一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法及系统，首先获取相邻采样点之间的电梯滑移量，及不同采样点的电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度；然后根据所述电梯滑移量确定电梯曳引轮和钢丝绳是否出现故障；根据第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果；当所述诊断结果表示异常时，根据所述第二振动加速度和所述第三振动加速度，确定电梯故障部位。本发明专利技术以递进的方式根据电梯振动加速度确定电梯的齿轮箱轴承和曳引机驱动电机轴承是否出现故障，并根据电梯滑移量确定电梯曳引轮和钢丝绳是否出现故障，能够准确判断电梯曳引系统运行异常状态和识别电梯故障部位。部位。部位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法及系统


[0001]本专利技术涉及电梯故障识别
，特别是涉及一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来电梯保有量的急剧增加以及人工成本的上升，定期维保的缺陷逐渐显现。随着物联网技术的普及，通过设计合理的电梯监测系统、制定完善的监测方案可以很好地监测电梯的运行状态，甄别电梯早期安全隐患，对此，提出了一种新的维保理念，即按需维保。
[0003]现有的按需维保方法基于不同的运行参数进行判定，如收集声信号、电梯运行速度、电梯运行加速度、电梯轿厢温度和电梯震动幅度等，经过算法的处理后通过神经网络的学习来对维保方式进行辅助判定，同时还需要专家进行人工处理，这种方式难以确定具体的故障部位，且需要大量的前期数据进行模型训练，对不同参数的电梯需要重新训练模型。
[0004]如何提供一种能够准确定位电梯故障部位的方法以实现电梯按需维保，成为一个亟需解决地问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法及系统，可准确判断电梯曳引系统运行异常状态和识别电梯故障部位，给维保人员提供是否需要维保及确定维保等级的依据。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法，所述方法包括如下步骤：
[0008]获取相邻采样点之间的电梯滑移量，及不同采样点的电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度；采样点包括当前采样点及当前采样点之前的预设个数的采样点，所述第一振动加速度为轿厢的振动加速度，所述第二振动加速度为曳引机驱动电机轴承部位的振动加速度，所述第三振动加速度为齿轮箱轴承部位的振动加速度；
[0009]根据所述电梯滑移量所处的区间对电梯进行故障诊断，确定电梯的第一部位是否出现故障；所述第一部位包括电梯曳引轮和钢丝绳；
[0010]根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果；
[0011]当所述诊断结果表示异常时，根据所述第二振动加速度和所述第三振动加速度，采用功率密度分析的方式对电梯进行故障诊断，确定电梯的第二部位是否出现故障；所述第二部位包括齿轮箱轴承和曳引机驱动电机轴承；当下一个采样点到达时，将下一个采样点设置为当前采样点，返回步骤“获取不同采样点的电梯滑移量和电梯运行时间内电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度”；
[0012]当所述诊断结果表示正常时，当下一个采样点到达时，将下一个采样点设置为当
前采样点，返回步骤“获取不同采样点的电梯滑移量和电梯运行时间内电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度”。
[0013]可选的，在所述根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果之前还包括：
[0014]采用二阶巴特沃斯低通滤波器对第一振动加速度滤波，采用切比雪夫低通滤波器对所述第二振动加速度和第三振动加速度滤波。
[0015]可选的，所述获取不同采样点的电梯滑移量，具体包括：
[0016]获取相邻采样点之间电梯曳引轮角位移测量装置转过的角度和电梯限速器角位移测量装置转过的角度；
[0017]基于所述电梯曳引轮角位移测量装置转过的角度和电梯限速器角位移测量装置转过的角度采用下式计算得到相邻采样点之间的电梯滑移量；
[0018]L＝ω1r1‑
ω2r2[0019]式中，L为电梯滑移量，ω1为电梯曳引轮角位移测量装置转过的角度，r1为电梯曳引轮的测速轮半径，ω2为电梯限速器角位移测量装置转过的角度，r2为电梯限速器的测速轮半径。
[0020]可选的，所述根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果，具体包括：
[0021]对不同采样点获取的第一振动加速度进行线性拟合，获得第一振动加速度曲线；
[0022]基于第一振动加速度曲线计算每个所述采样点的第一振动加速度的斜率；
[0023]统计每个所述采样点的第一振动加速度的斜率，获得斜率的均值μ0和标准偏差σ；
[0024]根据所述均值和所述标准差，绘制控制图，其中所述控制图中心线为CL＝μ0、加速度上限为UCL＝μ0+3σ,加速度下限为LCL＝μ0‑
3σ；
[0025]根据每个所述采样点的斜率在所述控制图中的分布，确定故障诊断结果。
[0026]可选的，所述根据所述第二振动加速度和所述第三振动加速度，采用功率密度分析的方式对电梯进行故障诊断，确定电梯的第二部位是否出现故障，具体包括:
[0027]根据所述第二振动加速度绘制曳引机驱动电机轴承的功率谱密度图，得到第一功率谱密度图；
[0028]根据所述第三振动加速度绘制齿轮箱轴承的功率谱密度图，得到所述第二功率谱密度图；
[0029]若所述曳引机驱动电机轴承的振动基频与所述第一功率谱密度图中谱峰的平均间距相等，则所述曳引机驱动电机轴承故障；
[0030]若所述齿轮箱轴承的振动基频与所述第二功率谱密度图中谱峰的平均间距相等，则所述齿轮箱轴承故障。
[0031]一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别系统，所述系统包括：
[0032]采样模块，所述采样模块用于获取不同采样点的电梯滑移量和电梯运行时间内电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度；所述不同采样点包括当前采样点及当前采样点之前的预设个数的采样点；所述第一振动加速度为轿厢竖直方向上的振动加速度，所述第二振动加速度为曳引机驱动电机轴承部位的振动加速度，所述第三振动加速度为齿轮箱轴承部位的振动加速度；
[0033]第一部位故障诊断模块，所述第一部位故障诊断模块用于根据所述电梯滑移量所处的区间对电梯进行故障诊断，确定电梯的第一部位是否出现故障；所述第一部位包括电梯曳引轮和钢丝绳；
[0034]控制图分析模块，所述控制图分析模块用于根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果；
[0035]第二部位故障诊断模块，所述第二部位故障诊断模块用于根据所述第二振动加速度和所述第三振动加速度，采用功率密度分析的方式对电梯进行故障诊断，确定电梯的第二部位是否出现故障；所述第二部位包括齿轮箱轴承和曳引机驱动电机轴承；
[0036]当所述诊断结果表示异常时，所述第二部位故障诊断模块确定电梯的第二部位是否出现故障；
[0037]当所述诊断结果表示正常时，当下一个采样点到达时，所述采样模块将下一个采样点设置为当前采样点。
[0038]可选的，所述故障识别系统还包括滤波模块，所述滤波模块采用二阶巴特沃斯低通滤波器对第一振动加速度滤波，采用切比雪夫低通滤波器对所述第二振动加速度和第三振动加速度滤波。
[0039]可选的，所述采样模块还包括：
[0040]角度采样模块，所述角度采样模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：获取相邻采样点之间的电梯滑移量，及不同采样点的电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度；采样点包括当前采样点及当前采样点之前的预设个数的采样点，所述第一振动加速度为轿厢的振动加速度，所述第二振动加速度为曳引机驱动电机轴承部位的振动加速度，所述第三振动加速度为齿轮箱轴承部位的振动加速度；根据所述电梯滑移量所处的区间对电梯进行故障诊断，确定电梯的第一部位是否出现故障；所述第一部位包括电梯曳引轮和钢丝绳；根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果；当所述故障诊断结果表示异常时，根据所述第二振动加速度和所述第三振动加速度，采用功率密度分析的方式对电梯进行故障诊断，确定电梯的第二部位是否出现故障；所述第二部位包括齿轮箱轴承和曳引机驱动电机轴承；当下一个采样点到达时，将下一个采样点设置为当前采样点，返回步骤“获取不同采样点的电梯滑移量和电梯运行时间内电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度”；当所述故障诊断结果表示正常时，当下一个采样点到达时，将下一个采样点设置为当前采样点，返回步骤“获取不同采样点的电梯滑移量和电梯运行时间内电梯的第一振动加速度、第二振动加速度和第三振动加速度”。2.根据权利要求1所述的基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法，其特征在于，在所述根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果之前还包括：采用二阶巴特沃斯低通滤波器对第一振动加速度滤波，采用切比雪夫低通滤波器对所述第二振动加速度和第三振动加速度滤波。3.根据权利要求1所述的基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法，其特征在于，所述获取相邻采样点之间的电梯滑移量，具体包括：获取相邻采样点之间电梯曳引轮角位移测量装置转过的角度和电梯限速器角位移测量装置转过的角度；基于所述电梯曳引轮角位移测量装置转过的角度和电梯限速器角位移测量装置转过的角度采用下式计算得到相邻采样点之间的电梯滑移量；L＝ω1r1‑
ω2r2式中，L为电梯滑移量，ω1为电梯曳引轮角位移测量装置转过的角度，r1为电梯曳引轮的测速轮半径，ω2为电梯限速器角位移测量装置转过的角度，r2为电梯限速器的测速轮半径。4.根据权利要求1所述的基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法，其特征在于，所述根据所述第一振动加速度，采用控制图的方式对电梯进行故障诊断，获得故障诊断结果，具体包括：对不同采样点获取的第一振动加速度进行线性拟合，获得第一振动加速度曲线；基于第一振动加速度曲线计算每个所述采样点的第一振动加速度的斜率；统计每个所述采样点的第一振动加速度的斜率，获得斜率的均值μ0和标准偏差σ；
根据所述均值和所述标准差，绘制控制图，其中所述控制图中心线为CL＝μ0、加速度上限为UCL＝μ0+3σ,加速度下限为LCL＝μ0‑
3σ；根据每个所述采样点的斜率在所述控制图中的分布，确定故障诊断结果。5.根据权利要求1所述的基于电梯振动加速度与滑移量的故障识别方法，其特征在于，所述根据所述第二振动加速度和所述第三振动加速度，采用功率密度分析的方式对电梯进行故障诊断，确定电梯的第二部位是否出现故障，具体包括:根据所述第二振动加速度绘制曳引机驱动电机轴承的功率谱密度图，得到第一功率谱密度图；根据所述第三振动加速度绘制齿轮箱轴承的功率谱密度图，得到第二功率谱密度图；若所述曳引机驱动电机轴承的振动基频与所述第一功率谱密度图中谱峰的平均间距相等，则所述曳引机驱动电机轴承故障；若所述齿轮箱轴承的振动基频与所述第二功率谱密度图中谱峰的平均间距...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈本瑶，陈家焱，俞平，戎安心，章镇宇，王强，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：