[发明专利]功率传感器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2007年11月26日提交的美国申请第60/990,194号的优先权，其全部内容通过参考结合于此。

技术领域

本发明涉及向用于提升与建筑维护相关联的平台的起重装置输送电功率以及通知或防止危险状况。

背景技术

众所周知测量电功率的方法，在该方法中，测量输送至负荷(例如电动机)的基于时间的电流(I_t)和电压(V_t)，作为时间的函数。然后，可以将有效功率P_r计算为：

P_r＝V_t*I_tcosθ其中，θ是V_t与I_t之间的相位角

可以将视在功率P_a计算为：

P_a＝V_r*I_r    其中，V_r和I_r分别是电压和电流的均方根(rms)值。

另外，许多商业可购买的装置使用直接的方法或微处理器方法来提供这些计算。

通常，在故障状态出现的情况下，用于监控提供至电动机的功率、电压或电流的设备被用来中断该提供。其典型实例是热过载装置，其中使用电流的持续时间来估计负荷需求状态。通常，该估计基于I_rms²t的值，作为大于特定值的能量表达式以防止继续操作。

各种类型的电气传感器用于检测流过导体的电流。例如，这类传感器包括众所周知的用于产生表示电流大小的输出电压的霍尔效应器件(HED)传感器以及更传统的电流变换器和串联电阻器。

在诸如从Load Controls Inc.(www.loadcontrols.com)商业可购买的负荷监控器的设备中，霍尔效应器件可以用于测量所输送的有效功率(realpower)，并且允许控制监督系统管理电动机操作和保护。

用于功率测量的霍尔效应器件是商业可购买的例如Melexis零件编号MLX90242或Allegro零件编号ACS712。此外，众所周知，通过向霍尔效应器件提供代表V_t的电压，于是从霍尔效应器件输出的信号代表有效功率。

霍尔效应器件可以用于感测由电流流过导体而引起的磁通量。这些已知器件中的一些器件已使用通量集中器来集中由于电流流过导体而散发的磁通量。美国专利第4,587,509号和第4,616,207号公开了这种电流感测设备。

同样众所周知的是，利用适当放置的一个或两个测量导体附近的通量密度的霍尔传感器来测量该导体内的电流，并将该通量密度转换为与电流成比例的信号，如US6,130,599、US6,271,656、US6,642,704和US6,731,105中所公开的。

另一实例是Eaton的商业可购买的基于ECS7微处理器的电流监控器。该产品可以用于测量所输送的电流，并且允许控制监督系统管理电动机操作和保护。

US6,642,704公开了一种电流传感器组件，其保持彼此平行且靠近电子电路卡布置的一对磁场检测器。此外，可选择性地调节磁场检测器，以将其附加于多个电功率导体。

为了各种目的，包括检测卷筒起重机(drum hoist)的潜在或实际故障操作状态，诸如过载，或者为了检测应用于卷筒起重机的起重电动机(诸如以“Hoist Apparatus”为标题的US6966544)内的故障，在许多情况下使用电流的测量。另一个实例参见US5896257，标题为“Two Sensor forOver-Current Protection and Current Sensing Configuration MotorControl”，其需要多个电流传感器来完全表征电动机操作状态。

发明内容

本发明具体涉及输送至与用于建筑维护的平台紧密地相关联的电动起重装置的功率的管理，并且涉及向设备操作员提供对潜在的危险操作状态(诸如，平台的超载、或者在不足以足够且安全地操作该起重机的电压的情况下尝试操作该起重装置)的警告。可选地，可以在这种不期望的操作状态出现的情况下关闭起重装置。在任一情况下，起重机或其部件都可能产生失效，从而防止对可能导致危险或者需要呼叫应急服务的起重装置的进一步操作，其中，该应急服务用于对困在平台上同时悬在建筑外部上的高处的操作员提供救援。