KR100214681B1 - 엘리베이터 도어 제어장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘리베이터 도어 제어장치에 관한 것으로, 종래의 장치는 벡터제어를 구현하기 위하여 먼저 전동기 속도검출이 필요하기 때문에 속도검출기 및 속도제어를 위한 제어연산 및 추가제어회로가 필요하다. 따라서 비용이 많이 드는 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 3상입력 교류전원이 정류부를 통해 정류되면 이를 펄스폭변조신호에 따라 정현파상의 전류로 변환하여 엘리베이터의 도어를 구동하는 모터에 인가하는 인버터와; 상기 모터와 연결된 링크풀리에 접속되어 도어의 절대위치를 파악하는 위치검출수단과; 상기 위치검출수단에서 검출되는 위치신호간의 시간차를 검출하여 출력하는 소요시간계산수단과; 상기 소요시간계산부와 기준시간설정부의 기준소요시간의 차신호를 출력하는 제1가산수단과; 상기 제1가산수단의 출력신호에 비례하는 속도지령을 출력하는 속도오차보상수단과; 상기 속도오차보상수단과 속도지령부의 출력신호를 가산하여 출력하는 제2가산수단과; 상기 제2가산수단의 출력신호를 입력받아 그에따른 전압지령을 출력하는 전압지령수단과; 상기 전압지령수단의 출력신호에 따라 펄스폭을 변조하여 인버터에 인가하는 PWM 발생수단으로 구성한 엘리베이터 도어 제어장치를 창안한 것으로, 이와같이 간단한 위치부호판을 도어의 링크풀리에 설치하여 도어의 절대위치를 판별하고, 이 절대위치에 따라 전동기의 속도오차를 보상 하거나 전압오차를 보상하도록 함으로써 제어연산을 간단히 하고, 저급의 마이크로프로세서로도 모터의 속도 및 주파수를 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

엘리베이터 도어 제어장치
본 발명은 엘리베이터 도어 제어장치에 관한 것으로, 특히 위치부호판을 도어의 링크폴리에 설치하여 도어의 절대위치를 판별하고, 이 절대위치에 따라 전동기의 속도 및 주파수를 제어할 수 있도록 한 엘리베이터 도어 제어장치에 관한 것이다. 엘리베이터 도어의 제어를 위해 처음에는 직류전동기를 사용하였으나 브러시의 마모 등 유지, 보수의 문제가 있어, 요즈음은 유지, 보수가 필요없는 유도전동기로 대체되고 있다. 이때, 이 유도전공기의 제어에는 최근의 벡터제어기술이 적용되고 있다.
도1은 종래 엘리베이터 도어 제어장치의 블록 구성도로서, 이에 도시된 바와같이 3상교류 입력전원을 직류로 정류하는 다이오드브리지(15)와; 상기 다이오드브리지(15)의 직류전원을 입력받아 구동하여 펄스폭변조신호에 따라 모터제어전류를 출력하는 인버터(17)와; 상기 인버터(17)의 제어신호에 따라 구동하여 엘리베이터의 도어를 개폐시키는 모터(10)와; 상기 모터(10)에 인가되는 전류를 검출하는 전류검출기(18)와; 상기 모터(10)의 회전속도를 검출하는 속도검출기(10A)와; 속도지령을 발생하는 속도지령발생부(22)의 속도지령신호와 상기 속도검출기(10A)의 현재 모터의 속도신호와의 차신호를 입력받아 그에따른 신호를 출력하는 속도증폭부(24)와; 상기 속도증폭부(24)의 출력신호의 진폭을 계산하는 전류진폭계산부(25)와; 상기 전류진폭계산부(25)의 진폭과 위상각신호를 입력받아 그에따른 전류지령을 출력하는 전류지령발생부(21)와; 상기 전류지령발생부(21)의 전류지령과 상기 전류검출기(18)의 현재 전류값을 비교하여 그에따른 전류지령을 출력하는 전류증폭부(20)와; 상기 전류증폭부(20)의 출력신호에 따라 펄스폭변조신호를 인버터(17)에 인가하는 PWM부(19)로 구성된다.
미설명부호 16은 평활콘덴서이고, 26은 슬립계산부이고, 30은 위상각계산부이다. 이와같이 구성한 종래 장치의 작용에 관하여 설명하고 다음과 같다. 3상교류는 다이오드브리지(15)에 의해서 정류되고, 평활콘덴서(16)에 의하여 평활되어서 직류전압으로 변환된다. 이 직류전압은 인버터(17)에 의하여 정현파상의 모터전류로 변환되어서, 모터(10)로 공급된다.
이 경우 PWM부(19)로 부터의 PWM펄스에 의하여 인버터(17)의 스위칭소자가 스위칭되어서 펄스폭변조된다. 이와같이 하여 모터(10)의 속도 및 토크가 제어된다. 속도지령을 발생시키면 속도검출기(10A)로부터 검출된 속도와 이를 비교하여 속도증폭부(24)에서 전동기 속도제어를 위한 토크지령을 발생시킨다.
이 토크지령으로부터 지령전류의 진폭을 계산하고, 이 지령전류의 위상각은 검출된 속도와 슬립계산부(26)에서 계산된 슬립의 합을 적분함으로써 얻어진다.
이러한 지령전류의 진폭과 위상각으로부터 전류지령발생부(21)에서 전류지령이 출력되고 전류증폭부(20)에서 지령전류와 실제전류를 비교하여 실제전류가 지령전류를 추종하도록 PWM부(19)에서 PWM신호를 발생시킨다.
이상에서 설명한 바와같이 종래의 장치는 벡터제어를 구현하기 위하여 먼저 전동기 속도검출이 필요하기 때문에 속도검출을 위해서 비교적 고가이며 고해상도인 속도검출기가 필요하고, 속도제어를 위한 제어연산 및 추가제어회로가 필요하다. 따라서 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 간단한 위치부호판을 도어의 링크폴리에 설치하여 도어의 절대위치를 판별하고, 이 절대위치에 따라 전동기의 속도, 주파수를 결정하도록 함으로서 간단한 제어연산을 통해 엘리베이터의 도어를 제어할 수 있는 엘리베이터 도어 제어장치를 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 엘리베이터 도어 제어장치는 3상입력 교류전원이 정류부를 통해 정류되면 이를 펄스폭변조신호에 따라 정현파상의 전류로 변환하여 엘리베이터의 도어를 구동하는 모터에 인가하는 인버터와; 상기 모터와 연결된 링크폴리에 접속되어 도어의 절대위치를 파악하는 위치검출수단과; 상기 위치검출수단에서 검출되는 위치신호간의 시간차를 검출하여 출력하는 소요시간계산수단과; 상기 소요시간계산부와 기준시간설정부의 기준소요시간의 차신호를 출력하는 제1가산수단과; 상기 제1가산수단의 출력신호에 비례하는 속도지령으로 출력하는 속도오차보상수단과; 상기 속도오차보상수단과 속도지령부의 출력신호를 가산하여 출력하는 제2가산수단과; 상기 제2가산수단의 출력신호를 입력받아 그에따른 전압지령을 출력하는 전압지령수단과; 상기 전압지령수단의 출력신호에 따라 펄스폭을 변조하여 인버터에 인가하는 PWM 발생수단으로 구성한다.
제1도는 종래 엘리베이터 도어 제어장치의 블록 구성도.
제2도는 본 발명의 일 실시예시도.
제3도는 본 발명의 다른 실시예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 다이오드브리지 110 : 평활콘덴서
120 : 인버터 130 : 모터
140 : 링크폴리 150 : 위치부호판
160 : 소요시간계산부 170 : 제1가산기
180 : 기준시간설정부 190 : 속도오차보상부
200 : 속도지령부 210 : 제2가산기
220 : 위상검출부 230 : 전압지령부
240 : PWM부 250 : 전압오차보상부
260 : 제3가산기
이하, 본 발명의 작용 및 효과에 관하여 일 실시예를 들어 설명한다.
3상입력 교류전원을 직류로 정류 및 평활하는 다이오드브리지(100) 및 평활콘덴서(110)와; 상기 직류전압을 펄스폭변조신호에 따른 교류전원으로 변환하여 모터(130)제어신호를 출력하는 인버터(120)와; 상기 인버터(120)의 제어신호에 따라 구동하여 엘리베이터의 도어를 개폐하는 모터(130)와; 상기 모터(130)와 연결된 링크풀리(140)와; 상기 링크풀리(140)에 접속되어 도어의 절대위치를 파악하는 위치부호판(150)과; 상기 위치부호판(150)에서 출력되는 위치신호간의 시간차를 검출하여 출력하는 소요시간계산부(160)와; 기준 소요시간을 설정하기 위한 기준시간설정부(180)와; 상기 소요시간계산부(160)와 상기 기준시간설정부(180)의 차신호를 출력하는 제1가산기(170)와; 상기 제1가산기(170)의 출력신호에 비례하는 속도지령을 출력하는 속도오차보상부(190)와; 속도지령을 출력하는 속도지령부(200)와; 상기 속도오차보상부(190)와 상기 속도지령부(200)의 출력신호를 가산하여 출력하는 제2가산기(210)와; 상기 제2가산기(210)의 출력에 따른 위상을 검출하는 위상검출부(220)와; 상기 제2가산기(210)와 상기 위상검출부(220)의 출력신호를 입력받아 그에따른 전압지령을 출력하는 전압지령부(230)와; 상기 전압지령부(230)의 출력신호에 따라 펄스폭을 변조하여 인버터(120)에 인가하는 PWM 부(240)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 일 실시예의 동작은 다음과 같다.
먼저, 일반적인 동작은 종래와 동일하다. 따라서 모터(130)구동시 모터(130)의 속도오차를 계산하는 과정부터 설명한다.
인버터(120)에 의해 모터(130)가 구동하면 링크풀리(140)에 부착된 위치부호판(150)은 모터(130)의 구동에 따른 위치신호를 출력한다.
그러면 소요시간계산부(160)는 상기 위치부호판(150)으로부터 위치신호를 입력받아 위치신호간의 시간을 카운트하여 출력한다.
이에따라 제1가산기(170)는 기준소요시간을 출력하는 기준시간설정부(180)의 기준신호와 상기 소요시간계산부(160)의 소요시간을 입력받아 그 차신호를 출력한다.
이때, 그 차신호의 크기는 현재의 모터(130)이 발생토크의 과부족을 나타내는 것이다.
이와같이 기준시간과 실제 소요시간과의 차신호가 출력되면 속도오차보상부(190)는 이를 입력받아 그에 비례하는 속도지령을 출력한다.
그러면 제2가산기(210)는 속도지령부(200)의 속도지령과 상기 속도오차보상부(190)의 속도지령을 입력받아 그에따른 속도지령을 출력한다.
이때, 위상검출부(220)는 상기 제2가산기(210)의 출력신호에서 위상을 검출하여 출력하는데, 그 위상은 주파수를 적분하여 구한다.
이에따라 전압지령부(230)는 상기 제2가산기(210)의 출력신호와 그 위상검출부(220)의 출력신호를 입력바에 그에따른 전압지령을 출력한다.
그러면 PWM 부(240)는 상기 전압지령에 따라 펄스폭을 변조하여 인버터(120)에 인가한다. 본 발명의 다른 실시예로 도3에 도시한 바와같이 제2가산기(210)에서 기준소요시간과 실제소요시간과의 차신호가 출력되면 전압오차보상부(250)에서 그에따른 전압지령을 발생하도록 하고, 전압지령부(230)에서는 속도지령부(200)의 속도지령과 위상검출부(220)이 위상신호를 입력받아 그에따른 전압을 출력하도록 하게 한다.
그리고 제3가산기(260)에서 상기 전압지령부(230)의 전압지령과 상기 전압오차보상부(250)의 전압지령을 가산하여 그에따른 전압지령을 출력하도록 함으로써 동일한 제어를 할 수 있도록 할 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 간단한 위치부호판을 도어의 링크풀리에 설치하여 도어의 절대위치를 판별하고, 이 절대위치에 따라 전동기의 속도오차를 보상 하거나 전압오차를 보상하도록 함으로써 제어연산을 간단히 하고, 저급의 마이크로프로세서로도 모터의 속도 및 주파수를 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 3상입력 교류전원이 정류부를 통해 정류되면 이를 펄스폭변조신호에 따라 정현파상의 전류로 변환하여 엘리베이터의 도어를 구동하는 모터에 인가하는 인버터와; 상기 모터와 연결된 링크풀리에 접속되어 도어의 절대위치를 파악하는 위치검출수단과; 상기 위치검출수단에서 검출되는 위치신호간의 시간차를 검출하여 출력하는 소요시간계산수단과; 상기 소요시간계산부와 기준시간설정부의 기준소요시간의 차신호를 출력하는 제1가산수단과; 상기 제1가산수단의 출력신호에 비례하는 속도지령을 출력하는 속도오차보상수단과; 상기 속도오차보상수단과 속도지령부의 출력신호를 가산하여 출력하는 제2가산수단과; 상기 제2가산수단의 출력신호를 입력받아 그에따른 전압지령을 출력하는 전압지령수단과; 상기 전압지령의 출력신호에 따라 펄스폭을 변조하여 인버터에 인가하는 PWM 발생수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 도어 제어장치.
  2. 3상입력 교류전원이 정류부를 통해 정류되면 이를 펄스폭변조신호에 따라 정현파상의 전류로 변환하여 엘리베이터의 도어를 구동하는 모터에 인가하는 인버터와; 상기 모터와 연결된 링크풀리에 접속되어 도어의 절대위치를 파악하는 위치검출수단과; 상기 위치검출수단에서 검출되는 위치신호간의 시간차를 검출하여 출력하는 소요시간계산수단과; 상기 소요시간계산수단과 기준시간설정부의 기준소요시간의 차신호를 출력하는 제1가산수단과; 상기 제1가산수단의 출력신호에 비례하는 전압지령을 출력하는 전압오차보상수단과; 속도지령부의 출력신호에 비례하는 전압지령을 출력하는 전압지령수단과; 상기 전압오차보상수단의 출력신호를 가산하여 출력하는 제3가산수단과; 상기 제3가산수단의 출력신호에 따라 펄스폭을 변조하여 인버터에 인가하는 PWM 발생수단으로 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 도어 제어장치.
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