[发明专利]变频器超载保护系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机电安全领域，更具体地说，涉及一种变频器超载保护系统及方法。

背景技术

目前，起重机被广泛应用于施工现场、码头、仓库、车间等场合，用于吊装建筑材料、机器设备、货物等，其工作特点是启动频繁、起重量不确定，在工作过程中经常会出现超载的情况。当起重机超载运行时，会引发安全事故并对起重机的部件造成损坏。为了避免起重机的安全事故，并延长起重机的使用寿命，需要对起重机进行超载限制。例如，目前起重行业在提升机构上都要求安装超载限制器。该超载限制器件通过机械形变来检测起重机提升机构所拉的负载。根据负载情况输出给控制机构一个数字量信号用来限制起重机提升机构的超载运行。

然而，上述超载限制器价格昂贵，许多起重机制造厂商都不安装或使用劣质、成本较低的超载限制器，这样造成市面上的起重机普遍存在超载运行的安全隐患。此外，目前国内起重行业普遍存在超载使用的现象，即使厂家使用标准、合格的超载限制器，使用方为了让起重机超载运行会想法设法解除超载限制器对提升机构的限制。基于以上两个原因，机械式的超载限制器在限制起重机超载运行的功能上存在一定的缺陷，甚至在一定情况下不能起到任何限制作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述起重机超载限制器价格昂贵问题，提供一种变频器超载保护系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种变频器超载保护系统，包括输出控制单元、转矩计算单元、输出检测单元以及超载保护单元；所述输出控制单元，用于在变频器执行提升操作时，使变频器运行到设定频率并在该设定频率运行指定时间；所述输出检测单元，用于检测变频器的输出电压和电流；所述转矩计算单元，用于根据所述输出电压和电流计算变频器的输出转矩；所述超载保护单元，用于在所述输出转矩超过设定的最大输出转矩时确认超载并使所述变频器执行减速停车操作，同时生成禁止提升指令。

在本发明所述的变频器超载保护系统中，所述系统还包括紧急停车单元，用于在所述超载保护单元确认超载时输出制动器关闭指令直到变频器停车。

在本发明所述的变频器超载保护系统中，所述系统还包括紧急下放单元，用于在所述紧急停车单元执行紧急停车后使所述变频器执行下放操作并在变频器的下放转矩小于最小输出转矩时解除禁止提升指令。

在本发明所述的变频器超载保护系统中，所述转矩计算单元通过以下公式计算变频器的输出转矩T：T=a×V×I，其中a为常数，V为变频器的输出电压，I为变频器的输出电流。

在本发明所述的变频器超载保护系统中，所述设定频率小于变频器的额定频率，所述指定时间不小于0.3秒。

本发明还提供一种变频器超载保护方法，包括以下步骤：

（a）在变频器执行提升操作时，使变频器运行到设定频率并在该设定频率运行指定时间；

（b）检测变频器的输出电压和电流，并根据所述输出电压和电流计算变频器的输出转矩；

（c）判断所述输出转矩是否超过设定的最大输出转矩，若是则确认变频器超载并使所述变频器执行减速停车操作，同时生成禁止提升指令。

在本发明所述的变频器超载保护方法中，所述步骤（c）之后包括以下步骤：

（d1）输出制动器关闭指令直到变频器停车；

（d2）使所述变频器执行下放操作。

在本发明所述的变频器超载保护方法中，所述步骤（d2）之后包括以下步骤：

（d3）判断变频器的下放转矩是否小于最小输出转矩，若是则解除所述禁止提升指令，否则返回步骤（d2）。

在本发明所述的变频器超载保护方法中，所述步骤（b）中通过以下公式计算变频器的输出转矩T：T=a×V×I，其中a为常数，V为变频器的输出电压，I为变频器的输出电流。

在本发明所述的变频器超载保护方法中，所述步骤（a）中的设定频率小于变频器的额定频率，所述指定时间不小于0.3秒。

本发明的变频器超载保护系统及方法，通过检测变频器匀速运行时的转矩判断变频器是否超载，超载判断的准确率高且成本极低。本发明可通过集成到变频器的软件实现，不易被制造厂商弃用。

附图说明

图1是本发明变频器超载保护系统第一实施例的示意图。

图2是本发明变频器超载保护系统第二实施例的示意图。

图3是本发明变频器超载保护方法第一实施例的流程示意图。

具体实施方式