CN103482440A - 施工升降机制动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种施工升降机制动控制系统，所述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动，包括制动器控制单元以及变频器控制单元，其中：所述制动器控制单元，用于在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令；变频器控制单元，用于根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，所述输出转矩随关闸时间的增加而减小。本发明通过在制动过程中实时调整变频器的输出转矩，使制动器的刹车片与电机轴能够平稳结合，不会产生抖动，从而控制轿厢平稳停机。

Description

施工升降机制动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及施工升降机控制领域，更具体地说，涉及一种施工升降机制动控制系统及方法。

背景技术

施工升降机又叫建筑用施工电梯，是建筑施工中安全、高效的垂直运输设备，在建筑施工中被经常作为载人、载货的施工机械使用。由于其安装和拆卸非常方便，并具有性能稳定、安全可靠、搬运灵活、适应性强等特点，可以显著提高工效、降低施工人员的劳动强度，施工升降机得到了大量应用。目前国内外的施工升降机正在经历一个电气控制变频化的过程，变频器作为驱动控制设备，且使用量逐年增加。

由于施工升降机中的电动机均不安装编码器，因此变频器控制电动机在停机时不能够以零速停机，只能够以一个极低的频率持续运行，也就是说制动器开始关闭时，电动机一直保持运行。并且由于变频器在停机时维持低频运行，在制动器关闸后变频器的负载持续上升，并导致变频器出力持续增大，因此卷筒或电机轴与制动器的摩擦力逐渐增加，制动器的刹车片不断受到磨损，导致刹车片越来越薄，制动力就越来越小。

若制动器长时间与电机轴或卷筒摩擦，其制动力会大幅度下降，久而久之就会对整个系统的安全造成隐患。另外，由于刹车片的磨损，制动器吸合的时间会变长，在变频器参数不调整的情况下，也有可能造成负载在停车时溜钩。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述施工升降机停机时制动器与电机轴的摩擦的问题，提供一种施工升降机制动控制系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种施工升降机制动控制系统，所述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动，包括制动器控制单元和变频器控制单元，其中：所述制动器控制单元，用于在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令；变频器控制单元，用于根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，所述输出转矩随关闸时间的增加而减小。

在本发明所述的施工升降机制动控制系统中，所述变频器控制单元使变频器的输出转矩与关闸时间呈反比例直线关系，且所述变频器控制单元在关闸时间达到设定的关闸时间时使变频器停止输出。

在本发明所述的施工升降机制动控制系统中，所述变频器控制单元通过以下公式计算变频器输出转矩：T=T1-kt，其中T为变频器输出转矩，t为关闸时间，T1为变频器设定的转矩上限，k=变频器设定的转矩上限/变频器设定的关闸时间。

在本发明所述的施工升降机制动控制系统中，所述制动控制系统包括计数器，且该计数器在制动器关闸时启动；所述变频器控制单元将所述计数器的计数值作为关闸时间计算输出转矩。

本发明还提供一种施工升降机制动控制方法，所述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动，包括以下步骤：

（a）在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令；

（b）根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，所述输出转矩随关闸时间的增加而减小。

在本发明所述的施工升降机制动控制方法中，所述步骤（b）中将变频器的输出转矩调整为与关闸时间呈反比例直线关系，且在关闸时间达到设定的关闸时间时使变频器停止输出。

在本发明所述的施工升降机制动控制方法中，所述输出转矩T与关闸时间t满足以下公式：T=T1-kt，其中T1为变频器内设定的转矩上限，k=变频器设定的转矩上限/变频器设定的关闸时间。

在本发明所述的施工升降机制动控制方法中，所述步骤（b）包括：

（b1）读取计数器的计数值，所述计数器在制动器关闸时启动；

（b2）根据所述计数器的计数值计算输出转矩；

（b3）使用所述输出转矩控制电动机运行；

（b4）判断计数器的计数值是否达到变频器设定的关闸时间，并在所述计数值达到关闸时间时使变频器停止输出，否则返回步骤（b1）。

本发明的施工升降机制动控制系统及方法，通过在制动过程中实时调整变频器的输出转矩，使制动器的刹车片与电机轴能够平稳结合，不会产生抖动，从而控制轿厢平稳停机。本发明通过反比例曲线方式控制变频器输出转矩，可降低制动器刹车片与电机轴的摩擦力，延长刹车片的使用寿命。

附图说明

图1是本发明施工升降机制动控制系统实施例的示意图。

图2是变频器输出转矩调整值的曲线图。

图3是本发明施工升降机制动控制方法实施例的示意图。

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。

在通常情况下，变频器的转矩上限是固定不变的，变频器根据当前负载情况调整输出转矩，当输出转矩大于转矩上限的设定值后变频器将不能继续加速运行，只能维持当前频率输出或降低频率运行。本发明利用转矩上限的上述特点，在变频器控制施工升降机停机关闭制动器时按照关闸时间调整变频器输出转矩，使得变频器在关闸时间内的输出转矩持续减小，电机轴与制动器的刹车片的摩擦力也持续减小，从而防止制动过程中产生抖动，并保护刹车片。

如图1所示，是本发明施工升降机制动控制系统实施例的示意图，上述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动。本实施例中的制动控制系统包括制动器控制单元11以及变频器控制单元12，上述变频器控制单元12可由集成到变频器的软件实现，也可由独立于变频器的硬件及软件实现。

制动器控制单元11用于在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令。上述停机命令可以是施工升降机的制动按钮被按下或其他方式的输入动作。在具体实现时，该制动器控制单元11可为现有施工升降机中的制动模块。

变频器控制单元12用于根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，上述输出转矩随关闸时间的增加而减小。通过该方式，变频器控制单元12使得变频器的输出转矩在关闸时间内持续减小，从而使电机轴与制动器的刹车片的摩擦力也持续减小。上述关闸时间从制动器合闸开始计时。在关闸时间达到变频器设定的关闸时间（通过变频器内的功能码设定）时，变频器控制单元12使变频器停止输出。

特别地，上述变频器控制单元12在调整变频器的输出转矩时，可使该输出转矩与关闸时间呈反比例直线关系，如图2所示。

具体地，上述变频器控制单元12可通过以下公式计算变频器输出转矩：T=T1-kt，其中T为变频器输出转矩，t为关闸时间，T1为变频器设定的转矩上限，k=变频器设定的转矩上限/变频器设定的关闸时间（即k等于变频器设定的转矩上限与变频器设定的关闸时间的比值），上述变频器设定的转矩上限和变频器设定的关闸时间均为变频器的设定参数。

可以理解地，变频器控制单元12也可根据其他公式调整变频器的输出转矩，只要输出转矩在关闸时间内逐渐减小，都可在一定程度上降低关闸抖动。

在变频器控制单元12进行变频器输出转矩调整时，可通过一个计数器进行关闸时间统计，该计数器在制动器关闸时启动。变频器控制单元12可直接将该计数器的计数值换算为关闸时间，以进行输出转矩调整。

如图3所示，是本发明施工升降机制动控制方法实施例的示意图，上述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动，该方法包括以下步骤：

步骤S31：在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令。上述停机命令可以是施工升降机的制动按钮被按下或其他方式的输入动作。在具体实现时，该步骤可由现有施工升降机中的制动模块执行。

步骤S32：根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，该输出转矩随关闸时间的增加而减小。通过该方式，使得变频器的输出转矩在关闸时间内持续减小，从而使电机轴与制动器的刹车片的摩擦力也持续减小。上述关闸时间从制动器合闸开始计时。

特别地，该步骤在调整变频器的输出转矩时，可使该输出转矩与关闸时间呈反比例直线关系，如图2所示。具体地，可通过以下公式计算变频器输出转矩：T=T1-kt，其中T为变频器输出转矩，t为关闸时间，T1为变频器设定的转矩上限，k=变频器设定的转矩上限/变频器设定的关闸时间（即k等于变频器设定的转矩上限与变频器设定的关闸时间的比值），上述变频器设定的转矩上限和变频器设定的关闸时间均为变频器的设定参数。

可以理解地，该步骤中也可根据其他公式调整变频器的输出转矩，只要输出转矩在关闸时间内逐渐减小，都可在一定程度上降低关闸抖动。

特别地，该步骤中可通过一个计数器来确定关闸时间，该计数器在制动器关闸时启动，且该计数器的计数值可直接换算为关闸时间，从而根据换算获得的关闸时间实时计算输出转矩。

步骤S33：判断关闸时间是否达到变频器设定的关闸时间，若关闸时间达到变频器设定的关闸时间，则执行步骤S34，否则返回步骤S32。

步骤S34：使变频器停止输出。此时，变频器输出转矩已减小到零，电机轴被制动器刹车片完全抱死。

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。

Claims (8)

1.一种施工升降机制动控制系统，所述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动，其特征在于：包括制动器控制单元和变频器控制单元，其中：所述制动器控制单元，用于在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令；变频器控制单元，用于根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，所述输出转矩随关闸时间的增加而减小。

2.根据权利要求1所述的施工升降机制动控制系统，其特征在于：所述变频器控制单元使变频器的输出转矩与关闸时间呈反比例直线关系，且所述变频器控制单元在关闸时间达到设定的关闸时间时使变频器停止输出。

3.根据权利要求2所述的施工升降机制动控制系统，其特征在于：所述变频器控制单元通过以下公式计算变频器输出转矩：T=T1-kt，其中T为变频器输出转矩，t为关闸时间，T1为变频器设定的转矩上限，k=变频器设定的转矩上限/变频器设定的关闸时间。

4.根据权利要求2或3所述的施工升降机制动控制系统，其特征在于：所述制动控制系统包括计数器，且该计数器在制动器关闸时启动；所述变频器控制单元将所述计数器的计数值作为关闸时间计算输出转矩。

5.一种施工升降机制动控制方法，所述施工升降机由通过变频器控制的电动机驱动，其特征在于：包括以下步骤：

（a）在接收到停机命令时向制动器输出关闸指令；

（b）根据关闸时间实时调整变频器的输出转矩，所述输出转矩随关闸时间的增加而减小。

6.根据权利要求5所述的施工升降机制动控制方法，其特征在于：所述步骤（b）中将变频器的输出转矩调整为与关闸时间呈反比例直线关系，且在关闸时间达到设定的关闸时间时使变频器停止输出。

7.根据权利要求6所述的施工升降机制动控制方法，其特征在于：所述输出转矩T与关闸时间t满足以下公式：T=T1-kt，其中T1为变频器内设定的转矩上限，k=变频器设定的转矩上限/变频器设定的关闸时间。

8.根据权利要求6或7所述的施工升降机制动控制方法，其特征在于：所述步骤（b）包括：

（b1）读取计数器的计数值，所述计数器在制动器关闸时启动；

（b2）根据所述计数器的计数值计算输出转矩；

（b3）使用所述输出转矩控制电动机运行；

（b4）判断计数器的计数值是否达到变频器设定的关闸时间，并在所述计数值达到关闸时间时使变频器停止输出，否则返回步骤（b1）。

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