KR100871514B1 - 엘리베이터의 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

2 대의 권상기에 걸리는 로프 장력을 밸런스 시키면서 속도 제어할 수 있는 엘리베이터의 제어 시스템을 제공한다. 2 대의 권상기와 2 대의 권상기에 현가 한 2 개의 로프와 2 개의 로프의 일단에 각각 맞물림된 엘리베이터 칸과, 2 개의 로프 타단에 맞물림된 균형추와 2 대의 권상기를 구동하는 구동 제어 장치를 구비한 엘리베이터의 제어 시스템에 있어서, 2 개의 로프의 각각의 로프 장력을 검출하는 장력 검출기와, 상기 장력 검출기에 의해 검출되는 2 개의 로프의 장력차에 따라 상기 구동 제어 장치에 피드백 제어 신호를 출력하여 로프 장력을 밸런스 시킬 수 있도록 권상기의 회전 속도를 제어하는 보상기를 구비한다.

권상기, 로프, 장력, 밸런스, 엘리베이터, 균형추, 검출기, 장력차

Description

엘리베이터의 제어 시스템{CONTROL SYSTEM FOR ELEVATOR}

본 발명은 2 대(또는 그 이상)의 권상기로 하나의 엘리베이터 칸을 구동하는 타입의 엘리베이터의 제어 시스템에 관한 것이다.

기계실 엘리베이터 등에서는 엘리베이터 칸의 이동 공간과 승강로벽과의 사이에 권상기를 설치하기 위하여, 권상기의 소형화가 요구되고 있다. 예를 들면, 권상기를 승강로 하부의 피트(pit)에 배치한 것이나, 승강로 측면의 벽과 엘리베이터 칸과의 틈새에 배치한 것이 있다.

그러나, 대용량의 엘리베이터에서는 전동기의 출력이 크기 때문에 소형화에는 한계가 있고, 권상기의 설치를 위해서 승강로 치수가 커진다고 하는 문제가 있었다. 여기서, 엘리베이터 칸을 구동하는 권상기를 2 대 사용하고, 1 대당의 소요 토크(torque)를 감소시키는 것으로 권상기를 엘리베이터 칸의 이동 공간과 승강로벽과의 사이의 공간에 설치할 수 있는 엘리베이터가 제안되고 있다.

이와 같은 엘리베이터에서, 로프를 감아올려서 엘리베이터 칸을 구동할 때, 2 대의 권상기에 걸리는 로프의 장력(tension)을 동일하게 할 필요가 있고, 단 2 대의 권상기를 속도 제어하는 것만으로는 그 목적이 달성되지 않는다.

즉, 이와 같은 엘리베이터의 제어 시스템은 권상기와 구동 장치로 이루어지는 구동 제어 시스템을 늘어놓고, 각각의 권상기를 운행 관리부로부터의 속도 지령에 근거해 회전 속도가 지령에 추종하도록 제어하는 것이다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특공평 7-42063호 공보(도 5)

그러나, 상술한 종래의 엘리베이터의 제어 시스템에서 통상은 2 개의 로프의 장력이 평형을 이룬 상태를 유지하면서 엘리베이터 칸이 구동 제어되지만, 쉬브(sheave)의 그루브(groove)의 마모나 쉬브의 유효지름의 차에 의해서, 로프 속도에 차가 생기면 상승시에는 로프 속도가 빠른 쪽의 로프 장력이 커진다. 반대로 하강시에는 로프 속도가 늦은 쪽의 로프 장력이 커진다. 이와 같이, 로프 장력에 차가 생기면 승차감이 악화되는 것뿐만 아니라, 엘리베이터 칸의 변형이나 레일에의 과대한 부하 등에 의해, 기기에의 악영향이 생긴다. 또, 다른 한쪽의 모터에 부하가 치우치므로, 구동 능력이 저하한다고 하는 문제도 있다.

본 발명은 상술한 종래예에 관한 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 2 대(또는 그 이상)의 권상기로 하나의 엘리베이터 칸을 구동하는 타이프로의 엘리베이터의 제어 시스템에 있어서, 2 대의 권상기에 걸리는 로프 장력을 밸런스 시키면서 속도 제어할 수 있는 엘리베이터의 제어 시스템을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 장치는 2 대의 권상기와, 2 대의 권상기에 현가(懸架)한 2 개의 로프와, 2 개의 로프의 일단(一端)에 맞물림(係合)된 엘리베이터 칸과, 2 개의 로프 타단(他端)에 맞물림된 균형추와, 2 대의 권상기를 구동하는 구동 제어 장치를 구비한 엘리베이터의 제어 시스템에 있어서, 2 개의 로프의 각각의 로프 장력을 검출하는 장력 검출기와, 상기 장력 검출기에 의해 검출되는 2 개의 로프의 장력차에 따라 상기 구동 제어 장치에 피드백 제어 신호를 출력하여 로프 장력을 밸런스 시킬 수 있도록 권상기의 회전 속도를 제어하는 보상기를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 2 대의 권상기로 하나의 엘리베이터 칸을 구동하는 타입의 엘리베이터의 제어 시스템에 있어서, 2 대의 권상기에 걸리는 로프 장력을 밸런스 시키면서 속도 제어할 수 있다.

이하, 본 발명이 도시되는 실시 형태에 근거하여 설명한다.

실시 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 엘리베이터의 제어 시스템의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 엘리베이터의 제어 시스템은 권상 모터(1a, 1b), 브레이크(2a, 2b), 쉬브(3a,3b)로 구성되는 2 대의 권상기(4a, 4b)를 구비하고, 쉬브(3a,3b)에 로프(5a, 5b)가 각각 현가되어 있다. 로프(5a, 5b)의 일단은 스프링(8a, 8b)를 통하여 엘리베이터 칸(6)에 맞물림되고, 이 타단은 각각 균형추(7a, 7b)에 접속되어 있다. 상기 권상기(4a, 4b)의 회전 속도는 속도 검출기(9a, 9b)에 의해 각각 검출되고, 로프(5a, 5b)의 장력은 하중 검출기(10a, 10b)에 의해 각각 검출되도록 되어 있다.

여기서, 하중 검출기(10a, 10b)는 엘리베이터 칸(6)내의 승객의 승하차로 하 중이 증감하여 신축하는 용수철 변위를 측정하는 것으로 엘리베이터 칸내 하중을 검출하는 저울 장치로서 기능하는 것으로 스프링 변위는 원리적으로 로프로 장력에 비례하기 때문에, 로프 장력을 측정하고 있게 되고, 장력 검출기로서의 기능도 겸한다.

상기 권상 모터(1a, 1b)는 구동 제어 장치(11)에 의해 구동 제어되도록 되어 있다. 이 구동 제어 장치(11)는 엘리베이터 칸(6)의 주행 패턴을 결정하여 속도 지령을 송출하는 운행 관리부(12)와, 운행 관리부(12)로부터의 속도 지령과 속도 검출기(9a, 9b)에 의한 속도 검출치를 비교하고, 2 대의 권상 모터(1a, 1b)가 출력해야 할 토크를 각각 연산하여 토크 지령을 송출하는 속도 제어부(13a, 13b)와, 속도 제어부(13a, 13b)로부터의 토크 지령에 따라서 권상 모터(1a, 1b)의 발생하는 토크를 제어하기 위하여 지령을 송출하는 토크 제어부(14a, 14b)와, 토크 제어부(14a, 14b)로부터의 지령에 따라 권상 모터(1a, 1b)에의 공급 전력을 제어하는 전력 변환기(15a, 15b)로 구성된다.

또, 본 발명의 엘리베이터의 제어 시스템에는 장력 검출기로서의 하중 검출기(10a, 10b)에 의해 검출되는 2 개의 로프의 장력차에 따라 상기 구동 제어 장치(11)에 피드백 제어 신호를 출력하여 로프 장력을 밸런스 시킬 수 있도록 권상 모터(1a, 1b)의 회전 속도를 제어하는 보상기(16)를 구비하고 있다. 이 보상기(16)는 장력 검출기로서의 하중 검출기(10a, 10b)에 의해 검출되는 2 개의 로프의 장력차가 소정치를 넘었을 경우에만, 적어도 1 대의 권상기의 회전 속도를 제어하기 위하여 구동 제어 장치(11)에 피드백 제어 신호를 출력하도록 되어 있고, 로프 장력 의 차에 의해서 회전 속도가 높은 쪽의 권상 모터의 속도를 내려서 낮은 쪽으로 동등하게 되도록 움직인다.

도 2는 상기 보상기(16)의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 이 보상기(16)는 운행 관리부(12)로부터 속도 제어부(13(13a, 13b)을 총칭함)에 송출되고, 속도 지령에 대한 게인 K17을 보상하는 것으로 장력 검출기로서의 하중 검출기(10a, 10b)에 의해 검출되는 2 개의 로프의 장력차에 따라 게인 K의 보상량을 송출하는 보상 요소(18)와, 속도 검출기(9a, 9b)로부터의 속도 검출치 및 속도 제어부(13a, 13b)로부터의 토크 지령에 근거하여 속도가 낮은 권상기를 기준으로서 선택하고, 보상 요소(18)의 게인 K의 보상량을 작게 하여 속도가 높은 권상기 쪽을 게인 보정함으로써, 양 권상기의 속도, 즉 로프 장력을 일치시키는 동시에, 양 권상기의 속도차 또는 속도 피드백의 기본으로 속도 제어부(13a, 13b)로부터 각각 출력되는 토크 지령치의 차가 소정치보다 작을 때는 보상 요소(18)의 게인을 작게 하여 게인 K의 보정을 실시하지 않는 것에 의해, 토크차, 즉 편하중(偏荷重)에 대하여 둔감하게 하는 동적 보상 연산부(19)와, 보상 요소(18)로부터의 보상량이 소정치보다 큰 경우에 이상이라고 판단하여 비상 정지 지령을 송출하는 이상 검출부(20)를 구비하고 있다.

다음에, 도 1 및 도 2에 나타내는 구성을 구비하는 엘리베이터의 제어 시스템에 관한 동작에 대해 설명한다. 승강장이나 엘리베이터 칸(6)의 도시하지 않는 호출 버튼이 눌리면, 운행 관리부(12)는 엘리베이터 칸(6)의 주행 패턴을 결정하여, 속도 제어부(13)에 속도 지령을 출력한다.

속도 제어부(13)는 운행 관리부(12)로부터의 속도 지령과 속도 검출기(9a, 9b)에 의해 검출되는 2 대의 권상기(4a, 4b)(권상 모터(1a, 1b))의 회전 속도를 비교하고, 2 대의 권상 모터(1a, 1b)가 출력해야 할 토크를 연산하고, 토크 제어부(14a, 14b)에 토크 지령을 송출한다. 토크 제어부(14a, 14b)는 각각의 토크 지령에 따라서 전력 변환기(15a, 15b)를 조작하여 모터(1a, 1b)의 발생하는 토크를 제어한다.

이상의 구동 제어 장치(11)의 동작에 의해, 권상 모터(1a, 1b) 및 쉬브(3a,3b)의 회전 속도를 소정의 속도 패턴으로 제어하고, 로프(5a, 5b)를 트랙션(tractive menner) 구동하고, 엘리베이터 칸(6)을 목적층까지 옮긴다.

또, 엘리베이터 칸(6)이 목적층에 도착하면, 브레이크(2a, 2b)를 동작시켜서 쉬브(3a,3b)의 회전을 정지시키는 동시에, 권상 모터(1a, 1b)에의 급전을 끊어서 일련의 동작이 종료한다.

스프링(8a, 8b)는 로프(5a, 5b)로부터 엘리베이터 칸(6)에의 진동 전파를 막고, 승객의 쾌적한 승차감을 확보하기 위한 것이다. 또, 이 스프링(8a, 8b)은 엘리베이터 칸(6)내의 사람이 승하차하여 하중이 증감하면 신축하기 때문에, 스프링의 변위를 측정하는 것으로 엘리베이터 칸내 하중을 검출하는 것이 가능하다. 이 스프링 변위는 원리적으로 로프 장력에 비례하기 때문에, 로프 장력을 측정하고 있게 된다. 하중 검출기(10a, 10b)는 예를 들면 이 원리를 응용한 것이고, 로프(5a, 5b)의 장력을 검출한다. 또한, 로프 장력을 검출하는 방법은 그 밖에도 있으며, 여기서 설명하는 발명은 검출 방법에 관계없다.

또, 본 발명의 엘리베이터의 제어 시스템에서는 보상기(16)에 의해, 2 개의 로프의 장력차가 소정치를 넘었을 경우에만, 적어도 1 대의 권상기의 회전 속도를 제어하기 위하여 구동 제어 장치(11)에 피드백 제어 신호를 출력하도록 되어 있고, 로프 장력의 차에 의해서 회전 속도가 높은 쪽의 권상 모터의 속도를 내려서 낮은 쪽으로 동등하게 되도록 움직인다.

즉, 보상 요소(18)에 의해, 2 개의 로프의 장력차에 따라 운행 관리부(12)로부터 속도 제어부(13(13a,13b)를 총칭함)에 송출되는 속도 지령에 대한 게인 K의 보상량을 송출하도록 동작하고, 동적 보상 연산부(19)에 의해, 속도 검출기(9a, 9b)로부터의 속도 검출치 및 속도 제어부(13a, 13b)로부터의 토크 지령에 근거하여 속도가 낮은 권상기를 기준으로서 선택하고, 보상 요소의 게인 K의 보상량을 작게 하여 속도가 높은 권상기 쪽을 게인 보정함으로써, 양 권상기의 속도, 즉 로프 장력을 일치시키도록 동작한다.

따라서, 상술한 실시 형태에 의하면, 로프 장력이 밸런스 하도록 제어되기 때문에, 엘리베이터 칸이 다른 한쪽의 권상기에 치우쳐서 구동되는 문제가 발생하지 않는다. 즉, 2 대의 권상기에 걸리는 로프 장력을 밸런스 시키면서 속도 제어할 수 있다.

또, 엘리베이터 칸내 하중을 검출하는 저울 장치로서의 하중 검출기(10a, 10b)가 장력 검출기를 겸하고 있으므로 염가로 구성할 수 있다. 저울 검출시에 동작 불량의 체크가 가능하다.

또, 로프 장력이 낮은 쪽으로 피드백 제어하므로, 속도가 내려가는 쪽으로의 보상을 하는 것으로 안전 측면의 설계를 할 수 있다.

또, 로프 장력의 차가 소정치를 넘었을 경우에만 피드백하므로 편하중에 대하여 둔감하게 하여 불필요한 보상을 실시하지 않게 하는 것으로 오동작을 막는 것이 가능하다.

도 l은 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어 시스템의 전체 구성을 나타내는 블럭도.

도 2는 도 1에 나타내는 보상기의 내부 구성을 나타내는 블럭도.

Claims (3)

1. 2 대의 권상기와,

   2 대의 권상기에 현가(懸架)한 2 조의 로프와,

   2 조의 로프의 일단(一端)에 맞물림(係合)된 엘리베이터 칸과,

   2 조의 로프의 타단에 맞물림된 균형추와,

   2 대의 권상기를 구동하는 구동 제어 장치를 구비한 엘리베이터의 제어 시스템에 있어서,

   2 조의 로프의 각각의 로프 장력을 검출하는 장력 검출기와,

   상기 장력 검출기에 의해 검출되는 2 조의 로프의 장력차에 따라 상기 구동 제어 장치에 피드백 제어 신호를 출력하여 주행 중의 로프 장력차의 증대를 억제할 수 있도록 권상기의 회전 속도를 제어하는 보상기를 구비하고,

   상기 보상기는 상기 장력 검출기에 의해 검출되는 2 조의 로프의 장력차에 따라 게인의 보상량을 송출하는 보상 요소와, 속도가 낮은 권상기를 기준으로서 선택하고, 상기 보상 요소의 게인의 보상량을 작게 하여 속도가 높은 권상기 쪽을 게인 보정함으로써, 2조의 로프의 로프 장력을 일치시키는 동시에, 2대의 권상기의 토크 지령치의 차가 소정치보다 작을 때는 상기 보상 요소의 게인을 작게 하여 게인의 보정을 실시하지 않는 것에 의해, 토크차에 기초하는 편하중(偏荷重)에 대하여 둔감하게 하는 동적 보상 연산부와, 상기 보상 요소로부터의 보상량이 소정치보다 큰 경우에 이상이라고 판단하여 비상 정지 지령을 송출하는 이상 검출부를 가지 며,

   상기 장력 검출기에 의해 검출되는 2 조의 로프의 장력차가 소정치를 넘었을 경우에만, 적어도 1 대의 권상기의 회전 속도를 제어하기 위하여 상기 구동 제어 장치에 피드백 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 장력 검출기는 엘리베이터 칸내 하중을 검출하는 저울 장치를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 보상기는 2 조의 로프의 장력차에 따라 회전 속도가 낮은 권상기에 맞도록 회전 속도가 높은 권상기의 회전 속도를 낮추기 위해 보상하도록 상기 구동 제어 장치에 피드백 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어 시스템.

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