CN116735054A - 一种单轨吊牵引力的在线监测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单轨吊牵引力的在线监测方法，包括以下步骤：将单轨吊的各驱动部上的驱动电机分别连接一个逆变器，所述逆变器用于将直流电源转为交流电以控制所述驱动电机运行；获取各所述驱动电机的输出电压、输出电流和输出转速数据，并对所述输出电压、输出电流和输出转速数据进行数据处理以获得所述单轨吊的总牵引力；当检测到所述单轨吊在爬坡时，判断所述总牵引力数据是否超过设定阈值，若超过设定阈值则控制所述单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，提高各所述逆变器的输出电流以增大所述单轨吊的总牵引力。通过该方法可对单轨吊的牵引力进行实时监控，防止超载或机车运行障碍导致牵引力增大。
Description
技术领域
本发明属于牵引力监测技术领域，具体涉及一种单轨吊牵引力的在线监测方法及系统。
背景技术
矿用单轨吊在煤矿井下的单根轨道上运行，根据单轨吊单个驱动部的牵引力结合驱动部的数量可得到单轨吊的额定牵引力。然而，单轨吊在爬坡时，如果出现动力不足的情况时，会通过增大电机频率通过超频运行以增大牵引力，由于不清楚爬坡时的实际牵引力情况，如果实际牵引力不能爬上坡，强行增加频率爬坡会造成打滑。
现有技术中，暂没有在线检测运行中的单轨吊的牵引力的方法，通常是通过固定一个拉力装置对单轨吊进行静态测量，该拉力装置一端固定另一端连接单轨吊，然后启动单轨吊，通过拉力装置上的拉力计来测量单轨吊的牵引力。由于单轨吊的实际牵引力在运行过程中是在变化的，通过这种固定式测量的形式不能获取实时的牵引力数据。
因此有必要研制一种能实时监测单轨吊牵引力的系统，尤其是检测单轨吊在爬坡过程中的实时牵引力。
发明内容
本发明的目的是提供一种单轨吊牵引力的在线监测方法及系统，解决现有技术中的单轨吊无实时检测牵引力的问题。
本发明提供的一种单轨吊牵引力的在线监测方法，包括以下步骤：
将单轨吊的各驱动部上的驱动电机分别连接一个逆变器，所述逆变器用于将直流电源转为交流电以控制所述驱动电机运行；
获取各所述驱动电机的输出电压、输出电流和输出转速数据，并对所述输出电压、输出电流和输出转速数据进行数据处理以获得所述单轨吊的总牵引力；
当检测到所述单轨吊在爬坡时，判断所述总牵引力数据是否超过设定阈值，若超过设定阈值则控制所述单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，提高各所述逆变器的输出电流以增大所述单轨吊的总牵引力。
在一种可能的实现方式中，对所述输出电压、输出电流和输出转速进行数据处理以获得所述单轨吊的总牵引力，其中总牵引力的计算公式为：
其中，V为电压；I为电流；η为效率；n为转速。
在一种可能的实现方式中，所述检测所述单轨吊在爬坡，包括：通过在所述单轨吊上设置倾角传感器来检测到所述单轨吊所在坡度，当坡度值大于设定值时，判断所述总牵引力数据是否超过设定阈值。
本发明还提供一种单轨吊牵引力的在线监测系统，包括：
多个驱动部，各所述驱动部包括两个驱动电机，各所述驱动电机分别连接一个逆变器；所述逆变器内设置有电流传感器和电压传感器，所述电流传感器用于实时检测所述驱动电机的输出电流，所述电压传感器用于实时检测所述驱动电机的输出电压；所述驱动电机上设置有转速传感器，所述转速传感器用于测量所述驱动电机的实时转速；
控制模块，所述控制模块包括数据处理模块，所述数据处理模块用于接收各所述驱动电机的所述电流传感器、电压传感器及转速传感器的实时数据，并对所述实时数据进行处理以获得单轨吊整机的总牵引力，再判断所述单轨吊的总牵引力是否超过设定阀值，若总牵引力超过设定阀值则通过控制模块控制所述单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，通过所述控制模块提高各所述逆变器的输出电流；
显示模块，包括显示器，所述显示器用于显示总牵引力数据。
系统中所述驱动电机为三相异步电机或同步电机。
本发明提供的单轨吊牵引力的在线监测方法，通过给每个驱动电机连接一个逆变器，各驱动电机的运行可独立控制，这是与现有蓄电池单轨吊通过一个逆变器控制全部的驱动电机的结构上的区别；通过获取各驱动电机的输出电压、输出电流和输出转速数据，对这些数据进行处理就可转换为实际的总牵引力。也就是将原本需要通过测力计对各部位的牵引力测量的形式转变为对各驱动部的电信号的测量，通过将该电信号转换为牵引力数据，该牵引力数据可较准确的反映实际的牵引力情况。在平道运行时，可以仅仅显示牵引力数据，当在单轨吊爬坡时，启动判断程序，判断单轨吊的总牵引力是否超过设定值，以此来判断是否继续提高频率增大牵引力，通过该牵引力实时检测方法，可较好的避免了超负荷运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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做一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的单轨吊牵引力的实时监测方法的流程框图。
图2是本发明一实施例提供的单轨吊控制系统在单轨吊上的结构示意图。
图中：10、驱动部；11、驱动电机；20、逆变器；30、控制模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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中的一部分实施例，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的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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表达不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
参考图1，本实施例提供一种单轨吊牵引力的在线监测方法，包括以下步骤：
S01：将单轨吊的各驱动部10上的驱动电机11分别连接一个逆变器20，逆变器20用于将直流电源转为交流电以控制驱动电机11。
其中，驱动电机11可为三相异步电机或永磁同步电机。
S02：获取各驱动电机10的输出电压、输出电流和输出转速数据，对输出电压、输出电流和输出转速进行数据处理以获得单轨吊的总牵引力。
在逆变器20内设置有电压传感器和电流传感器，电压传感器用于测量驱动电机的输出电压，电流传感器用于测量驱动电机的输出电流，在驱动电机上设置有转速传感器，该转速传感器用于测量驱动电机的输出转速。
电压传感器接收的电压数据、电流传感器接收的电流数据以及转速传感器上接收到的转速数据传输至数据处理模块中进行数据分析处理，经过数据处理转换成总牵引力数据。
其中，总牵引力的计算公式为：
其中，V为电压；I为电流；η为效率；n为转速。
S03：在单轨吊爬坡时，判断总牵引力数据是否超过设定阈值，若超过设定阈值则控制单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，提高各逆变器20的输出电流以增大所述单轨吊的总牵引力。
通过数据处理模块判断牵引力的大小，如果该牵引力大于设定的值，该设定值可为额定牵引力(各驱动电机可短期超负载运行)，通过控制模块30控制单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，提高各逆变器20的输出电流以增大所述单轨吊的总牵引力，继而提高爬坡能力。
其中检测所述单轨吊在爬坡，包括：通过在所述单轨吊上设置倾角传感器来检测到所述单轨吊所在坡度，当坡度值大于设定值时，判断所述总牵引力数据是否超过设定阈值。通常如果坡度值设定为大于10°，该坡度值可根据实际情况进行调整。
本实施例还提供了一种单轨吊牵引力的在线监测系统，包括：
多个驱动部10，各所述驱动部10包括两个驱动电机11，各所述驱动电机11分别连接一个逆变器20；逆变器20内设置有电流传感器和电压传感器，电流传感器用于实时检测所述驱动电机的输出电流，电压传感器用于实时检测所述驱动电机的输出电压；驱动电机11上设置有转速传感器，转速传感器用于测量所述驱动电机11的实时转速；
数据处理模块，接收各驱动电机的所述电流传感器、电压传感器及转速传感器的实时数据，并对实时数据进行处理以获得单轨吊整机的总牵引力，再判断所述单轨吊的总牵引力是否超过设定阀值，若总牵引力超过设定阀值则通过控制模块控制单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，通过控制模块30提高各逆变器的输出电流。
应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种单轨吊牵引力的在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将单轨吊的各驱动部上的驱动电机分别连接一个逆变器，所述逆变器用于将直流电源转为交流电以控制所述驱动电机运行；
获取各所述驱动电机的输出电压、输出电流和输出转速数据，并对所述输出电压、输出电流和输出转速数据进行数据处理以获得所述单轨吊的总牵引力；
当检测到所述单轨吊在爬坡时，判断所述总牵引力数据是否超过设定阈值，若超过设定阈值则控制所述单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，提高各所述逆变器的输出电流以增大所述单轨吊的总牵引力。
2.根据权利要求1所述的单轨吊牵引力的实时监测方法，其特征在于，对所述输出电压、输出电流和输出转速进行数据处理以获得所述单轨吊的总牵引力，其中总牵引力的计算公式为：
其中，V为电压；I为电流；η为效率；n为转速。
3.根据权利要求1所述的单轨吊牵引力的在线监测方法，其特征在于，所述检测所述单轨吊在爬坡时，包括：通过在所述单轨吊上设置倾角传感器来检测到所述单轨吊所在坡度，当坡度值大于设定值时，判断所述总牵引力数据是否超过设定阈值。
4.根据权利要求1所述的单轨吊牵引力的在线监测系统，其特征在于，包括：
多个驱动部，各所述驱动部包括两个驱动电机，各所述驱动电机分别连接一个逆变器；所述逆变器内设置有电流传感器和电压传感器，所述电流传感器用于实时检测所述驱动电机的输出电流，所述电压传感器用于实时检测所述驱动电机的输出电压；所述驱动电机上设置有转速传感器，所述转速传感器用于测量所述驱动电机的实时转速；
控制模块，所述控制模块包括数据处理模块，所述数据处理模块用于接收各所述驱动电机的所述电流传感器、电压传感器及转速传感器的实时数据，并对所述实时数据进行处理以获得单轨吊整机的总牵引力，再判断所述单轨吊的总牵引力是否超过设定阀值，若总牵引力超过设定阀值则通过控制模块控制所述单轨吊的制动系统进行紧急制动；否则，通过所述控制模块提高各所述逆变器的输出电流；
显示模块，包括显示器，所述显示器用于显示总牵引力数据。
5.根据权利要求4所述的单轨吊牵引力的在线监测系统，其特征在于，所述驱动电机为三相异步电机。
6.根据权利要求4所述的单轨吊牵引力的在线监测系统，其特征在于，所述驱动电机为永磁同步电机。
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