KR0167162B1

KR0167162B1 - 엘리베이터용 전원 캐패시터의 정전용량 이상 검출장치

Info

Publication number: KR0167162B1
Application number: KR1019930015777A
Authority: KR
Inventors: 김운수
Original assignee: 이희종; 엘지산전주식회사
Priority date: 1993-08-14
Filing date: 1993-08-14
Publication date: 1998-12-01
Also published as: KR950005728A

Abstract

본 발명은 컨버터로 인버터의 전원전압을 제어하는 엘리베이터 시스템의 전류전원을 공급하는 전원 캐패시터의 이상유무를 판정하는 엘리베이터의 정전용량 검출장치에 관한 것으로, 특히 전원 캐패시터의 정전용량을 일정수준이상이 되도록 유지함으써 정전용량의 감소에 의한 전원전압의 맥동을 미연에 방지함으로써 엘리베이터의 제어성능을 향상시킬 수 있다.

Description

엘리베이터용 전원 캐패시터의 정전용량 이상 검출장치

제1도는 종래의 기술에 의한 엘리베이터 시스템의 회로도.

제2도는 제1도의 제어 시스템의 블록도.

제3도는 본 발명에 의한 평활용 캐패시터의 이상유무 검출부의 블록도.

제4도는 평활용 캐패시터의 방전상태를 도시한 그래프.

제5도는 본 발명에 따른 평활용 캐패시터의 이상유무 검출방법을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

15 : 비교기 16 : 고장처리부

17 : 고장표시부 18 : 타이머

본 발명은 컨버터(converter)로 인버터(inverter)의 전원전압을 제어하는 엘리베이터 시스템(elevater system)의 평활 전류전원을 공급하는 전원 캐패시터(capacitor)의 이상유무를 판정하는 엘리베이터의 정전용량 검출장치에 관한 것으로, 특히 전원 캐패시터의 정전용량을 일정수준이상이 되도록 유지함으로써 정전용량의 감소에 의한 전원전압의 맥동을 미연에 방지하여 엘리베이터의 제어성능을 향상시킬 수 있는 엘리베이터용 전원 캐패시터의 정전용량 이상 검출장치에 관한 것이다.

일반적으로 용량이 큰 전동기로 구동되는 고속 엘리베이터는 전력회생기능을 갖춘 컨버터 제어를 하는데, 이 컨버터 제어는 입력전원전류를 정현파로 제어하고 입력역률을 1로 제어함과 동시에 직류측 전압을 일정하게 제어함으로써 고속 엘리베이터를 제어하게 된다.

제1도는 종래의 기술에 의해 상기와 같이 컨버터 제어를 이용하는 엘리베이터의 구동시스템의 회로를 도시한 것으로, 3상 교류입력전원측에 직렬로 연결된 컨버터 제어용 교류리엑터(reactor)(1)와, 돌입전류를 제한하기 위해 컨버터(2)와 연결된 돌입전류 제한저항(12)과, 상기 돌입전류 제한저항(12)의 양단에 병렬 접속된 주전원 차단용 접촉기(11)와, 상기 리엑터(1)와 컨버터 제어기(8) 사이에 입력전류를 검출하기 위해 연결된 입력전류검출기(10)와, 3상 교류입력전원측과 상기 컨버터 제어기(8) 사이에 입력전압의 위상을 검출하기 위해 연결된 입력위상검출기(6)와, 상기 컨버터(2)의 출력측에 연결된 평활용 캐패시터(3)와, 상기 평활용 캐패시터(3)의 양단에 병렬 접속하는 분압저항(4)과, 상기 컨버터(2)의 직류출력전압을 교류가변전압, 가변주파수로 변환하는 인버터(5)와, 상기 평활용 캐패시터(3)의 양단에 연결되며 검출된 전압을 상기 컨버터 제어기(8)로 전송하는 전압검출기(7)와, 상기 컨버터 제어기(8)와 서로 입출력신호를 교환하는 마이크로 컴퓨터(9)로 구성되며, 상기 컨버터(2)는 상기 컨버터 제어기(8)의 신호(8a)에 따라 스위칭 동작하는 6개의 전력용 반도체 소자로 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 엘리베이터 구동시스템은 제2도에 도시한 바와 같이, 보통 상기 마이크로 컴퓨터(9)에서 전송된 엘리베이터의 운전지령에 따라 상기 컨버터 제어기(8)에서 직류전압지령치 Vdc*와 상기 전압검출기(7)에서 검출된 출력전압 Vdc를 감산하여 전압제어기(13)에 인가하고, 상기 전압제어기(13)의 출력과 상기 전류검출기(10)의 검출값을 다시 감산하여 전류제어기(14)에 인가한다.

상기 전류제어기(14)의 출력은 상기 컨버터 제어기(8)에서 펄스폭 변조(PWM : Pulse Width Modulation)시켜 전력용 반도체 소자로 구성된 컨버터부(2)를 스위칭하며 이 스위칭에 의해 상기 리엑터(1)제 저장된 전기 에너지는 평활용 캐패시터(3)에 전기에너지로 저장되어 직류전압 Vdc로 검출되게 된다.

한편, 상기 컨버터부(2)의 스위칭이 중단되면 상기 직류전압 Vdc는 상기 평활용 캐패시터(3)에 저장된 전하가 분압저항(4)에 의해 열로 소모됨으로써 제4도와 같은 평활용 캐패시터(3)와 분압저항(4)의 시정수(τ)에 따른 방전특성곡선으로 감소하게 된다.

그러나, 상기 평활용 캐패시터(3)의 정전용량이 감소될 경우 상기 인버터부(5)에서 많은 양의 에너지를 소모하게 되면 상기 평활용 캐패시터(3)의 평활 능력이 감소되고, 이로 인해 상기 컨버터 제어기(8)의 제어상수가 처음 설정된 값과 다르게 되며, 상기 인버터부(5)가 상기 평활용 캐패시터(3)의 양단전압이 일정하지 않기 때문에 이를 일정하다는 가정하에 제어를 하고 있는 인버터부(5)의 출력이 일정하지 않게 되므로, 상기 인버터부(5)에 연결되는 모터(motor) 및 엘리베이터에 토크(torque)의 맥동을 가져오게 되기 때문에 승차감이 매우 저하되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 평활용 캐패시터의 정전용량감소로 인한 엘리베이터 제어성능의 저하를 미연에 방지하도록 평활용 캐패시터의 교체시기를 알림으로써 승차감의 저하를 방지할 수 있는 엘리베이터용 전원 캐패시터의 정전용량 이상 검출장치를 제공하는 것이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

본 발명의 엘리베이터 전원 캐패시터의 정전용량 이상검출장치는 제1도와 동일하게 컨버터 제어용 교류리엑터(reactor)(1), 돌입전류 제한사항(13), 주전원 차단용 접촉기(11), 입력전류검출기(10), 입력위상검출기(6), 평활용 캐패시터(3), 분압저항(4), 인버터(5), 전압검출기(7) 및 마이크로 컴퓨터(9)를 연결하며, 상기 평활용 캐패시터(3)의 양단전압을 검출하여, 그로부터 이상유무를 검출하는 이상유무 검출부를 포함하여 구성한다.

상기 평활용 캐패시터(3)의 이상유무 검출부는, 제3도에 도시한 바와 같이 상기 주전원 차단용 접촉기(11)가 온(ON)되었다가 오프(OFF)되는 시점으로부터의 방전시정수 경과를 인지하기 위한 타이머(18)와, 상기 방전시정수 경과 후 상기 평활용 캐패시터(3) 양단의 전압을 측정하고 측정된 전압을 기준전압과 비교하기 위한 비교기(15)와, 상기 측정전압이 기준전압보다 작으면 고장처리하는 고장처리부(16)와 고장임을 알리는 고장표시부(17)로 구성한다.

제5도의 흐름도를 참조하여, 상기와 같이 구성된 평활용 캐패시터(3)의 이상유무검출부의 동작을 설명하면 다음과 같다.

제1단계(S₁)에서 상기 주전원 차단용 접촉기(111)가 온(ON)되었는가를 확인하고, 온 되었으면 제2단계(S₂)에서 다시 상기 주전원 차단용 접촉기(11)가 오프 (OFF)되었는가를 확인한다. 그리하여 상기 주전원 차단용 접촉기(11)가 오프되었으면 오프된 시점부터 일정시간 후의 상기 평활용 캐패시터(3)의 전압을 판독한다.

이때 상기 평활용 캐패시터(3)에 충전된 전하는 시정수(τ=RC)에 의해 방전되는데 이를 식으로 나타내면 다음과 같다.

Vdc1 또는 Vdc2 = Vdc × (1-e^-t/τ) (1)

(Vdc 또는 Vdc : 주전원 차단용 접촉기(11) 오프후 방전시정수 경과후의 전압, Vdc : 주전원 차단용 접촉기(11) 오프전의 전압)

상기 식(1)에서 만약 시정수 τ에서 저항 R이 일정하다고 가정할 때 상기 평활용 캐패시터(3)의 정전용량이 감소하면 시정수 τ가 감소하고, 이에 따라 일정시간이 경과하면 검출전압 Vdc는 제4도에 도시한 바와 같이 방전시정수 경과시점에서 기준전압 Vdc3 보다 작은 Vdc2의 형태로 감소하며, 한편 상기 평활용 캐패시터(3)의 정전용량이 정상이면 검출전압 Vdc는 기준전압 Vdc3보다 큰 Vdc1의 형태로 감소하게 되므로, 제4단계(S4)에서 기준전압과 출력전압을 비교하면 평활용 캐패시터(3)의 이상을 검출할 수 있다.

상기와 같은 방법으로 제4단계(S4)에서 상기 평활용 캐패시터(3)의 이상이 검출되면 제5단계(S5)에서는 고장처리부(16)에서 엘리베이터 가동을 중지시킨후 제6단계(S6)에서는 고장표시부(17)에서 고장을 알리고, 상기 평활용 캐패시터(3)를 교체하도록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 컨버터부의 제어가 끝나는 시점에서 평활용 캐패시터의 방전특성을 검출함으로써 평활용 캐패시터의 정전용량이 기준치 이하일 경우 엘리베이터의 가동을 중지하고 평활용 캐패시터의 교체를 지시하여 엘리베이터의 제어성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

교류입력전원측에 직렬로 연결된 컨버터 제어용 교류리엑터(1)와, 돌입전류를 제한하기 위한 돌입전류 제한저항(12)과, 상기 돌입전류 제한저항(12)의 양단에 병렬 접속된 주전원 차단용 접촉기(11)와, 상기 리엑터(1)와 컨버터 제어기(12) 사이에 입력전류를 검출하기 위한 입력전류 검출기(10)와, 입력전압의 위상을 검출하기 위한 위상검출기(6)와, 상기 컨버터(2)의 출력측에 연결된 평활용 캐패시터(3)와, 상기 평활용 캐패시터(3)의 양단에 병렬 접속하는 분압저항(4)과, 상기 컨버터(2)의 직류출력전압을 교류가변전압, 가변주파수로 변환하기 위한 인버터(5)와, 상기 평활용 캐패시터(3)의 양단전압을 검출하는 전압검출기(7) 및 시스템 전체동작을 제어하는 마이크로 컴퓨터(9)로 구성된 엘리베이터의 제어장치에 있어서, 상기 전압검출기(7)와 연결되어 검출된 전압이 기준전압보다 작으면 엘리베이터의 작동을 중지시키고 상기 평활용 캐패시터(3)의 교체를 알리는 평활용 캐패시터 이상유무 검출부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전원 캐패시터의 정전용량 이상 검출장치
제1항에 있어서, 상기 평활용 캐패시터의 이상유무 검출부는, 상기 주전원 차단용 접촉기(11)의 오프시점으로부터의 일정시간 경과를 인지하기 위한 타이머(18)와, 상기 일정시간 경과후 상기 평활용 캐패시터 양단의 전압과 기준전압을 비교하기 위한 비교기(15)와, 상기 평활용 캐패시터 양단의 전압이 기준전압보다 작으면 고장 처리하여 상기 엘리베이터의 동작을 중지시키는 고정처리부(16) 및 이들 표시하여 상기 평활용 캐패시터를 교환하도록 하기 위한 고장표시부(17)를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전원 캐패시터의 정전용량 이상 검출장치.