CN106707022A - 一种获取电梯运行参数的方法及采样器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种获取电梯运行参数的方法，该方法包括对变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号；对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号；计算所述第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差；根据预设公式和所述信号周期确定所述电梯的运行速度；根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向。本发明实施例还公开了一种采样器。本发明实施例能够获取电梯的运行速率和运行方向。

Description

一种获取电梯运行参数的方法及采样器

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种获取电梯运行参数的方法及采样器。

背景技术

目前曳引机的运行是通过变频器的输出控制的，为了保障电梯的有效、安全、舒适的运行，需要实时掌握曳引机的运行速率及运行方向从而掌握电梯的运行参数。现有技术中还没有能够方便获取电梯运行参数的方法。

鉴于此，目前需要一种能够快速获取电梯运行参数的方法及采样器。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种获取电梯运行参数的方法及采样器，其能够快速获取电梯的运行速率和运行方向。

一方面，本发明实施例提供了一种获取电梯运行参数的方法，所述电梯由变频器驱动，对所述变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号；对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号；计算所述第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差；根据预设公式和所述信号周期确定所述电梯的运行速度；根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向。

优选地，所述方法还包括显示所述电梯的运行速度和运行方向。

优选地，根据以下公式计算电梯的运行速度：

其中，n为电梯的运行速度，f为频率，p为曳引机的极对数，T为信号周期。

优选地，所述预存的标准相位差包括第一相位差和第二相位差，且所述第一相位差与第二相位差分别标志不同的运行方向，所述控制器根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向具体包括：判断所述采样相位差是否与所述第一相位差或第二相位差一致；若所述采样相位差与所述第一相位差一致，则根据所述第一相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向；若所述采样相位差与所述第二相位差一致，则根据所述第二相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向。

优选地，所述第一相位差标志所述电梯的运行方向为正转，所述第二相位差标志所述电梯的运行方向为反转。

另一方面，本发明实施例提供了一种采样器，用于获取电梯的运行参数，所述电梯由变频器驱动，所述采样器包括依次电连接的差分处理单元、过零比较单元、控制器、及显示器，且所述差分处理单元的输入端连接所述变频器的输出端；所述差分处理单元用于对所述变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号；所述过零比较单元用于对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号；所述控制器计算所述第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差，所述控制器根据预设公式和所述信号周期确定所述电梯的运行速度以及根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向；所述显示器用于显示所述电梯的运行速度和运行方向。

优选地，所述控制器根据以下公式计算电梯的运行速度：

其中，n为电梯的运行速度，f为频率，p为曳引机的极对数，T为信号周期。

优选地，所述预存的标准相位差包括第一相位差和第二相位差，且所述第一相位差与第二相位差分别标志不同的运行方向，所述控制器具体包括：判断单元，用于判断所述采样相位差是否与所述第一相位差或第二相位差一致；确定单元，用于若所述采样相位差与所述第一相位差一致，则根据所述第一相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向，以及若所述采样相位差与所述第二相位差一致，则根据所述第二相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向。

优选地，所述第一相位差标志所述电梯的运行方向为正转，所述第二相位差标志所述电梯的运行方向为反转。

优选地，所述第一相位差大小为所述第二相位差大小为

本发明实施例通过对变频器输出的三相电压进行差分处理以得到第一差分信号和第二差分信号，然后对第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较以得到对应的第一采样信号和第二采样信号，然后计算第一采样信号和第二采样信号的信号周期以及第一采样信号和第二采样信号之间的采样相位差，在得到信号周期和采样相位差之后，根据预设公式和信号周期确定出电梯的运行速度，以及根据采样相位差和预存的标准相位差确定该电梯的运行方向，从而实现了通过监测变频器的输出电压来确定电梯的运行速度和运行方向，以便实现对电梯的运行参数及运行状态的跟踪。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种采样器的示意性框图；

图2是图1中采样器的电路原理框图；

图3是本发明实施例提供的一种获取电梯运行参数的方法的流程示意图；

图4是第一差分信号经过第一过零比较电路得到第一采样信号的波形图；

图5是第二差分信号经过第二过零比较电路得到第二采样信号的波形图；

图6是图3中步骤S105的子流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

参见图1，是本发明实施例提供的一种采样器的示意性框图。该采样器1用于获取电梯的运行参数，该运行参数包括运行速度和运行方向。其中，电梯由变频器进行驱动。如图1所示，采样器1包括依次电连接的差分处理单元10、过零比较单元20、控制器30、及显示器40。其中，差分处理单元10的输入端连接变频器的输出端，差分处理单元10用于对所述变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号。过零比较单元20用于对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号。控制器30用于计算第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差，并根据预设公式和信号周期确定电梯的运行速度以及根据采样相位差与预存的标准相位差确定电梯的运行方向。其中，预存的标准相位差包括第一相位差和第二相位差，控制器30包括判断单元31和确定单元32，且判断单元31用于判断得到采样相位差是否与第一相位差或第二相位差一致；确定单元32，用于若采样相位差与第一相位差一致，则根据第一相位差标志的运行方向确定电梯的运行方向，以及若采样相位差与第二相位差一致，则根据第二相位差标志的运行方向确定电梯的运行方向。

具体地，参见图2，是本发明实施例提供的采样器的电路原理框图。在本发明实施例中，差分处理单元10包括第一差分电路11和第二差分电路12，且第一差分电路11和第二差分电路12的电路结构相同。过零比较单元20包括第一过零比较电路21和第二过零比较电路22，且第一过零比较电路21和第二过零比较电路22的结构相同。第一差分电路11的输出端连接第一过零比较电路21的输入端，第二差分电路12的输出端和第二过零比较电路22的输入端，第一过零比较电路21的输出端和第二过零比较电路22的输出端连接控制器30的输入端。控制器30根据第一采样信号和第二采样信号的波形计算对应的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差，并根据预设公式和信号周期确定电梯的运行速度，以及根据采样相位差与标准相位差确定电梯的运行方向。

参照图3，是本发明实施例提供的一种获取电梯运行参数的方法的流程示意图。该方法采用上述的采样器获取电梯的运行速度和运行方向。如图所示，该获取电梯运行参数的方法包括步骤S101～S106。

S101，对所述变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号

具体地，在本发明实施例中，变频器的三相输出电压为U相电压、V相电压、及W相电压。在对变频器输出的三相电压进行差分处理时，可选择变频器输出的任意一相电压与其他两相电压分别作为第一差分电路和第二差分电路的输入来得到第一差分信号和第二差分信号。在本发明实施例中，第一差分电路对V相电压和U相电压进行差分运算以得到第一差分信号，第二差分电路对V相电压和W相电压进行差分运算以得到第二差分信号。

如将变频器的U、V、W三相电压分别定义为：

u＝Esin(ωt)

v＝Esin(ωt-120°)

w＝Esin(ωt-240°)

其中，V-U为第一差分信号，V-W为第二差分信号。

S102，对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号。

具体地，在本发明实施例中，第一过零比较电路对第一差分信号进行过零比较以得到第一采样信号，第二过零比较电路对第二差分信号进行过零比较以得到第二采样信号。参照图4，第一差分信号经过第一过零比较电路后得到第一采样信号的波形图。参照图5，第二差分信号经过第二过零比较电路后得到第二采样信号的波形图。根据图4和图5可知，第一采样信号和第二采样信号为方波信号，且第一采样信号和第二采样信号的信号周期相同。

S103，计算所述第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差。

具体地，控制器根据第一采样信号和第二采样信号计算对应的信号周期，如控制器可计算第一采样信号的相邻两个上升沿之间的时间差，即从第一采样信号的一个上升沿开始计时，到该第一采样信号的下一个上升沿停止计时，计算相邻两个上升沿之间的时间差以得到第一采样信号的信号周期。可以理解地，控制器还可以计算第一采样信号的相邻两个下升沿之间的时间差以得到信号周期，此处不作限定。由于第二采样信号的信号周期与第一采样信号的信号周期相同，故不再重复计算第二采样信号的信号周期。

其中，采样相位差可根据以下公式获得：

其中，ΔX为采样相位差。

S104，根据预设公式和信号周期确定电梯的运行速度。

具体地，控制器根据得到的信号周期和以下公式确定电梯的运行速度：

其中，n为电梯的运行速度，f为频率，p为曳引机的极对数，T为信号周期。

S105，根据采样相位差与预存的标准相位差确定电梯的运行方向。

具体地，在本发明实施例中，预存的标准相位差包括第一相位差和第二相位差，且第一相位差与第二相位差分别标志不同的运行方向。参照图6，步骤S105的子流程示意图。如图所示，步骤S105包括步骤S201～S202。

S201，判断采样相位差是否与第一相位差或第二相位差一致。

S202，若采样相位差与第一相位差一致，则根据第一相位差标志的运行方向确定电梯的运行方向；若采样相位差与第二相位差一致，则根据第二相位差标志的运行方向确定电梯的运行方向。

具体地，在本发明实施例中，定义第一相位差标志电梯的运行方向为正转，定义第二相位差标志电梯的运行方向为反转，若采样相位差与第一相位差一致，则电梯的运行方向为正转，若采样相位差与第二相位差一致，则电梯的运行方向为反转。其中，第一相位差和第二相位差根据以下原理获得：

定义电梯运行方向为正转时，电梯曳引机三相电压的相序依次为U、V、及W，且第一采样信号和第二采样信号之间的采样相位差为第一相位差。当调换电梯曳引机的三相电压的相序后如将U和W调换，以使调换之后的相序为W、V、及U，此时电梯运行方向为反转，第一采样信号和第二采样信号之间的采样相位差为第二相位差。

其中，电梯正转运行时的第一相位差θ1为：

u＝Esin(ωt)

v＝Esin(ωt-120°)

w＝Esin(ωt-240°)，

调换U和W相序后，电梯反转运行时的第二相位差θ2为：

w＝Esin(ωt)

v＝Esin(ωt-120°)

u＝Esin(ωt-240°)

由于控制器预存的第一相位差为且第一相位差标志的运行方向为正转，控制器预存的第二相位差为且第二相位差标志的运行方向为反转。当控制器将确定的采样相位差与预存的第一相位差及第二相位差进行比较后，若采样相位差与第一相位差一致，则判定电梯的运行方向为正转，若采样相位差与第二相位差一致，则判定电梯的运行方向为反转。

S106，显示所述电梯的运行速度和运行方向。

具体地，将控制器确定的电梯的运行速度和运行方向显示出来，以方便用户查看和了解当前电梯的运行速度和运行方向。

本发明实施例通过对变频器输出的三相电压进行差分处理以得到第一差分信号和第二差分信号，然后对第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较以得到对应的第一采样信号和第二采样信号，然后计算第一采样信号和第二采样信号的信号周期以及第一采样信号和第二采样信号之间的采样相位差，在得到信号周期和采样相位差之后，根据预设公式和信号周期确定出电梯的运行速度，以及根据采样相位差和预存的标准相位差确定该电梯的运行方向，从而实现了通过监测变频器的输出电压来确定电梯的运行速度和运行方向，以便实现对电梯的运行参数及运行状态的跟踪。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的采样器和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的采样器和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个采样器，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置设备或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

本发明第实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例采样器中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明第一实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，采样器，或者网络设备等)执行本发明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。

以上为发明的优选实施例，而非对发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入发明的包含范围之内。

Claims (10)

1.一种获取电梯运行参数的方法，所述电梯由变频器驱动，其特征在于，所述方法包括：

对所述变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号；

对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号；

计算所述第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差；

根据预设公式和所述信号周期确定所述电梯的运行速度；

根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

显示所述电梯的运行速度和运行方向。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据以下公式计算电梯的运行速度：

$n=\frac{60f}{p},f=\frac{1}{T},$

其中，n为电梯的运行速度，f为频率，p为曳引机的极对数，T为信号周期。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预存的标准相位差包括第一相位差和第二相位差，且所述第一相位差与第二相位差分别标志不同的运行方向，所述根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向具体包括：

判断所述采样相位差是否与所述第一相位差或第二相位差一致；

若所述采样相位差与所述第一相位差一致，则根据所述第一相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向；

若所述采样相位差与所述第二相位差一致，则根据所述第二相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一相位差标志所述电梯的运行方向为正转，所述第二相位差标志所述电梯的运行方向为反转。

6.一种采样器，用于获取电梯的运行参数，所述电梯由变频器驱动，其特征在于，所述采样器包括依次电连接的差分处理单元、过零比较单元、控制器、及显示器，且所述差分处理单元的输入端连接所述变频器的输出端；

所述差分处理单元用于对所述变频器输出的三相电压进行差分处理得到第一差分信号和第二差分信号；

所述过零比较单元用于对所述第一差分信号和第二差分信号分别进行过零比较得到第一采样信号和第二采样信号；

所述控制器计算所述第一采样信号和第二采样信号的信号周期及第一采样信号与第二采样信号之间的采样相位差，所述控制器根据预设公式和所述信号周期确定所述电梯的运行速度以及根据所述采样相位差与预存的标准相位差确定所述电梯的运行方向；

所述显示器用于显示所述电梯的运行速度和运行方向。

7.如权利要求6所述的采样器，其特征在于，所述控制器根据以下公式计算电梯的运行速度：

$n=\frac{60f}{p},f=\frac{1}{T},$

其中，n为电梯的运行速度，f为频率，p为曳引机的极对数，T为信号周期。

8.如权利要求7所述的采样器，其特征在于，所述预存的标准相位差包括第一相位差和第二相位差，且所述第一相位差与第二相位差分别标志不同的运行方向，所述控制器具体包括：

判断单元，用于判断所述采样相位差是否与所述第一相位差或第二相位差一致；

确定单元，用于若所述采样相位差与所述第一相位差一致，则根据所述第一相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向，以及若所述采样相位差与所述第二相位差一致，则根据所述第二相位差标志的运行方向确定所述电梯的运行方向。

9.如权利要求8所述的采样器，其特征在于，所述第一相位差标志所述电梯的运行方向为正转，所述第二相位差标志所述电梯的运行方向为反转。

10.如权利要求9所述的采样器，其特征在于，所述第一相位差为所述第二相位差为