CN106494957B - 检测抱闸制动力的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机电控制领域，公开了一种检测抱闸制动力的方法及装置。本发明实施方式中，当所有抱闸装置处于合闸状态时，位置控制器根据小于预设门限的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定；电机再根据该速度给定输出第一电机转矩，并在第一电机转矩达到第一上限时，再维持预设时间的该第一上限的电机转矩；在该预设时间内，根据电机的位移反馈，判断电机是否发生转动，如果电机发生转动，则抱闸制动力异常。本发明实施方式，不仅能够准确检测抱闸制动力是否符合要求，而且可以保证在检测抱闸制动力的过程，即使制动力不足导致电机发生转动，电机输出的第一电机转矩也是可控的，从而保证了检测过程的安全可靠。

Description

检测抱闸制动力的方法及装置

技术领域

本发明涉及机电控制领域，特别涉及一种检测抱闸制动力的方法及装置。

背景技术

随着电梯应用日益广泛，其安全问题越来越受到人们的重视，其中，电梯的抱闸在电梯停止运行时提供制动力以保持轿厢静止，是保证电梯安全运行的重要装置。在电梯的长期使用过程中，抱闸表面会因为频繁的摩擦而逐渐磨损，从而导致其能够提供的制动力逐渐减小，因此，定期检测电梯的抱闸制动力是否符合要求是一项必不可少的工作。

在实现发明过程中，本申请的发明人发现，目前检测抱闸制动力的技术方案，通常都是在合闸状态下，由变频器控制电机输出一定转矩，从而对抱闸施加一定的力，并观测轿厢是否发生位移，若位移超过设定的阈值，则认为抱闸制动力不足。在这些方案中，电机输出的转矩为固定值，如果抱闸的制动力不足，导致电机发生了转动、轿厢发生了位移，那么从轿厢开始移动到位移超过控制器设定的阈值的这段时间内，电机可能会产生很大的转速，存在一定风险。此外，在其中的一些方案中，对电机施加一定大小和方向的转矩时，并没有考虑电梯实际工况中，对重块对抱闸制动力检测的影响，因此并不能准确检测抱闸所能提供的制动力。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种检测抱闸制动力的方法及装置，不仅能够准确检测抱闸制动力是否符合要求，而且可以保证在检测抱闸制动力的过程，即使制动力不足导致电机发生转动，电机输出的第一电机转矩也是可控的，从而保证了检测过程的安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种检测抱闸制动力的方法，包括：

当所有抱闸装置处于合闸状态时，位置控制器根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定；其中，所述安全位移的位移值小于预设门限；

根据所述速度给定，控制电机输出第一电机转矩；

当所述第一电机转矩达到第一上限时，控制所述电机在预设时间内维持输出所述第一上限的电机转矩；

在所述预设时间内，根据所述电机的位移反馈，判断所述电机是否发生转动；

如果所述电机发生转动，则所述抱闸制动力异常。

本发明的实施方式还提供了一种检测抱闸制动力的装置，包括：抱闸装置、位置控制器、电机与控制器；

所述位置控制器，用于当所有抱闸装置处于合闸状态时，根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定；其中，所述安全位移的位移值小于预设门限；

所述电机，用于根据所述速度给定，输出第一电机转矩，并在第一电机转矩达到第一上限时，在预设时间内维持输出所述第一上限的电机转矩；

所述控制器，用于在所述预设时间内，根据所述电机的位移反馈，判断所述电机是否发生转动。

本发明实施方式相对于现有技术而言，当所有抱闸装置处于合闸状态时，位置控制器根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定，使得输出的速度给定由安全位移与电机的位移反馈共同控制，电机再根据该速度给定输出第一电机转矩，实现了速度给定对电机转矩的控制，并在第一电机转矩达到第一上限时，再维持预设时间的该第一上限的电机转矩，然后，在该预设时间内，根据电机的位移反馈，判断电机是否发生转动，如果电机发生转动，则抱闸制动力异常，不仅能够准确检测抱闸制动力是否符合要求，而且可以保证在检测抱闸制动力的过程，即使制动力不足导致电机发生转动，电机输出的第一电机转矩也是可控的，从而保证了检测过程的安全可靠。

另外，所述安全位移的位移方向为轿厢溜车方向。使电机出力的方向与电梯原本施加在抱闸上的力的方向相同，这样可以在电机输出功率尽量小的情况下，在抱闸上施加足够的测试力矩。

另外，所述第一上限的电机转矩是根据电梯平衡系数和抱闸装置的符合要求的制动力，计算出的电机应当输出的电机转矩。综合考虑电梯平衡系数与抱闸装置的符合要求的制动力，计算出抱闸所需要提供的制动力大小，从而进一步得到电机应当输出的电机转矩，保证电梯安全，避免发生溜梯现象。

另外，所述根据速度给定，控制所述电机输出第一电机转矩，具体包括：速度控制器基于所述速度给定，输出转矩给定；电流控制器基于所述转矩给定，输出电压给定；所述电压给定作为电机的输入，控制所述电机输出第一电机转矩。通过位置控制器、速度控制器与电流控制器的相互配合，并最终通过电流控制器输出的电压给定的大小，控制电机的电压值的大小，进而实现对电机输出的第一电机转矩的控制。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的一种检测抱闸制动力的方法流程图；

图2是根据本发明第二实施方式的一种检测抱闸制动力的方法流程图；

图3是根据本发明第三实施方式的一种检测抱闸制动力的装置的结构示意图；

图4是根据本发明第四实施方式的一种检测抱闸制动力的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种检测抱闸制动力的方法。具体流程如图1所示。

在步骤101中，控制所有抱闸装置合闸，在电梯空闲状态下，控制电梯停止响应外部呼梯，并控制所有抱闸装置合闸，使电梯进入抱闸制动力检测模式。

在步骤102中，位置控制器输出速度给定，位置控制器根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定。

具体地说，位置控制器根据小于预设门限的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定，其中，速度给定有一个预设的速度限幅值，该预设的速度限幅值可根据实际需要进行设定，比如说，0.2m/s，安全位移是一个很小的位移，比如说，20毫米，且该安全位移的位移方向为轿厢溜车方向，使电机出力的方向与电梯原本施加在抱闸上的力的方向相同。同时，电机的位移反馈通过电机的编码器的输出计算得到，该编码器可以为绝对值编码器，也可以为增量式编码器。进一步地，当电机的位移反馈大于预设安全位移时，位置控制器输出的速度给定会迅速减小，其中，在同一预设安全位移下，当电机发生转动，且电机的位移反馈大于该预设安全位移时，位置控制器输出的速度给定会迅速变小，当电机发生转动，且电机的位移反馈小于该预设安全位移时，位置控制器输出的速度给定仍继续增大，此外，在同一个大于预设安全位移的位移反馈下，当预设安全位移取值越小时，位置控制器输出的速度给定会越小，保证了位置控制器实时根据电机的位移反馈调整输出的速度给定的大小。

在步骤103中，速度控制器输出转矩给定，速度控制器基于位置控制器输出的速度给定，输出转矩给定。

具体地说，速度控制器根据位置控制器输出的速度给定与电机的速度反馈，输出转矩给定，其中，电机的速度反馈通过电机的绝对值编码器或增量式编码器的输出计算得到，转矩给定有一个预设的转矩限幅值，该预设的转矩限幅值可根据实际需要进行设定。进一步地，电机的速度反馈越大，速度控制器输出的转矩给定越小，也就是说，速度给定与电机的速度反馈，共同控制着速度控制器输出的转矩给定的大小，其中，在同一速度给定下，当电机发生转动，且电机的速度反馈大于该速度给定时，速度控制器输出的转矩给定会迅速变小，当电机发生转动，且电机的速度反馈小于该速度给定时，速度控制器输出的转矩给定仍继续增大，此外，在同一个大于速度给定的速度反馈下，速度给定的取值越小，速度控制器输出的转矩给定会越小，保证了速度控制器实时根据电机的反馈速度调整输出的转矩给定的大小。

在步骤104中，电流控制器输出电压给定，电流控制器基于速度控制器输出的转矩给定，输出电压给定。

具体地说，电流控制器根据速度控制器输出的转矩给定与电机的电流反馈，输出电压给定，其中，电机的电流反馈通过电机的电流传感器得到，电压给定有一个预设的电压限幅值，该预设的电压限幅值可根据实际需要进行设定。而且，电机的电流反馈比转矩给定大的越多时，电流控制器输出的电压给定越小，也就是说，转矩给定与电机的电流反馈，共同控制着电流控制器输出的电压给定的大小，其中，在同一转矩给定下，当电机的电流反馈大于该转矩给定时，电流控制器输出的电压给定会迅速变小，当电机的电流反馈小于该转矩给定时，电流控制器输出的电压给定仍继续增大，此外，在同一个大于转矩给定的电流反馈下，转矩给定的取值越小，电流控制器输出的电压给定会越小，保证了电流控制器实时根据电机的电流反馈调整输出的电压给定的大小。

在步骤105中，电机输出第一电机转矩，电流控制器输出的电压给定作为电机的输入，控制电机输出第一电机转矩。

具体地说，在抱闸制动力的检测过程中，由于抱闸制动力的原因，使得电机无法转动，虽然电机无法转动，但是电机仍然会输出一个电机转矩，即第一电机转矩，因为电机无法转动，所以电机的位移反馈、速度反馈均为零，但是，无论电机是否发生转动，电机的电流反馈始终存在。当电机无法转动时，相当于位移控制器只根据安全位移，输出速度给定，于是输出的速度给定会不断增大，直至达到预设的速度限幅值，速度控制器只根据速度给定，输出转矩给定，于是速度控制器输出的转矩给定也会不断增大，直至达到预设的转矩限幅值，所以电流控制器输出的电压给定也会不断增大，直至实际转矩达到给定转矩，当电流控制器使电机的第一电机转矩达到第一上限时，控制电机在预设时间内维持输出该第一上限的电机转矩。

在步骤106中，判断电机是否发生转动，根据电机的位移反馈，判断电机是否发生转动，如果电机发生转动，则执行步骤105，否则结束。

具体地说，有两种方案可以准确判断出电机是否发生转动，第一种方案为：先计算出位置控制器的安全位移与电机的位移反馈的差值的绝对值，再根据该差值的绝对值与第一预设阈值的比较，判断电机是否发生转动，其中，如果该差值的绝对值大于第一预设阈值，则判定电机发生转动。第二种方案：根据电机的位移反馈与第二预设阈值的比较，判断电机是否发生转动，其中，如果电机的位移反馈大于第二预设阈值，则判定电机发生转动。进一步地，通过设置合理的第一预设阈值与第二预设阈值，可以使电梯溜出平层区之前，就检测出抱闸制动力不足，从而防止电梯发生更多位移而溜出平层区，同时，通过设置合理的阈值，还可以防止震动等因素引起电机编码器脉冲的轻微变化时，所对应的位移反馈、速度反馈与电流反馈的变化，避免造成电机发生转动的误判断情况。

进一步地说，在抱闸制动力检测过程中，抱闸制动不足导致了电机转动，该电机的转动会产生一定大小的位移反馈、速度反馈与电流反馈，又因为位置控制器的安全位移是一个很小的数值，当安全位移与位移反馈的偏差为负时，位置控制器输出的速度给定会迅速减小，当速度反馈大于速度给定时，速度控制器输出的转矩给定也会因为速度给定的迅速减小而迅速减小，当电流反馈大于转矩给定时，电流控制器输出的电压给定也会因为转矩给定的迅速减小而迅速减小，从而使得电机输出的电机转矩迅速减小，极大降低了电机转动时的转速，有效避免了检测过程中，因制动力不足导致电机转动而产生的转速突增，保证了整个检测过程安全可控。

在步骤107中，控制变频器停止工作，当电机发生转动时，停止变频器工作。

具体地说，位置控制器、速度控制与电流控制器均是变频器中的控制结构，所以当电机发生转动时，说明抱闸制动力不足，应当立刻控制变频器停止工作，变频器停止工作后，位置控制器、速度控制与电流控制器也会随之停止工作，同时，产生故障信号禁止用户使用。

与现有技术相比，在本实施方式中，当所有抱闸装置处于合闸状态时，位置控制器根据小于预设门限的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定，速度控制器再根据该速度给定与电机的速度反馈，输出转矩给定，电流控制器再根据该转矩给定，输出电压给定，电机根据该电压给定输出第一电机转矩。当电机引抱闸制动力不足而发生转动时，电机的位移反馈、速度反馈会变大，当位移反馈大于预设的安全位移时，位置控制器输出的速度给定会迅速变小，当速度反馈大于给定速度时，速度控制器输出的转矩给定也会迅速变小，最终控制电机输出的第一电机转矩变小，有效避免了检测过程中，因制动力不足导致电机转动而产生的转速突增，保证了整个检测过程安全可控。

本发明的第二实施方式涉及一种检测抱闸制动力的方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第二实施方式中，进一步给出了，记录抱闸制动力不足导致电机发生转动后，电机输出的电机转矩，记作第二电机转矩，从而后续可以根据该第二电机转矩折算出抱闸提供的制动力，具体如图2所示。

本实施方式中的步骤201至207与本发明的第一实施方式的步骤101至107大致相同，此处不再赘述。以下针对不同部分进行论述：

在步骤208中，记录电机转动后的电机转矩，即记录因抱闸制动力不足导致电机发生转动后，电机输出的电机转矩，并将其记作第二电机转矩，从而后续可以进一步根据该第二电机转矩折算出抱闸提供的制动力。

在本实施方式中，记录抱闸制动力不足导致电机发生转动后，电机输出的第二电机转矩，并根据该第二电机转矩折算出抱闸提供的制动力，使得后续再进行抱闸制动力检测时，可以做为经验值参考，或者做为后续改进抱闸制动力的参考。

上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包含相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明第三实施方式涉及一种检测抱闸制动力的装置，如图3所示，包含：抱闸装置31、位置控制器32、电机33与控制器34；

抱闸装置31，用于控制所有抱闸装置处于合闸状态；

位置控制器32，用于当所有所述抱闸装置31处于合闸状态时，基于预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定。

电机33，用于根据位置控制器32输出的速度给定，输出第一电机转矩，并在第一电机转矩达到第一上限时，在预设时间内维护输出第一上限的电机转矩；

控制器34，用于在预设时间内，根据电机的位移反馈，判断电机是否发生转动。

在本实施方式中，当所有抱闸装置处于合闸状态时，位置控制器根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定；电机再根据该速度给定输出第一电机转矩。当电机发生转动时，电机的位移反馈就会变大，位移反馈大于安全位移时，位置控制器输出的速度给定会变小，当速度反馈大于速度给定时，电机输出的第一电机转矩也会变小。实现了抱闸制动力不足导致电机发生转动时，电机输出的第一电机转矩是可控的，保证了检测过程的安全可靠。

不难发现，本实施方式为与第一实施方式相对应的系统实施例，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的第四实施方式涉及一种检测抱闸制动力的装置。第四实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在第四实施方式中，进一步给出了，存储器35，存储抱闸制动力不足导致电机发生转动后，电机输出的电机转矩，从而后续可以根据该第二电机转矩折算出抱闸提供的制动力，具体如图4所示。

存储器35，用于存储抱闸制动力不足导致电机发生转动后，电机输出的电机转矩，并将其记作第二电机转矩，从而使得后续可以根据该第二电机转矩折算出抱闸提供的制动力。

在本实施方式中，存储抱闸制动力不足导致电机发生转动后，电机输出的第二电机转矩，并根据该第二电机转矩折算出抱闸提供的制动力，使得后续再进行抱闸制动力检测时，可以做为经验值参考，或者做为后续改进抱闸制动力的参考。

由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种检测抱闸制动力的方法，其特征在于，包括：

当所有抱闸装置处于合闸状态时，位置控制器实时根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定；其中，所述安全位移的位移值小于预设门限；

根据所述速度给定，控制电机输出第一电机转矩；

当所述第一电机转矩达到第一上限时，控制所述电机在预设时间内维持输出所述第一上限的电机转矩；

在所述预设时间内，根据所述电机的位移反馈，判断所述电机是否发生转动；

如果所述电机发生转动，则所述抱闸制动力异常。

2.根据权利要求1所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述安全位移的位移方向为轿厢溜车方向。

3.根据权利要求1所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述第一上限的电机转矩是根据电梯平衡系数和抱闸装置的符合要求的制动力，计算出的电机应当输出的电机转矩。

4.根据权利要求1所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述根据速度给定，控制所述电机输出第一电机转矩，具体包括：

速度控制器基于所述速度给定，输出转矩给定；

电流控制器基于所述转矩给定，输出电压给定；

所述电压给定作为电机的输入，控制所述电机输出第一电机转矩。

5.根据权利要求4所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述速度控制器基于所述速度给定，输出转矩给定，具体包括：

所述速度控制器根据所述速度给定与电机的速度反馈，输出转矩给定；

其中，所述电机的速度反馈根据电机的编码器的输出计算得到。

6.根据权利要求4所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述电流控制器基于所述转矩给定，输出电压给定，具体包括：

所述电流控制器根据所述转矩给定与电机的电流反馈，输出电压给定；

其中，所述电机的电流反馈根据电机的电流传感器的输出得到。

7.根据权利要求1所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述在预设时间内，根据所述电机的位移反馈，判断所述电机是否发生转动，包括：

计算所述位置控制器的安全位移与所述电机的位移反馈的差值；

根据所述差值，计算所述差值的绝对值；

根据所述绝对值与第一预设阈值的比较，判断所述电机是否发生转动；其中，如果所述绝对值大于所述预设阈值，则判定所述电机发生转动。

8.根据权利要求1所述的检测抱闸制动力的方法，其特征在于，所述在预设时间内，根据所述电机的位移反馈，判断所述电机是否发生转动，具体包括：

根据所述电机的位移反馈与第二预设阈值的比较，判断所述电机是否发生转动；

如果所述电机的位移反馈大于所述第二预设阈值，则判定所述电机发生转动。

9.一种检测抱闸制动力的装置，其特征在于，包括：抱闸装置、位置控制器、电机与控制器

所述位置控制器，用于当所有抱闸装置处于合闸状态时，实时根据预设的安全位移与电机的位移反馈，输出速度给定；其中，所述安全位移的位移值小于预设门限；

所述电机，用于根据所述速度给定，输出第一电机转矩，并在第一电机转矩达到第一上限时，在预设时间内维持输出所述第一上限的电机转矩；

所述控制器，用于在所述预设时间内，根据所述电机的位移反馈，判断所述电机是否发生转动。

10.根据权利要求9所述的检测抱闸制动力的装置，其特征在于，所述位置控制器还用于控制所述安全位移的位移方向为轿厢溜车方向。

11.根据权利要求9所述的检测抱闸制动力的装置，其特征在于，还包括：电机转矩计算器；

所述电机转矩计算器，用于根据电梯平衡系数和抱闸装置的符合要求的制动力大小，计算电机应当输出的电机转矩，并将所述电机应当输出的电机转矩作为所述第一上限的电机转矩。