯的安全保护效果，包括以下步骤：

A、检查并确定电梯的运行状态，以此确定适用的判定条件；

B、检测电动机电流；

C、判断检测的电流是否高于对应状态的设定值或电流持续时间是否高于对应状态的设定值，若等于或低于对应状态的设定值则返回步骤B，若高于对应状态的设定值则执行下一步骤；

D、输出继电器动作，切断电梯的安全回路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电；

E、报警显示对应的故障，在清除故障后人工手动复位。

当电梯运行时，发生轿厢或者对重卡阻的情况，如果电动机继续运行，其驱动的负载均大于正常运行时的负载，此时电动机的电流就会发生突变性增大性增大，通过一个电流检测装置，就可以有效检测出这个电流变化值，以此再切断采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电，就可以有效保护电梯的运行安全。

所述电梯的运行状态为正常运行状态、检修运行状态；依据不同的状态，确定不同的适用判定条件。

所述报警显示，报警指示灯闪亮并指示故障类型。指示灯可以给电梯维修人员提示发生何种故障，便于电梯维修人员可较快地解决故障。

所述正常运行状态的电流设定值的设定，为在最大额定载荷状态下电梯运行的电流最大值加上一个防止误动作的增量。在最大额定载荷状态下，电流传感器检测出电梯运行的电流值，并据此增加一个增量，以防止误动作。这个增量根据电梯电动机实际运行电流做设定，以不会引起误动作为准，一般地这个增量为3安培以上，通常选择5安培。在实际运行中，受电动机、导轨安装等因素的影响，电梯之间的最大额定载荷状态下的电流最大值是不同的，所以要根据电梯电动机实际运行电流做设定。依照上述方法设定动作值后，如图1所示，先检查并确定电梯在何种运行状态，依据不同的状态，确定适用不同的判定条件；若是正常运行状态，则执行下一步，否则按照检修运行状态流程执行；检测正常运行状态时的电动机电流，比较检测的电流值与正常运行状态的设定值，若检测的电流值等于或小于正常运行状态的设定值时继续检测运行时的电流；若对重或者轿厢在运行时卡阻在导轨上，电动机继续按照原方向转动时，此时检测到的电动机电流值会超过正常运行状态的设定值，触发模块通过驱动一个继电器来切断安全电路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的控制回路；并作报警和指示；在电梯维修人员将故障解除后将保护装置手动复位继续工作。电流传感器检测到的电流信号通过采样、A/D转换，比较触发模块、通过驱动一个继电器来切断安全电路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电。

在正常运行状态，对重或者轿厢在运行时卡阻在导轨上，若电动机继续按照原方向转动，当超过规定的时间值时，电梯的安全保护启动，之前的电梯采用电梯位置信号的变化来实现此功能。本发明采用电动机的直接电流检测。电梯为正常运行状态，电流持续时间的计时是当检测到电流达到一个设定的阀值时开始计时；设定的阀值为电梯正常启动的启动电流值。设定的时间值，最长不超过标准规定的时间值45秒或者全程运行时间加10秒，二者取小值。如图2所示，先检查并确定电梯在何种状态，若是运行状态，则执行下一步，否则按照检修状态流程执行；检测运行时的电流，电梯启动，电流传感器检测到电流，当电流达到启动电流值时，系统开始计时，若电流持续时间小于或等于设定的时间值时，电梯正常停止，系统重新开始新一个循环的继续检测。若电流持续时间超过设定的时间值时，则触发模块通过驱动一个继电器来切断安全电路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电；并作报警和指示；在电梯维修人员将故障解除后将保护装置手动复位，电梯恢复运行。

所述检修状态的电流设定值的设定，为在电梯行程的顶部电梯下行的电流值加上一个防止误动作的增量。在电动机的进线端，设置一个电流传感器，检测检修状态下，在电梯行程的顶部，电梯下行的电流值，并据此增加一个增量，以防止误动作。这个增量根据电梯电动机运行电流做设定，以不会引起误动作为准，一般地这个增量为3安培以上，通常选择5安培。依照上述方法设定动作值后，如图3所示，先检查并确定电梯在何种运行状态，若是检修运行状态，则执行下一步；检测电流，按照国家电梯定期检验规范，当对重压缩时缓冲器，电动机继续按照上行方向转动时，此时电动机的电流值会超过设定值，则触发模块通过驱动一个继电器来切断安全电路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电并作报警和指示；在电梯维修人员将故障解除后将保护装置手动复位继续工作。电流传感器检测到的电流信号通过采样、A/D转换，比较、触发模块最后驱动一个继电器切断安全电路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电。

如图4所示，一种曳引式电梯曳引系统的保护装置，包括电流采样器2、A/D转换器9、处理器1、基准参数设定器3、继电器4、状态输入器5、故障手动复位器6；

电流采样器2，用于电流数据采集，将采样数据通过A/D转换器9转换传送到处理器1；

A/D转换器9，将电流采样器2采集的采样数据从模拟转换为数字形式传送给处理器1；

基准参数设定器3，用于设定基准参数，将设定的参数传送至处理器1；

处理器1，接收数据并设定的基准参数比较处理，将处理后的结果输出；

继电器4，用于输出控制安全回路和电动机供电控制回路的干触点，接收处理器1的处理结果并进行对应的锁定动作状态；

状态输入器5，用于向处理器1输入状态选择指令；

故障手动复位器6，用于处理器1的复位。

还包括指示灯7、显示屏8；指示灯7用于显示故障状态，处理器1根据处理结果输出至指示灯7；显示屏8，用于显示参数和运行实时值，处理器1将上述数据传输到显示屏8。

所述电流采样器2为电流互感器霍尔元件。本实施例中电流采样器选用开环霍尔电流元件。电流互感器最好和本发明的其余部件制作为一整体装置，如果电流互感器外置则采用导线连接，导线最好选用屏蔽线。本实施例中输出继电器4，选用触点容量满足2A/120V的品牌继电器即可。

所述基准参数设定器3包括时间参数设定301、基准电流参数设定302、运行电流参数设定303；所述状态输入器5包括检修状态输入器501和正常状态输入器502。

所述处理器1包括比较触发模块，比较触发模块在对采集输入的采集数据与基准数据比较后，符合条件的则输出一触发指令。

预设标准电流参数，此标准电流参数可通过调节按钮调整。本实施例采用的电流采样器2为电流互感器霍尔元件，电流数据转换为电压形式的数据输出，本实施例按照100A/4V的设置。当检测信号的电流采样器采集的数值传送给处理器1，处理器1比较处理后，若采集数值超过此设置值时，触发对应的输出继电器4并令输出继电器自锁，继电器4动作后，有指示灯7显示，需通过手动复位按钮6来复位。

预设标准时间参数，此标准时间参数可通过时间参数设定器301调整。时间范围：10秒至45秒。当电流采样器2检测到的电流超过预设阀值时开始计时，此电流值设置一个阀值，以防止误动作，本实施例按照2A的阀值预设，该阀值通过运行电流参数设定器303设定。当时间超过时间设置值时，处理器1触发对应的输出继电器4并令输出继电器自锁，继电器4动作后，有指示灯7显示，需通过手动复位按钮6来复位。

当预设的正常状态输入器501有输入信号时，开始检测。当电流采样器2检测到的电流超过预设阀值时，此电流值需设置一个阀值，以防止误动作，本实施例按照1A的阀值预设，该阀值通过基准电流参数设定器302设定。处理器1触发对应的输出继电器并令输出继电器自锁，继电器4动作后，有指示灯7显示，需通过手动复位按钮6来复位。

使用时，电梯正常运行如轿厢或者对重遇到卡阻时会分为两种情况：

1、曳引系统的一边(对重或者轿厢)卡阻并停止运行，此时因曳引轮和钢丝绳之间摩擦力过大，曳引系统的另一部件(轿厢或者对重)仍然继续运行，此时可能导致较严重的故障。为防止此故障发生，当出现此故障情况时，因为原有的曳引系统的一侧质量悬空，电动机的负载会急速增加，当本发明检测到此情况时，就会切断安全回路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电，使得电梯停止运转。因该故障可能导致较为严重的后果，必须专业人员检修后，到机房手动复位本发明的复位开关，电梯才可以恢复运行。

2、曳引系统的一边(对重或者轿厢)卡阻并停止运行，此时曳引轮和钢丝绳之间产生打滑，曳引轮会空转。现行电梯标准规定：空转时间超过规定的时间(45秒或者全程运行时间加10秒，二者取小值)时，电梯应停止运行。

正常情况下，电梯启动时，电动机通电运转，本发明检测到电流，开始计时，当超过系统设置的时间时，保护电路工作，切断电梯的安全回路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电，使得电梯停止运转。因该故障可能导致较为严重的后果，必须专业人员检修后，到机房手动复位本发明的复位开关，电梯才可以恢复运行。

本发明通过电流检测，实现了电梯曳引悬挂系统、采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统和电动机三者之间的关于曳引力的本质联系，突破了原来接触器元件故障对曳引力系统的约束。应用本发明后，对于电梯曳引系统的曳引轮和钢丝绳的要求低于现行电梯的安全要求。本发明既可以满足在用电梯的安全检测要求，也可以通过本质的曳引力控制来满足现行电梯标准对曳引力的要求，更可以改变曳引式电梯的具体实现形式。

Claims (10)

1.一种曳引式电梯曳引系统的保护方法，其特征在于包括以下步骤：

A、检查并确定电梯的运行状态，并以此确定适用的判定条件；

B、检测电动机电流；

C、判断检测的电流是否高于对应状态的设定值或电流持续时间是否高于对应状态的设定值，若等于或低于对应状态的设定值则返回步骤B，若高于对应状态的设定值则执行下一步骤；

D、输出继电器动作，切断电梯的安全回路和采用大功率全可控晶体管的电动机供电系统的供电；

E、报警显示对应的故障，在清除故障后人工手动复位。

2.根据权利要求1所述的曳引式电梯曳引系统的保护方法，其特征在于：所述电梯的运行状态为正常运行状态、检修运行状态。

3.根据权利要求1所述的曳引式电梯曳引系统的保护方法，其特征在于：电流持续时间的计时是当检测到电流达到一个设定的阀值时开始计时；正常运行状态电流持续时间设定值，为标准规定的时间值45秒或者全程运行时间加10秒，二者之中取小值。

4.根据权利要求1所述的曳引式电梯曳引系统的保护方法，其特征在于：所述报警显示，报警指示灯闪亮并指示故障类型。

5.根据权利要求1所述的曳引式电梯曳引系统的保护方法，其特征在于：所述检修运行状态的电流设定值的设定，为在电梯行程的顶部电梯下行的电流值加上一个防止误动作的增量。

6.根据权利要求1所述的曳引式电梯曳引系统的保护方法，其特征在于：所述正常运行状态的电流设定值的设定，为在最大额定载荷状态下电梯运行的电流最大值加上一个防止误动作的增量。

7.一种曳引式电梯曳引系统的保护装置，其特征在于：包括电流采样器(2)、A/D转换器(9)、处理器(1)、基准参数设定器(3)、继电器(4)、状态输入器(5)、故障手动复位器(6)；

电流采样器(2)，用于电流数据采集，将采样数据通过A/D转换器(9)转换传送到处理器(1)；

A/D转换器(9)，将电流采样器(2)采集的采样数据从模拟转换为数字形式传送给处理器(1)；

基准参数设定器(3)，用于设定基准参数，将设定的参数传送至处理器(1)；

处理器(1)，接收数据并设定的基准参数比较处理，将处理后的结果输出；

继电器(4)，用于输出控制安全回路和电动机供电控制回路的干触点，接收处理器(1)的处理结果并进行对应的锁定动作状态；

状态输入器(5)，用于向处理器(1)输入状态选择指令；

故障手动复位器(6)，用于处理器(1)的复位。

8.根据权利要求7所述的曳引式电梯曳引系统的保护装置，其特征在于：还包括指示灯(7)、显示屏(8)；指示灯(7)用于显示故障状态，处理器(1)根据处理结果输出至指示灯(7)；显示屏(8)，用于显示参数和运行实时值，处理器(1)将上述数据传输到显示屏(8)。

9.根据权利要求7所述的曳引式电梯曳引系统的保护装置，其特征在于：所述电流采样器(2)为应用霍尔元件的电流互感器。

10.根据权利要求7所述的曳引式电梯曳引系统的保护装置，其特征在于：所述基准参数设定器(3)包括时间参数设定(301)、基准电流参数设定(302)、运行电流参数设定(303)；所述状态输入器(5)包括检修状态输入器(501)和正常状态输入器(502)。

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