CN116767988A - 电梯动力设备故障检测方法和装置以及电梯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电梯动力设备故障检测方法和装置以及电梯系统。所述方法包括步骤：获取电梯动力设备中驱动件的运行速度数据，并将其中与电梯处于第一速度下且预设时长内时所对应的运行速度数据作为目标数据；根据所述目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；根据所述时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；将所述频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与电梯动力设备的特性频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在至少一个第一频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第一频率与所述特性频率中的一个频率相匹配且幅值超过预设的阈值。采用本发明可以及时检测发现电梯动力设备故障，降低现场维护费用，保障电梯安全运行。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及电梯动力设备故障检测方法、电梯动力设备故障检测装置以及电梯系统。
背景技术
在电梯系统中，通常设置有诸如曳引机等设备用来为电梯运行提供驱动力。此类电梯动力设备的运行状况，不仅会影响到电梯的正常安全运行，而且可能涉及到乘客的人身安全、设备损害等方面。
目前，电梯动力设备中的轴承问题受到了较多关注，人们已提供了一些针对轴承性能进行诊断和监测的相应技术，例如通过在设备中专门配置一个或多个振动传感器，以便能在线监测轴承的工作性能状况，及时预测轴承可能出现的故障、损坏等不利情形，从而保障动力设备以及电梯系统的安全运行。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了电梯动力设备故障检测方法、电梯动力设备故障检测装置以及电梯系统，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述这些问题和其他方面的问题中的一个或多个。
首先，根据本发明的一个方面，提供了一种电梯动力设备故障检测方法，包括步骤：
获取电梯动力设备中驱动件的运行速度数据，并将其中与电梯处于第一速度下且预设时长内时所对应的运行速度数据作为目标数据；
根据所述目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所述时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所述频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与电梯动力设备的特性频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在至少一个第一频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第一频率与所述特性频率中的一个频率相匹配且幅值超过预设的阈值。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，还包括步骤：
在检测到所述尖峰频率中存在所述第一频率后，获取所述驱动件在电梯处于第二速度下且所述预设时长时所对应的运行速度数据作为目标数据，所述第二速度不同于所述第一速度；
根据所获取的目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所得到的时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所得到的频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与所述第一频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在第二频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第二频率与所述第一频率二者频率相同，且二者幅值之间比值等于所述第二速度与所述第一速度之间比值。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，所述第二速度小于所述第一速度，并且/或者所述预设时长的范围是1-60秒。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，通过与所述驱动件相关联的编码器来获取所述驱动件的运行速度数据。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，所述编码器的采样频率设置成至少是所述特性频率的两倍，并且所述编码器的记录时长设置成至少是所述特性频率倒数的两倍。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，根据所述目标数据进行微分计算来得到所述时域信号数据，并且/或者根据所述时域信号数据进行快速傅里叶变换来得到所述频域信号数据。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，还包括步骤：在判定所述电梯动力设备存在故障后，输出报告信息和/或控制电梯停止运行。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，将所述报告信息输送至电梯的本地管理系统、云端服务器和/或用户端，所述用户端包括用户的移动通信终端。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测方法中，可选地，所述驱动件包括电机，所述特性频率包括电机中位于定子侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机中位于电梯制动器侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机固有的机械旋转频率、电气频率、电机极频率和电机定子槽频率。
其次，根据本发明的另一方面，还提供了一种电梯动力设备故障检测装置，其包括处理器，所述处理器设置成执行以下步骤：
获取电梯动力设备中驱动件的运行速度数据，并将其中与电梯处于第一速度下且预设时长内时所对应的运行速度数据作为目标数据；
根据所述目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所述时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所述频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与电梯动力设备的特性频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在至少一个第一频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第一频率与所述特性频率中的一个频率相匹配且幅值超过预设的阈值。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述处理器还设置成执行以下步骤：
在检测到所述尖峰频率中存在所述第一频率后，获取所述驱动件在电梯处于第二速度下且所述预设时长时所对应的运行速度数据作为目标数据，所述第二速度不同于所述第一速度；
根据所获取的目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所得到的时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所得到的频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与所述第一频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在第二频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第二频率与所述第一频率二者频率相同，且二者幅值之间比值等于所述第二速度与所述第一速度之间比值。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述第二速度小于所述第一速度，并且/或者所述预设时长的范围是1-60秒。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述处理器设置在与所述驱动件相关联的编码器中，或者设置在与所述编码器和/或电梯控制器相连的设备，所述设备从所述编码器和/或所述电梯控制器获取所述驱动件的运行速度数据和/或电梯的运行速度数据。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述编码器的采样频率设置成至少是所述特性频率的两倍，并且所述编码器的记录时长设置成至少是所述特性频率倒数的两倍。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述处理器设置成：根据所述目标数据进行微分计算来得到所述时域信号数据，并且/或者根据所述时域信号数据进行快速傅里叶变换来得到所述频域信号数据。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述处理器还设置成：在判定所述电梯动力设备存在故障后，输出报告信息和/或控制电梯停止运行。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述报告信息被输送至电梯的本地管理系统、云端服务器和/或用户端，所述用户端包括用户的移动通信终端。
在根据本发明的电梯动力设备故障检测装置中，可选地，所述驱动件包括电机，所述特性频率包括电机中位于定子侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机中位于电梯制动器侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机固有的机械旋转频率、电气频率、电机极频率和电机定子槽频率。
此外，根据本发明的又一个方面，还提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括如以上任一项所述的电梯动力设备故障检测装置。
从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，本发明创新性地提出了“无传感器”的技术方案，即通过充分挖掘并利用电梯系统中的原有配置，可以对电梯动力设备进行及时、可靠且准确的在线故障检测，能有效降低现场维护费用并提高工作效率，其应用成本低、适用范围广并且能自动化操作，非常有利于保障电梯安全运行，同时降低运营维护费用，增强电梯产品的实用性和竞争力。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1是一个根据本发明的电梯动力设备故障检测方法实施例的流程示意图。
图2至图5分别示出了与图1所示的电梯动力设备故障检测方法实施例中的步骤相对应的信号数据示意图。
图6是一个电梯动力设备实施例的特性频率表。
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来说明根据本发明的电梯动力设备故障检测方法、电梯动力设备故障检测装置以及电梯系统的步骤、组成、特点和优点等，然而所有的描述不应用于对本发明形成任何限制。在本文中，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序和相对重要性，技术术语“基本上”旨在包括与特定量相关联的非实质性差异，例如可以包括给定值的±8%、±5%或±2%等范围。
此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例是在本文的记载范围之内。另外，为了简洁起见，在本文中不多赘述已经被本领域技术人员公知的一般事项，例如电梯动力装置、电机、编码器、变频器等的基本构造、工作原理等内容。
在图1中首先展示了一个根据本发明的电梯动力设备故障检测方法实施例的流程示意图，同时在图2至图5中示范性地分别给出了与图1中的实施例中的步骤相对应的信号数据示意图，以下将通过结合以上附图仅以示例方式来介绍根据本发明的电梯动力设备故障检测方法。
如图1所示，在这个根据本发明方法实施例中，可以包括如下步骤：
在步骤S11中，可以获取电梯系统中配置的电梯动力设备的运行速度数据，即电梯动力设备中用于为电梯系统提供动力的驱动件（如曳引机等）的运行速度数据。由于现代社会已经非常方便且广泛地使用电力能源（如电网供电、电池等），因此这类驱动件通常采用电机形式，在本文中将以此进行示例性说明。应当理解，在一些情形下，驱动件也允许采用诸如以燃料、氢能等作为供能来源的其他动力设备形式。
可通过多种途径来获取驱动件的运行速度数据，例如可以非常方便直接通过与驱动件相关联的编码器来采集获得，此类编码器可在市场上商业购买到并且已经被普遍应用到现有电梯系统中，其通常是被安装布置在电机驱动轴上，并且将采集到的信号传送给电梯系统中的控制部分，因此也可从该控制部分处获得以上运行速度数据。当然，尽管在本发明方法中不是必须的，但是在某些应用场合下还允许通过设置一个或多个可选的传感器，用于专门采集获取驱动件的运行速度数据。
结合参考图2和图3，当电梯系统接受到乘梯请求时，在电梯动力设备的驱动件输出的驱动力作用下，电梯（在此通常指电梯轿厢）将从静止状态开始启动，朝向目的地运行并将承载的人员或物品等送达至所请求的目标位置，然后电梯停止运行，并且等待下一次运行。关于以上过程，在图2和图3中的电梯速度曲线进行了清楚显示。可以理解的是，在电梯从启动至停止的运行期间，其中可能存在一个或多个基本上保持匀速运行的时段，这在图2和图3中使用附图标记V1对上述基本上保持恒定的电梯运行速度进行了示意性标示。
在步骤S11中，可接着将上述采集到的驱动件的运行速度数据当中，与电梯处于速度V1且预设时长内时所对应的这部分运行速度数据选择作为随后将进行分析处理的目标数据，即该部分运行速度数据在时段上与以上提及的电梯运行中出现的匀速运行时段相一致。关于上述的预设时长，在图3中以时段t进行了示意性标示，具体选择数值可根据实际情况来进行灵活设置，例如可考虑从1-60秒或者任何其他的适宜范围内进行选择。
继续参考图1，在步骤S12中，可以对在以上步骤S11中得到的目标数据进行计算处理，从而得到加速度的时域信号数据。参阅图4，其中对经过处理后得到的此类时域信号数据进行了示意性显示，图中的纵坐标表示加速度α（单位为mg，即重力加速度g的千分之一），其反映出了电梯动力设备在对应的时段t内的运行波动情况，而这种波动信息包含了电梯动力设备的当前工作性能特征，因此通过对其进行进一步分析处理可评估和发现电梯动力设备中可能已存在的缺陷、故障等情况。通常，可以直接采用微分计算方式来对目标数据进行处理。当然，在一些可选情形下，也允许采用相对更复杂或更精确的计算方式来处理得到上述的时域信号数据，这可以从诸多针对从速度计算获得加速度的现有技术方案中寻找到，在本文中不展开讨论。
接下来，在步骤S13中，可以根据时域信号数据，通过进行转换处理就可以得到加速度的频域信号数据。相应地，请参阅图4，其中以示例方式展示了对于图3中的时域信号，在采用快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform, FFT）数据进行转换处理后得到的频域信号数据，其中横坐标表示频率F（单位为Hz），纵坐标表示加速度α（单位为mg）。如图4所示，在图面的频域信号数据中可以发现存在一些尖峰频率，即它们相对于两侧相邻的其他频率形成了波形尖峰形状（即在加速度α的数值上存在着相对明显的差异），通过进行数值对比方式可以容易地识别出尖峰频率，现有技术已提供了很多此类识别方案，可以将它们按需应用到本发明方案中。此外，可以理解的是，通过对上述差异选择设定不同的数值范围，可实现对于尖峰频率的不同识别精度，这可以根据具体应用的需求情况来进行设置。
作为可选情形，在步骤S13中，可以采用可替换的其他变换处理形式，例如离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform，DFT）等；或者，还可以在进行转换处理之前，进一步对时域信号数据进行滤波处理，以期有利于提高处理精度和效率等，现有技术已提供的滤波处理方案均可以应用到本发明方案中，在此不赘述。
发明人指出，尽管诸如编码器等现有设备已在电梯系统中长期普通使用，然而业界人士总是习惯于将这类现有设备用于获得速度数据，因此未能考虑将其进行充分利用，特别是用于对电梯动力设备的工作性能、发生故障等情形进行分析使用。本发明方案的提出，改变了现有技术在以上方面的固有理解，尤其突破了以往的认识局限。更具体来讲，本发明提议基于驱动件的运行速度数据，进一步获得与加速度相关的信号数据，通过针对后者进行分析处理，可以检测发现电梯动力设备可能存在的缺陷、故障等问题，下面就结合步骤S14进行示例性说明。
在图1的步骤S14中，可以将以上得到的尖峰频率（图5）与电梯动力设备的特性频率（图6）进行比较，一旦检测发现以上尖峰频率当中存在着至少一个与特性频率中的频率相匹配的频率f1出现超出预设的幅值时，那么就可以判定电梯动力设备存在故障，例如电梯动力设备中可能具有的轴承滚动体、轴承内外圈、电机定子槽等一些组成部分或许已经出现诸如磨损、裂纹、装配位置失当等缺陷情况。应当理解，在本文中“相匹配”是指在数值上相同或者基本上相同的情形；此外，关于上述幅值的对应阈值的具体设定，可以根据不同的实际应用需求情况来相应地选择设置成不同的数值，本发明对此不做出任何限制。
对于不同的电梯动力设备（例如分别配置具有不同额定功率的驱动件），它们各自具有固有的特性频率。举例而言，例如在电梯动力设备中设置电机用作驱动件的情形下，特性频率可以包括但不限于电机中位于定子侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机中位于电梯制动器侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机固有的机械旋转频率（Mechanical Rotation frequency/Round per Second），电机固有的电气频率（Electrical frequency），电机固有的电机极（Motor polefrequency）频率，电机固有的电机定子槽（Motor stator slot frequency）频率等。关于电梯动力设备中的各部分的具体特性频率数值，可以从设备制造厂商、研发机构等处获得，或者也可以通过进行试验测试、评估计算等许多途径来得到。
为了便于理解起见，以上用于举例说明的这些特性频率，都在图6中通过一个电梯动力设备具体示例的一些相应特征频率数值进行了示范性展示。作为举例说明，结合参考图5和图6，对于在图5中示例性出现的大致188.89Hz的尖峰频率，它正好也存在于图6中的电机极频率189.00Hz，以上两个数值相匹配并且该尖峰频率此时的对应幅值3.66mg已经超过了预设的阈值（例如在一些实施方式下可能设置成3mg，在另一些实施方式下可能设置成3.5mg等等）时，由此可以判断出电梯动力设备中的电机此时可能已存在缺陷或故障，从而能及时发现电梯动力设备中的性能问题并加以解决，保障电梯系统稳定可靠地运行。
此外，还需要指出，电梯动力设备的特性频率应被理解为不仅包含了各涉及到的频率的基频，而且包含了基于基频的倍频（如2倍基频、3倍基频等，具体倍频选择情况可按需设置，例如在实践中可考虑至多6倍基频情形），并且还包含了这些基频或倍频之间的任何可能的组合。在图6中对于示例性给出的这些特性频率的基频以及它们各自的2倍至10倍的倍频等也都进行了列表展示，这些不同部分的不同的基频、倍频及其可能的叠加组合，一起形成了该电梯动力设备的特性频率。例如，结合图6进行示范性说明，如果在前述的频域信号数据中发现了大致142Hz的尖峰频率，并且该尖峰频率此时的对应幅值5.86mg已经超过了预设的阈值（例如在一些实施方式下可能设置成5mg，在另一些实施方式下可能设置成5.5mg等等）时，由于与图6中列出的128.37Hz（位于定子侧的轴承内圈故障特征频率的2倍频）和13.5Hz（电机的机械旋转频率的基频）二者数值之和，因此符合上述判断条件，即可以判断出电梯动力设备中的电机此时可能已存在缺陷或故障。
应当理解，以上实施例仅是示范性的举例说明，在不脱离本发明主旨的情况下，本发明方法允许按照不同的应用需求而采用更多可能的设置、改变和调整，对于这些方面不会做出任何的限制。
例如，作为举例说明，在一些应用情况下，当在步骤S14中检测到在所得到的尖峰频率中存在着与特性频率中的一个频率相匹配且幅值超过预设阈值的第一频率后，可以不立即判定电梯动力设备存在故障（因为在数据采集和分析处理过程中可能存在固有频率干扰等情况），而考虑结合以下步骤来进行分析判断，以便进一步提高检测准确性：
可以获取驱动件在电梯处于第二速度V2（不同于前述速度V1）下且同样的预设时长时所对应的运行速度数据作为目标数据，然后按照如前所述的步骤S12和S13的处理方式对以上目标数据进行相应处理，从而得到相应的加速度的频域信号数据，然后再将频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与第一频率进行比较，一旦检测发现尖峰频率当中存在着频率f2（f2与f1二者频率相同，并且它们之间的幅值比值等于V2与V1的比值）的情形，那么这就表明即使处于不同速度条件下，电梯动力设备仍跟随性地同等表现出相应的运行特征，由此可以判定电梯动力设备在性能上出现出一些异常的固化特征，因此电梯动力设备中的一些部分已经存在故障。
在实际检测时，可以将电梯可选地控制成在低于速度V1的速度下运行，即速度V2低于速度V1（如二者比例为2/3等），这种方式对于进行进一步检测来更好地确认电梯动力设备是否已经发生故障时有利的。然而，作为备选方案，将电梯可选地控制成在高于速度V1的速度下运行，即速度V2高于速度V1的方案也是可行的。
更进一步扩展分析，当在第一速度V1下的频率f1不随着第二速度V2而改变时，这说明此频率f1为电梯主机中或电梯系统中某个林部件的自然固有频率（NaturalFrequency），这也同样能够为问题的调查和分析定位提供有价值的指导。
再举例说明，在一些应用情况下，可以基于对电梯动力设备发生故障的检测精度需求等情况考虑，对编码器的采样频率进行调整设置，例如提高编码器的脉冲计数PPR（Pulse Per Round）。根据本发明方案，可以将编码器的采样频率可选地设置成电梯动力设备的特性频率（例如特性频率的基频中的最大值、或者所关注的某个目标特性频率等）的两倍或两倍以上（例如3倍或4倍等），并且将编码器的记录时长设置成至少是上述特性频率倒数的两倍，如此将有利于在使用编码器采集获取驱动件的运行速度数据时，通过本发明方案处理后得到的频域信号数据可以基本上覆盖到电梯动力设备的特性频率。换言之，在同等情形下，通过提高编码器的采样频率，就可以实现由此得到的频域信号数据可以覆盖到相对更大的电梯动力设备的特性频率，从而提升本发明方案的适用范围，提高检测准确性。例如，当将编码器的采样频率从1kHz提高到2kHz之后，能够使得采样带宽增加一倍，从而有效扩大对于电梯动力设备的频率检测范围，可以更好地诊断电梯动力设备故障问题。
再比如，作为一种可选情形，在判定电梯动力设备存在故障的情况下，可将报告信息以文字提示、语音提醒等任何适宜的形式向外输出报告信息，例如可以将此类报告信息输送至电梯的本地管理系统、云端服务器和/或用户端（如手机、PAD等移动通信终端），以便促使相关人士能及时获知电梯动力设备的当前情况并采取相应措施，确保电梯系统能够长期安全可靠地运行。此外，在电梯动力设备存在故障的情况下，如果继续运行则有可能带来电梯安全风险，因此此时可考虑单独地或者结合采用多种安全措施，例如可以控制电梯停止运行、可以将报告信息发送至用户端等，以便起到安全防范、及时警示等方面效果。
作为明显优于现有技术的另一个方面，本发明还提供了一种电梯动力设备故障检测装置，其中设置有处理器用来执行例如以上讨论的根据本发明方法的相应步骤，该电梯动力设备故障检测装置可以进行单独制造和销售。
可以理解的是，根据本申请的公开内容，本领域技术人员可以采用诸如处理器、电子电路、集成电路(ASIC)和/或用于执行一个或多个软件或固件程序的存储器、组合逻辑电路，以及任何其他的合适元器件等来实现电梯动力设备故障检测装置中的上述处理器。此外，由于在前文中已经针对诸如运行速度数据等的获取、计算或转换处理、检测和分析判定、特性频率、输出报告信息、控制电梯停止运行等这些技术内容进行了非常详尽的描述，因此可以直接参阅前述相应部分的具体说明来设置实现上述处理器，在此不再赘述。
应当理解，以上处理器不仅可以直接设置在与驱动件相关联的编码器中，而且也可以设置在与编码器和/或电梯控制器相连的设备中，这些设备可以包括但不限于例如变频器、网关等设备，其可以通过网络连接从上述编码器和/或电梯系统中的电梯控制器等处获取到如前所述的驱动件的运行速度数据和/或电梯的运行速度数据等。此外，可以按照应用需要将电梯动力设备的特性频率数据存储在电梯系统中的任何合适的装置内，例如编码器、变频器、网关等。
根据本发明的技术方案，还提供了一种电梯系统。具体来讲，可以为该电梯系统配置根据本发明所设计提供的电梯动力设备故障检测装置，由此能自动化、方便、高效且准确地检测获知电梯动力设备的当前工作性能，尤其可以不必像现有技术那样地借助于增加传感器等额外装置来进行设备诊断，从而有利于节省成本，降低现场维护费用，并且提高检测效率和准确性，实现如前所述的这些显著技术优势。
以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的电梯动力设备故障检测方法、电梯动力设备故障检测装置以及电梯系统，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。
Claims (19)
1.一种电梯动力设备故障检测方法，其特征在于，包括步骤：
获取电梯动力设备中驱动件的运行速度数据，并将其中与电梯处于第一速度下且预设时长内时所对应的运行速度数据作为目标数据；
根据所述目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所述时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所述频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与电梯动力设备的特性频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在至少一个第一频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第一频率与所述特性频率中的一个频率相匹配且幅值超过预设的阈值。
2.根据权利要求1所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，还包括步骤：
在检测到所述尖峰频率中存在所述第一频率后，获取所述驱动件在电梯处于第二速度下且所述预设时长时所对应的运行速度数据作为目标数据，所述第二速度不同于所述第一速度；
根据所获取的目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所得到的时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所得到的频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与所述第一频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在第二频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第二频率与所述第一频率二者频率相同，且二者幅值之间比值等于所述第二速度与所述第一速度之间比值。
3.根据权利要求2所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，所述第二速度小于所述第一速度，并且/或者所述预设时长的范围是1-60秒。
4.根据权利要求1所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，通过与所述驱动件相关联的编码器来获取所述驱动件的运行速度数据。
5.根据权利要求4所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，所述编码器的采样频率设置成至少是所述特性频率的两倍，并且所述编码器的记录时长设置成至少是所述特性频率倒数的两倍。
6.根据权利要求1所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，根据所述目标数据进行微分计算来得到所述时域信号数据，并且/或者根据所述时域信号数据进行快速傅里叶变换来得到所述频域信号数据。
7.根据权利要求1所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，还包括步骤：在判定所述电梯动力设备存在故障后，输出报告信息和/或控制电梯停止运行。
8.根据权利要求7所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，将所述报告信息输送至电梯的本地管理系统、云端服务器和/或用户端，所述用户端包括用户的移动通信终端。
9.根据权利要求1所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，所述驱动件包括电机，所述特性频率包括电机中位于定子侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机中位于电梯制动器侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机固有的机械旋转频率、电气频率、电机极频率和电机定子槽频率。
10.一种电梯动力设备故障检测装置，其特征在于，所述电梯动力设备故障检测装置包括处理器，其设置成执行以下步骤：
获取电梯动力设备中驱动件的运行速度数据，并将其中与电梯处于第一速度下且预设时长内时所对应的运行速度数据作为目标数据；
根据所述目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所述时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所述频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与电梯动力设备的特性频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在至少一个第一频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第一频率与所述特性频率中的一个频率相匹配且幅值超过预设的阈值。
11.根据权利要求10所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述处理器还设置成执行以下步骤：
在检测到所述尖峰频率中存在所述第一频率后，获取所述驱动件在电梯处于第二速度下且所述预设时长时所对应的运行速度数据作为目标数据，所述第二速度不同于所述第一速度；
根据所获取的目标数据，计算得到加速度的时域信号数据；
根据所得到的时域信号数据，通过转换得到加速度的频域信号数据；以及
将所得到的频域信号数据中形成波形尖峰的尖峰频率与所述第一频率进行比较，并在检测到所述尖峰频率中存在第二频率时，则判定所述电梯动力设备存在故障，所述第二频率与所述第一频率二者频率相同，且二者幅值之间比值等于所述第二速度与所述第一速度之间比值。
12.根据权利要求11所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述第二速度小于所述第一速度，并且/或者所述预设时长的范围是1-60秒。
13.根据权利要求10所述的电梯动力设备故障检测方法，其中，所述处理器设置在与所述驱动件相关联的编码器中，或者设置在与所述编码器和/或电梯控制器相连的设备，所述设备从所述编码器和/或所述电梯控制器获取所述驱动件的运行速度数据和/或电梯的运行速度数据。
14.根据权利要求13所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述编码器的采样频率设置成至少是所述特性频率的两倍，并且所述编码器的记录时长设置成至少是所述特性频率倒数的两倍。
15.根据权利要求10所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述处理器设置成：根据所述目标数据进行微分计算来得到所述时域信号数据，并且/或者根据所述时域信号数据进行快速傅里叶变换来得到所述频域信号数据。
16.根据权利要求10所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述处理器还设置成：在判定所述电梯动力设备存在故障后，输出报告信息和/或控制电梯停止运行。
17.根据权利要求16所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述报告信息被输送至电梯的本地管理系统、云端服务器和/或用户端，所述用户端包括用户的移动通信终端。
18.根据权利要求10所述的电梯动力设备故障检测装置，其中，所述驱动件包括电机，所述特性频率包括电机中位于定子侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机中位于电梯制动器侧的轴承滚动体固有频率、轴承滚动体故障特征频率、轴承外圈故障特征频率和轴承内圈故障特征频率，电机固有的机械旋转频率、电气频率、电机极频率和电机定子槽频率。
19.一种电梯系统，其特征在于，所述电梯系统配置有如权利要求10-18中任一项所述的电梯动力设备故障检测装置。
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