一种电梯起动的力矩补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种电梯起动的力矩补偿控制方法，涉及电梯控制技术领域。电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据重量数据给曳引机提供预力矩；预力矩为电梯厢在所述重量数据时，起动所需补偿的称重力矩的预设数目倍；获取曳引轮转动数据，根据曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给曳引机，对预力矩进行补偿。通过将称重起动补偿与无称重起动补偿相结合的方式，可在电梯起动、抱闸打开刹那的时候，先使用称重起动补偿，减少对曳引机的瞬间冲击所产生的噪声，在使用无称重起动补偿进行精准补偿，克服了称重起动补偿所带来的称重数据偏差较大的缺陷，可以使轿厢在起动过程中运行平稳，有利于提高整体舒适性。

权利要求

1.一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，所述方法包括:电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据所述重量数据给曳引机提供预力矩；所述预力矩为所述电梯厢在所述重量数据时，起动所需补偿的称重力矩的预设数目倍；

获取曳引轮转动数据，根据所述曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给所述曳引机，对所述预力矩进行补偿。

2.根据权利要求1所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据所述重量数据给曳引机提供预力矩包括:电梯起动时，称重装置进行称重后输出的信号传递到变频器，变频器得出应输出的测量电流；

变频器根据应输出的测量电流，输出实际电流至曳引机中；实际电流为测量电流的预设数目倍；

调节曳引机张开制动器前所输出的预力矩。

3.根据权利要求2所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，所述称重装置为绳头称量装置、轿底电子称量装置和轿底机械称量装置中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，电梯安装有正余弦编码器；

获取曳引轮转动数据，根据所述曳引轮转动数据得到补偿力矩包括：检测正余弦编码器的模拟信号量的变化情况，从而获知曳引轮转动数据；

根据正余弦编码器输出的时间点，对检测到的模拟信号进行算法处理及分析，计算出不足的力矩，作为补偿力矩。

5.根据权利要求1所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，电梯安装有增量编码器；

获取曳引轮转动数据，根据所述曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给所述曳引机，对所述预力矩进行补偿包括：确定曳引机静止时的初始转子位置；

根据所述初始转子位置确定电梯起动时曳引轮的初始转动方向；

在所述预力矩的基础上，根据所述转动方向和差值力矩对所述曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止；所述差值力矩为所述称重力矩与所述预力矩的差值。

6.根据权利要求5所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，所述初始转子位置包括初始转子的磁极和磁极位置；

确定曳引机静止时的初始转子位置包括：

向所述曳引机输入高频正弦电压信号以检测磁极位置；

在所述曳引机正负两个方向输入电压脉冲矢量以识别磁极。

7.根据权利要求5所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，根据所述转动方向和差值力矩对所述曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止包括：在所述预力矩的基础上，向所述初始转动方向的反方向补偿所述差值力矩，对所述曳引机进行多次渐进补偿：其中，Ln为第n次补偿的补偿力矩，Ln‑1为第n‑1次补偿的补偿力矩，L0为所述差值力矩，F(n)为补偿力矩的方向，当曳引轮当前转动方向与所述初始转动方向相同F(n)为‑1，当曳引轮当前转动方向与所述初始转动方向相反F(n)为1，当曳引轮保持静止F(n)为0。

8.根据权利要求5所述的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，其特征在于，根据所述转动方向和差值力矩对所述曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止包括：在所述预力矩的基础上，向所述初始转动方向的反方向，以预设倍数的所述差值力矩为步长依次增大补偿力矩，对所述曳引机进行多次渐进补偿；

直到当前补偿力矩第一次使当前转动方向与所述初始转动方向相反，则将当前补偿力矩减小一半预设倍数的所述差值力矩；

所述曳引机进入零伺服控制模式的速度闭环调节，直到曳引轮保持静止。

说明书

一种电梯起动的力矩补偿控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电梯控制技术领域，具体涉及一种电梯起动的力矩补偿控制方法。

背景技术

[0002] 随着电梯快速进入现代社会的日常生活，电梯的乘坐舒适性越来越受到大众的关注。当电梯抱闸打开，电梯起动时，由于轿厢中乘坐人员数量不同导致对重和轿厢存在一定的重量差(而且一般每次重量差都不同)，容易导致其在起动刹那因力矩不平衡而产生一瞬间的轿厢跳动(与运行方向相同)或轿厢倒溜的现象。这种轿厢跳动或倒溜的冲击会在电梯起动时给电梯搭乘者带来不适感。因此，需要曳引机在抱闸打开之前提供一个预力矩，来抵消对重和轿厢之间的重量差。现在常用的方法是称重起动补偿和无称重起动补偿。

[0003] 其中，无称重起动为电梯提供力矩补偿，一般是电梯控制系统根据相关变量反馈，计算、输出合适的力矩，达到平稳起动效果。但其缺点是电梯起动、抱闸打开时会让主机容易产生较大噪声，起动所带来的冲击幅度较大。而称重起动补偿则存在称重数据偏差较大的缺点。

发明内容

[0004] 本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种电梯起动的力矩补偿控制方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

[0006] 本发明实施例提供了一种电梯起动的力矩补偿控制方法，所述方法包括:

[0007] 电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据所述重量数据给曳引机提供预力矩；所述预力矩为所述电梯厢在所述重量数据时，起动所需补偿的称重力矩的预设数目倍；

[0008] 获取曳引轮转动数据，根据所述曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给所述曳引机，对所述预力矩进行补偿。

[0009] 可选地，电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据所述重量数据给曳引机提供预力矩包括:

[0010] 电梯起动时，称重装置进行称重后输出的信号传递到变频器，变频器得出应输出的测量电流；

[0011] 变频器根据应输出的测量电流，输出实际电流至曳引机中；实际电流为测量电流的预设数目倍；

[0012] 调节曳引机张开制动器前所输出的预力矩。

[0013] 可选地，所述称重装置为绳头称量装置、轿底电子称量装置和轿底机械称量装置中的任意一种。

[0014] 可选地，电梯安装有正余弦编码器；

[0015] 获取曳引轮转动数据，根据所述曳引轮转动数据得到补偿力矩包括：

[0016] 检测正余弦编码器的模拟信号量的变化情况，从而获知曳引轮转动数据；

[0017] 根据正余弦编码器输出的时间点，对检测到的模拟信号进行算法处理及分析，计算出不足的力矩，作为补偿力矩。

[0018] 可选地，电梯安装有增量编码器；

[0019] 获取曳引轮转动数据，根据所述曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给所述曳引机，对所述预力矩进行补偿包括：

[0020] 确定曳引机静止时的初始转子位置；

[0021] 根据所述初始转子位置确定电梯起动时曳引轮的初始转动方向；

[0022] 在所述预力矩的基础上，根据所述转动方向和差值力矩对所述曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止；所述差值力矩为所述称重力矩与所述预力矩的差值。

[0023] 可选地，所述初始转子位置包括初始转子的磁极和磁极位置；

[0024] 确定曳引机静止时的初始转子位置包括：

[0025] 向所述曳引机输入高频正弦电压信号以检测磁极位置；

[0026] 在所述曳引机正负两个方向输入电压脉冲矢量以识别磁极。

[0027] 可选地，根据所述转动方向和差值力矩对所述曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止包括：

[0028] 在所述预力矩的基础上，向所述初始转动方向的反方向补偿所述差值力矩，对所述曳引机进行多次渐进补偿：

[0029]

[0030] 其中，Ln为第n次补偿的补偿力矩，Ln‑1为第n‑1次补偿的补偿力矩，L0为所述差值力矩，F(n)为补偿力矩的方向，当曳引轮当前转动方向与所述初始转动方向相同F(n)为‑1，当曳引轮当前转动方向与所述初始转动方向相反F(n)为1，当曳引轮保持静止F(n)为0。

[0031] 可选地，根据所述转动方向和差值力矩对所述曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止包括：

[0032] 在所述预力矩的基础上，向所述初始转动方向的反方向，以预设倍数的所述差值力矩为步长依次增大补偿力矩，对所述曳引机进行多次渐进补偿；

[0033] 直到当前补偿力矩第一次使当前转动方向与所述初始转动方向相反，则将当前补偿力矩减小一半预设倍数的所述差值力矩；

[0034] 所述曳引机进入零伺服控制模式的速度闭环调节，直到曳引轮保持静止。

[0035] 基于本发明实施例提供的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据重量数据给曳引机提供预力矩；预力矩为电梯厢在重量数据时，起动所需补偿的称重力矩的预设数目倍；获取曳引轮转动数据，根据曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给曳引机，对预力矩进行补偿。通过将称重起动补偿与无称重起动补偿相结合的方式，可在电梯起动、抱闸打开刹那的时候，先使用称重起动补偿，减少对曳引机的瞬间冲击所产生的噪声，在使用无称重起动补偿进行精准补偿，克服了称重起动补偿所带来的称重数据偏差较大的缺陷，可以使轿厢在起动过程中运行平稳，有利于提高整体舒适性。

附图说明

[0036] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。

[0037] 图1为本发明实施例提供的一种电梯起动的力矩补偿控制方法的流程图。

具体实施方式

[0038] 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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0039] 本发明实施例提供了一种电梯起动的力矩补偿控制方法。参见图1，图1为本发明实施例提供的一种电梯起动的力矩补偿控制方法的流程图，该方法可以包括以下步骤:

[0040] S101，电梯起动时，获取电梯厢的重量数据，根据重量数据给曳引机提供预力矩。

[0041] S102，获取曳引轮转动数据，根据曳引轮转动数据得到补偿力矩，将补偿力矩提供给曳引机，对预力矩进行补偿。

[0042] 预力矩为电梯厢在重量数据时，起动所需补偿的称重力矩的预设数目倍。

[0043] 基于本发明实施例提供的一种电梯起动的力矩补偿控制方法，通过将称重起动补偿与无称重起动补偿相结合的方式，可在电梯起动、抱闸打开刹那的时候，先使用称重起动补偿，减少对曳引机的瞬间冲击所产生的噪声，在使用无称重起动补偿进行精准补偿，克服了称重起动补偿所带来的称重数据偏差较大的缺陷，可以使轿厢在起动过程中运行平稳，有利于提高整体舒适性。

[0044] 一种实现方式中，预设数目倍可以由技术人员根据实际情况进行设置，在此不作限定。预设数目倍通常可以设置为70％‑80％。

[0045] 在一个实施例中，步骤S101可以包括:

[0046] 步骤一，电梯起动时，称重装置进行称重后输出的信号传递到变频器，变频器得出应输出的测量电流；

[0047] 步骤二，变频器根据应输出的测量电流，输出实际电流至曳引机中；实际电流为测量电流的预设数目倍；

[0048] 步骤三，调节曳引机张开制动器前所输出的预力矩。

[0049] 一种实现方式中，电梯起动时，轿厢的称重装置，感测到轿厢的重量，通过模数转换成模拟信号，再将模拟信号输入到变频器，变频器根据该输入的模拟信号输出对应预设电流。将实际电流传输至曳引机中，调节曳引机张开制动器前所输出的预力矩。一般实际电流为对应预设电流的70％‑80％(即输出的预力矩为称重力矩的70％‑80％)。

[0050] 在一个实施例中，称重装置为绳头称量装置、轿底电子称量装置和轿底机械称量装置中的任意一种。

[0051] 在一个实施例中，电梯安装有正余弦编码器；

[0052] 获取曳引轮转动数据，根据曳引轮转动数据得到补偿力矩包括：

[0053] 步骤一，检测正余弦编码器的模拟信号量的变化情况，从而获知曳引轮转动数据。

[0054] 步骤二，根据正余弦编码器输出的时间点，对检测到的模拟信号进行算法处理及分析，计算出不足的力矩，作为补偿力矩。

[0055] 一种实现方式中，正余弦编码器为高精度编码器，可以克服传统旋转编码器和数字编码器的分辨率限制。由于正余弦编码器的精度高，电动机出现任何微小的移动，变频器都可以快速检测到正余弦编码器反馈的信号电压，根据信号电压进行力矩补偿，保证电梯的低速伺服性能和均匀的旋转性能。

[0056] 在一个实施例中，电梯安装有增量编码器；步骤S102包括：

[0057] 步骤一，确定曳引机静止时的初始转子位置。

[0058] 步骤二，根据初始转子位置确定电梯起动时曳引轮的初始转动方向。

[0059] 步骤三，在预力矩的基础上，根据转动方向和差值力矩对曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止。

[0060] 差值力矩为称重力矩与预力矩的差值。

[0061] 在一个实施例中，初始转子位置包括初始转子的磁极和磁极位置；

[0062] 确定曳引机静止时的初始转子位置包括：

[0063] 步骤一，向曳引机输入高频正弦电压信号以检测磁极位置。

[0064] 步骤二，在曳引机正负两个方向输入电压脉冲矢量以识别磁极。

[0065] 在一个实施例中，根据转动方向和差值力矩对曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止包括：

[0066] 在预力矩的基础上，向初始转动方向的反方向补偿差值力矩，对曳引机进行多次渐进补偿：

[0067]

[0068] 其中，Ln为第n次补偿的补偿力矩，Ln‑1为第n‑1次补偿的补偿力矩，L0为差值力矩，F(n)为补偿力矩的方向，当曳引轮当前转动方向与初始转动方向相同F(n)为‑1，当曳引轮当前转动方向与初始转动方向相反F(n)为1，当曳引轮保持静止F(n)为0。

[0069] 一种实现方式中，令Lm为摩擦力矩，Lf为负载力矩，为Ly预力矩，如果Ln+LyLm+Lf，则曳引机产生的力矩大于负载力矩和摩擦力矩之和，电机将正转。如果Ln+Ly＝Lm+Lf，则曳引机产生的力矩等于负载力矩和摩擦力矩之和，电梯厢可以保持静止。

[0070] Ln根据电机旋转方向进行调整，在电梯启动前，曳引轮被制动器抱死，电机输出力矩为零。松开制动器后，曳引轮输出Ly，如果Ly小于总负载力矩(负载力矩和摩擦力矩之和)，电梯厢就会下坠，则向Ly方向补偿Ln。如果Ly大于总负载力矩，电梯厢就会起跳，则向Ly反方向补偿Ln。如果Ly等于总负载力矩，则电梯厢保持静止，无需调整补偿。

[0071] 假设Ly小于总负载力矩，则向Ly方向补偿Ln＝L0，若总补偿力矩(Ln+Ly)依然小于总负载力矩，则将增量的一半加到前一个力矩设定值上调整Ln为1.5L0。那么，根据总补偿力矩与总负载力矩的关系，有以下三种可能：

[0072] (1)电梯厢依然下坠，则将最后一个增量的一半加到前一个力矩设定值上，即Ln＝1.5L0+0.5L0×0.5＝1.75L0。

[0073] (2)电梯厢起跳，然后从之前的力矩设定值中减去最后减量的一半，即Ln＝1.5L0‑0.5L0×0.5＝1.25L0。

[0074] (3)电梯厢保持静止，即总补偿力矩等于总负载力矩，无需进一步调整。

[0075] 因此，后续对输出力矩的调整是根据上述策略与电机旋转方向进行的。每次电机力矩增加值是通过在前一个力矩补偿值上加上或减去最后一个增量或减量的一半计算得到的。

[0076] 在一个实施例中，根据转动方向和差值力矩对曳引机进行多次渐进补偿，直到曳引轮保持静止包括：

[0077] 步骤一，在预力矩的基础上，向初始转动方向的反方向，以预设倍数的差值力矩为步长依次增大补偿力矩，对曳引机进行多次渐进补偿。

[0078] 步骤二，直到当前补偿力矩第一次使当前转动方向与初始转动方向相反，则将当前补偿力矩减小一半预设倍数的差值力矩。

[0079] 步骤三，曳引机进入零伺服控制模式的速度闭环调节，直到曳引轮保持静止。

[0080] 一种实现方式中，令L0为差值力矩，预设倍数为β。制动器松开后，根据曳引轮的转动方向确定补偿力矩的方向，进行力矩补偿。如果电梯厢下坠，则将βL0作为补偿力矩；如果电梯厢仍然下坠，补偿力矩继续增加βL0直到电梯厢运动方向改变。一旦电梯厢起跳，将当前补偿力矩减去βL0/2；然后，曳引机进入零伺服控制模式的速度闭环调节，不再需要力矩补偿。当电磁力矩(预力矩与补偿力矩之和)与负载力矩相减达到摩擦力矩两倍的范围时，曳引机将处于平衡状态。

[0081] 如果βL0太小，则需要调整的步数越多，滑动距离越大。如果βL0过大，则速度闭环所需的调整值增大，滑动距离可能会很明显。β由技术人员根据实际情况进行设置，在此不作限定，例如，通常可以取0.4‑0.6之间的值。

[0082] 以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。