CN105008260A - 用于在电梯中确定电梯平衡重量差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用电梯执行平衡检查的方法，在该方法中-建立电梯的功率模型，其包括馈送到电机的电机功率(P_M)以及电机和在井道中移动的部件(P_K，P_P，P_Fr，P_Cu，P_Fe)的功率参数，-进行电梯的测试运行，-确定针对向上方向和向下方向的中间电机功率值，即，确定当轿厢以恒定的速度运动通过在向上方向和向下方向上的行进路径的中间的电机的瞬时功率，-确定在向上方向和向下方向上的中间功率值之间的差值，从所述中间功率值的差获得平衡重量差。所述方法允许在优选地使用新的电梯电机的电梯系统的现代化过程中容易地确定电梯的平衡。

Description

用于在电梯中确定电梯平衡重量差的方法

技术领域

本发明涉及一种用于利用电梯执行平衡检查的方法，即确定电梯中的平衡重量差的方法。

背景技术

在现有的电梯和电梯组的现代化过程中，经常在现有的电梯中安装新的电梯电机和电机驱动。为了对现有电梯系统的新的电梯电机和电机驱动实现优化，优选地执行平衡检查，即，确定电梯系统中空电梯轿厢的重量和配重的重量差(＝平衡重量差)。

通常，配重的重量对应于空电梯轿厢的重量加上电梯的额定负载的一半。通常在电梯的寿命期间，在电梯轿厢处做出了若干修改，同样，在配重处实际值常常实质上偏离上述假定的理论值。有时候在电梯的部件处存在具有电梯部件属性(例如，重量)的信息标签。但如上所述，重量可能在电梯的操作时间期间已经被修改。对电梯部件的称重(即，对电梯轿厢和配重的称重)是需要实质工作量和成本费用的费力的任务。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种易于获得现有电梯系统的平衡重量差的方法。

利用权利要求1中所述的方法解决该目的。本发明的优选实施例是从属权利要求的主题。还在本发明的说明书和附图中提出了发明性实施例。发明内容也可以由若干单独的发明组成，特别是在根据明确的或隐含的子任务或针对所实现的优势或优势的集合来考虑本发明的情况下。在这种情况下，从单独的发明构思的观点来看，以下包含在权利要求中的属性可能是多余的。类似地，在本发明的基本概念的框架内，与本发明的每个实施例相关联地所描述的不同细节也可以被用于其他示例实施例中。根据本发明，针对电梯的平衡检查通过使用简化的电梯的功率模型而被实质上简化，该模型包括在馈送到电机的电机功率(P_M)以及电机和在井道中运动的部件的功率参数(P_K，P_P，P_Fr，P_Cu，P_Fe)。利用这样的模型，电梯系统的行为可以被简化为以容易的方式获取平衡重量差(＝尤其是空轿厢和配重之间的重量差)。

优选地，选择如下功率模型：

P_M＝P_K+P_P+P_Fr+P_Cu+P_Fe            (1)

在该模型中，P_M＝馈送到电梯的功率，P_K＝运动的电梯部件的动能，P_P＝运动的电梯部件的势能，P_Fr＝电梯部件的摩擦损耗，P_Cu＝绕组电阻中的内部电机损耗，P_Fe＝电机内部的铁损。

功率模型通过在所述系统中对功率流进行建模而简化了电梯系统。为了获取针对平衡检查的必要信息，对电梯进行测试运行，由此电梯轿厢通常在至其行进路径的上端和下端的至少一个闭环中被驱动。

根据本发明，当电梯正在以恒定速度行驶时，考虑在电梯轿厢的两个运行方向上的功率差。经由该测量，等同于m_I·v·a(其中m_I是电梯系统的运动部件的质量)的系统的动能可以被忽略。

根据本发明，仅在行进路径的中间处考虑在向上方向和向下方向上的功率差。在行进路径的中间，除了轿厢和配重之外的所有运动的电梯部件是平衡的，在此处，轿厢在配重的旁边。因此，在这一点上，在行进路径的中间可以忽略这些部件的重量部分。这些部件例如是悬挂绳、曳引绳或补偿绳。因此用于平衡检查的相关部件剩下轿厢和配重，它们是用于平衡检查的必不可少的重量部件。

经由简化的电梯模型并使用以恒定速度行驶的电梯的行进路径的中间的电机的功率数据，用于本发明方法中的模型可以被简化，以去除基于加速度的所有分量以及独立于行进方向的所有分量(例如，铁损分量)，因此，经由针对两个方向上的对应的功率值的差，可以立即计算出电梯的平衡重量差。

本发明还涉及一种用于实施本发明的方法的系统。

这样的系统可以是与电梯控制集成地或被单独提供的部分。

也可以在电梯控制的硬件和/或软件模块中，或在由技术服务人员使用的用于安装或维修电梯的电梯维修或安装工具中实施该系统。

当然，该系统将具有针对馈送到电机的电机功率的输入，和针对轿厢位置的输入，该两种输入可连接到电梯系统。经由这些输入，系统得到有关电机功率P_M以及轿厢位置的信息，以确定轿厢或配重在电梯竖井中的中间位置。

附图说明

下文中将结合附图对本发明进行描述。在这些附图中：

图1示出了具有速度对功率的示图，功率包括电梯模型的不同功率参数；并且

图2示出了在用于获得电梯系统的平衡重量差的模型中所使用的重要功率值。

具体实施方式

图1示出了示图，其中在水平方向上示出速度且在垂直方向上示出功率。该示图示出了在测试运行中的电梯轿厢的行驶期间的本发明的功率模型的不同功率参数的部分。

本发明的平衡检查基于功率模型(1)。根据本发明，仅在电梯以恒定速度运行的测试区域中考虑功率模型。在图2中，这些区域以椭圆10图示。在测试运行期间，测量馈送到电机的功率P_M。

动能P_K等于m_I·v·a，其中m_I是电梯系统的运动部件的质量。因为只考虑测试运行的恒定速度区域10，所以加速度为零，且动能功率相应地减小到零。

能够根据电机电流I_M和电机绕组电阻R_S(P_Cu＝I_M ²·R_S)容易地计算铜损的功率参数，因为这些参数是被提供用来替代旧的完整的电梯驱动的新的电梯电机的操作参数。可以将这些铜损从电机输入功率中减去P_ME＝P_M-P_Cu，其中，P_ME指代由电机绕组中的铜损而降低的修正后的电机功率。

因此，根据上述功率模型方程1简化为：

P_ME＝P_P+P_Fr+P_Fe           (2)

下面，不仅监视恒定速度区域，而且还监视在向上和向下方向上的电机功率的功率值之间的差。这个事实导致将独立于行进方向的功率分量去除。相应地，功率参数摩擦损耗P_Fr和铁损P_Fe被假定为独立于行进方向，并因此在向上和向下运动之间形成功率值的差时被去除。这将上述公式2简化为：

P_ME(up)-P_ME(dn)＝P_P(up)-P_P(dn)          (3)

因此，在向上和向下的方向上的功率差只依赖于势能功率参数，势能功率参数包含在电梯井中垂直运动的所有的电梯部件，如轿厢、配重、曳引绳、悬挂绳和补偿绳。

根据本发明，仅考虑针对其中电梯轿厢位于配重的旁边(即，在同一水平上)的行驶路径中间的功率差(即，在向上和向下的方向上馈送到电梯电机的功率差)。在这个位置上，除轿厢和配重之外的其它运动的电梯部件(如提升绳、悬挂或补偿绳)的重量是平衡的，并因而可以被忽略。因此，在该中间位置处，只有轿厢的重量和配重是有关的。通过将简化的并且简单的等式3的功率模型应用到仅考虑行进路径的中间部分的情况中，得到下面的公式4：

P_{ME，mid，up}-P_{ME，mid，dn}＝m_B·g·v_nom-m_B·g·(-v_nom)    (4)

其中，m_B是以千克为单位的电梯系统的平衡重量差或平衡，v_nom是电梯的额定速度，g为重力加速度9.81m/s²

从该等式可以通过下面等式获得平衡重量差m_B

$m_B=\frac{(P_{\mathrm{ME},\mathrm{mid},\mathrm{up}}-P_{\mathrm{ME},\mathrm{mid},\mathrm{dn}})}{2\·g\·v_{\mathrm{nom}}}---\left(5\right)$

换言之：该驱动单元能够通过在恒定速度运行期间计算在向上和向下方向上从其中去除了铜损的电机电流，并通过用差值除以额定速度和g，来计算出竖井的中间处的电梯系统平衡。

可以取若干测试运行的平均值，在这种情况下必须使用算数平均值，而不是取在电梯井的中间的一个功率值。当然，使用来自若干测试运行中的平均值可以获得用于计算电梯井的中间的电梯系统的平衡重量差的更准确的数值。

表1示出被实施以利用示例电梯来检查理论和实际操作的测试结果。电梯的正确平衡是-300千克(负号前缀意味着配重是更重的)。

表1示出了铜损的功率参数“P_Cu”以及铁损的功率参数“P_Fe”和根据模型获得的平衡重量差“m_B[kg]”。

在表中，0指示相应的功率项被忽略，而1指示已经正确计算出功率项并将其从电机功率中除去。

从表1可以看出，必须正确地计算铜损并将其从电机功率中移除，因为它们给平衡重量值增加了至少5％的显著部分。另一方面，可以看出，铁损仅造成了1kg的重量差，使得可以简单地将其忽略，因为它们在向上方向和向下方向上被假定是相同的。从该示例可以看出，通过该假设得到的误差在0.3％的区间内。

因此，本发明允许非常容易且并不复杂的平衡检查，由此可以将本发明的方法应用在电梯控制的平衡检查模块中或应用在能够获得电梯竖井中轿厢位置的绝对和/或相对位置以及馈送到电梯马达的功率的独立模块中。

当然，本发明的方法可以应用在安装在电梯控制单元中或针对技术服务人员的维护或操作工具中的程序中。

本发明可以在随附的专利权利要求的范围内变化。

Claims (11)

1.一种用于确定电梯中平衡重量差的方法，在所述方法中：

-建立所述电梯的功率模型，所述功率模型包括馈送到电机的电机功率(P_M)以及所述电机和在井道中运动的部件的功率参数(P_K，P_P，P_Fr，P_Cu，P_Fe)，

-进行所述电梯的测试运行，

-确定针对向上方向和向下方向的电机功率值(P_{ME，mid，up}+P_{ME，mid，dn})，即，当轿厢在向上方向和向下方向上正在以恒定速度运动通过电梯行进路径的中间的瞬时馈送到所述电机的功率，

-确定在向上方向和向下方向上的中间功率值之间的差，从所述中间功率值的差获得所述平衡重量差(m_B)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述功率模型是：

P_M＝P_K+P_P+P_Fr+P_Cu+P_Fe，

其中，P_M＝馈送到电梯电机的功率，P_K＝运动的电梯部件的动能，P_P＝运动的电梯部件的势能，P_Fr＝摩擦损耗，P_Cu＝绕组电阻中的内部电机损耗，P_Fe＝电机内部铁损。

3.根据权利要求2所述的方法，其中使用电机电流和电机绕组电阻计算所述铜损P_Cu。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中所述模型中的所述电机内部铁损P_Fe在向上方向和向下方向上被认为是相同的。

5.根据权利要求2至4中一项所述的方法，其中所述模型中的所述摩擦损耗P_Fr在向上方向和向下方向上被认为是相同的。

6.根据前述权利要求中一项所述的方法，其中进行若干次测试运行，或其中所述测试运行包括电梯轿厢通过所述行进路径的中间的若干次输送，由此所述输送的功率值的平均值用于建立在向上方向和向下方向上的所述移动路径的中间的所述功率值的差。

7.一种用于实施根据前述权利要求中任一项所述的方法的系统。

8.根据权利要求6所述的系统，具有针对馈送到所述电机的所述电机功率的输入和针对所述轿厢位置的输入，所述输入可连接到电梯系统。

9.根据权利要求7或8所述的系统，所述系统是电梯控制的一部分。

10.根据权利要求9所述的系统，其中在所述电梯控制的软件模型中实施所述方法。

11.根据权利要求7至10中一项所述的系统，其中在电梯维护或安装工具中实施所述系统。