CN105417379A - 基于变频器的限速方法、装置和起重设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于变频器的限速方法、装置和起重设备，该限速方法通过实时检测起重设备负载下的检测频率，并将检测频率与设定频率进行比较；在设定频率大于检测频率情况下持续检测，当电机运行频率到达检测频率时，在预设延时时间之后，检测起重设备的负载转矩；依据负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于运行频率设定速度。本发明公开的起重设备限速方法和装置通过利用变频器自身根据负载转矩检测负载，并根据本身的负载能力分别对包括上行和下行的过程进行限速，在传感器故障或失效时，该变频器本身也可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象。
Description
技术领域
本发明属于电气传动技术领域，尤其是，涉及一种基于变频器的限速方法、装置和起重设备。
背景技术
当前在起重机行业中，针对起重机的控制方面多采用PLC(ProgrammableLogicController，可编程逻辑控制器)和变频器(PLC+变频器)的控制模式，其中，PLC用于进行逻辑控制，变频器用于驱动部分的控制。
在现有的起重机上安装传感器用于检测起重机的负载大小，并将检测到的负载大小值传送至PLC中，由PLC根据当前起重机的负载进行判断，得出当前起重机所应该具有的速度，从而控制变频器使驱动部分输出当前应该具有的速度。但是，在现有技术中，因过渡依赖于传感器，一旦传感器检测有误或者失效，PLC将不能或者无法根据负载进行判断并得出当前该具有的速度，尤其是当负载较重且起重机运行到高速时，无法对当前起重机的速度进行限制，会导致出现溜车和/或溜钩现象。
因此，当前需要一种新的起重机限速的方案以避免上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种基于变频器的限速方法、装置和起重设备，以实现更安全且有效的限速保护，防止出现溜车和/或溜钩现象的目的。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明公开的第一方面的技术方案，提供了一种起重设备限速方法，应用于变频器，包括：
实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
在所述设定频率大于所述检测频率的情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。
优选的，依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度，包括：
依据所述负载转矩、所述电机的额定频率和变频器的功率上限值进行计算，得到限速频率，其中，所述功率上限值当所述电机处于上行状态时为电动功率上限值，当所述电机处于下行状态时为发电功率上限值；
判断所述限速频率是否大于或等于所述变频器的最大运行频率；
若否，则判断所述限速频率是否小于所述设定频率，如小于所述设定频率，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述限速频率，并以所述限速频率运行；
若是，则将所述变频器的最大运行频率赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率；
判断所述变更后的限速频率是否小于所述设定频率；
若小于，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并所述变更后的限速频率运行。
优选的，依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度，包括：
判断所述负载转矩是否大于或等于第一预设转矩限幅值；
若是，则确定对应所述第一预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行与所述设定频率的判断；
若否，则执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；
在当前判断过程中，若所述负载转矩大于或等于当前进行判断的预设限幅值，则确定对应所述预设限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行与所述设定频率的判断；
若所述负载转矩小于当前进行判断的预设限幅值，则继续执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；
直至执行判断所述负载转矩是否大于或等于第N预设转矩限幅值；
若是，则确定对应所述第N预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行与所述设定频率的判断；
所述执行与所述设定频率的判断包括：
判断确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于所述设定频率；
若是，则将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
其中，N的取值范围为2～n，n为大于2小于最大负载转矩的正整数，所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值的取值为由大至小，对应的第一限速频率至第N限速频率的取值为由小至大，当所述电机处于上行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一上行预设转矩限幅值至第N上行预设转矩限幅值，当所述电机处于下行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一下行预设转矩限幅值至第N下行预设转矩限幅值。
优选的，还包括：
在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，通过同一负载在不同状态或不同机械机构中进行测试获取的转矩差值对转矩微调增益进行调整；
其中，所述转矩微调增益对第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值均有效。
本发明公开的第二方面的技术方案，还提供了一种起重设备限速装置，应用于变频器，包括：
比较模块，用于实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
检测模块，用于在所述设定频率大于所述检测频率情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
限速模块，用于依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。
优选的，所述限速模块包括：
计算单元，用于依据所述负载转矩、所述电机的额定频率和变频器的功率上限值进行计算，得到限速频率；
其中，所述功率上限值当所述电机处于上行状态时为电动功率上限值，当所述电机处于下行状态时为发电功率上限值；
第一判断单元，用于判断所述限速频率是否大于或等于所述变频器的最大运行频率；
变更单元，用于在所述限速频率大于或等于所述变频器的最大运行频率的情况下，将所述变频器的最大运行频率赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率，并执行第二判断单元；
第二判断单元，用于在所述限速频率小于所述变频器的最大运行频率的情况下，判断所述限速频率是否小于所述设定频率；或者，在执行变更单元，得到所述变更后的限速频率之后，判断所述变更后的限速频率是否小于所述设定频率；
第一限速单元，用于在所述限速频率小于所述设定频率的情况下，确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述限速频率，并以所述限速频率运行；或者，在所述变更后的限速频率小于所述设定频率，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并所述变更后的限速频率运行。
优选的，所述限速模块包括：
起始判断单元，用于判断所述负载转矩是否大于或等于第一预设转矩限幅值；
第一确定单元，用于在所述负载转矩大于或等于第一预设转矩限幅值的情况下，确定对应所述第一预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行最终判断单元；
中间判断单元，用于在所述负载转矩小于所述第一预设转矩限幅值的情况下，执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；以及若所述负载转矩小于当前进行判断的预设限幅值，则继续执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值，并依据判断结果执行中间确定单元或第N判断单元；
中间确定单元，用于在中间判断单元执行的当前判断过程中，若所述负载转矩大于或等于当前进行判断的预设限幅值，则确定对应所述预设限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行所述最终判断单元；
第N判断单元，用于执行判断所述负载转矩是否大于或等于第N预设转矩限幅值；
第N确定单元，用于在所述负载转矩大于或等于所述第N预设转矩限幅值的情况下，确定对应所述第N预设转矩限幅值的第N限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行所述最终判断单元；
最终判断单元，用于判断确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于所述设定频率；
第二限速单元，用于在确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率小于所述设定频率的情况下，将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
其中，N的取值范围为2～n，n为大于2小于最大负载转矩的正整数，所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值的取值为由大至小，对应的第一限速频率至第N限速频率的取值为由小至大，当所述电机处于上行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一上行预设转矩限幅值至第N上行预设转矩限幅值，当所述电机处于下行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一下行预设转矩限幅值至第N下行预设转矩限幅值。
优选的，还包括：
微调单元，用于在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，通过同一负载在不同状态或不同机械机构中进行测试获取的转矩差值对转矩微调增益进行调整；
其中，所述转矩微调增益对第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值均有效。
本发明公开的第三方面的技术方案，还提供了一种变频器，适用于起重设备，包括：
上述本发明公开的第二方面的技术方案中的起重设备限速装置。
一种起重设备，包括：
上述本发明公开的第三方面的技术方案中的变频器。
本申请实施例公开了一种基于变频器的限速方法、装置和起重设备，该限速方法通过实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；在所述设定频率大于所述检测频率情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。本发明公开的起重设备限速方法和装置通过利用变频器自身根据负载转矩检测负载，并根据本身的负载能力分别对包括上行和下行的过程进行限速，在传感器故障或失效时，该变频器本身可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象。
进一步，具有本发明公开的应用该限速方法和装置的变频器的起重设备，即便其没有PLC和/或传感器，利用该变频器同样可以提供重载限速保护，同时因省掉了PLC和/或传感器，还进一步的降低了成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一公开的一种起重设备的限速方法的流程图；
图2为本发明实施例一公开的负载转矩检测的输出频率与时间的对应关系图示；
图3为本发明实施例二公开的一种起重设备的限速方法的流程图；
图4为本发明实施例二公开的限速频率和负载转矩的对应关系图示；
图5为本发明实施例三公开的一种起重设备的限速方法的流程图；
图6为本发明实施例三公开的限速频率和负载转矩的对应关系图示；
图7为本发明实施例四公开的一种起重设备的限速装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
由背景技术可知，因现有的起重机在重载限速的过程中过渡依赖于传感器，一旦传感器检测有误或者失效，PLC将不能或者无法根据负载进行判断并得出当前该具有的速度，尤其是当负载较重且起重机运行到高速时，无法对当前起重机的速度进行限制，会导致出现溜车和/或溜钩现象。因此，本发明公开了一种基于变频器的限速方法、装置和起重设备，通过利用变频器自身根据负载转矩检测负载，并根据本身的负载能力进行上行过程和下行过程的限速，在传感器故障或失效时，该变频器本身可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象。具体实现方式通过以下实施例进行详细说明。
实施例一
如图1，为本申请实施例一公开的一种起重设备的限速方法的流程图，该起重设备的限速方法应用于变频器，主要包括以下步骤：
步骤S101，实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
在步骤S101中，比较设定频率是否大于检测频率，当所述设定频率大于检测频率时则执行步骤S102，当所述设定频率不大于检测频率时则结束整个限速过程。
步骤S102，在所述设定频率大于所述检测频率的情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
在步骤S102中，在设定频率大于检测频率的情况下持续检测，当电机运行频率达到检测频率后处于稳频状态，然后再经过预设延时时间(既进行重载限速检测所预设的延时时间)后，进行负载转矩的检测。该检测到的负载转矩值可基于操作键盘在起重设备的显示屏进行查看。
需要说明的是，通常检测频率取电机额定频率的80％，此时针对负载转矩的检测最准确，但是本发明对该检测频率并限定于此，还可以由操作人员进行具体的设置。
如图2所示，为负载转矩检测过程中的输出频率和时间的对应关系图示，其中，X轴为时间t，Y轴为输出频率f，检测频率f1，预设延时时间t1。
步骤S103，依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。
在步骤S103中依据变频器内部的检测到的负载转矩确定起重设备当前所承受的负载大小，以及确定起重设备在当前负载下所需的运行频率，再基于该运行频率设定速度，也就是说，根据当前所需的运行频率设定最高的运行速度，从而实现由变频器本身进行限速保护。
本发明实施例一公开的该起重设备限速方法，利用变频器自身根据负载转矩检测负载，并根据本身的负载能力分别对包括上行和下行的过程进行限速，在传感器故障或失效时，该变频器本身可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象。
实施例二
基于上述本发明实施例一公开的一种起重设备的限速方法，其中执行如图1示出的步骤S103可具体采用功率作为约束条件，根据功率和负载转矩的关系计算变频器当前最高的运行速度。如图3所示，为本发明实施例二公开的一种起重设备限速方法的流程图，该起重设备限速方法同样应用于变频器，主要包括以下步骤：
步骤S201，实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
步骤S202，在所述设定频率大于所述检测频率的情况下持续检测，当电设备运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
步骤S203，依据所述负载转矩、所述电机的额定频率和变频器的功率上限值进行计算，得到限速频率；
其中，
需要说明的是，针对所述功率上限值当所述电机处于上行状态时为电动功率上限值，当所述电机处于下行状态时为发电功率上限值；
如图4所示，为限速频率和负载转矩的对应关系图示，其中，X轴为负载转矩T，Y轴为限速频率f，最大限速频率fmax也为最大输出频率对应负载转矩T1，flim为中间负载转矩Tn对应的限速频率，fmin为最大负载转矩Tmax对应的限速频率。
步骤S204，判断所述限速频率是否大于或等于所述变频器的最大运行频率；若是，则执行步骤S205，若否，则执行步骤S206；
步骤S205，将将所述变频器的最大运行频率赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率，然后执行步骤S208；
在步骤S2056中，在变更限速频率为所述变频器的最大运行频率后，再执行步骤S208的判断。
步骤S206，判断所述限速频率是否小于所述设定频率，若是，则执行步骤S207，若否，则起重设备以所述设定频率运行；
步骤S207，确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述限速频率，并以所述限速速度运行。
步骤S208，判断所述变更后的限速频率是否小于所述设定频率，若是，则执行步骤S209，若否，则起重设备以所述设定频率运行。
步骤S209，确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并所述变更后的限速频率运行。
基于上述本发明实施例二公开的一种起重设备的限速方法，本发明公开具体示例进行进一步的说明。
例如，当变频器最大的运行频率为100Hz(赫兹)，电机处于上行状态，电机的额定频率为50.00Hz时，功率上限值为电动功率上限值，具体取值为90.0％(0.9)；
执行上述负载检测，若电机上行检测的负载转矩值为30.0％(0.3)，则基于上述限速频率的计算过程可以得到，限速频率为150Hz，基于该限速频率(150Hz)与所述变频器的最大运行频率(100Hz)进行比较，由于该限速频率(150Hz)大于所述变频器的最大运行频率(100Hz)，因此不需要进行限速，即当前起重设备处于轻载状态不需要进行限速，确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变频器的最大运行频率，并基于所述变频器的最大运行频率设定速度；
若电机上行检测的负载转矩值为60.0％(0.6)，则基于上述限速频率的计算过程可以得到，限速频率为75Hz，基于该限速频率(75Hz)与所述变频器的最大运行频率(100Hz)进行比较，由于该限速频率(75Hz)小于所述变频器的最大运行频率(100Hz)，当前起重设备处于重载状态需要进行限速，将该变频器的最大运行频率(100Hz)赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率；然后再将该变更后的限速频率与设定频率进行比较，若变更后的限速频率小于所述设定频率，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并以所述变更后的限速频率运行。
在上述示例中，当电机处于下行状态时，该功率上限值则为发电功率上限值，并采用于上述相同的算法执行限速过程。
本发明上述公开的实施例，通过利用变频器自身根据负载转矩检测负载，并使用功率上限值、额定频率与该负载转矩值计算出变频器的负载限速频率，并与设定频率和最高运行频率进行比较后，确定最终的起重设备当前负载下的运行频率，在发挥出变频器的最大带载能力的基础上，根据本身的负载能力进行上行过程和下行过程的限速，不管是该起重设备是否具有传感器，还是传感器故障或失效，该变频器本身可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象，甚至在不具有传感器的起重设备中还可以节省成本。
实施例三
基于上述本发明实施例一公开的一种起重设备的限速方法，其中执行如图1示出的步骤S103可具体采用阶梯式进行限速，对上下行参数进行单独设置，当检测到的负载转矩超过设定的限幅值时，确定所述起重设备在当前负载下的运行频率为所述设定频率，并基于所述设定频率设定速度。如图5所示，为本发明实施例三公开的一种起重设备限速方法的流程图，该起重设备的限速方法同样应用于变频器，主要包括以下步骤：
步骤S301，实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
步骤S302，在所述设定频率大于所述检测频率的情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
步骤S303，判断所述负载转矩是否大于或等于第一预设转矩限幅值；若是，则执行步骤S304，若否，则执行步骤S305；
步骤S304，确定对应所述第一预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，之后执行步骤S309；
步骤S305，判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；
步骤S306，在当前判断过程中，若所述负载转矩大于或等于当前进行判断的预设限幅值，则确定对应所述预设限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，之后执行步骤S309；
若所述负载转矩小于当前进行判断的预设限幅值，则继续执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；持续执行步骤S305和步骤S306，直至下一预设转矩限幅值为第N预设转矩限幅值，则执行步骤S307；
在执行步骤S305和步骤S306的过程中，当执行步骤S305确定当前进行的判断中所述负载转矩小于本次判断中的预设限幅值(非最后一个预设限幅值，即本发明实施例中公开的第N预设转矩限幅值)，则继续将该负载转矩与下一个预设转矩限幅值进行判断，同样的在该次判断中，若结果为是，则执行步骤S306，若否，则继续下一次判断，直至当下一预设转矩限幅值为第N预设转矩限幅值，则执行步骤S307；
步骤S307，判断所述负载转矩是否大于或等于第N预设转矩限幅值；若是，则执行步骤S308，若否，则结束；
步骤S308，确定对应所述第N预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，之后执行步骤S309；
步骤S309，判断确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于所述设定频率，若是，则执行步骤S310；
步骤S310，将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
其中，N的取值范围为2～n，n为大于2小于最大负载转矩的正整数，所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值的取值为由大至小，对应的第一限速频率至第N限速频率的取值为由小至大，当所述电机处于上行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一上行预设转矩限幅值至第N上行预设转矩限幅值，当所述电机处于下行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一下行预设转矩限幅值至第N下行预设转矩限幅值。
需要说明的是，针对上述本发明公开的采用阶梯式的方式进行限速中，针对上下行参数进行单独设置，因为在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，关于负载转矩的检测会有一些偏差，为了更加准确的做好限速保护，因此，在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，针对单独设置的上下行参数可进行调整，具体调整为：
通过同一负载在不同状态或不同机械机构中进行测试获取的转矩差值对转矩微调增益进行调整；
其中，所述转矩微调增益对第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值均有效。
基于上述本发明实施例三公开的一种起重设备限速方法，本发明公开具体示例进行进一步的说明。当N的取值为3，即包含三个预设转矩限幅值，如图6所示，为限速频率和负载转矩的对应关系图示，其中，X轴为负载转矩T，Y轴为限速频率f，第一预设转矩限幅值T1对应第二限速频率f2，第二预设转矩限幅值T2对应第三限速频率f3，第三预设转矩限幅值T3对应最大限速频率fmax，该最大限速频率fmax为最大输出频率，最大负载转矩Tmax对应第一限速频率f1。
以电机处于上行状态，第一上行预设转矩限幅值利用功能码P19.38进行设置，第二上行预设转矩限幅值利用功能码P19.40进行设置，第三上行预设转矩限幅值利用功能码P19.42进行设置为例，如图6所示，其中，第一上行预设转矩限幅值，第二上行预设转矩限幅值和第三上行预设转矩限幅值由大至小进行设置：
当检测到的负载转矩大于第一上行预设转矩限幅值时，则确定对应所述第一上行预设转矩限幅值的第二限速频率f2为起重设备在当前负载下的限速频率；然后，再判断该确定的所述起重设备在当前负载下的运行频率是否大小于设定频率，若是，则将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于该变更后的设定频率设定速度；
当检测到负载转矩小于第一上行预设转矩限幅值时，则继续判断所述负载转矩与第二上行预设转矩限幅值的大小，若，所述负载转矩大于第二上行预设转矩限幅值时，则确定对应所述第二上行预设转矩限幅值的第三限速频率f3为起重设备在当前负载下的限速频率；然后，再判断该确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于设定频率，若是，则将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
当检测到负载转矩小于第二上行预设转矩限幅值时，则继续判断所述负载转矩与第三上行预设转矩限幅值的大小，若，所述负载转矩大于第三上行预设转矩限幅值时，则确定对应所述第三上行预设转矩限幅值的最大限速频率fmax为起重设备在当前负载下的限速频率；然后，再判断该确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于设定频率，若是，则将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于该变更后的设定频率设定速度。
同样的，针对当电机处于下行状态时，除将第一上行预设转矩限幅值至第三上行预设转矩限幅值变更为：第一下行预设转矩限幅值至第三下行预设转矩限幅值，其他采用相同的方式执行起重设备限速。
针对上述示例在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，对单独设置的上下行参数进行调整，例如，带同一负载在上行状态检测负载转矩，若闭环时P19.35＝50.0％，开环时P19.35＝55.0％，二者的差值为5.0％，因此在实际应用中，在设置好闭环参数后，若需要切换到开环时，只需要利用功能码P19.44对上行转矩微调增益进行调整，即P19.44设置为5.0％(闭环时设置为0)，该基于功能码P19.44的设置对第一上行预设转矩限幅值，第二上行预设转矩限幅值和第三上行预设转矩限幅值均有效。
本发明上述公开的实施例，通过利用变频器自身根据负载转矩检测负载，
并采用阶梯的方式进行限速，并对进行上行过程和下行过程的参数进行单独的设定，当检测到的负载转矩超过预设转矩限幅值时，确定对应预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并在确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率小于所述设定频率的情况下，将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；不管是该起重设备是否具有传感器，还是传感器故障或失效，该变频器本身可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象，甚至在不具有传感器的起重设备中还可以节省成本。
实施例四
基于上述本发明实施例一至实施例三公开的一种起重设备限速方法，本发明实施例四还公开了对应上述实施例一至实施例三的起重设备限速装置。
如图7所示的对应实施例一的一种起重设备限速装置的结构示意图，该起重设备限速装置10应用于变频器，主要包括：比较模块11，检测模块12和限速模块13。
其中，比较模块11，用于实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
检测模块12，用于在所述设定频率大于所述检测频率情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
限速模块13，用于依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。
基于附图7中公开的起重设备限速装置，结合本发明实施例二对应公开的起重设备限速装置中限速模块13具体可以包括：
计算单元，用于依据所述负载转矩、所述电机的额定频率和变频器的功率上限值进行计算，得到限速频率；
其中，所述功率上限值当所述电机处于上行状态时为电动功率上限值，当所述电机处于下行状态时为发电功率上限值；
第一判断单元，用于判断所述限速频率是否大于或等于所述变频器的最大运行频率；
变更单元，用于在所述限速频率大于或等于所述变频器的最大运行频率的情况下，将所述变频器的最大运行频率赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率，并执行第二判断单元；
第二判断单元，用于在所述限速频率小于所述变频器的最大运行频率的情况下，判断所述限速频率是否小于所述设定频率；或者，在执行变更单元，得到所述变更后的限速频率之后，判断所述变更后的限速频率是否小于所述设定频率；
第一限速单元，用于在所述限速频率小于所述设定频率的情况下，确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述限速频率，并以所述限速频率运行或者，在所述变更后的限速频率小于所述设定频率，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并所述变更后的限速频率运行。
基于附图7中公开的起重设备限速装置，结合本发明实施例三对应公开的起重设备限速装置中限速模块13具体可以包括：
起始判断单元，用于判断所述负载转矩是否大于或等于第一预设转矩限幅值；
第一确定单元，用于在所述负载转矩大于或等于第一预设转矩限幅值的情况下，确定对应所述第一预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行最终判断单元；
中间判断单元，用于在所述负载转矩小于所述第一预设转矩限幅值的情况下，执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；以及若所述负载转矩小于当前进行判断的预设限幅值，则继续执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值，并依据判断结果执行中间确定单元或第N判断单元；
中间确定单元，用于在中间判断单元执行的当前判断过程中，若所述负载转矩大于或等于当前进行判断的预设限幅值，则确定对应所述预设限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行所述最终判断单元；
第N判断单元，用于执行判断所述负载转矩是否大于或等于第N预设转矩限幅值；
第N确定单元，用于在所述负载转矩大于或等于所述第N预设转矩限幅值的情况下，确定对应所述第N预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行所述最终判断单元；
最终判断单元，用于判断确定的所述起重设备在当前负载下的运行频率是否小于所述设定频率；
第二限速单元，用于在确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率小于所述设定频率的情况下，将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
其中，N的取值范围为2～n，n为大于2小于最大负载转矩的正整数，所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值的取值为由大至小，当所述电机处于上行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一上行预设转矩限幅值至第N上行预设转矩限幅值，当所述电机处于下行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一下行预设转矩限幅值至第N下行预设转矩限幅值。
进一步的，还包括：微调单元，用于在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，通过同一负载在不同状态或不同机械机构中进行测试获取的转矩差值对转矩微调增益进行调整；
其中，所述转矩微调增益对第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值均有效。
基于上述本发明实施例四中公开的起重设备的限速装置，本发明实施例还对应公开了一种设置有起重设备的限速装置的变频器，该变频器适用于起重设备，同时，还公开了一种起重设备，该起重设备中具有包含上述实施例公开的起重设备限速装置的变频器。
进一步的，针对具有PLC和/或传感器的起重设备，该具有上述实施例公开的起重设备限速装置的变频器也适用。
上述本发明实施例四中公开的起重设备限速装置，以及具有该起重设备限速装置的变频器，以及具有该变频器的起重设备，其具体实现原理和执行过程与上述本发明实施例一至实施例三公开的起重设备限速方法一致，可相互参照，这里不再进行赘述。
综上所述，本发明公开的起重设备限速方法和装置通过利用变频器自身根据负载转矩检测负载，并根据本身的负载能力分别对包括上行和下行的过程进行限速，具体可采用功率作为约束条件或采用阶梯的方式进行限速，在传感器故障或失效时，该变频器本身可以提供重载限速保护，从而增加应用该变频器的起重设备的安全性和限速保护，进而防止起重设备出现溜车和/或溜钩现象。
进一步，具有本发明公开的应用该限速方法和装置的变频器的起重设备，即便其没有PLC和/或传感器，利用该变频器同样可以提供重载限速保护，同时因省掉了PLC和/或传感器，还进一步的降低了成本。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种起重设备限速方法，其特征在于，应用于变频器，包括：
实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
在所述设定频率大于所述检测频率的情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度，包括：
依据所述负载转矩、所述电机的额定频率和变频器的功率上限值进行计算，得到限速频率，其中，所述功率上限值当所述电机处于上行状态时为电动功率上限值，当所述电机处于下行状态时为发电功率上限值；
判断所述限速频率是否大于或等于所述变频器的最大运行频率；
若否，则判断所述限速频率是否小于所述设定频率，如小于所述设定频率，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述限速频率，并以所述限速频率运行；
若是，则将所述变频器的最大运行频率赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率；
判断所述变更后的限速频率是否小于所述设定频率；
若小于，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并所述变更后的限速频率运行。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度，包括：
判断所述负载转矩是否大于或等于第一预设转矩限幅值；
若是，则确定对应所述第一预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行与所述设定频率的判断；
若否，则执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；
在当前判断过程中，若所述负载转矩大于或等于当前进行判断的预设限幅值，则确定对应所述预设限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行与所述设定频率的判断；
若所述负载转矩小于当前进行判断的预设限幅值，则继续执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；
直至执行判断所述负载转矩是否大于或等于第N预设转矩限幅值；
若是，则确定对应所述第N预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行与所述设定频率的判断；
所述执行与所述设定频率的判断包括：
判断确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于所述设定频率；
若是，则将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
其中，N的取值范围为2～n，n为大于2小于最大负载转矩的正整数，所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值的取值为由大至小，对应的第一限速频率至第N限速频率的取值为由小至大，当所述电机处于上行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一上行预设转矩限幅值至第N上行预设转矩限幅值，当所述电机处于下行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一下行预设转矩限幅值至第N下行预设转矩限幅值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，通过同一负载在不同状态或不同机械机构中进行测试获取的转矩差值对转矩微调增益进行调整；
其中，所述转矩微调增益对第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值均有效。
5.一种起重设备限速装置，其特征在于，应用于变频器，包括：
比较模块，用于实时检测起重设备负载下的检测频率，并将所述检测频率与设定频率进行比较；
检测模块，用于在所述设定频率大于所述检测频率情况下持续检测，当电机运行频率到达所述检测频率时，在预设延时时间之后，检测所述起重设备的负载转矩；
限速模块，用于依据所述负载转矩确定起重设备在当前负载下的运行频率，并基于所述运行频率设定速度。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述限速模块包括：
计算单元，用于依据所述负载转矩、所述电机的额定频率和变频器的功率上限值进行计算，得到限速频率；
其中，所述功率上限值当所述电机处于上行状态时为电动功率上限值，当所述电机处于下行状态时为发电功率上限值；
第一判断单元，用于判断所述限速频率是否大于或等于所述变频器的最大运行频率；
变更单元，用于在所述限速频率大于或等于所述变频器的最大运行频率的情况下，将所述变频器的最大运行频率赋值于所述限速频率，得到变更后的限速频率，并执行第二判断单元；
第二判断单元，用于在所述限速频率小于所述变频器的最大运行频率的情况下，判断所述限速频率是否小于所述设定频率；或者，在执行变更单元，得到所述变更后的限速频率之后，判断所述变更后的限速频率是否小于所述设定频率；
第一限速单元，用于在所述限速频率小于所述设定频率的情况下，确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述限速频率，并以所述限速频率运行；或者，在所述变更后的限速频率小于所述设定频率，则确定起重设备在当前负载下的运行频率为所述变更后的限速频率，并所述变更后的限速频率运行。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述限速模块包括：
起始判断单元，用于判断所述负载转矩是否大于或等于第一预设转矩限幅值；
第一确定单元，用于在所述负载转矩大于或等于第一预设转矩限幅值的情况下，确定对应所述第一预设转矩限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行最终判断单元；
中间判断单元，用于在所述负载转矩小于所述第一预设转矩限幅值的情况下，执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值；以及若所述负载转矩小于当前进行判断的预设限幅值，则继续执行判断所述负载转矩是否大于或等于下一预设转矩限幅值，并依据判断结果执行中间确定单元或第N判断单元；
中间确定单元，用于在中间判断单元执行的当前判断过程中，若所述负载转矩大于或等于当前进行判断的预设限幅值，则确定对应所述预设限幅值的限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行所述最终判断单元；
第N判断单元，用于执行判断所述负载转矩是否大于或等于第N预设转矩限幅值；
第N确定单元，用于在所述负载转矩大于或等于所述第N预设转矩限幅值的情况下，确定对应所述第N预设转矩限幅值的第N限速频率为起重设备在当前负载下的限速频率，并执行所述最终判断单元；
最终判断单元，用于判断确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率是否小于所述设定频率；
第二限速单元，用于在确定的所述起重设备在当前负载下的限速频率小于所述设定频率的情况下，将所述起重设备在当前负载下的限速频率赋值于所述设定频率，并基于变更后的设定频率设定速度；
其中，N的取值范围为2～n，n为大于2小于最大负载转矩的正整数，所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值的取值为由大至小，对应的第一限速频率至第N限速频率的取值为由小至大，当所述电机处于上行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一上行预设转矩限幅值至第N上行预设转矩限幅值，当所述电机处于下行状态时所述第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值为第一下行预设转矩限幅值至第N下行预设转矩限幅值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
微调单元，用于在开闭环状态切换过程中或位于不同机械结构的起重设备中，通过同一负载在不同状态或不同机械机构中进行测试获取的转矩差值对转矩微调增益进行调整；
其中，所述转矩微调增益对第一预设转矩限幅值至第N预设转矩限幅值均有效。
9.一种变频器，其特征在于，适用于起重设备，包括：
权利要求5～8中任意一项所述的起重设备限速装置。
10.一种起重设备，其特征在于，包括：
权利要求9所述的变频器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |