一種攀爬助力控制方法、系統(tǒng)及變頻器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開了一種攀爬助力控制方法、系統(tǒng)及變頻器，用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，能夠減少攀爬助力控制系統(tǒng)的成本。本發(fā)明實(shí)施例方法包括：所述變頻器控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)；所述變頻器獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角；所述變頻器獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角；所述變頻器根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向；根據(jù)所述攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，所述變頻器控制所述電機(jī)提供提升力矩。
【專利說(shuō)明】一種攀爬助力控制方法、系統(tǒng)及變頻器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種攀爬助力控制方法、系統(tǒng)及變頻器。
【背景技術(shù)】
[0002]在需要進(jìn)行垂直攀爬的工作場(chǎng)合，攀爬人員需要克服自身重力不斷做功，才能進(jìn)行向上和向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)攀爬時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，需要耗費(fèi)大量的體力。因此，攀爬助力系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，如風(fēng)塔助力梯系統(tǒng)，電機(jī)固定在助力梯底部，電機(jī)帶動(dòng)線纜轉(zhuǎn)動(dòng)，線纜通過(guò)固定在助力梯頂部的定滑輪實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)，攀爬人員在爬梯登高時(shí)，其安全設(shè)備上的卡扣與線纜相連，電機(jī)驅(qū)動(dòng)與攀爬人員安全裝備上卡扣相連的線纜，給攀爬人員提供提升力來(lái)實(shí)現(xiàn)減重爬梯功能。
[0003]攀爬人員在向上和向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其所需電機(jī)提供的力矩是不同的，因此系統(tǒng)會(huì)根據(jù)攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向控制電機(jī)為其提供不同的力矩?，F(xiàn)有技術(shù)中攀爬助力系統(tǒng)的一種實(shí)現(xiàn)方案為:在攀爬助力控制系統(tǒng)中通過(guò)安裝傳感器以檢測(cè)攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向。另一種實(shí)現(xiàn)方案為攀爬助力控制系統(tǒng)直接采用速度控制模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，所述電機(jī)按照可調(diào)的預(yù)設(shè)速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并通過(guò)設(shè)置電機(jī)的轉(zhuǎn)矩上限值來(lái)限制提升力矩。
[0004]本發(fā)明技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)上述方案具有如下缺點(diǎn):
[0005](I)方案一的攀爬助力系統(tǒng)的成本較高，經(jīng)發(fā)明人認(rèn)真分析得知，造成其成本高的主要原因?yàn)樯鲜鲋ο到y(tǒng)中安裝了用于方向檢測(cè)的傳感器，而且安裝上述傳感器后還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)方案復(fù)雜，進(jìn)而增加故障點(diǎn)，系統(tǒng)可靠性低。
[0006](2)方案二的攀爬助力系統(tǒng)的攀爬體驗(yàn)、舒適感較差，經(jīng)發(fā)明人認(rèn)真分析得知，造成上述缺陷的原因?yàn)?采用速度控制時(shí)，在攀爬過(guò)程中，要求攀爬人員的爬升或下降的速度與變頻器預(yù)設(shè)的電機(jī)的速度保持一致，但是實(shí)際操作中可知，攀爬人員的爬升或下降的速度不可能是恒定的，這樣會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的提升力矩不斷改變，提升力矩忽大或忽小，使攀爬人員的體驗(yàn)、舒適感差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攀爬助力控制方法、系統(tǒng)及變頻器，用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，能夠減少攀爬助力控制系統(tǒng)的成本。
[0008]本發(fā)明第一方面提供了一種攀爬助力控制方法，應(yīng)用于攀爬助力控制系統(tǒng)，所述攀爬助力控制系統(tǒng)包括變頻器以及由所述變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，可包括:
[0009]所述變頻器控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)；
[0010]所述變頻器獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角；
[0011]所述變頻器獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角；
[0012]所述變頻器根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向；
[0013]根據(jù)所述攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，所述變頻器控制所述電機(jī)提供提升力矩。
[0014]本發(fā)明第二方面提供了一種變頻器，所述變頻器用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可包括:
[0015]控制單元，用于控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)；
[0016]獲取單元，用于獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角，并獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角；
[0017]確定單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向；
[0018]調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述確定單元確定出的運(yùn)動(dòng)方向，控制所述電機(jī)提供提升力矩。
[0019]本發(fā)明第三方面提供了一種攀爬助力控制系統(tǒng)，可包括上述第二方面提供的變頻器，以及該變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
[0020]從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0021]本發(fā)明實(shí)施例中變頻器控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生了低頻交流電源，能夠使得電機(jī)在氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且此時(shí)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，變頻器獲取電機(jī)在該正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的初始功率因數(shù)角，然后在交替的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角，然后根據(jù)當(dāng)前功率因數(shù)角和初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，從而控制電機(jī)提供提升力矩，而不需要在變頻器中增加方向檢測(cè)的傳感器，減少系統(tǒng)成本，使系統(tǒng)方案更加簡(jiǎn)單、故障點(diǎn)減少，且系統(tǒng)可靠性更高。另外，本發(fā)明實(shí)施例在確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向后采用轉(zhuǎn)矩控制方式控制電機(jī)提供提升力矩，是通過(guò)獲取外部輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，控制電機(jī)提供力矩調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)的提升力矩，那么在獲取到該力矩調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，直至獲取到下一個(gè)輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)的期間內(nèi)，所提供的提升力矩是固定的，只有在獲取到輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)才改變提升力矩，提聞?dòng)脩趔w驗(yàn)感。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的攀爬助力控制方法的流程示意圖；
[0024]圖2a為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的攀爬助力控制方法的流程示意圖；
[0025]圖2b為本發(fā)明實(shí)施例提供的攀爬助力控制方法的應(yīng)用示意圖；
[0026]圖2c為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的攀爬助力控制方法的應(yīng)用示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的變頻器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的攀爬助力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)塔助力梯系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攀爬助力控制方法，能夠減少系統(tǒng)成本。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種攀爬助力控制系統(tǒng)及變頻器。下面將以具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種攀爬助力控制方法，應(yīng)用于攀爬助力控制系統(tǒng)，可包括:
[0036]步驟101、所述變頻器控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)；
[0037]在攀爬助力控制系統(tǒng)上電后，通過(guò)變頻器控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生一定頻率的交流電壓，所述交流電壓的頻率和幅值可以調(diào)節(jié)。由于上述交流電壓很低，不足以克服系統(tǒng)的阻力，而使電機(jī)的轉(zhuǎn)軸不運(yùn)轉(zhuǎn)，即電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)。所述保持靜止?fàn)顟B(tài)的電機(jī)在氣隙內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，具體地，分別在電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)的交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。上述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)的交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)且電機(jī)的轉(zhuǎn)軸保持不運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)為變頻器的待機(jī)狀態(tài)。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例中提供的電機(jī)是電動(dòng)機(jī)。
[0039]步驟102、所述變頻器獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的初始功率因數(shù)角；
[0040]在系統(tǒng)上電后，變頻器控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生一定頻率的交流電源，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，并且在產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)計(jì)算初始功率因數(shù)角，然后保存計(jì)算得到的初始功率因數(shù)角。
[0041]上述初始功率因數(shù)角具體是在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始正向功率因數(shù)角，以及在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始反向功率因數(shù)角。
[0042]具體地,上述計(jì)算初始正向功率因數(shù)角包括:
[0043]在所述電機(jī)產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，所述變頻器根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)的初始功率因數(shù)角，得到初始正向功率因數(shù)角。
[0044]上述計(jì)算初始反向功率因數(shù)角包括:
[0045]在所述電機(jī)產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，所述變頻器根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)的初始反向功率因數(shù)角。
[0046]具體地，可以在第一次產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)計(jì)算所述初始正向功率因數(shù)角，在第一次產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)計(jì)算所述初始反向功率因數(shù)角。
[0047]步驟103、所述變頻器獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角；
[0048]本發(fā)明中，實(shí)現(xiàn)攀爬人員運(yùn)動(dòng)方向檢測(cè)的方法不是采用傳感器，而是通過(guò)判斷電機(jī)在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下功率因數(shù)角的變化量是否大于預(yù)設(shè)閥值獲得運(yùn)動(dòng)方向的，因此除了前述的計(jì)算電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角外，還需要實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角。
[0049]在上述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的交替作用過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角，同時(shí)，還要獲取保存的初始正向功率因數(shù)角和初始反向功率因數(shù)角。
[0050]可以理解的是，實(shí)時(shí)獲取到的當(dāng)前功率因數(shù)角，可能是對(duì)應(yīng)正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的功率因數(shù)角，也可能是對(duì)應(yīng)反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的功率因數(shù)角。
[0051]需要說(shuō)明的是，上述步驟102和步驟103的執(zhí)行順序可以相反，在執(zhí)行步驟103后再執(zhí)行步驟102。當(dāng)然，若是在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中實(shí)時(shí)計(jì)算到的當(dāng)前功率因數(shù)角，那么可以從保存的初始功率因數(shù)角中獲取初始正向功率因數(shù)角，若是在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中實(shí)時(shí)計(jì)算到的當(dāng)前功率因數(shù)角，那么可以從保存的初始功率因數(shù)角中獲取初始正向功率因數(shù)角。
[0052]步驟104、所述變頻器根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向；
[0053]需要說(shuō)明的是，攀爬助力控制系統(tǒng)中攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向包括上升方向或者下降方向，電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向包括正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，相應(yīng)地，若電機(jī)的正轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)攀爬人員的上升方向，則電機(jī)的反轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)攀爬人員的下降方向，或者若電機(jī)的正轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)攀爬人員的下降方向，則電機(jī)的反轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)攀爬人員的上升方向。優(yōu)選攀爬人員的上升方向?qū)?yīng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)方向，對(duì)應(yīng)的，攀爬人員的下降方向?qū)?yīng)電機(jī)的反轉(zhuǎn)方向。通過(guò)配置，可以使電機(jī)上電后的默認(rèn)狀態(tài)是:如電機(jī)的正轉(zhuǎn)方向，設(shè)置為攀爬人員的上升方向，反之，電機(jī)的反轉(zhuǎn)方向?qū)?yīng)攀爬人員的下降方向。
[0054]步驟105、根據(jù)所述攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，所述變頻器控制所述電機(jī)提供提升力矩。
[0055]本發(fā)明實(shí)施例中，在確定了攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向后，即進(jìn)入了提升力矩的調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)，將退出待機(jī)狀態(tài)，而控制電機(jī)為攀爬人員提供相應(yīng)的提升力矩。
[0056]本發(fā)明實(shí)施例中變頻器控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生了一定頻率的交流電壓，能夠使得電機(jī)在氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且此時(shí)電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)，變頻器獲取電機(jī)在該正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的初始功率因數(shù)角，然后在交替的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角，然后根據(jù)當(dāng)前功率因數(shù)角和初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，從而控制電機(jī)提供提升力矩，從而可以控制電機(jī)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向提供相應(yīng)的提升力矩，而不需要在攀爬助力控制系統(tǒng)中增加方向檢測(cè)的傳感器，可以減少系統(tǒng)成本，且提高用戶體驗(yàn)感；在現(xiàn)有技術(shù)中，傳感器的存在除了成本高以外，還使系統(tǒng)方案復(fù)雜，增加故障點(diǎn)，使其可靠性低；本發(fā)明提供的攀爬助力控制方法無(wú)需用于方向檢測(cè)的傳感器，使系統(tǒng)方案更加簡(jiǎn)單、故障點(diǎn)減少，且系統(tǒng)可靠性更聞。
[0057]上述初始正向功率因數(shù)角具體是根據(jù)正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中電機(jī)的電流向量與電壓向量的關(guān)系計(jì)算得到，同樣地，上述初始反向功率因數(shù)角具體是根據(jù)反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中電機(jī)的電流向量與電壓向量的關(guān)系計(jì)算得到，計(jì)算方式為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0058]如圖2a所示，下面將進(jìn)一步對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，一種攀爬助力控制方法，可包括:
[0059]步驟201、所述變頻器控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)；
[0060]步驟201與步驟101相同，在此不再贅述。
[0061]步驟202、所述變頻器獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的初始正向功率因數(shù)角，以及在所述反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的初始反向功率因數(shù)角；
[0062]請(qǐng)參閱上述步驟102的說(shuō)明，在此不再贅述。
[0063]步驟203、所述變頻器根據(jù)所述電機(jī)的當(dāng)前電流向量和當(dāng)前電壓向量，計(jì)算所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角；
[0064]當(dāng)前功率因數(shù)角可以根據(jù)電機(jī)的當(dāng)前電流向量和當(dāng)前電壓向量計(jì)算得到，計(jì)算方式與上述計(jì)算初始正向功率因數(shù)角和反向功率因數(shù)角相同，同屬現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0065]步驟204、所述變頻器計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與初始功率因數(shù)角的變化量；
[0066]當(dāng)所述當(dāng)前功率因數(shù)角是在所述電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)計(jì)算的，計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述初始正向功率因數(shù)角的變化量；當(dāng)所述當(dāng)前功率因數(shù)角是在所述電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)計(jì)算的，計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述初始反向功率因數(shù)角的變化量。
[0067]步驟205、所述變頻器判斷所述變化量是否大于或等于預(yù)設(shè)閥值；
[0068]在本發(fā)明實(shí)施例中設(shè)定了一個(gè)功率因數(shù)角變化量的預(yù)設(shè)閥值，該預(yù)設(shè)閥值在最低程度上體現(xiàn)出攀爬人員處于上升或下降的運(yùn)動(dòng)當(dāng)中。具體地，通過(guò)多次觀察攀爬人員在靜止不動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)角的變化情況，得到Ml個(gè)靜止不動(dòng)時(shí)的功率因數(shù)角變化量，和多次觀察攀爬人員在正常攀爬時(shí)的功率因數(shù)角變化情況，得到M2個(gè)正常攀爬時(shí)的功率因數(shù)角變化量，然后從Ml個(gè)靜止不動(dòng)的功率因數(shù)角中選出最大值，設(shè)為Wl大，從M2個(gè)正常攀爬時(shí)的功率因數(shù)角中選出最小值，設(shè)為W2 +，設(shè)定一個(gè)小于W2+且大于Wl ±的合理值，該合理值則選取為功率因數(shù)角變化量的預(yù)設(shè)閥值，例如，可以取[25% W2/>;50% W2 + ]作為預(yù)設(shè)閥值的范圍，當(dāng)然，25% W2小大于Wl大。
[0069]在大于或等于該預(yù)設(shè)閥值時(shí)，向步驟206 ;若否，則返回步驟201。
[0070]步驟206、所述變頻器確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗鲭姍C(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向；
[0071]需要說(shuō)明的是，所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的正向和反向與所述電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)，具體為，所述電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，所述電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。結(jié)合前述步驟104中介紹，可知電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)可以對(duì)應(yīng)攀爬人員的上升或下降，與之對(duì)應(yīng)的，電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)可以對(duì)應(yīng)攀爬人員的下降或上升。
[0072]本申請(qǐng)中采用待機(jī)狀態(tài)時(shí)正向和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交替作用以辨識(shí)攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向。只有當(dāng)攀爬人員的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向一致時(shí)，變頻器才能辨識(shí)出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向。例如，若正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)對(duì)應(yīng)攀爬人員的上升方向，且攀爬人員的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橄蛏?，則只有在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間功率因數(shù)角的變化量才會(huì)大于或等于預(yù)設(shè)閥值，即只有在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間才能辨識(shí)出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樯仙?；而在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間或無(wú)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)，攀爬人員的上升運(yùn)動(dòng)并不會(huì)使功率因數(shù)角的變化量達(dá)到預(yù)設(shè)閥值。同理，反之亦然。具體如圖2b所示，M2為電機(jī)待機(jī)狀態(tài)下識(shí)別攀爬人員運(yùn)動(dòng)方向時(shí)功率因數(shù)角變化量的變化圖，且正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)對(duì)應(yīng)攀爬人員的上升方向；M1為電機(jī)電壓頻率圖，其中a表不電機(jī)在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間，b表不電機(jī)在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間，c表示電機(jī)在無(wú)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間；t時(shí)刻攀爬人員向上運(yùn)動(dòng)。由圖2b可知，只有在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)，功率因數(shù)角變化量才較大，反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間或無(wú)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)功率因數(shù)角變化量基本為零。
[0073]具體地，正向或反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)功率因數(shù)角發(fā)生變化，即功率因數(shù)角的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則判斷出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?qū)?yīng)當(dāng)前正向或反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的攀爬人員的升降方向。例如，根據(jù)上述設(shè)定，若正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用對(duì)應(yīng)攀爬人員的上升方向，則若在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)功率因數(shù)角的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則判斷出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樯仙较?，或若在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)功率因數(shù)角的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則判斷出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橄陆捣较?；反之，若正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用對(duì)應(yīng)攀爬人員的下降方向，則若在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)功率因數(shù)角的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則判斷出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樯仙较?；或若在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用時(shí)功率因數(shù)角的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則判斷出攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橄陆捣较?。舉例來(lái)說(shuō)，如圖2c所示，為攀爬人員在攀爬上升方向持續(xù)攀爬時(shí)的測(cè)試情況，且設(shè)定攀爬上升方向?qū)?yīng)正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，攀爬人員在Tl時(shí)刻開始向上運(yùn)動(dòng)，其中，Al為電機(jī)電壓頻率圖，A2為電機(jī)功率因數(shù)角變化量的變化圖，A3為變頻器控制電機(jī)的狀態(tài)圖，al為反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，bl為正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在T2時(shí)刻之前，此時(shí)電機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，變頻器還沒(méi)有控制電機(jī)，功率因數(shù)角幾乎不變。由于Tl?T2時(shí)刻之間旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與攀爬人員的攀爬方向相反，功率因數(shù)角也幾乎不變，在這個(gè)時(shí)候還無(wú)法識(shí)別攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向。在T2時(shí)刻，正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間電機(jī)的功率因數(shù)角發(fā)生了變化，且功率因數(shù)角變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，進(jìn)而判斷出攀爬人員的攀爬方向?yàn)榕逝郎仙较?，同時(shí)，在T2時(shí)刻，變頻器控制電機(jī)進(jìn)入轉(zhuǎn)矩控制狀態(tài)為攀爬人員提供相應(yīng)的提升力矩。
[0074]步驟207、所述變頻器獲取力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，所述變頻器以轉(zhuǎn)矩控制方式控制所述電機(jī)提供提升力矩。
[0075]本發(fā)明實(shí)施例中，在確定了攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向后，即進(jìn)入了提升力矩的調(diào)節(jié)過(guò)程，此時(shí)，將退出待機(jī)狀態(tài)，而控制電機(jī)為攀爬人員提供相應(yīng)的提升力矩。
[0076]其中，變頻器控制電機(jī)提供提升力矩。例如，若檢測(cè)到攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樯仙较?，根?jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，此時(shí)變頻器可控制電機(jī)為攀爬人員提供一個(gè)向上的比其自身重力略大的提升力矩。若檢測(cè)到攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橄陆?，根?jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，此時(shí)變頻器可控制電機(jī)為攀爬人員提供一個(gè)向上的比其自身重力略小即可省力。在變頻器控制電機(jī)提升攀爬人員時(shí)，所述電機(jī)產(chǎn)生的力矩是恒定的，但是所述力矩可以預(yù)先通過(guò)變頻器上的力矩調(diào)節(jié)按鈕來(lái)調(diào)節(jié)。
[0077]本發(fā)明實(shí)施例中，變頻器控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生了一定頻率的交流電源，能夠使得電機(jī)在氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且此時(shí)電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)，變頻器獲取電機(jī)在該正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的初始正向功率因數(shù)角，和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的初始反向功率因數(shù)角，然后在交替的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角，該當(dāng)前功率因數(shù)角若是在正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中計(jì)算的，則計(jì)算當(dāng)前功率因數(shù)角與初始正向功率因數(shù)角之間的變化量，若該當(dāng)前功率因數(shù)角是在反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中計(jì)算的，則計(jì)算當(dāng)前功率因數(shù)角與初始反向功率因數(shù)角之間的變化量，若計(jì)算得到的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值，則確定攀爬人員的攀爬方向?yàn)楫?dāng)前旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向，從而可以控制電機(jī)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向提供相應(yīng)的提升力矩，而不需要在攀爬助力控制系統(tǒng)中增加方向檢測(cè)的傳感器，可以減少系統(tǒng)成本，且在本發(fā)明實(shí)施例中，以轉(zhuǎn)矩控制方式控制電機(jī)，是通過(guò)獲取外部輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，控制電機(jī)提供力矩調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)的提升力矩，那么在獲取到該力矩調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，直至獲取到下一個(gè)輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)的期間內(nèi)，所提供的提升力矩是固定的，提高用戶體驗(yàn)感；在現(xiàn)有技術(shù)中，傳感器的存在除了成本高以外，還使系統(tǒng)方案復(fù)雜，增加故障點(diǎn)，使其可靠性低；本發(fā)明提供的攀爬助力控制方法無(wú)需用于方向檢測(cè)的傳感器，使系統(tǒng)方案更加簡(jiǎn)單、故障點(diǎn)減少，且系統(tǒng)可靠性更高。
[0078]在一種【具體實(shí)施方式】中，上述步驟207具體包括:
[0079]變頻器獲取力矩調(diào)節(jié)按鈕所指示的設(shè)定值，然后控制電機(jī)提供該設(shè)定值所指示的力矩。
[0080]所述力矩調(diào)節(jié)按鈕可以設(shè)置于變頻器上或系統(tǒng)的其他控制設(shè)備上。用戶可以通過(guò)調(diào)節(jié)該力矩調(diào)節(jié)按鈕設(shè)定提升力矩，然后在變頻器檢測(cè)到攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向后，根據(jù)獲取到力矩調(diào)節(jié)按鈕的設(shè)定值，控制電機(jī)提供相應(yīng)的力矩。
[0081]所述變頻器還可以識(shí)別攀爬人員是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，在變頻器控制電機(jī)提供提升力矩的過(guò)程中，變頻器若檢測(cè)到電機(jī)在某時(shí)間段內(nèi)的運(yùn)行頻率小于或等于第一參考頻率時(shí)，則可以確定電機(jī)進(jìn)入堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時(shí)，變頻器停止轉(zhuǎn)矩控制并進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
[0082]所述變頻器還可以識(shí)別系統(tǒng)故障，若檢測(cè)到電機(jī)在某時(shí)段內(nèi)運(yùn)行頻率大于或等于第二參考頻率，則判定所述系統(tǒng)工作異常，如電機(jī)與線纜間打滑，變頻器停止轉(zhuǎn)矩控制并進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。
[0083]其中，所述第二參考頻率大于第一參考頻率，在本發(fā)明實(shí)施例中提供一種具體的判斷方式來(lái)判斷攀爬人員是否處于靜止?fàn)顟B(tài)，即通過(guò)判斷電機(jī)的當(dāng)前運(yùn)行頻率是否小于或等于第一參考頻率。其中，第一參考頻率是通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)獲取得到，通過(guò)多次獲取攀爬人員處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率和正常攀爬時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率，然后從靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率中獲取最大值，設(shè)為F1，從正常攀爬時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率中獲取最小值，設(shè)為F2，然后可以取Fl和F2之間的中間值作為第一參考頻率，當(dāng)然，還可以是Fl和F2之間的其它值，在此不作限定。
[0084]相似的，第二參考頻率也可以通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)獲取得到，即通過(guò)多次獲取系統(tǒng)異常時(shí)的運(yùn)行頻率和系統(tǒng)正常時(shí)攀爬人員快速攀爬時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率，然后從系統(tǒng)異常時(shí)的運(yùn)行頻率獲取最小值，設(shè)為Π，從系統(tǒng)正常時(shí)攀爬人員快速攀爬時(shí)電機(jī)的運(yùn)行頻率中獲取最大值，設(shè)為f2，然后取一個(gè)運(yùn)行頻率值f作為第二參考頻率值，該f小于或等于Π，且大于f20
[0085]如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種攀爬助力控制方法對(duì)應(yīng)的變頻器300，可包括:
[0086]控制單元310，用于控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)；
[0087]獲取單元320，用于獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的初始功率因數(shù)角，并獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角；
[0088]確定單元330，用于根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向；
[0089]調(diào)節(jié)單元340，用于根據(jù)所述確定單元330確定出的運(yùn)動(dòng)方向，控制所述電機(jī)提供提升力矩。
[0090]本發(fā)明實(shí)施例中變頻器的控制單元310控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生了低頻交流電源，能夠使得電機(jī)在氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且此時(shí)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，獲取單元320獲取電機(jī)在該正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的初始功率因數(shù)角，然后在交替的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角，然后確定單元330根據(jù)當(dāng)前功率因數(shù)角和初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，之后，調(diào)節(jié)單元340控制電機(jī)提供提升力矩，從而可以控制電機(jī)根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向提供相應(yīng)的提升力矩，而不需要在攀爬助力控制系統(tǒng)中增加方向檢測(cè)的傳感器，可以減少系統(tǒng)成本，且提高用戶體驗(yàn)感；在現(xiàn)有技術(shù)中，傳感器的存在除了成本高以外，還使系統(tǒng)方案復(fù)雜，增加故障點(diǎn)，使其可靠性低；本發(fā)明提供的攀爬助力控制方法無(wú)需用于方向檢測(cè)的傳感器，使系統(tǒng)方案更加簡(jiǎn)單、故障點(diǎn)減少，且系統(tǒng)可靠性更高。
[0091 ] 在一個(gè)可實(shí)施的方式中，上述獲取單元320具體用于根據(jù)所述電機(jī)的當(dāng)前電流向量和當(dāng)前電壓向量，計(jì)算所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角。
[0092]如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的變頻器還包括第一計(jì)算單元410 ；
[0093]其中，上述第一計(jì)算單元410用于計(jì)算所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角。
[0094]具體地，上述第一計(jì)算單元410，用于在所述電機(jī)產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)的初始功率因數(shù)角，得到初始正向功率因數(shù)角；
[0095]和，上述第一計(jì)算單元410，用于在所述電機(jī)產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)的初始反向功率因數(shù)角。
[0096]在一個(gè)可實(shí)施的方式中，如圖5所示，上述確定單元330具體包括:
[0097]第二計(jì)算單元510，用于計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述初始功率因數(shù)角的變化量;
[0098]第二判斷單元520，用于判斷所述第二計(jì)算單元計(jì)算得到的變化量是否大于或等于預(yù)設(shè)閥值；
[0099]第二確定單元530，用于在所述第二判斷單元判斷所述第二計(jì)算單元計(jì)算得到的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗鲭姍C(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向。
[0100]進(jìn)一步地,上述第二計(jì)算單元510具體用于,在所述電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)期間，計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述電機(jī)的初始正向功率因數(shù)角的變化量的變化量；或，在所述電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)期間，計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述電機(jī)的初始反向功率因數(shù)角的變化量。
[0101]在一個(gè)可實(shí)施的方式中，上述調(diào)節(jié)單元340具體用于，所述調(diào)節(jié)單元具體用于獲取力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，以轉(zhuǎn)矩控制方式控制所述電機(jī)提供所述力矩調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)的提升力矩。
[0102]在本發(fā)明實(shí)施例中，以轉(zhuǎn)矩控制方式控制電機(jī)提供提升力矩，是通過(guò)獲取外部輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，控制電機(jī)提供力矩調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)的提升力矩，那么在獲取到該力矩調(diào)節(jié)信號(hào)時(shí)，直至獲取到下一個(gè)輸入的力矩調(diào)節(jié)信號(hào)的期間內(nèi)，所提供的提升力矩是固定的，提聞?dòng)脩趔w驗(yàn)。
[0103]在一個(gè)實(shí)施例中，變頻器獲取力矩調(diào)節(jié)按鈕所指示的設(shè)定值，然后控制電機(jī)提供該設(shè)定值所指示的力矩。
[0104]可以理解的是，力矩調(diào)節(jié)按鈕可以設(shè)置于變頻器上或系統(tǒng)的其他控制設(shè)備上。用戶可以通過(guò)調(diào)節(jié)該力矩調(diào)節(jié)按鈕設(shè)定提升力矩，然后在變頻器檢測(cè)到攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向后，根據(jù)獲取到的力矩調(diào)節(jié)按鈕的設(shè)定值，控制電機(jī)提供相應(yīng)的力矩。
[0105]如圖6所示，上述變頻器300還包括檢測(cè)單元600，用于在控制所述電機(jī)提供提升力矩的過(guò)程中，若檢測(cè)到所述電機(jī)的運(yùn)行頻率小于或等于第一參考頻率，控制所述電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；和/或，若檢測(cè)到所述電機(jī)的運(yùn)行頻率大于或等于第二參考頻率，控制所述電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，所述第二參考頻率大于第一參考頻率。
[0106]如圖7所示，本實(shí)施例還提供了一種攀爬助力控制系統(tǒng)700，包括上述變頻器300，以及所述變頻器300驅(qū)動(dòng)的電機(jī)710。
[0107]在一個(gè)可實(shí)施的方式中，上述攀爬助力控制系統(tǒng)700還包括用于攀爬人員攀爬升降的攀爬裝置、第一導(dǎo)向輪、第二導(dǎo)向輪、線纜；
[0108]所述電機(jī)設(shè)置于所述攀爬裝置底部，所述第一導(dǎo)向輪固定在所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，所述第二導(dǎo)向輪設(shè)置于所述攀爬裝置頂部，所述第一導(dǎo)向輪與所述第二導(dǎo)向輪帶動(dòng)線纜做上升或下降轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0109]在進(jìn)行攀爬過(guò)程中，攀爬人員可以利用安全裝備可拆卸地固定于所述線纜上，從而依靠電機(jī)的提升力矩來(lái)進(jìn)行省力攀爬。
[0110]其中，第一導(dǎo)向輪在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，并驅(qū)使線纜上升或下降，從而帶動(dòng)第二導(dǎo)向輪相應(yīng)地轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0111]本發(fā)明實(shí)施例中提供的攀爬裝置可以是爬梯或者是其它可以提供給攀爬人員進(jìn)行攀爬的裝置，在此不作限定。
[0112]優(yōu)選地，上述線纜可以是鋼絲繩。
[0113]優(yōu)選地，攀爬人員可以通過(guò)卡扣將其安全裝備固定在線纜上。在變頻器處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，所述攀爬人員的運(yùn)動(dòng)會(huì)帶動(dòng)線纜作相應(yīng)地運(yùn)動(dòng)。
[0114]在一個(gè)具體應(yīng)用場(chǎng)景中，上述攀爬助力控制系統(tǒng)可以是風(fēng)塔助力梯系統(tǒng)，或者是其它攀爬助力系統(tǒng)。如圖8所示，300為變頻器，710為電機(jī)，810a為第一導(dǎo)向輪，810b為第二導(dǎo)向輪，820為助力梯，830為線纜，840為攀爬人員。在該風(fēng)塔助力梯系統(tǒng)中，將變頻器300和電機(jī)710置于助力梯的底部，第一導(dǎo)向輪810a在助力梯820底部，第二導(dǎo)向輪810b在助力梯820頂部，電機(jī)710通過(guò)第一導(dǎo)向輪810a帶動(dòng)線纜830上升或下降。
[0115]攀爬人員通過(guò)穿上安全裝備，通過(guò)可以通過(guò)卡扣固定在線纜830上。進(jìn)而由電機(jī)710提供攀爬助力。其中，電機(jī)710三相定子繞組提供低頻交流電壓，變頻器300上設(shè)置有助力按鈕，通過(guò)助力按鈕調(diào)節(jié)助力功能處于有效和無(wú)效狀態(tài)，且在變頻器300上還設(shè)置有提升力矩的力矩調(diào)節(jié)按鈕，通過(guò)設(shè)置力矩調(diào)節(jié)按鈕設(shè)置力矩，進(jìn)而在確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向后，變頻器300控制獲取調(diào)節(jié)按鈕的設(shè)定值，然后控制電機(jī)610提供該設(shè)定值對(duì)應(yīng)的提升力矩。
[0116]當(dāng)然，本發(fā)明實(shí)施例提供的攀爬助力控制系統(tǒng)具體可以是上述風(fēng)塔助力梯系統(tǒng)，還可以是其它適合使用本發(fā)明攀爬助力控制裝置的場(chǎng)合，在此不作限定。
[0117]本發(fā)明實(shí)施例中變頻器控制電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生了低頻交流電源，能夠使得電機(jī)在氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且此時(shí)電機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，變頻器獲取電機(jī)在該正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)的初始功率因數(shù)角，然后在交替的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，實(shí)時(shí)獲取電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角，然后根據(jù)當(dāng)前功率因數(shù)角和初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，從而控制電機(jī)調(diào)節(jié)提升力矩，從而可以控制電機(jī)提供相應(yīng)的提升力矩，減少系統(tǒng)成本，且提聞?dòng)脩趔w驗(yàn)感。
[0118]在上述實(shí)施例中，對(duì)各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒(méi)有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。
[0119]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過(guò)程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過(guò)程，在此不再贅述。
[0120]在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過(guò)一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。
[0121]所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。
[0122]另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。
[0123]所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-OnlyMemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0124]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種攀爬助力控制方法、系統(tǒng)及變頻器進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種攀爬助力控制方法，應(yīng)用于攀爬助力控制系統(tǒng)，所述攀爬助力控制系統(tǒng)包括變頻器以及由所述變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，其特征在于，包括: 所述變頻器控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)； 所述變頻器獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角； 所述變頻器獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角； 所述變頻器根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向； 根據(jù)所述攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，所述變頻器控制所述電機(jī)提供提升力矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變頻器獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角之前，所述方法還包括:計(jì)算所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角； 所述計(jì)算所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角具體包括: 在所述電機(jī)產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，所述變頻器根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)的初始功率因數(shù)角，得到初始正向功率因數(shù)角； 和，在所述電機(jī)產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，所述變頻器根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止?fàn)顟B(tài)電機(jī)的初始反向功率因數(shù)角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，所述變頻器確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向包括: 所述變頻器計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與初始功率因數(shù)角的變化量； 所述變頻器判斷所述變化量是否大于或等于預(yù)設(shè)閥值； 若是，所述變頻器確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗鲭姍C(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述變頻器計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與初始功率因數(shù)角的變化量包括: 在所述電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間，所述變頻器計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述電機(jī)的初始正向功率因數(shù)角的變化量； 或，在所述電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用期間，所述變頻器計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述電機(jī)的初始反向功率因數(shù)角的變化量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述根據(jù)所述攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向，所述變頻器控制所述電機(jī)調(diào)節(jié)提升力矩的方法包括: 所述變頻器獲取力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，所述變頻器以轉(zhuǎn)矩控制方式控制所述電機(jī)提供所述力矩調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)的提升力矩。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述變頻器控制所述電機(jī)提供提升力矩的過(guò)程中，所述方法還包括: 若檢測(cè)到所述電機(jī)的運(yùn)行頻率小于或等于第一參考頻率，所述變頻器控制所述電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)； 和/或， 若檢測(cè)到所述電機(jī)的運(yùn)行頻率大于或等于第二參考頻率，所述變頻器控制所述電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，所述第二參考頻率大于第一參考頻率。
7.一種變頻器，所述變頻器用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其特征在于，包括: 控制單元，用于控制所述電機(jī)的三相定子繞組產(chǎn)生交流電壓，在所述電機(jī)氣隙內(nèi)產(chǎn)生交替作用的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且所述電機(jī)保持靜止?fàn)顟B(tài)； 獲取單元，用于獲取所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角，并獲取所述電機(jī)的當(dāng)前功率因數(shù)角； 確定單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前功率因數(shù)角和所述初始功率因數(shù)角，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向； 調(diào)節(jié)單元，用于根據(jù)所述確定單元確定出的運(yùn)動(dòng)方向，控制所述電機(jī)提供提升力矩。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變頻器，其特征在于，所述變頻器還包括: 第一計(jì)算單元，用于計(jì)算所述電機(jī)在所述正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下的初始功率因數(shù)角； 所述第一計(jì)算單元具體用于，在所述電機(jī)產(chǎn)生正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述靜止電機(jī)的初始功率因數(shù)角，得到初始正向功率因數(shù)角；和，用于在所述電機(jī)產(chǎn)生反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)，根據(jù)所述電機(jī)的電流向量和電壓向量，計(jì)算所述電機(jī)的初始功率因數(shù)角，得到初始反向功率因數(shù)角。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的變頻器，其特征在于，所述確定單元包括: 第二計(jì)算單元，用于計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述初始功率因數(shù)角的變化量； 第二判斷單元，用于判斷所述第二計(jì)算單元計(jì)算得到的變化量是否大于或等于預(yù)設(shè)閥值； 第二確定單元，用于在所述第二判斷單元判斷所述第二計(jì)算單元計(jì)算得到的變化量大于或等于預(yù)設(shè)閥值時(shí)，確定攀爬人員的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗鲭姍C(jī)的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變頻器，其特征在于， 所述第二計(jì)算單元具體用于，在所述電機(jī)的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)期間，計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述電機(jī)的初始正向功率因數(shù)角的變化量；或，在所述電機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)期間，計(jì)算所述當(dāng)前功率因數(shù)角與所述電機(jī)的初始反向功率因數(shù)角的變化量。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變頻器，其特征在于， 所述調(diào)節(jié)單元具體用于獲取力矩調(diào)節(jié)信號(hào)，以轉(zhuǎn)矩控制方式控制所述電機(jī)提供所述力矩調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)應(yīng)的提升力矩。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變頻器，其特征在于， 所述變頻器還包括檢測(cè)單元，用于在控制所述電機(jī)提供提升力矩的過(guò)程中，若檢測(cè)到所述電機(jī)的運(yùn)行頻率小于或等于第一參考頻率，控制所述電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；和/或，若檢測(cè)到所述電機(jī)的運(yùn)行頻率大于或等于第二參考頻率，控制所述電機(jī)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，所述第二參考頻率大于第一參考頻率。
13.—種攀爬助力控制系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求7?12任一項(xiàng)所述的變頻器，以及所述變頻器驅(qū)動(dòng)的電機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的攀爬助力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述攀爬助力控制系統(tǒng)還包括:用于攀爬人員攀爬升降的攀爬裝置、第一導(dǎo)向輪、第二導(dǎo)向輪和線纜； 所述電機(jī)設(shè)置于所述攀爬裝置底部，所述第一導(dǎo)向輪固定在所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，所述第二導(dǎo)向輪設(shè)置于所述攀爬裝置頂部，所述第一導(dǎo)向輪與所述第二導(dǎo)向輪帶動(dòng)線纜做上升或下降轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述攀爬人員的安全裝備可拆卸地固定于所述線纜上。
【文檔編號(hào)】H02P27/04GK104393818SQ201410764535
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】徐鐵柱, 石超 申請(qǐng)人:深圳市英威騰電氣股份有限公司