KR100610288B1 - Apparatus and method for detecting speed of elevator car - Google Patents
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- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
- B66B1/3492—Position or motion detectors or driving means for the detector
Abstract
본 발명은 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에서 승객 구출 운전 시 엘리베이터 카의 낙하에 의해 동기 전동기에서 발생되는 역기전력을 이용하여 엘리베이터 카의 속도를 검출하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 엘리베이터 카 속도 검출 장치는 엘리베이터 카의 낙하 동안에 동기 전동기로부터 발생되는 역기전력을 역기전력의 주파수에 상응하는 전압으로 변환하기 위한 주파수/전압 변환부, 변환된 전압을 디지털 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환부, 복수개의 사전설정된 속도 데이터를 저장하기 위한 속도 테이블, 및 속도 테이블에 저장된 복수개의 사전설정된 속도 데이터로부터 디지털 값에 대응하는 하나의 속도 데이터를 선택하여 엘리베이터 카의 속도로서 결정하기 위한 속도 결정부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting the speed of an elevator car by using the back electromotive force generated in the synchronous motor by the fall of the elevator car during passenger rescue in an elevator system without a machine room. The elevator car speed detecting device of the present invention is a frequency / voltage converter for converting the back electromotive force generated from the synchronous motor during the fall of the elevator car into a voltage corresponding to the frequency of the back electromotive force, an analog / for converting the converted voltage into a digital value A digital converter, a speed table for storing a plurality of preset speed data, and a speed for selecting one speed data corresponding to a digital value from the plurality of preset speed data stored in the speed table to determine it as the speed of the elevator car. It includes a decision part.
엘리베이터, 승객 구출 운전, 낙하, 역기전력, 분압Elevator, Passenger rescue operation, Dropping, Back EMF, Partial pressure
Description
도 1은 일반적인 기계실이 없는 엘리베이터 시스템을 개략적으로 설명하기 위한 블록도.1 is a block diagram schematically illustrating an elevator system without a general machine room.
도 2는 도 1에 도시한 종래의 승객 구출 운전 장치를 설명하기 위한 블록도.2 is a block diagram for explaining a conventional passenger rescue driving apparatus shown in FIG.
도 3은 도 2에 도시한 종래의 과속 검출 장치의 상세 블록도.3 is a detailed block diagram of the conventional speed detecting apparatus shown in FIG. 2;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터 카 속도 검출 장치를 채용한 승객 구출 운전 장치를 나타내는 블록도.4 is a block diagram showing a passenger rescue driving apparatus employing an elevator car speed detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시한 과속 검출 장치의 상세 블록도.Fig. 5 is a detailed block diagram of the speed detecting device shown in Fig. 4.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
30 : 동기 전동기30: synchronous motor
42 : 과속 기준 설정부42: speed reference setting unit
43 : 속도 표시 출력부43: speed display output unit
44 : 과속 판단부44: speed determination unit
45 : 분압 회로부45: voltage divider circuit
46 : F/V 변환부46: F / V converter
47 : A/D 변환부47: A / D converter
51 : 속도 연산부51: speed calculator
49 : 속도 테이블49: speed table
본 발명은 엘리베이터 시스템에 관한 것으로서, 특히 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에 있어서 승객 구출 운전 시 엘리베이터 카의 속도를 검출하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an elevator system, and more particularly to an apparatus and method for detecting the speed of an elevator car during passenger rescue operation in an elevator system without machine room.
주지된 바와 같이, 엘리베이터 시스템은 건물 내 수직적 교통 수단으로서 고층 건물에는 필수적으로 설치되고 있으며, 승객 또는 시스템 관리자의 요구에 따라 엘리베이터 카의 상승, 하강 또는 정지 서비스를 제공한다. 또한, 최근에는 건물의 미관 또는 건물 내 공간 활용도 등을 증가시키기 위하여 기계실이 없는 엘리베이터 시스템의 설치가 증가되고 있다.As is well known, the elevator system is essentially installed in a high-rise building as a vertical means of transportation in the building, and provides lift, lower or stop service of the elevator car at the request of passengers or system administrators. In addition, in recent years, the installation of an elevator system without a machine room has been increased in order to increase aesthetics of buildings or space utilization in buildings.
도 1은 종래 기술의 기계실이 없는 엘리베이터 시스템의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 기계실이 없는 엘리베이터 시스템은, 전력을 공급하기 위한 전원(16), 전원(16)으로부터 입력되는 전력의 전압 및 주파수를 엘리베이터 카(도시하지 않음)의 이동 속도 및 부하(load)를 조절하기 위한 전압 및 주파수로 변환시키기 위한 V/F 변환부(17), 엘리베이터 카와 로프(rope)로 연결되어 엘리베이터 카를 상하로 이동시키기 위한 동기 전동기(synchronous motor)(15), 동기 전동기(15)에 연결되어 동기 전동기(15)의 동작을 온/오프시키기 위한 브레이크(14), 동기 전동기(15)에 연결되어 동기 전동기(15)의 동작 속도를 제어하기 위한 엔코더(19), 상술한 구성 요소들을 제어하기 위한 엘리베이터 제어 시스템(18) 및 이동 중인 엘리베이터 카가 정전 등과 같은 외부 원인에 의해 건물의 층과 층 사이에 정지한 경우, 엘리베이터 카에 갇힌 승객들을 구출하기 위한 구출 운전 장치(20)를 구비한다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of an elevator system without a machine room of the prior art. As shown in Fig. 1, the conventional elevator system without a machine room is a
보다 상세하게 설명하면, 엘리베이터 카가 정전 등에 의해 건물의 층과 층 사이에 정지되어 승객들이 엘리베이터 카에 갇힌 경우, 기계실이 있는 엘리베이터 시스템에서는 오퍼레이터(operator)에 의해 기계실에서 수동으로 브레이크를 개방하여 엘리베이터 카를 안전한 도어 존(door zone)으로 낙하시킨 후 도어를 강제로 개방함으로써 승객들을 구출한다. 그러나, 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에서는 오퍼레이터에 의해 승강장(elevator hall) 등에 설치된 구출 운전 장치(20)를 통해 브레이크(14)에 전력을 인가하여 정지된 엘리베이터 카를 작동시켜 안전한 도어 존(도시하지 않음)으로 낙하시킨 후 도어를 강제로 개방함으로써 승객들을 구출한다. 엘리베이터 카의 낙하 동안에, 구출 운전 장치(20)는 속도 조절용 거버너(governor, 도시하지 않음) 또는 별도의 속도 검출 장치(도시하지 않음) 등을 이용하여 엘리베이터 카의 낙하 속도를 검출하고, 엘리베이터 카의 낙하 속도가 사전설정된 기준 속도를 초과하지 않도록 엘리베이터 시스템의 브레이크(14)를 적절하게 제어한다.In more detail, when an elevator car is stopped between floors of a building by a power failure or the like and passengers are trapped in the elevator car, in an elevator system with a machine room, the elevator car is manually opened in the machine room by an operator to lift the elevator car. Passengers are rescued by forcibly opening the door after dropping it into a safe door zone. However, in an elevator system without a machine room, electric power is applied to the
기계실이 없는 엘리베이터 시스템에 사용되는 구출 운전 장치의 선행 기술로는 미국 특허 제 6,269,910 호가 있다. 이하에서는, 미국 특허 제 6,269,910 호에 개시된 도 2를 참조하여 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에 적용된 종래의 구출 운전 장치에 대하여 상세히 설명한다.Prior art of rescue operation devices used in elevator systems without machine rooms is described in US Pat. No. 6,269,910. Hereinafter, a conventional rescue driving apparatus applied to an elevator system without a machine room will be described in detail with reference to FIG. 2 disclosed in US Pat. No. 6,269,910.
도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 구출 운전 장치(20)는, 배터리 제어 장치(1), 배터리(2), 전압 변환기(3), 과속 검출 장치(4), 구출 운전용 스위치(6), 과속 안전 스위치(7), 브레이크 개방 스위치(8), 브레이크 개방 표시 장치(9), 속도 표시 장치(10) 및 도어 존 표시 장치(12)를 구비한다.As shown in FIG. 2, the conventional
상세하게 설명하면, 배터리 제어 장치(1)는 정전에 대비하여 입력 전원(도시하지 않음)으로부터의 전력을 배터리(2)에 인가하여 항상 전력이 충전된 상태로 유지되도록 배터리(2)를 제어한다. 구출 운전용 스위치(6)는 정상 운전, 구출 운전 및 브레이크 시험의 3가지 모드(mode)로 동작하며, 이 세 가지 모드는 오퍼레이터에 의해 수동으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 구출 운전용 스위치(6)가 오퍼레이터에 의해 구출 운전 모드로 변경되어 동작하면, 전압 변환기(3)는 배터리(2)로부터 입력되는 전압을 브레이크(14)를 구동시키기 위한 전압으로 변환한다.In detail, the battery control device 1 applies the power from an input power source (not shown) to the
속도 검출용 엔코더(5)는 엘리베이터 카의 낙하 속도를 검출하여 이를 전기 신호로 변환하는 기능을 담당하는데, 일반적으로, 속도 검출용 엔코더(5)로는 속도 엔코더(speed encoder)가 사용되지만, 다른 속도 검출 장치들이 사용될 수도 있다. 과속 검출 장치(4)는 속도 검출용 엔코더(5)로부터 엘리베이터 카의 낙하 속도 신호를 수신하여 엘리베이터 카의 낙하 속도가 과속인지 여부를 판단한다. 즉, 과속 검출 장치(4)는 비교 연산을 통해 속도 검출용 엔코더(5)로부터의 엘리베이터 카의 낙하 속도가 사전설정된 기준 속도를 초과하면 과속으로 판단하고 과속 검출 장치(4)에 연결된 속도 표시 장치(10)를 통해 경보음(alarm)을 발생시키며, 또한 전압 변환기(3)로부터 브레이크(14)로 전달되는 전력을 차단하여 브레이크(14)를 폐쇄(close)시킴으로써 낙하 중인 엘리베이터 카를 정지시킨다. 과속 검출 장치(4)에서 연산된 엘리베이터 카의 낙하 속도는 속도 표시 장치(10)에 전송되어 디스플레이된다. 또한, 과속 검출 장치(4)는 도어 존 검출 장치(11)로부터 낙하 중인 엘리베이터 카의 승객들이 하차할 수 있는 가장 가까운 층의 위치 정보를 수신하여 도어 존 표시 장치(12)에 디스플레이시킨다. 과속 검출 장치(4)에 대한 보다 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.The
과속 안전 스위치(7)는 과속 검출 장치(4)의 고장으로 인해 사전설정된 기준 속도 이상의 속도로 낙하 중인 엘리베이터 카가 원하는 위치에서 정지되지 못할 경우에만 사용되는 것으로서, 속도 조절용 거버너(13)의 제어를 통해 전압 변환기(3)로부터 브레이크(14)로 전달되는 전력을 차단하여 브레이크(14)를 폐쇄시킴으로써 낙하 중인 엘리베이터 카를 정지시킨다.The
오퍼레이터에 의해 수동으로 조작되는 브레이크 개방 스위치(8)는 브레이크(14)를 개방 또는 폐쇄시키는 역할을 담당한다. 예를 들어, 브레이크 개방 스위치(8)가 온(on)이면 전압 변환기(3)로부터의 전력이 브레이크(14)로 전달되어 브레이크(14)를 개방시키는 반면, 오프(off)이면 전압 변환기(3)로부터의 전력이 차단되어 브레이크(14)를 폐쇄시킨다. 브레이크 개방 스위치(8)의 온/오프에 따른 브레이크(14)의 개방 또는 폐쇄에 대한 정보는 브레이크 개방 표시 장치(9)에 디스플레이된다.The brake open switch 8 manually operated by the operator serves to open or close the
이와 같은 종래의 구출 운전 장치(20)의 하드웨어 구성에 있어서, 엘리베이터 카가 정전 등에 의해 건물의 층과 층 사이에 정지되어 승객들이 엘리베이터 카에 갇히게 되면, 오퍼레이터에 의해 구출 운전용 스위치(6)가 구출 운전 모드로 변경됨으로써 구출 운전 장치(20)가 동작된다. 오퍼레이터에 의해 구출 운전용 스위치(6)가 구출 운전 모드로 변경되고 브레이크 개방 스위치(8)가 온 상태로 변경되면, 전압 변환기(3)로부터 전달되온 전압에 응답하여 브레이크(14)가 개방됨으로써 건물의 층과 층 사이에 정지되있던 엘리베이터 카는 낙하하기 시작한다. 엘리베이터 카의 낙하 시, 엔코더(5)는 엘리베이터 카의 낙하 속도 신호를 검출하여 과속 검출 장치(4)로 전송하고, 과속 검출 장치(4)는 낙하 속도 신호로부터 낙하 속도를 구하여 속도 표시 장치(10)에 디스플레이한다. 속도 표시 장치(10)에 디스플레이되는 낙하 속도를 참조하여, 오퍼레이터는 브레이크 개방 스위치(8)를 적절히 온/오프시킴으로써 엘리베이터 카의 낙하 속도를 조절한다. 즉, 오퍼레이터는 엘리베이터 카가 낙하하다가 도어 존 표시 장치(12)에 디스플레이된 엘리베이터 카와 가장 가까운 도어 존의 위치 정보에 대응하는 위치에 도달하면 브레이크 개방 스위치(8)를 오프함으로써 낙하 중인 엘리베이터 카를 정지시키고, 엘리베이터 카의 도어를 개방하여 승객들을 구출한다.In the hardware configuration of such a conventional
도 3은 도 2에 도시한 종래의 과속 검출 장치(4)를 상세하게 설명하기 위한 블록도이다. 먼저, 엔코더(5)로부터 입력되는 구형파(square wave)의 엘리베이터 카의 낙하 속도 신호는 펄스 카운트 부(41)에서 카운트(count)되어 속도 연산부(48)로 전달된다. 속도 연산부(48)는 펄스 카운트 부(41)로부터의 카운트 결과에 기초하여 낙하 속도를 구한 후 속도 표시 출력부(43)를 통해 속도 표시 장치(10)로 출력한다. 과속 기준 설정부(42)는 엘리베이터 카의 사전설정된 최대 낙하 허용 속도에 기초하여 과속 기준값을 설정하며, 과속 판단부(44)는 속도 연산부(48)에 의해 연산된 엘리베이터 카의 낙하 속도와 과속 기준 설정부(42)에 의해 설정된 과속 기준값을 비교하여 낙하 중인 엘리베이터 카의 낙하 속도가 과속인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 엘리베이터 카의 낙하 속도가 과속 기준값보다 작은 경우, 과속 검출 장치(4)는 전압 변환기(3)로부터의 전력을 브레이크(14)로 전달함으로써 브레이크(14)를 개방하여 엘리베이터 카를 낙하시키며, 그렇지 않고 만일 엘리베이터 카의 낙하 속도가 과속 기준값보다 크면 과속 검출 장치(4)는 과속으로 판단하여 전압 변환기(3)로부터 브레이크(14)로 전달되는 전력을 차단하여 브레이크(14)를 폐쇄시킴으로써 낙하 중인 엘리베이터 카를 정지시킨다. 이와 같은 동작은 낙하 중인 엘리베이터 카가 도어 존 표시 장치(12)에 표시된 위치에 도달할 때까지 반복적으로 수행된다.FIG. 3 is a block diagram for explaining in detail the conventional speed detection apparatus 4 shown in FIG. First, a falling speed signal of an elevator car of a square wave input from the
그러나, 종래의 구출 운전 장치는 낙하 중인 엘리베이터 카의 낙하 속도를 검출하기 위해 속도 검출용 엔코더를 이용하기 때문에, 구출 운전 장치의 전체 비용을 상승시킬 뿐만 아니라 엔코더에 고장이 발생하는 경우에는 승객들의 안전이 위협받을 수도 있다는 문제점이 있다.However, since the conventional rescue driving apparatus uses the speed detecting encoder to detect the falling speed of the falling elevator car, it not only increases the overall cost of the rescue driving apparatus but also the safety of the passengers in the event of a failure of the encoder. There is a problem that this may be threatened.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 엔코더와 같은 별도의 속도 검출 장치없이도 승객 구출 운전 시 엘리베이터 카의 속도를 효율적으 로 검출할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for efficiently detecting the speed of an elevator car during a passenger rescue operation without a separate speed detecting device such as an encoder.
또한, 본 발명의 다른 목적은 새로운 엘리베이터 카 속도 검출 장치를 구비한 구출 운전 장치를 제공하는데 있다.Further, another object of the present invention is to provide a rescue driving device having a new elevator car speed detection device.
본 발명의 특징에 따르면, 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에서 엘리베이터 카를 상하로 이동시키기 위한 동기 전동기 및 동기 전동기를 개폐하기 위한 브레이크와 연동되어 엘리베이터 카의 속도를 검출하기 위한 장치로서, 엘리베이터 카의 낙하 동안에 동기 전동기로부터 발생되는 역기전력을 역기전력의 주파수에 상응하는 전압으로 변환하기 위한 주파수/전압 변환부, 변환된 전압을 디지털 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환부, 복수개의 사전설정된 속도 데이터를 저장하기 위한 속도 테이블, 및 속도 테이블에 저장된 복수개의 사전설정된 속도 데이터로부터 디지털 값에 대응하는 하나의 속도 데이터를 선택하여 엘리베이터 카의 속도로서 결정하기 위한 속도 결정부를 포함하는 엘리베이터 카 속도 검출 장치가 제공된다.According to a feature of the present invention, an apparatus for detecting the speed of an elevator car in conjunction with a synchronous motor for moving an elevator car up and down and a brake for opening and closing the synchronous motor in an elevator system without a machine room, which is synchronized during the falling of the elevator car. A frequency / voltage converter for converting the counter electromotive force generated from the motor into a voltage corresponding to the frequency of the counter electromotive force, an analog / digital converter for converting the converted voltage into a digital value, and a speed for storing a plurality of predetermined speed data An elevator car speed detection device is provided that includes a table and a speed determination section for selecting one speed data corresponding to a digital value from a plurality of preset speed data stored in the speed table and determining it as the speed of the elevator car.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에서 엘리베이터 카를 상하로 이동시키기 위한 동기 전동기 및 동기 전동기를 개폐하기 위한 브레이크와 연동되어 엘리베이터 카의 속도를 검출하기 위한 장치의 엘리베이터 카 속도 검출 방법으로서, 엘리베이터 카의 낙하 동안에 동기 전동기로부터 발생되는 역기전력을 역기전력의 주파수에 상응하는 전압으로 변환하는 단계, 변환된 전압을 디지털 값으로 변환하는 단계, 복수개의 사전설정된 속도 데이터를 저장하는 단계, 및 저장된 복수개의 사전설정된 속도 데이터로부터 디지털 값에 대응하는 하나의 속도 데이터를 선택하여 상기 엘리베이터 카의 속도로서 결정하는 단계를 포함하는 엘리베이터 카 속도 검출 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, as an elevator car speed detection method of the device for detecting the speed of the elevator car in conjunction with the synchronous motor for moving the elevator car up and down and the brake for opening and closing the synchronous motor in an elevator system without a machine room Converting the counter electromotive force generated from the synchronous motor into a voltage corresponding to the frequency of the counter electromotive force during the fall of the elevator car, converting the converted voltage into a digital value, storing a plurality of predetermined speed data, and storing the plurality of stored An elevator car speed detection method is provided, comprising selecting one speed data corresponding to a digital value from three preset speed data and determining it as the speed of the elevator car.
본 발명의 또다른 특징에 따르면, 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에서 엘리베이터 카를 상하로 이동시키기 위한 동기 전동기 및 동기 전동기를 개폐하기 위한 브레이크와 연동되어 엘리베이터 카의 속도를 검출하기 위한 장치를 구비한 구출 운전 장치로서, 엘리베이터 카 속도 검출 장치는, 엘리베이터 카의 낙하 동안에 동기 전동기로부터 발생되는 역기전력을 역기전력의 주파수에 상응하는 전압으로 변환하기 위한 주파수/전압 변환부, 변환된 전압을 디지털 값으로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환부, 복수개의 사전설정된 속도 데이터를 저장하기 위한 속도 테이블, 및 속도 테이블에 저장된 복수개의 사전설정된 속도 데이터로부터 디지털 값에 대응하는 하나의 속도 데이터를 선택하여 엘리베이터 카의 속도로서 결정하기 위한 속도 결정부를 포함하는 구출 운전 장치가 제공된다.According to another feature of the present invention, a rescue operation apparatus having an apparatus for detecting the speed of an elevator car in conjunction with a synchronous motor for moving the elevator car up and down and a brake for opening and closing the synchronous motor in an elevator system without a machine room. As an elevator car speed detecting device, a frequency / voltage converter for converting a counter electromotive force generated from a synchronous motor during a fall of an elevator car into a voltage corresponding to a frequency of the counter electromotive force, and an analog / computer for converting the converted voltage into a digital value. A digital converter, a speed table for storing a plurality of preset speed data, and a speed for selecting one speed data corresponding to a digital value from the plurality of preset speed data stored in the speed table to determine it as the speed of the elevator car. decision The rescue operation comprises a are provided.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엘리베이터 카 속도 검출 장치를 채용한 구출 운전 장치(50)를 나타내는 블록도이다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 구출 운전 장치(50)는 엔코더를 구비하지 않는다는 점 외에는 도 2에 도시한 종래 기술의 구출 운전 장치와 동일하다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 구출 운전 장치(50)는 엘리베이터 카의 속도를 검출하기 위하여 엔코더를 사 용하는 대신에, 도 1에 도시한 종래의 동기 전동기로부터 출력되는 역기전력(counter electromotive force)을 이용하고, 도 2에 도시한 종래의 과속 검출 장치의 구조를 약간 변경함으로써 엘리베이터 카에 갇힌 승객들을 안전하고 효과적으로 구출할 수 있다. 따라서, 도 4에 도시한 구출 운전 장치(50)내 대부분의 엘리먼트에는 도 2의 대응하는 엘리먼트와 동일한 참조 번호가 부여되었으나, 다만 동기 전동기(30), 구출 운전 장치(50) 및 과속 검출 장치(60)에 대해서는 각각 상이한 참조 번호가 부여되었다. 그러므로, 도 4에서 도 2와 동일한 참조 번호가 부여된 구성 요소에 대한 상세한 설명은 설명의 편의상 생략하기로 하고, 이하에서는 동기 전동기(30), 구출 운전 장치(50) 및 구출 운전 장치(50)에 포함된 과속 검출 장치(60)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.4 is a block diagram showing a
엘리베이터 시스템의 정상적인 운전 시 엘리베이터 카를 상승 및 하강시키는 역할을 수행하는 동기 전동기(30)는 영구자석(permanent magnet)으로 이루어진 회전자(rotor) 및 코일(coil)로 권선(winding)된 고정자(sator)를 구비한다. 회전자가 동기 전동기(30)의 외부로부터 입력되는 소정의 힘에 의해 회전하면, 고정자 권선에는 회전자의 회전 속도에 비례하는 주파수와 크기를 갖는 역기전력이 유도된다. 동기 전동기(30)는 회전자의 회전에 의해 고정자에 유도된 역기전력과는 반대 방향을 갖는 기전력(electromotive force)을 이용하여 엘리베이터 카를 상승 및 하강시킨다.The
엘리베이터 카는 로프를 통해 동기 전동기(30)와 연결되어 상승 및 하강되기 때문에, 엘리베이터 카의 수직 이동 속도는 동기 전동기(30)에 구비된 회전자의 회 전 속도에 비례하여 변경된다. 이와 같은 기본적인 원리에 따라, 회전자의 회전 속도에 비례하여 동기 전동기(30)에서 발생되는 역기전력이 검출되면, 엘리베이터 카의 수직 이동 속도가 검출될 수 있다. 본 발명은, 이와 같은 특성을 이용하여, 구출 운전 장치(50)에 의한 승객 구출 운전 시 엘리베이터 카의 낙하 동안에 동기 전동기(30)에서 발생되는 역기전력으로부터 엘리베이터 카의 낙하 속도를 효과적으로 검출한다.Since the elevator car is raised and lowered by being connected to the
도 5는 도 4에 도시한 과속 검출 장치(60)를 상세히 설명하기 위한 블록도로서, 본 발명의 과속 검출 장치(60)는, 분압 회로부(45), F/V 변환부(46), A/D 변환부(47), 속도 결정부(51), 속도 테이블(49), 과속 기준 설정부(42), 속도 표시 출력부(43) 및 과속 판단부(44)를 구비한다. 과속 기준 설정부(42) 및 과속 판단부(44)는 도 3을 참조하여 앞에서 상세히 설명되었으므로, 설명의 편의상 그들에 대한 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는 그 외 구성 요소들에 대해 상세히 설명하기로 한다.FIG. 5 is a block diagram for explaining the speeding
먼저, 분압 회로부(45)는 동기 전동기(15)로부터 발생된 수 백 볼트(volt) 크기의 역기전력을 수 볼트 크기의 역기전력으로 분압한다. 이때, 역기전력의 크기는 분압 회로부(45)에 의해 분압되더라도 역기전력의 주파수는 변하지 않는다. F/V 변환부(46)는 분압 회로부(45)로부터 입력되는 역기전력의 주파수를 그에 상응하는 전압으로 변환한다. A/D 변환부(47)는 F/V 변환부(46)로부터 입력되는 전압을 디지털 값으로 변환하여 출력한다. 본 발명의 다른 실시예로서, A/D 변환부(47)는 F/V 변환부(46)로부터 입력되는 전압을 변환하여 출력하는 대신에, 분압 회로부(45)로부터 직접 입력되는 역기전력의 크기를 나타내는 전압을 디지털 값으로 변환하여 출력할 수도 있다.First, the voltage
한편, 속도 테이블(49)은 후술하는 속도 결정부(51)에서 사용하기 위해 복수개의 사전설정된 엘리베이터 카의 속도 데이터를 저장한다. 속도 테이블(49)에 저장되어 있는 복수개의 사전설정된 엘리베이터 카의 속도 데이터 각각은, 엘리베이터 카의 속도 또는 동기 전동기(30)의 회전 속도를 나타내며, 복수개의 사전설정된 역기전력의 크기 또는 주파수 각각으로부터 변환된 전압에 대응한다. 예를 들어, 속도 테이블(49)에 저장된 복수개의 사전설정된 엘리베이터 카의 속도 데이터는 상술한 F/V 변환부(46)의 채용 여부에 따라 복수개의 사전설정된 역기전력의 크기 또는 주파수로부터 변환된 전압에 대응되도록 설정되며, 0부터 사전설정된 최대 낙하 허용 속도의 2배에 해당하는 값을 포함할 수 있다. 그러나, 속도 테이블(49)에 저장된 엘리베이터 카의 속도 데이터의 배열 구조 및 숫자는 본 발명에 따른 과속 검출 장치 전체의 성능 및 효율성에 의거하여 다양하게 변경될 수도 있다.On the other hand, the speed table 49 stores speed data of a plurality of preset elevator cars for use in the
속도 결정부(51)는 A/D 변환부(47)로부터의 디지털 값에 대응하는 하나의 속도 데이터를 속도 테이블(49)로부터 선택하여 엘리베이터 카의 낙하 속도로서 최종 결정한다. 상세하게 설명하면, A/D 변환부(47)로부터 입력되는 디지털 값이 F/V 변환부(46)로부터의 전압에 상응하는 경우, 속도 결정부(51)는 속도 테이블(49)로부터 역기전력의 주파수로부터 변환된 전압에 대응하는 하나의 속도 데이터를 선택하여 출력한다. 반면에, A/D 변환부(47)로부터 입력되는 디지털 값이 F/V 변환부(46)로부터 입력되지 않고 분압 회로부(45)로부터 직접 입력되는 역기전력의 크기를 나타내는 전압에 상응하도록 장치를 설계하는 경우, 속도 결정부(51)는 속도 테이블(49)로부터 역기전력의 크기로부터 변환된 전압에 대응하는 하나의 속도 데이터를 선택하여 출력한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 속도 결정부(51)는 A/D 변환부(47)로부터의 디지털 값에 대응하는 속도 데이터가 속도 테이블(49)에 존재하지 않는 경우에는 가장 유사한 속도 데이터를 선택하여 엘리베이터 카의 낙하 속도로서 결정할 수 있다.The
본 발명의 다른 실시예에서, 과속 검출 장치(60)는 F/V 변환부(46), A/D 변환부(47) 및 속도 테이블(49)을 구비하는 대신에, 동기 전동기(30)의 사전설정된 극(pole)의 수, 쉬브(sheave)의 지름 및 로핑(ropping) 수 등 엘리베이터의 다양한 파라미터를 저장하는 데이터베이스(도시하지 않음)를 구비할 수 있다. 이때, 속도 결정부(51)는 엘리베이터 카의 낙하 속도를 결정함에 있어, 데이터베이스에 저장된 엘리베이터의 파라미터 세트를 이용한다.In another embodiment of the present invention, the
위와 같은 본 발명의 다른 실시예는 구출 운전 장치(50)의 승객 구출 운전 시 엘리베이터 카의 낙하 속도가 엘리베이터 카를 연결하는 로프가 감기는 쉬브의 회전 속도와 동일하며, 쉬브의 회전 속도는 동기 전동기(30)의 회전 속도와 동일하다는 원리에 착안하여 구현된다. 구현 방법을 상세하게 설명하면, 먼저 속도 결정부(51)는 데이터베이스로부터 본 발명의 기계실이 없는 엘리베이터 시스템에 구비된 동기 전동기(30)의 극의 수, 쉬브의 지름 및 로핑 수를 선택한다. 그 다음, 속도 결정부(51)는 선택된 극의 수, 쉬브의 지름 및 로핑 수와 분압 회로부(45)로부터 직접 입력되는 역기전력의 주파수를 다음의 수학식에 적용함으로써 엘리베이터 카의 낙하 속도를 결정할 수 있다.According to another embodiment of the present invention as described above, the falling speed of the elevator car during the passenger rescue operation of the
여기서, rpm은 동기 전동기(30)의 분당 회전 속도, rps는 동기 전동기(30)의 초당 회전 속도, f는 동기 전동기(30)로부터 발생된 역기전력의 주파수, P는 동기 전동기(30)의 극의 수, Vcar는 엘리베이터 카의 낙하 속도, D는 쉬브의 지름, rop는 로핑 수를 나타낸다.Here, rpm is the rotational speed per minute of the
이상과 같이, 속도 결정부(51)에서 출력된 엘리베이터 카의 속도는 속도 표시 출력부(43) 및 과속 판단부(44)로 제공된다. 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 과속 판단부(44)가 속도 결정부(51)로부터의 엘리베이터 낙하 속도 및 과속 기준 설정부(42)로부터의 과속 기준값에 기초하여 엘리베이터 카의 과속 여부를 판단하여 브레이크(14)를 온/오프시킴으로써, 구출 운전 장치(50)는 낙하 중인 엘리베이터 카를 효과적으로 제어하여 엘리베이터 내에 있는 승객들을 안전하게 구출할 수 있다.As described above, the speed of the elevator car output from the
본 발명은 속도 검출용 엔코더 등의 부가적인 속도 검출 장치를 구비하지 않고도 엘리베이터 시스템에 포함된 동기 전동기에 의해 발생되는 역기전력을 이용하여 승객 구출 운전 시 엘리베이터 카의 속도를 효과적으로 검출함으로써, 비용 및 신뢰성 면에서 효율적인 엘리베이터 카의 속도 검출 장치를 제공할 수 있다.The present invention effectively detects the speed of an elevator car during passenger rescue operation by using back electromotive force generated by a synchronous motor included in an elevator system without having an additional speed detecting device such as a speed detecting encoder, thereby reducing costs and reliability. In the present invention, it is possible to provide an efficient elevator car speed detecting apparatus.
또한, 본 발명은 효율적인 엘리베이터 카의 속도 검출 장치를 채용한 구출 운전 장치를 제공할 수가 있다.Moreover, this invention can provide the rescue operation apparatus which employ | adopted the efficient elevator car speed detection apparatus.
상술한 실시예는 본 발명의 원리를 응용한 다양한 실시예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않음을 이해해야 한다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질로부터 벗어남이 없이 여러 가지 변형이 가능함을 명백히 알 수 있을 것이다.It is to be understood that the above described embodiments are merely illustrative of some of the various embodiments employing the principles of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the spirit of the invention.
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