KR100628400B1 - 엘리베이터 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순간 정전이 발생한 경우 엘리베이터를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 엘리베이터 제어 장치는 3상 교류전력을 변환하여 전동기 구동용 3상 교류전력을 생성하기 위한 전력변환부와, 엘리베이터를 운전하기 위한 인스트럭션(instruction)을 발생하기 위한 운전제어부와, 전동기의 동작을 제어하며 3상 교류전력 및 구동용 교류전력 각각의 전류값에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단하고 그 판단 결과에 따라 순간정전 운전모드, 영구정전 운전모드, 정상 운전모드 중 어느 하나로 엘리베이터를 동작시키기 위한 제어부를 포함한다. 엘리베이터 제어 방법은 a) 인스트럭션을 수신하는 단계와, b) 엘리베이터를 구동시키기 위한 구동용 교류전력의 전압 및 전류를 제어하는 단계와, c) 3상 교류전력의 전류값과 구동용 교류전력의 전류값에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단하는 단계와, d) 판단 결과에 따라 상기 엘리베이터를 순간정전 운전모드, 영구정전 운전모드, 정상 운전모드 중 어느 하나로 동작시키는 단계를 포함한다. 순간정전 운전모드에서는 엘리베이터가 순간정전 발생 이전의 운전상태를 계속 유지한다.

순간정전, 영구정전, PLL 제어, 복전, 소프트웨어 모델링

Description

엘리베이터 제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ELEVATORS}

도 1은 종래기술에 따른 엘리베이터 제어장치의 개략적인 블럭도.

도 2는 종래기술에 따른 엘리베이터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터 제어장치의 개략적인 블럭도.

도 4는 본 발명에 따른 엘리베이터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 5는 도 4의 순간정전 발생 판단 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면.

도 6은 도 4의 복전 판단 단계를 상세하게 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

302 : 3상 전원

304 : 리액터(reactor)

306, 312 : 전류센서

308 : 전력변환장치

310 : 전력변환 제어장치

314 : 전동기

316 : 운전제어장치

본 발명은 엘리베이터 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 순간 정전을 검출하고 순간 정전이 발생한 경우에도 안정적으로 엘리베이터를 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 교류를 직류로 변환하기 위해 3상 PWM(Pulse Width Modulation) 컨버터를 사용하는 엘리베이터 시스템은 정전 발생시 전력변환장치내 에너지 축적부의 에너지 저장 능력에 따라 과전류 혹은 과전압을 야기한다. 상세하게, 입력 전원이 낮은 임피던스를 갖는 상태에서 정전이 발생하면, 컨버터 내의 대용량 캐패시터(이하, 직류 버스(DC-bus)로 지칭함)의 전압을 일정하게 유지하기 위해 전류 제어기가 동작하고, 입력 전원의 낮은 임피던스로 인해 전류가 급격히 증가하게 됨으로써 과전류가 발생하게 된다. 또한, 엘리베이터를 구동시키는 전동기가 동작하는 동안 입력 전원이 높은 임피던스를 갖는 상태에서 정전이 발생하면, 컨버터 내에서 전기 에너지가 직류 버스에 축적되기 때문에, 급격하게 직류 버스의 전압이 상승하여 과전압이 발생하게 된다. 이와 같이, 과전류 또는 과전압이 발생하는 경우에 엘리베이터가 무조건 비상정지하게 됨으로써, 엘리베이터에 탑승한 승객에게 불안감을 안겨주며 엘리베이터 운전 품질이 떨어지게 된다.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 엘리베이터 제어장치의 개략적인 블럭도가 도시되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 종래기술에 따른 엘리베이터 제어장치(100)는 3상 전원(102), 리액터(104), 전류센서(106, 112), 전력변환장치(108), 전력변환 제어장치(110), 전동기(114), 운전제어장치(116)를 포함하고 있다.

전력변환장치(108)는 컨버터(108-1) 및 인버터(108-2)로 구성되어 있다. 컨버터(108-1)는 리액터(104)를 통해 3상 전원(102)으로부터 입력되는 3상 교류전력을 직류전력으로 변환시켜 인버터(108-2)로 출력한다. 인버터(108-2)는 컨버터(108-1)로부터 출력된 직류전력을 스위칭하여 전동기(114)를 구동시키기에 적합한 교류전력으로 변환시켜 전동기(114)로 출력한다.

전력변환 제어장치(110)는 위상 검출부(110-1), PWM(Pulse Width Modulation) 구동부(110-2), 전류 검출부(110-3), 정전 검출부(110-4), 속도 검출부(110-5), DSP(Digital Signal Processor)(110-6)로 구성되어 있다. 위상 검출부(110-1)는 트랜스포머를 포함하고 있으며, 3상 전원(102)에서 출력되는 3상 교류의 위상을 검출한다. PWM 구동부(110-2)는 인버터(108-2) 내의 PWM 스위칭 소자(도시하지 않음)를 구동시켜 전동기(114)를 구동시키기에 적합한 교류전력을 생성하도록 한다. 전류 검출부(110-3)는 3상 전원(102)으로부터 리액터(104)를 거쳐 전력변환장치(108)로 입력되는 전류값을 전류센서(106)를 통해 측정하며, 전력변환장치(108)로부터 전동기(114)로 출력되는 전류값을 전류센서(112)를 통해 측정하기 위한 제어를 수행한다. 정전 검출부(110-4)는 물리적인 전기회로로 구성되어 있으며, 위상 검출부(110-1)에서 검출한 교류전압 신호의 위상에 근거하여 정전 발생을 검출하고 정전 발생 신호를 생성하여 DSP(110-6)로 출력한다. 속도 검출부(110-5)는 전동기(114)로부터 입력되는 전동기 속도신호를 검출하여 전동기(114)의 속도 정보를 DSP(110-6)로 출력한다. DSP(110-6)는 운전제어장치(116)로부터 입력되는 인스트럭션(instruction)에 따라, 위상 검출부(110-1), PWM 구동부(110-2), 전류 검출부(110-3), 정전 검출부(110-4), 속도 검출부(110-5)로부터 입력된 데이터에 근거하여 전력변환장치(108)의 동작을 제어한다.

운전제어장치(116)는 홀 부름에 따라 엘리베이터를 운전하기 위한 인스트럭션(instruction)을 전력변환 제어장치(110)로 출력하고, 전력변환 제어장치(110)로부터 전동기(114)의 동작 상태에 대한 데이터를 수신하고 이를 운영자에게 디스플레이한다. 전동기(114)는 전력변환장치(108)로부터 출력된 교류전압에 의해 구동되어, 엘리베이터 카(car)(도시하지 않음)의 주행에 필요한 동력을 발생한다.

도 2를 참조하면, 종래기술에 따른 엘리베이터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 정전 발생시 종래 기술에 따른 엘리베이터 제어방법을 설명하기로 한다.

단계(S202)에서, 전력변환 제어장치(110)의 정전 검출부(110-1)는 위상 검출부(110-1)에서 검출되는, 3상 전원(102)에서 전력변환장치(108)로 인가되는 3상 교류 전압의 위상(phase)에 근거하여 정전이 발생하였는지 여부를 판단한다. 예를 들면, 위상 검출부(110-1)는 3상 교류 정현파 전압을 120도의 위상차를 갖는 구형파로 변환한다. 이와 같이 변환된 구형파는 하이(high) 및 로우(low) 값중 어느 하나를 반드시 갖게 되며, 정전이 발생하지 않은 경우에는 3상 중 두 개의 위상이 모두 하이 값을 갖고 나머지 한 개의 위상은 로우 값을 갖거나, 두 개의 위상이 모두 로우 값을 갖고 나머지 한 개의 위상은 하이 값을 갖게된다. 그러나, 정전이 발생하면 세 개의 위상, 즉 3상이 모두 하이 또는 로우 값을 갖기 때문에, 위상값 을 측정하면 정전이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.

단계(S202)에서의 판단결과가 부정, 즉 정전이 발생하지 않은 경우, 종래기술의 프로세스는 단계(S210)로 진행한다. 단계(S210)에서, 전력변환 제어장치(110)의 DSP(110-6)는 운전제어장치(116)로부터 입력되는 인스트럭션에 따라 엘리베이터의 정상상태 운전을 수행하고(S210), 종래기술의 프로세스는 단계(S202)로 리턴(return)하여 전술한 바와 같은 동작을 수행한다.

한편, 단계(S202)에서의 판단결과가 긍정, 즉 정전이 발생한 경우, 종래기술의 프로세스는 단계(S204)로 진행한다. 단계(S204)에서, 전력변환 제어장치(110)의 정전 검출부(110-4)는 정전 발생 신호를 발생하여 DSP(110-6)로 출력하고, DSP(110-6)는 정전 발생 신호에 응답하여 비상 정지 신호를 전동기(114)로 출력함으로써 엘리베이터를 비상정지시킨다.

다음에, 단계(S206)에서 전력변환 제어장치(110)의 정전 검출부(110-4)는 위상 검출부(110-1)에서 검출된 3상 교류전력의 위상과 전류 검출부(110-3)에서 검출된 전류값에 근거하여 정전 상태가 해소, 즉 복전되었는지 여부를 판단한다. 단계(S206)에서의 판단결과가 부정, 즉 복전되지 않은 경우 프로세스는 단계(S204)로 리턴하여 엘리베이터 비상정지 상태를 유지하도록 한다. 이와 달리, 단계(S206)에서의 판단결과가 긍정, 즉 복전된 경우 종래기술의 프로세스는 단계(S208)로 진행하여, 전력변환 제어장치(110)의 DSP(110-6)가 통상적인 비상 구출 운전을 수행하여 엘리베이터의 승객이 현재 정지 위치에서 가장 가까운 층에 하차할 수 있도록 한 다음, 완전히 복전되고 엘리베이터 시스템에 이상이 없다고 판 단되면 단계(S210)로 진행하여 정상 운전을 수행한다.

전술한 바와 같이, 종래 기술에 따르면, 전력변환 제어장치(110)는 정전 검출부(110-4)와 같은 물리적인 전기회로를 이용하여 정전 상태를 검출한다. 이로 인해, 종래 기술에 따른 엘리베이터 제어장치(100)는 아주 짧은 시간 동안의 정전(예컨대, 수십 ms), 즉 순간정전의 경우에도 무조건 엘리베이터를 비상정지시키기 때문에, 엘리베이터에 탑승한 승객들에게 불안감을 주게되어 엘리베이터 운행 서비스의 품질을 저하시킨다는 문제점이 있다. 또한, 전술한 바와 같이 정전 검출부(110-4)가 물리적인 전기회로로 구성되어 있기 때문에, 전기적 노이즈(noise)에 취약하며 다양한 상용전원의 조건에 따라 정전 검출부(110-4)의 전기적 회로 부품값들을 상이하게 설정하여야 한다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 물리적인 전기회로를 사용하지 않으면서도, 전력변환 제어장치 내에 마련된 DSP를 이용하여 순간정전 발생을 검출하고, 순간 정전이 발생한 경우에도 안정적으로 엘리베이터를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 사전설정된 시간 이내의 순간정전 발생시, 엘리베이터를 비상정지시키지 않고 엘리베이터 자체에 축적된 에너지(예컨대, 위치에너지 또는 운동에너지)를 이용하여 복전될 때까지 엘리베이터를 안정적으로 운행시킬 수 있는 엘리베이터 제어장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 특징에 따르면, 3상 전원으로부터 입력되는 3상 교류전력을 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 변환하여 전동기 ― 상기 전동기는 엘리베이터를 구동시킴 ― 구동용 3상 교류전력을 생성하기 위한 전력변환수단과; 홀 부름(hall call)에 응답하여 상기 엘리베이터를 운전하기 위한 인스트럭션(instruction)을 발생하기 위한 운전제어수단과; 상기 운전제어수단으로부터 입력된 상기 인스트럭션에 응답하여 상기 전력변환수단을 통해 상기 전동기의 구동을 제어하며, 상기 3상 교류전력 및 상기 구동용 교류전력 각각의 전류값에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 상기 전력변환수단을 제어함으로써 상기 엘리베이터를 순간정전 운전모드, 영구정전 운전모드, 정상 운전모드 중 어느 하나로 동작시키기 위한 제어수단을 포함하는 엘리베이터 제어 장치가 제공된다. 순간정전 운전모드에서는 상기 엘리베이터가 순간정전 발생 이전의 운전상태를 유지한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, a) 엘리베이터의 홀 부름(hall call)에 대한 서비스를 수행하기 위한 인스트럭션을 수신하는 단계와, b) 상기 인스트럭션에 따라 상기 엘리베이터를 구동시키기 위한 3상의 구동용 교류전력 ― 상기 구동용 교류전력은 3상 전원으로부터 입력되는 3상 교류전력을 PWM 방식으로 변환한 교류전력임 ― 의 전압 및 전류를 제어하는 단계와, c) 상기 3상 교류전력의 전류값과 상기 구동용 교류전력의 전류값에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단하는 단계와, d) 상기 판단 결과에 따라 상기 엘리베이터를 순간정전 운전모드, 영구정전 운전모드, 정상 운전모드 중 어느 하나로 동작시키는 단계를 포함하는 엘리베이터 제어 방법이 제공된다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 엘리베이터 제어장치의 개략적인 블럭도가 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 엘리베이터 제어장치(300)는 3상 전원(302), 리액터(304), 전류센서(306, 312), 컨버터(308-1) 및 인버터(308-2)로 구성된 전력변환장치(308), 전력변환 제어장치(310), 전동기(314), 운전제어장치(316)를 포함하고 있다. 여기서, 엘리베이터 제어장치(300)의 3상 전원(302), 리액터(304), 전류센서(306, 312), 전력변환장치(308), 전동기(314), 운전제어장치(316) 각각의 기능은 도 1에 도시한 엘리베이터 제어장치(100)의 3상전원(102), 리액터(104), 전류센서(106, 112), 전력변환장치(108), 전동기(114), 운전제어장치(116) 각각의 기능과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

전력변환 제어장치(310)는 위상 검출부(310-1), PWM 구동부(310-2), 전류 검출부(310-3), 속도 검출부(310-4), DSP(310-5)를 포함하고 있다. 전력변환 제어장치(310)는 도 1에 도시한 종래 기술의 전력변환 제어장치(110)와 비교할 때, 정전 검출부를 포함하고 있지 않으며, 종래의 정전 검출부의 기능을 DSP(310-5)에서 수행하고 있다. 전력변환 제어장치(310)의 위상 검출부(310-1), PWM 구동부(310-2), 전류 검출부(310-3), 속도 검출부(310-4)의 기능은 도 1에 도시한 전력변환 제어장치(110)의 위상 검출부(110-1), PWM 구동부(110-2), 전류 검출부(110-3), 속도 검출부(110-5) 각각의 기능과 유사하므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 도 3의 엘리베이터 제어장치(300)에 의해 수행되는 본 발 명에 따른 엘리베이터 제어방법을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 엘리베이터 제어방법을 설명하기로 한다.

단계(S402)에서, 전력변환 제어장치(310)의 DSP(310-5)는 운전제어장치(316)로부터, 사용자(즉, 승객)에 의해 발생된 홀 부름(hall call)에 대한 서비스를 수행하기 위한 엘리베이터 운전 인스트럭션을 입력받는다. 다음에, DSP(310-5)는 운전제어장치(316)로부터 입력된 엘리베이터 운전 인스트럭션에 따라 전력변환장치(308)를 제어하여 전동기(314)로 출력되는 전압 및 전류를 제어한다(단계 S404 및 S406). 여기서, 전압 및 전류 제어 단계(S404, S406)는 애플리케이션(application)에 따라 동시에 또는 역순으로 수행될 수 있음을 당업자라면 충분히 이해할 수 있을 것이다.

단계(S408)에서, DSP(310-5)는 컨버터(308-1)의 수학적 소프트웨어 모델링을 통해 전력변환장치(308)의 컨버터(308-1)를 제어하기 위해 사용되는 궤환전압과 기준전압의 오차 크기에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

도 5를 참조하면, DSP(310-5)가 수행하는 순간정전 발생 여부를 판단하는 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 여기서, 참조번호 502 내지 514는 DSP(310-5)에 의해 수행되는 알고리즘에 포함된 프로그램 모듈임을 주지해야 한다.

가산부(502)는 전류센서(312)를 통해 검출된 궤환전류값(lqse_fb)과 기준전류값(lqse_ref)(즉, 전류센서(306)에 의해 측정된 전류값)을 가산하여 차이값을 출 력한다. 전류 제어 이득부(504)는 가산부(502)로부터 출력된 전류 차이값에 해당하는 이득을 보정하여 기준전압값(Vqse_ref)을 생성한다. 여기서, 전류값의 차이값만큼을 보정하여 전압값을 생성하는 전류 제어 이득(즉, PI(proportional integral) 제어) 과정은 널리 알려져 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 컨버터 모델링부(506)는 생성된 기준전압값(Vqse_ref)을 컨버터(308-1)에 인가했을 경우 발생될 것으로 예측되는 예측 전류값을 계산한다.

가산부(508)는 예측 전류값과 기준전류값(lqse_ref)을 가산하여 차이값을 출력한다. 다음에, 전류 제어 이득부(510)는 가산부(508)로부터 출력된 차이값에 해당하는 이득을 보정하여 예측 기준전압값(Vqse_ref_estimated)을 생성한다. 이어, 가산부(512)는 예측 기준전압값(Vqse_ref_estimated)과 기준전압값(Vqse_ref)을 가산하여 전압 차이값을 출력한다.

절대값 계산부(514)는 가산부(512)로부터 출력된 전압 차이값에 대한 절대값을 계산하여 에러 전압값(Vqse_err)을 산출한다. 그러면, DSP(310-5)는 산출한 에러 전압값(Vqse_err)이 급격하게 변화하는 경우 순간 정전이 발생한 것으로 판단한다.

따라서, 도 4의 단계(S408)에서 판단결과가 부정, 즉 순간정전이 발생하지 않은 정상상태인 경우, 본 발명의 프로세스는 단계(S410)로 진행하여 엘리베이터의 정상운전을 수행한 후, 단계(S402)로 리턴하여 전술한 동작을 수행한다. 이와 달리, 단계(S408)에서의 판단결과가 긍정, 즉 순간정전이 발생한 경우 본 발명의 프로세스는 단계(S412)로 진행한다.

다음에, DSP(310-5)는 PWM 구동부(310-2)로 스위칭 차단 신호를 출력한다. 그러면, PWM 구동부(310-2)는 스위칭 차단 신호에 응답하여 전력변환장치(308)의 컨버터(308-1)에서 PWM 스위칭(switching) 소자(도시하지 않음)에 의해 수행되는 스위칭 동작을 차단시킨다(단계 S412). 다음에, DSP(310-5)는 전력변환장치(308)의 인버터(308-2)를 제어하여 전동기(314)로 입력되는 직류전력의 급격한 감소나 증가를 방지한다(단계 S414). 또한, DSP(310-5)는 속도 검출부(310-4)를 통해 검출한 전동기(314)의 속도를 지속적으로 감시하여 엘리베이터 카의 움직임에 관한 정보를 획득한다.

단계(S416)에서, DSP(310-5)는 복전이 이루어졌는지 여부를 판단한다. 이하, 도 6을 참조하여 DSP(310-5)에서 수행되는 복전 판단 과정을 상세하게 설명하기로 한다.

도 6을 참조하면, DSP(310-5)가 수행하는 복전 판단 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 여기서, 참조번호 602 내지 610은 DSP(310-5)에 의해 수행되는 알고리즘에 포함된 프로그램 모듈임을 주지해야 한다.

2상 고정 좌표계 변환부(602)는 위상 검출부(310-1)로부터 검출된 3상 전원(302)의 위상값을 통상적인 2상 고정 좌표계 변환 알고리즘을 사용하여 2상 고정 좌표값(Vsd, Vsq)으로 변환시킨다. 이어, 2상 회전 좌표계 변환부(604)는 2상 고정 좌표값을 통상적인 2상 회전 좌표계 변환 알고리즘을 사용하여 2상 회전 좌표값(Vrd, Vrq)으로 변환시킨다. 이러한 변환 과정은 당업자에게 널리 알려져 있으므로, 설명을 간단히 하기 위해 본 명세서에서는 생략하기로 한다.

다음에, 가산부(606)는 변환된 Vrd값과 Vrd=0을 가산하여 차이값을 PI 제어부(608)로 출력하고, PI 제어부(608)는 가산부(606)로부터 출력된 차이값에 근거하여 변환된 Vrd값이 제로(zero)가 되도록 PI 제어를 수행하고, 이때 위상각을 검출한다. 이어, 위상각 계산부(610)는 검출된 위상각에 대한 코사인 및 사인값을 계산하여 2상 회전 좌표계 변환부(604)로 출력함으로써, 2상 회전 좌표계 변환부(604)가 이들값을 2상 회전 좌표계 변환 알고리즘의 변수로 사용한다. 여기서, 2상 회전 좌표계 변환부(604), 가산부(606), PI 제어부(608), 위상각 계산부(610), 즉 참조번호(6000)로 표시된 부분은 통상적인 PLL(Phase-locked loop) 제어를 수행하는 부분으로서, 이에 대해서는 널리 알려져 있으므로 설명을 간단히 하기 위해 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 결론적으로, DSP(310-5)는 Vrd값이 제로가 되는 위상각이 검출되면, 이때의 Vrq값의 크기가 최대로 되는데 이 경우에 복전된 것으로 판단한다.

다시, 도 4를 참조하면, 단계(S416)에서의 판단결과가 긍정, 즉 복전된 경우, DSP(310-5)는 컨버터(308-1)를 제어하여 인버터(308-2) 내의 직류 버스 전압이 사전설정된 범위 내에서 유지되도록 하며, 운행중이던 엘리베이터 카를 계속 운행하도록 제어하기 위해 인버터(308-2)의 동작모드를 순간정전 이전의 운전 모드로 복귀시킨다. 즉, DSP(310-5)는 순간 정전이 발생한 경우에 컨버터(308-1)가 수행하던 기능을 일시적으로 인버터(308-2)가 수행하도록 한다. 다음에, 본 발명에 따른 프로세스는 단계(S410)로 진행하여 전술한 바와 같은 동작을 수행한다. 이와 달리, 단계(S416)에서의 판단결과가 부정, 즉 복전되지 않은 경우, 본 발명에 따른 프로세스는 단계(S418)로 진행한다.

단계(S418)에서, DSP(310-5)는 사전설정된 시간 내에 복전이 되지 않은 정전 상태인지 여부를 판단한다. 예를 들어, DSP(310-5)는 3상 전원(302)의 주파수가 50 내지 60 HZ의 상용 전원인 경우 10 ms 이내에 복전되지 않으면, 정전으로 판단한다. 여기서, 정전 판단 시간이 10 ms인 것으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 사용되는 3상 전원 주파수의 반주기 동안의 값을 사전설정된 시간으로 이용할 수도 있다.

단계(S418)에서의 판단결과가 부정, 즉 순간정전인 경우 본 발명에 따른 프로세스는 단계(S412)로 진행하여 전술한 바와 같은 동작을 수행한다. 이와 달리, 단계(S418)에서의 판단결과가 긍정, 즉 순간정전이 아닌 장시간 지속되는 영구정전인 경우, 본 발명에 따른 프로세스는 단계(S420)로 진행하여 통상적인 엘리베이터의 영구정전 운전모드를 실행한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 물리적인 전기회로를 사용하지 않으면서도 전력변환 제어장치 내에 마련된 DSP를 이용하여 순간정전 발생을 검출하고, 순간정전이 발생한 경우에도 안정적으로 엘리베이터를 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면 사전설정된 시간 이내의 순간정전 발생시, 엘리베이터를 비상정지시키지 않고 엘리베이터 자체에 축적된 에너지(예컨대, 위치에너지 또는 운동에너지)를 이용하여 복전될 때까지 엘리베이터를 안정적으로 운행시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명이 바람직한 실시예를 통해 설명되고 예시되었으나, 당업자라면 첨부한 청구 범위의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 여러 가지 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 엘리베이터 제어 장치에 있어서,

   3상 전원으로부터 입력되는 3상 교류전력을 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 변환하여 전동기 ― 상기 전동기는 엘리베이터를 구동시킴 ― 구동용 3상 교류전력을 생성하기 위한 전력변환수단과,

   홀 부름(hall call)에 응답하여 상기 엘리베이터를 운전하기 위한 인스트럭션(instruction)을 발생하기 위한 운전제어수단과,

   상기 운전제어수단으로부터 입력된 상기 인스트럭션에 응답하여 상기 전력변환수단을 통해 상기 전동기의 구동을 제어하며, 상기 3상 교류전력 및 상기 구동용 교류전력 각각의 전류값에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단하고 상기 판단 결과에 따라 상기 전력변환수단을 제어함으로써 상기 엘리베이터를 순간정전 운전모드, 영구정전 운전모드, 정상 운전모드 중 어느 하나로 동작시키기 위한 제어수단

   을 포함하되,

   상기 순간정전 운전모드에서는 상기 엘리베이터가 순간정전 발생 이전의 운전상태를 유지하는 엘리베이터 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 3상 교류전력 및 상기 구동용 교류전력 각각의 전류값을 측정하기 위한 수단을 더 포함하는 엘리베이터 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력변환수단은,

   상기 3상 교류전력을 3상 직류전력으로 변환시키기 위한 컨버팅(converting) 수단과,

   상기 3상 직류전력을 상기 구동용 교류전력으로 변환시키기 위한 인버팅(inverting) 수단

   을 포함하는 엘리베이터 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어수단은,

   상기 측정된 구동용 교류전력의 전류값에 근거하여 예측 전류값을 계산하고, 상기 계산된 예측 전류값과 상기 측정된 3상 교류전력의 전류값의 전류 차이값을 계산하고, 상기 전류 차이값에 대응하는 이득을 보정하여 예측 기준전압값을 계산하며, 상기 예측 기준전압값과 기준전압값의 차이인 에러(error) 전압값을 산출하기 위한 산출 수단

   을 포함하되,

   상기 기준전압값은 상기 제어수단이 상기 전력변환수단을 제어하기 위해 출력하는 전압값인 엘리베이터 제어 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제어수단은 사전설정된 시간 내에서만 상기 에러 전압값이 사전설정된 전압값 범위를 초과하여 변동하는 경우 순간정전으로 판단하여 상기 순간정전 운전모드로 상기 엘리베이터를 동작시키고, 상기 에러 전압값이 상기 사전설정된 시간 및 상기 사전설정된 전압값 범위를 초과하여 변동하는 경우 영구정전으로 판단하여 상기 영구정전 운전모드로 상기 엘리베이터를 동작시키며, 상기 에러 전압값이 상기 사전설정된 전압값 범위 이내인 경우 정상상태로 판단하여 상기 정상 운전모드를 수행하기 위한 구동용 교류전력을 상기 전동기로 출력하도록 상기 전력변환수단을 제어하는 엘리베이터 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 산출 수단은 상기 구동용 교류전력의 3상 전압 중 2상 전압을 선택하고, PLL(phased-lock loop) 알고리즘을 실행하여 상기 선택된 2상 전압 중 한 상의 전압값이 제로(zero)일 때 나머지 한 상의 전압값을 산출하고,

   상기 제어수단은 상기 산출된 전압값이 사전설정된 최대값인 경우 상기 정상 운전모드를 수행하기 위한 구동용 교류전력을 상기 전동기로 출력하도록 상기 전력변환수단을 제어하는 엘리베이터 제어 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 순간정전은 상기 3상 전원의 주파수의 반주기 시간으로 정의되는 사전 설정된 시간 이내의 정전인 엘리베이터 제어 장치.
8. 청구항 1에 기재된 엘리베이터 제어 장치를 통해 엘리베이터를 제어하기 위한 방법으로서,

   a) 엘리베이터의 홀 부름(hall call)에 대한 서비스를 수행하기 위한 인스트럭션을 수신하는 단계와,

   b) 상기 인스트럭션에 따라 상기 엘리베이터를 구동시키기 위한 3상의 구동용 교류전력 ― 상기 구동용 교류전력은 3상 전원으로부터 입력되는 3상 교류전력을 PWM 방식으로 변환한 교류전력임 ― 의 전압 및 전류를 제어하는 단계와,

   c) 상기 3상 교류전력의 전류값과 상기 구동용 교류전력의 전류값에 근거하여 순간정전 발생 여부를 판단하는 단계와,

   d) 상기 판단 결과에 따라 상기 엘리베이터를 순간정전 운전모드, 영구정전 운전모드, 정상 운전모드 중 어느 하나로 동작시키는 단계

   를 포함하되,

   상기 순간정전 운전모드에서는 상기 엘리베이터가 순간정전 발생 이전의 운전상태를 유지하는 엘리베이터 제어 방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 단계 c)는,

   c1) 상기 구동용 교류전력의 전류값에 근거하여 상기 엘리베이터의 구동시 인가될 전류값을 예측하는 단계와,

   c2) 상기 예측 전류값과 상기 3상 교류전력의 전류값의 차이인 전류 차이값을 계산하는 단계와,

   c3) 상기 전류 차이값에 해당하는 이득을 보정하여 예측 기준전압값을 계산하는 단계와,

   c4) 상기 예측 기준전압값과 기준전압값 ― 상기 기준전압값은 상기 엘리베이터의 구동시 인가되는 상기 구동용 교류전력의 값을 제어하기 위해 사용하는 전압값임 ― 의 차이인 에러 전압값을 계산하는 단계와,

   c5) 상기 에러 전압값이 사전설정된 전압값 범위를 초과하여 변동하는 경우 순간정전 및 영구정전 중 어느 하나로 판단하고, 상기 에러 전압값이 상기 사전설정된 전압값 범위 이내인 경우 정상상태인 것으로 판단하는 단계

   를 포함하는 엘리베이터 제어 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 단계 c5)는,

    c51) 상기 에러 전압값이 상기 사전설정된 시간 이내에서만 상기 사전설정된 전압값 범위를 초과하여 변동하는 경우에는 순간정전으로 판단하여 상기 순간정전 운전모드로 상기 엘리베이터를 동작시키는 단계와,

    c52) 상기 에러 전압값이 상기 사전설정된 시간 및 상기 사전설정된 전압값 범위를 초과하는 경우에는 영구정전으로 판단하여 상기 영구정전 운전모드로 상기 엘리베이터를 동작시키는 단계

    를 포함하는 엘리베이터 제어 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 단계 c)는,

    c1) 상기 구동용 교류전력의 3상 전압 중 2상 전압을 선택하는 단계와,

    c2) PLL(phased-lock loop) 알고리즘을 실행하여, 상기 선택된 2상 전압 중 한 상의 전압값이 제로(zero)일 때 나머지 한 상의 전압값을 산출하는 단계와,

    c3) 상기 산출된 전압값이 사전설정된 최대값인 경우 상기 엘리베이터를 상기 정상 운전모드로 동작시키는 단계

    를 더 포함하는 엘리베이터 제어 방법.
12. 제 8 항에 있어서,

    상기 순간정전은 상기 3상 전원의 주파수의 반주기 시간으로 정의되는 사전설정된 시간 이내의 정전인 엘리베이터 제어 방법.

Images