一种计算电梯电机相电阻的方法及电梯检测系统与流程

本发明涉及电机，尤其涉及一种计算电梯电机相电阻的方法及电梯检测系统。

背景技术：

1、图1示出了现有技术中电梯传动系统示意图，目前的电梯传动系统主要由曳引机1、导向轮2、钢丝绳3、轿厢4、对重5组成。钢丝绳3绕于曳引机1的曳引轮上，钢丝绳3一端连接电梯轿厢4，另一端经过导向轮2连接对重5，通过电梯轿厢4与对重5的重力，使钢丝绳3与曳引轮之间形成相互作用的压力，当曳引电机运行时，曳引轮与钢丝绳3之间有相对运行的趋势，产生静摩擦力，通过静摩擦力驱动电梯上、下运行。

2、传统的电梯平衡系数检测方法通过轿厢与对重运行到平衡位置时，交流电动机仅测量电流，直流电动机同时测量电流和电压，通过绘制电流(或者电压)的载荷曲线，以向上、向下运行曲线的交点来确定平衡系数。电梯钢丝绳的一端连接电梯轿厢，另一端连接对重装置。电梯的运行通过钢丝绳和曳引轮之间的静摩擦力来实现，电梯的平衡系数是影响电梯的安全运行的重要参数，因此电梯的平衡系数检测尤其重要。目前电梯平衡系数检测通过多次检测电梯的运行数据，通过记录电梯的运行数据，通过计算与画曲线图等操作来完成，存在电梯通过平衡位置时，电流、速度检测效率低下以及检测准确性不足等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种计算电梯电机相电阻的方法及电梯检测系统，通过对电梯平衡位置的识别，提取电梯经过平衡位置时的线电压值和线电流值即可快速计算出电机相电阻，为平衡系数的快速检测和准确计算提供理论支持。

2、本发明提供了一种计算电梯电机相电阻的方法，所述方法包括：

3、采集三相电机的三相电压值，并基于所述三相电压值计算出两相αβ坐标中电压合成矢量下的电压相角值和线电压有效值；

4、采集三相电机的三相电流中两相电流值，并基于所述两相电流值计算出两相αβ坐标中电流合成矢量下的电流相角值和线电流有效值；

5、基于所述电压相角值计算出电梯轿厢运行距离；

6、基于所述电压相角值和所述电流相角值计算出功率因数；

7、基于所述电梯轿厢运行距离识别出电梯轿厢经过电梯平衡位置的时刻，并基于电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电机相电阻。

8、进一步的，所述基于所述电压相角值计算出电梯轿厢运行距离包括：

9、基于t时刻的电压相角值和t时刻的前一个采样周期的电压相角值计算出t时刻的电压相角增量值；

10、基于电梯电机的额定频率、电梯轿厢的额定速度和所述电压相角增量值计算出t时刻的电梯轿厢运行速度；

11、基于速度对时间的积分计算出电梯轿厢运行距离。

12、进一步的，所述基于t时刻的电压相角值和t时刻的前一个采样周期的电压相角值计算出t时刻的电压相角增量值包括：

13、

14、其中，δθ(t)为t时刻的电压相角增量值，ut1β为t1时刻电压合成矢量在β轴的投影，ut1α为t1时刻电压合成矢量在α轴的投影，utβ为t时刻电压合成矢量在β轴的投影，utα为电压合成量在α轴的投影。

15、进一步的，所述基于电梯电机的额定频率、电梯轿厢的额定速度和所述电压相角增量值计算出t时刻的电梯轿厢运行速度包括：

16、基于电压相角增量值计算出t时刻的角频率；

17、基于电压的频率和电压矢量的角频率关系计算出t时刻的电梯轿厢运行速度va(t)，其中：

18、va(t)＝vr*fa(t)/fr＝(1/t*δθ(t)/2π)*vr*/fr；

19、va(t)为电梯在t时刻的速度，vr为电梯的额定速度，fr为电梯的额定频率，δθ(t)为t时刻电压相角增量值，fa(t)为t时刻电压的频率，ω(t)为t时刻电压矢量的角频率，ω(t)＝1/t*δθ(t)，t为采样周期，fa(t)＝ω(t)/2π。

20、进一步的，所述方法还包括：基于速度对时间的积分计算出电梯轿厢运行距离sa，其中：

21、sa＝∫va(t)dt＝∫((1/t*δθ(t)/2π)*vr*/fr)dt；

22、其中，sa为电梯运行距离，vr为电梯的额定速度，fr为电梯的额定频率，t为采样周期，δθ(t)为t时刻电压相角增量值。

23、进一步的，所述基于所述电压相角值和所述电流相角值计算出功率因数包括：

24、设定cosφ为功率因数，θ为电压相角，θi为电流相角；

25、

26、其中utα，utβ分别为电机电压合成矢量在两相αβ坐标中α轴与β轴上的投影，itα，itβ分别为电机电流合成矢量在两相αβ坐标中α轴与β轴上的投影。

27、进一步的，所述基于电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电机相电阻包括：

28、获取电梯轿厢经过电梯平衡位置时的上运行数据和下运行数据，所述上运行数据包括：电机上运行线电压us，电机上运行线电流is，上运行功率因数所述下运行数据包括：电机下运行线电压ux，：电机下运行线电流ix，下运行功率因数

29、基于所述上运行数据和下运行数据计算电机相电阻rs，其中：

30、

31、rs为电机相电阻，ef为电梯传动效率。

32、进一步的，所述方法还包括：

33、基于所述电机相电阻、和电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电梯轿厢的上行机械功率和下行机械功率。

34、进一步的，所述基于所述电机相电阻、电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电梯轿厢的上行机械功率和下行机械功率包括：

35、基于所述电机相电阻、电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电梯轿厢的下行机械功率：

36、

37、其中，ux为电机下运行线电压，ix为电机下运行线电流，为下运行功率因数，nx为电梯下运行机械功率，ef为电梯传动效率，rs为电机相电阻；

38、基于所述电机相电阻、电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电梯轿厢的上行机械功率：

39、

40、其中，us:电机上运行线电压，is为电机上运行线电流，为上运行功率因数，ns为电梯上运行机械功率，ef为电梯传动效率，rs为电机相电阻。

41、本发明还提供了一种电梯检测系统，所述电梯检测系统用于执行所述的计算电梯电机相电阻的方法；

42、所述电梯检测系统包括：

43、电压矢量计算模块：用于采集三相电机的三相电压值，并基于所述三相电压值计算出两相αβ坐标中电压合成矢量下的电压相角值和线电压有效值；

44、电流矢量计算模块：用于采集三相电机的三相电流中两相电流值，并基于所述两相电流值计算出两相αβ坐标中电流合成矢量下的电流相角值和线电流有效值；

45、电梯运行距离计算模块：用于基于所述电压相角值计算出电梯轿厢运行距离；

46、平衡位置判断模块：用于基于所述电梯轿厢运行距离识别出电梯轿厢经过电梯平衡位置的时刻，即判断电梯是否处于平衡位置；

47、相电阻计算模块：用于基于电梯轿厢经过电梯平衡位置时的所述功率因数、所述线电压有效值和所述线电流有效值计算出电机相电阻。

48、本发明提供了一种计算电梯电机相电阻的方法及电梯检测系统，通过采集三相电机的三相电压值和三相电流中两相电流值，在两相αβ坐标中电压合成矢量下得到电压相角值、线电压有效值、电流相角值和线电流有效值，通过这些合成矢量下的数据配合电梯的参数能计算出平衡系数计算所需的电梯轿厢运行速度和电梯轿厢运行距离，通过电梯轿厢运行距离能精准识别出电梯轿厢经过电梯平衡位置的时刻，然后基于电梯轿厢经过电梯平衡位置时的功率因数、线电压有效值和线电流有效值计算出电机相电阻，这些计算过程都是依据于对三相电机上的电压值和电流值来完成，且整个计算过程依据实时所采集的电压值和电流值计算出经过平衡位置的电梯运行数据，使得电机相电阻数据能快速计算完成，使得后续对电梯平衡系数的计算更加精准，且电梯平衡系数的计算可以实时完成，使得后续对电梯平衡系数的计算更加快速，同时能够为平衡系数的快速检测和准确计算提供理论支持和实际操作方法。