CN113548560A - 用于测试电梯的安全特性的方法 - Google Patents

Abstract

用于测试电梯的安全特性的方法包括根据请求执行电梯的平衡检查。

Description

用于测试电梯的安全特性的方法

技术领域

本发明涉及一种用于测试电梯安全特性的方法。

背景技术

电梯可以包括轿厢，竖井，提升机械，绳索和配重。分离的或集成的轿厢框架可围绕轿厢。

提升机械可以定位在竖井中。提升机械可以包括驱动器，电动机，牵引绳轮和机械制动器。提升机械可以使轿厢在竖井中向上和向下移动。机械制动器可以停止牵引绳轮的旋转，从而停止电梯轿厢的移动。

轿厢框架可以经由牵引绳轮通过绳索连接到配重。轿厢框架还可以由滑动装置支撑在在竖井中沿竖直方向延伸的导轨处。导轨可以利用紧固支架附接到竖井中的侧壁结构。当轿厢在竖井中向上和向下移动时，滑动装置将轿厢保持在水平面中的位置。配重可以以相应的方式支撑在导轨上，该导轨附接到竖井的壁结构。

轿厢可以在建筑物的层站之间运输人员和/或货物。竖井可以形成为使得壁结构由实心壁形成，或者使得壁结构由开放钢结构形成。

机械制动器可以由至少两个机电制动器形成。制动器用作安全装置，以将制动力施加到牵引绳轮或牵引机械的旋转轴，以便阻止牵引机械的移动，从而也阻止电梯轿厢的移动。机械制动器的尺寸应符合EN81-20：2014的规定，以便在轿厢以额定速度并且以额定负载加25％的过载(即125％的负载)向下行进时能够使电梯机械停止。如果一个制动器发生故障，则另一个制动器仍应能够在额定负载(即100％的负载)下使电梯轿厢减速、停止以及保持电梯轿厢静止。

由于其作为安全装置的特性，必须检查机械制动器的运行状况。

EP1701904B1公开了一种用于测试电梯的制动器的状况的方法。根据该方法，一个制动器被抬起，而另一个制动器，即接合的制动器，以用于测试制动扭矩的测试负载被加载。如果在测试期间检测到牵引绳轮的移动，则认为制动器是有故障的。

EP1915311B1公开了一种用于确保电梯系统中的运行安全的方法。根据该方法，在电梯运行结束时仅一个制动器被接合，而另一个制动器被延迟地接合。当第一制动器被接合时，驱动电机的扭矩被移除。如果在其上检测到牵引绳轮的移动，则认为制动器是有故障的。

发明内容

用于监视电梯的制动器的现有技术方法可能涉及问题。

该问题涉及电梯中的平衡不适当的情况。不适当的平衡可能导致在制动测试中将错误的(不足的)测试负载施加到制动器的情况。因此，当在测试中对制动器施加的负载不足时，制动测试实际上将变为无效。

该情况可以通过示例来说明。在额定负载为1000kg、平衡比为50％的电梯中，配重的重量应对应于空电梯轿厢的重量加500kg。如果电梯的平衡比错误地为30％，而不是预期的50％，则测试制动器时将300kg的结果测试负载提供给提升机械，而不是预期的500kg。因此，当制动器可以承受300kg的测试负载时，制动器将通过制动测试，这仅是预期测试负载500kg的60％。

错误的平衡比可能导致电梯轿厢利用无法正确停止电梯轿厢移动的制动器运行。错误的制动测试结果可能导致该问题。由于平衡错误，要减速的质量可能大于预期的质量。对于向下移动的满载的电梯轿厢尤其如此。

电梯的平衡可能与电梯的维护或改造工作有关地意外地改变。例如，轿厢内的装饰可能被改变。此外，在特殊的电梯运行中，例如在临时的施工时间运行中，可能进行平衡的(临时)改变。

本发明涉及一种用于测试电梯的安全特性的改进方法。

在权利要求1中限定了根据本发明的用于测试电梯的安全特性的方法。

本发明将增加电梯的安全性。将使用测试负载对制动器进行测试，该测试负载对应于已基于平衡检查计算出的实际测试负载，而不是对应于基于电梯的假定平衡计算出的计算测试负载。

用于测试电梯的安全特性的方法包括根据预定计划表对电梯进行平衡检查。将根据平衡检查结果计算出的不平衡与电梯的基本特性中指定的电梯的平衡和额定负载值进行比较。电梯的基本特性可以存储在电子日志中。

平衡检查应利用空轿厢进行。在执行测试之前，负载重量信息应提供接近零的负载信息。在某个预定时间段内未检测到轿厢的接近零负载的情况可能是由已添加到轿厢的附加装饰引起的。该新的负载值可以被定义为新的校准零负载。

一旦修改零负载，如果配重保持不变，通常会导致平衡发生变化。可以将新的零负载的设置，设置新的零负载后的实际平衡以及电梯的相关原始基本特征(例如额定负载和平衡)报告给云。来自电梯控制器的信息可以通过有线通信或通过无线通信传输到云。

平衡检查的计划表可以基于时间表。附加地或可替代地，必须在从接收到的请求起的给定时间窗口内执行平衡检查的计划表。该请求可以由诸如远程服务器或云服务的远程实体生成。

如果未根据预定计划表执行所述平衡检查，则可以阻止正常电梯运行。

可以将平衡检查的结果与预定标准进行比较。

预定标准可以基于在较早测试期间收集的日志值。

如果所述平衡检查的结果满足所述预定标准，则可以准许进行制动测试。

如果平衡检查的结果不满足预定标准，则可以阻止电梯的正常运行。

当确定平衡是否满足预定标准时，可以使用至少一个平衡误差容限。平衡误差容限可以限定为额定负载的a％或限定的恒定值或两者的组合。第一平衡误差容限可以限定为使得如果超过该第一平衡误差容限，则使电梯停止服务。第二平衡误差容限可以限定为使得如果超过该第二平衡误差容限，则给出警告代码。

此外，在超过第二平衡容限的情况下，可以允许降级的电梯运行。在降级的电梯运行中，轿厢的最大允许负载可以降低。可以基于平衡检查的结果来确定轿厢的最大负载的减少。可以在降级运行期间例如用称重传感器来测量轿厢的负载。如果轿厢的测量负载超过轿厢的减小的最大负载，则可以拒绝电梯运行。

在进行平衡检查之后，可以对电梯的机械制动器进行制动测试。

机械制动器的制动测试可以是电机辅助的制动测试。

附图说明

下面将参照附图通过优选实施例更详细地描述本发明，其中

图1示出了电梯的侧视图，

图2示出了电梯机械制动系统的侧视图，

图3示出了用于测试电梯的安全特性的流程图。

具体实施方式

图1示出了电梯的侧视图。

电梯可以包括轿厢10，电梯竖井20，提升机械30，绳索42和配重41。单独的或一体的轿厢框架11可围绕轿厢10。

提升机械30可以定位于竖井20中。提升机械可包括驱动器31，电动机32，牵引绳轮33和机械制动器100。提升机械30可以使轿厢10在竖直延伸的电梯竖井20中在竖直方向Z上向上和向下移动。机械制动器100可以停止牵引绳轮33的旋转，从而停止电梯轿厢10的移动。

轿厢框架11可经由牵引绳轮33通过绳索42连接至配重41。轿厢框架11还可以由滑动装置27支撑在在竖井20中沿竖直方向延伸的导轨25处。滑动装置27可以包括当轿厢10在电梯井道20中向上和向下移动时在导轨25上滚动的辊或在导轨25上滑动的滑动靴。导轨25可以利用紧固支架26附接到电梯竖井20中的侧壁结构21。当轿厢10在电梯井道20中向上和向下移动时，滑动装置27将轿厢10保持在水平面中的位置。配重41可以以对应的方式支撑在导轨上，该导轨附接到竖井20的壁结构21。

轿厢10可以在建筑物的层站之间运输人员和/或货物。电梯竖井20可以形成为使得壁结构21由实心壁形成，或者使得壁结构21由开放钢结构形成。

图2示出了电梯机械制动系统的侧视图。

轿厢10可以挂在牵引绳轮33的第一侧上，而配重41可以挂在牵引绳轮33的相对的第二侧上。提升绳索42可从轿厢10经过牵引绳轮33并到达配重41。牵引绳轮33可以由电动机32驱动，电动机32可以由永磁同步电动机形成。机械制动器100可以包括作用在牵引绳轮33上的两个电磁制动器110、120。电磁制动器110、120可以由机械制动控制器200控制。电动机32可以由驱动器31驱动，驱动器31例如转换器。电梯，驱动器31和制动控制器200可以由主控制器300控制。牵引绳轮33可以设置有移动测量装置130，该移动测量装置130可以由例如转速计形成。

作为第一替代方案，可以根据EP1701904中的方法通过制动测试来测试机械制动器110、120。

所述EP专利中的方法包括以下步骤。

设置预定义测试负载以施加到电梯的驱动机械。这可以通过向电梯轿厢加载足够可靠地知道其重量的测试负载来完成。测试负载的重量取决于机械制动器需要承受的过载的量。当要求机械制动器承受25％的过载，即125％的负载时，则测试负载必须为电梯标称负载的75％。如果要求机械制动器承受P％的过载，则测试负载必须为50％+P％。可替代地，可以通过驱动电机的扭矩来提供测试负载，而无需在轿厢中的额外重量。

然后增加电机的扭矩，直到确定轿厢开始移动为止。测量使移动开始的电机的扭矩值，并将其存储在存储器中。该扭矩值被表示为第一扭矩值。

然后关闭至少一个机械制动器。

然后以第一扭矩值在向上的方向上驱动空的电梯轿厢。

然后检查轿厢的移动。

如果检测到轿厢的移动，则所述至少一个机械制动器被认为是有缺陷的。

作为第二替代方案，可以根据EP1915311中的方法通过制动测试来测试机械制动器110、120。

所述EP专利中的方法包括以下步骤。

在电梯运行结束时，只接合一个机械制动器，而其他机械制动器则延迟接合。

监视电梯的移动状态以及在接合一个机械制动器的情况下机械制动器的任何打滑。

如果在上一步中检测到机械制动器打滑，则阻止电梯启动。

EP2774885B1公开了一种用于执行电梯的平衡检查的方法。平衡检查确定电梯的平衡重量差。平衡重量差是空的电梯轿厢的重量与电梯的配重之间的差。

所述EP专利中的方法包括以下步骤。

建立电梯的功率模型，该功率模型包括馈给电机的功率(PM)、电机的功率参数以及竖井中的移动部件的功率参数(PK，PP，PFr，PCu，PFe)。

进行电梯的测试运行。

确定轿厢的向上(PME，中，上)方向和向下(PME，中，下)方向的中间功率值，所述中间功率值包括仅在轿厢以恒定速度在向上方向和向下方向上移动通过电梯轿厢的行进路线的中间时馈给电机的功率。

计算向上和向下方向的中间功率值之间的功率差。

根据在向上和向下方向上的中间功率值之间的所述功率差来计算平衡功率差(mB)。

可以通过使用电梯的简化功率模型来执行电梯的平衡检查，该简化的功率模型包括馈给电机的电机功率(PM)、电机的功率参数以及竖井中的移动部件的功率参数(PK，PP，PFr，PCu，PFe)。利用这样的模型，可以简化电梯系统的行为，以便以简单的方式获取平衡重量差(＝轿厢和配重之间的重量差)。

可以通过以下方式定义功率模型：

PM＝PK+PP+PFr+PCu+PFe

其中PM＝馈给电梯的功率，PK＝移动的电梯部件的动能功率，PP＝移动的电梯部件的潜在功率，PFr＝电梯部件的摩擦损耗，PCu＝电机的绕组电阻的内部损耗，PFe＝电机的内部铁损。

功率模型通过对所述系统中的功率流进行建模来简化电梯系统。可以通过测试运行来取回用于平衡检查的必要信息，在该测试运行中，轿厢以至少一个闭合回路被驱动至轿厢的行进路径的上端和下端。

可以在电梯以恒定速度行驶的点处确定轿厢的向上和向下方向的功率差。这使得可以忽略系统的动能功率PK。动能功率PK＝mi*v*a，其中mi是电梯系统的移动部件的质量，v是轿厢的速度，a是轿厢的加速度。当电梯以恒定速度运行时，轿厢的加速度为零。

仅考虑行进路径中间的向上和向下方向的功率差。除轿厢和配重之外，所有移动的电梯部件在轿厢位于配重旁边的行进路径中间均被平衡。这些部件的重量部分因此可以在行进路径的中间被忽略。这些部件例如是悬挂绳索、提升绳索或补偿绳索。因此，剩余的用于平衡检查的相关部件是轿厢和配重，它们是进行平衡检查的基本重量部件。

因此可以大大简化功率模型。可以忽略所有基于加速度的部件。与行进方向无关的所有部件，例如摩擦损耗和铁损将抵消，因为计算中使用了向上和向下方向的所述值的差。

在电梯轿厢的行进路径的中间，动能功率PK为零。

铜损的功率参数可以很容易地从电机电流IM和电机绕组电阻RS计算得出(PCu＝IM²*RS)。这些铜损可以从电机输入功率中减去PME＝PM-Pcu。PME表示通过绕组的铜损减少的修正电机功率。

功率模型因此可以简化为以下模型：

PME＝PP+PFr+PFe

然后可以确定电动机在向上和向下方向上的功率值之间的差。进一步假设摩擦损耗PFr和铁损PFe与电梯的行进方向无关。功率值之间的差为：

PME(上)PME(下)＝PP(上)PP(下)

因此，向上和向下方向上的功率差仅取决于潜在功率参数。潜在功率参数包含在电梯竖井中竖直移动的所有电梯部件，例如，轿厢、配重、提升绳索、悬挂绳索和补偿绳索。

仅对于轿厢的行进路线的中间，其中电梯轿厢定位于配重的旁边，即在同一水平上，考虑功率差。除轿厢和配重之外，其他移动的电梯部件的重量在行进路径的中间处被平衡。其他移动部件例如由提升绳索、悬挂绳索和补偿绳索形成。因此，仅轿厢和配重的重量在行进路径的中间是重要的。

然后可以通过以下方式计算出行进路径中间的功率值之间的差：

PME(中，上)PME(中，下)＝mB*g*Vnom-mB*g*(-Vnom)

其中mB是电梯系统的平衡重量差或平衡(以千克为单位)，Vnom是电梯的标称速度，g是重力加速度g＝9.81m/s²。

平衡重量差mB因此可以由以下公式计算：

mB＝(PME，中，上PME，中，下)/(2*g*Vnom)

因此，驱动单元能够通过在匀速运行期间计算电机电流(移除了绕组的铜损)以及将差除以分母＝2乘以g乘以电梯的标称速度来计算竖井中间点处的电梯系统平衡。

代替使用电梯竖井中间的一个功率值，可以使用几次测试运行的平均值。然后可以使用测试运行的算术平均值。

图3示出了用于测试电梯的安全特性的流程图。

步骤501包括根据预定计划表执行平衡检查。

步骤502包括将平衡检查的结果与预定标准进行比较。

步骤503包括如果平衡满足预定标准，则进行步骤505，否则进行步骤504。

步骤504包括阻止正常电梯运行。

步骤505包括准许执行制动测试。

本发明的用途不限于附图中公开的电梯。本发明可用于任何类型的电梯，例如包括机房或没有机房的电梯，包括配重或没有配重的电梯。配重可以定位在电梯竖井的任一侧壁或两侧壁上或后壁上。驱动器、电动机、牵引绳轮和机械制动器可定位于机房内或电梯井道中的某处。轿厢导轨可以定位在所谓的机架式电梯中的竖井的相对侧壁上或竖井的后壁上。

对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明的概念可以以各种方式实现。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (16)

1.一种用于测试电梯的安全特性的方法，所述方法包括根据请求执行电梯的平衡检查。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述请求是由诸如云服务或远程服务器的远程实体生成的。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述请求基于预定计划表。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述请求基于时间表。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，如果未根据所述预定计划表执行所述平衡检查，则阻止正常电梯运行。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述平衡检查的结果与预定标准进行比较。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述预定标准基于在较早的测试期间收集的日志值。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，如果所述平衡检查的结果满足所述预定标准，则准许进行制动测试。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中，当确定所述平衡是否满足所述预定标准时，使用平衡误差容限。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的方法，其中，如果所述平衡检查的结果不满足所述预定标准，则阻止正常电梯运行。

11.根据权利要求6至10中的任一项所述的方法，其中，如果所述平衡检查的结果不满足所述预定标准，则允许降级的电梯运行。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在降级的电梯运行中，所述轿厢的最大负载减小。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述平衡检查包括：

建立电梯的功率模型，所述功率模型包括馈给电机的电机功率(PM)、电机的功率参数以及竖井中的移动部件的功率参数(PK，PP，PFr，PCu，PFe)，

执行电梯的测试运行，

确定电梯的向上和向下方向的中间功率值(PME，中，上和PME，中，下)，所述中间功率值定义仅在轿厢以恒定速度在向上和向下方向上移动通过轿厢的行进路线的中间时馈给电机的功率，

计算向上和向下方向的中间功率值之间的功率差，

根据所述功率差计算平衡重量差(mB)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，执行电梯的机械制动器的制动测试。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述机械制动器的制动测试是电机辅助的制动测试。

16.一种包括程序指令的计算机程序产品，所述程序指令在计算机上运行时使计算机执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。

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