KR100958298B1 - 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법 및 장치 - Google Patents

승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간소한 장비를 이용하여 승강기의 언밸런스하중 및 최대적재하중을 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 승강기 최대적재하중 측정방법은, (a) 승강기를 무부하 운전하여 무부하시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST100); (b) 카(22)에 승강기의 정격하중에 비해 50% 이하의 소정 비율로 감소된 시험하중을 적재하고 승강기를 운전하여 시험하중 적재시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST110); (c) "(무부하 언밸런스하중-시험하중):시험하중 적재시 전동기 회전력 = 무부하 언밸런스하중:무부하시 전동기 회전력"의 비례식을 이용하여 무부하 언밸런스하중을 연산하는 단계(ST120); (d) "Tbw/Tcar = Exp(μθ)"의 장력식(여기서 Tbw는 균형추측 하중이고, Tcar는 무부하시 카측 하중이고, μ는 로프풀리에서의 마찰계수이고, θ는 로프의 권부각)으로부터 마찰계수 μ를 연산하는 단계(ST130); 및 (e) 상기 단계 (d)에서 구해진 마찰계수 μ를 이용하여, "(Tcar+최대적재하중)/Tbw = Exp(μθ)"의 장력식으로부터 최대적재하중을 연산하는 단계(ST140);를 포함하여 구성되며, 카(22)와 같은 중량 설비의 하중을 모르는 상황에서도 간소한 장비를 이용하여 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중을 측정할 수 있으며, 정격하중에 비해 매우 작은 시험하중을 이용하여 측정작업이 간편하고 안전사고 발생 위험이 거의 없는 효과를 갖는 것이다.
승강기, 언밸런스하중, 최대적재하중, 시험하중, 토크, 장력식, 마찰계수

Description

승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법 및 장치{Unbalance load and max load measurement method and device for elevator}
본 발명은 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 카 및 균형추의 하중을 모르는 상황에서도 매우 간소한 장비로 승강기의 언밸런스하중 및 최대적재하중을 구할 수 있으며, 측정절차가 간편하고 측정작업시 안전사고 등이 발생하지 않는 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 승강기는 건물에 수직으로 형성된 승강로를 따라 카를 승강시켜 승객을 원하는 층으로 이동시키는 장치이다. 이러한 승강기는 로프를 이용하여 카를 승강시키는 권상방식으로 구성된다.
도 1은 권상박식의 일반적인 승강기 구조를 보여준다. 도 1을 참조하면, 건물 내부에 수직으로 형성된 승강로(10)의 상부에는 기계실(12)이 형성된다. 기계실(12)에는 승강기의 승강 구동을 위한 전동기(14)가 설치되며, 전동기(14)의 회전 축에는 감속기(16)가 연결된다. 감속기(16)를 매개로 하여 전동기(14)의 회전축과 연결되는 로프풀리(18)에는 로프(20)가 권취되며, 로프(20) 양단에 카(22)와 균형추(24)가 연결된다. 이러한 승강기는 균형추(24)로 카(22)의 하중을 보상한 상태에서 전동기(14)의 회전력으로 카(22)를 승강시키며, 도시되지 않는 제동장치를 이용하여 카(22)를 정지시킨다.
통상 승강기는 최초 설계단계에서 카(22) 및 균형추(24)의 하중, 전동기(14)의 토크 등에 의해 정격하중이 결정된다. 정격하중은 승강기에 적재를 허용하는 허용하중을 의미한다. 통상 승강기의 정격하중은 실제로 적재 가능한 최대적재하중에 비해 낮은 값으로 결정된다. 예컨대, 정격하중은 승강기의 최대적재하중을 안전율로 나눈 값 이하의 값으로 결정된다. 위와 같은 정격하중은 대개 카(22) 내부에 표시되어 관리자 및 이용자들이 확인할 수 있도록 한다.
그런데, 승강기를 장시간 이용하게 되면, 승강기의 보수 및 설계변경, 로프풀리(18)의 마모, 로프(20)의 노후화 등 여러 가지 요인에 의해 승강기의 최대적재하중이 변하게 된다. 예컨대, 로프풀리(18)의 마모 및 로프(20)의 노후화가 승강기의 최대적재하중을 감소시키는 주요인이 되고, 또한 승강기를 이용하는 승객이 적은 경우 등에 전동기(14)의 부하부담 및 승강기의 소음을 줄이기 위해 균형추(24)의 하중을 줄이는 경우가 있으며, 이러한 이유들로 인해 승강기의 최대적재하중이 작아진다. 승강기의 최대적재하중 감소는 허용하중의 감소를 초래하며, 따라서 주기적으로, 또는, 부대시설의 추가 등이 발생할 경우 승강기의 최대적재하중을 새로 측정하고, 만약 최대적재하중이 크게 낮아졌다면 균형추(24)를 추가하거나 로프풀 리(18) 및 로프(20)를 교체하는 등의 보수작업을 해야 한다.
종래 승강기의 최대정격하중을 측정하는 방법은 다음과 같았다. 먼저 빈 카(22)의 하중을 알고 있는 상태라면, 카(22) 내부에 정격하중에 대응하는 무게추를 직접 실어보고 정상 운전 및 제동이 가능한지, 로프풀리(18)에서의 미끌림이 발생하는지 등을 통해 승강기의 최대적재하중을 테스트하였다. 그러나, 이러한 테스트방법으로는 승강기의 정확한 최대적재하중을 알아내기 어려우며, 정격하중에 대응하는 무게추가 상당히 무거워 이를 운반하는 등의 작업이 매우 번거롭고 무게추 이동중 안전사고가 발생될 위험성이 높은 문제점이 있었다.
다음으로, 빈 카(22)의 하중이나 균형추(24)의 하중을 모르는 상태라면, 카(22) 및 균형추(24)의 하중을 새로 측정해야 하는데, 협소한 승강로(10) 내에서 카(22)와 균형추(24)의 하중을 측정하는 작업이 상당히 어려운 문제점이 있었다. 예컨대, 인장저울을 이용하여 카(22)의 하중을 측정하는 경우, 체인블록과 대형의 와이어 등을 필요로 하는데, 이와 같은 중량의 장비들은 취급이 매우 곤란할 뿐만 아니라, 측정작업 중 안전사고가 발생되기 쉽다.
본 발명은 상기와 같은 종래 승강기의 카 및 균형추의 하중을 측정하는 방법 및 최대적재하중을 측정하는 방법에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 승강기의 전동기 회전력이 승강기의 하중변화에 비례하여 변하는 현상을 이용하여 매우 간소한 측정장비 및 경량의 시험하중으로 승강기 언밸런스하중을 연산하고 연산된 언밸런스하중에 따라 균형추의 하중을 가감하는 것으로 카와 균형추의 하중 밸런스를 적절하게 유지할 수 있으며, 승강기 언밸런스하중 및 로프의 장력식을 이용하여 승강기 최대적재하중을 연산함으로써 최대적재하중의 측정작업이 간편하고 무엇보다 측정작업 중 안전사고 발생의 위험성이 거의 없어 승강기의 안전관리가 용이하게 이루어지도록 하는 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법 및 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 승강기 언밸런스하중 측정방법은, 로프풀리(18)에 권취되는 로프(20) 양단에 카(22)와 균형추(24)가 연결되고, 전동기(14)를 이용해서 상기 로프풀리(18)를 회전시켜 카(22)를 승강시키는 승강기에서 상기 카(22)와 균형추(24)에 작용하는 승강기의 언밸런스하중을 측정하는 승강기 언밸런스하중 측정방법에 있어서, (a) 승강기를 무부하 운전하여 무부하시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST100); (b) 상기 카(22)에 승강기의 정격하중 에 비해 50% 이하의 소정 비율로 감소된 시험하중을 적재하고 승강기를 운전하여 시험하중 적재시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST110); 및 (c) "(무부하 언밸런스하중-시험하중):시험하중 적재시 전동기 회전력 = 무부하 언밸런스하중:무부하시 전동기 회전력"의 비례식을 이용하여 무부하 언밸런스하중을 연산하는 단계(ST120);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.하는 승강기 언밸런스하중 측정방법.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 승강기 최대적재하중 측정방법은, 로프풀리(18)에 권취되는 로프(20) 양단에 카(22)와 균형추(24)가 연결되고, 전동기(14)를 이용해서 상기 로프풀리(18)를 회전시켜 카(22)를 승강시키는 승강기에서 상기 카(22)에 적재 가능한 최대적재하중을 측정하는 승강기 최대적재하중 측정방법에 있어서, (a) 승강기를 무부하 운전하여 무부하시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST100); (b) 상기 카(22)에 승강기의 정격하중에 비해 50% 이하의 소정 비율로 감소된 시험하중을 적재하고 승강기를 운전하여 시험하중 적재시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST110); 및 (c) "(무부하 언밸런스하중-시험하중):시험하중 적재시 전동기 회전력 = 무부하 언밸런스하중:무부하시 전동기 회전력"의 비례식을 이용하여 무부하 언밸런스하중을 연산하는 단계(ST120); (d) "Tbw/Tcar = Exp(μθ)"의 장력식(여기서 Tbw는 균형추측 하중이고, Tcar는 무부하시 카측 하중이고, μ는 로프풀리에서의 마찰계수이고, θ는 로프의 권부각)으로부터 마찰계수 μ를 연산하는 단계(ST130); 및 (e) 상기 단계 (d)에서 구해진 마찰계수 μ를 이용하여, "(Tcar+최대적재하중)/Tbw = Exp(μθ)"의 장력식으로부터 최대적재하중을 연산하는 단계(ST140);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 만약 균형추측 하중 Tbw를 알고 있는 상태라면, 상기 단계(c)로부터 연산된 무부하 언밸런스하중을 이용하여"무부하 언밸런스하중 = Tbw - Tcar"의 관계식으로부터 Tcar를 연산하고, Tbw 및 Tcar를 상기 단계(d)의 장력식에 대입하여 마찰계수 μ를 연산한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계(d)는, (d-1) 빈 카(22)를 고정시킨 후 균형추(24)에 의해 로프(20)가 미끌릴 때 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST132); (d-2) 균형추(24)를 바닥에 지지한 상태에서 빈 카(22)를 들어올릴 때 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST134); 및 (d-3) 상기 단계(d-1)에서 측정된 값을 상기 단계(d-2)에서 측정된 값으로 나누어 "Tbw/Tcar"를 연산하는 단계(ST136);를 포함한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 승강기 최대적재하중 측정장치는, 상기한 승강기 최대적재하중 측정방법을 구현하기 위한 승강기 최대적재하중 측정장치로서, 상기 전동기(14)의 회전력을 측정하기 위한 전동기회전력측정수 단(30)과, 상기 전동기회전력측정수단(30)과 연결되며 측정된 회전력으로부터 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중을 연산하는 연산장치(32)를 포함한다.
본 발명의 승강기 언밸런스하중 측정방법에 따르면, 무부하시 전동기 회전력과 정격하중의 10% 정도의 시험하중 적재시 전동기 회전력을 각각 측정하여 이로부터 승강기의 무부하 언밸런스하중을 연산함으로써, 매우 간소한 장비로 카와 균형추 사이에 작용하는 언밸런스하중을 측정할 수 있으며, 측정된 언밸런스하중을 참조하여 균형추의 중량을 증감하는 것으로 승강기의 효율적인 관리를 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 승강기 최대적재하중 측정방법 및 장치에 따르면, 카와 균형추의 하중 비를 이용하여 무부하 상태에서의 로프의 장력식으로부터 로프풀리에서의 마찰계수를 구하고, 다시 승강기 언밸런스하중을 이용하여 최대적재하중 적재시의 로프의 장력식으로부터 최대적재하중을 연산함으로써, 매우 간소한 측정장비로 승강기 최대적재하중을 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 특히 카의 하중을 모르는 상황에서도 최대적재하중의 측정이 가능하며, 정격하중에 비해 매우 가벼운 시험하중을 이용함으로써 측정절차가 간편함은 물론 중량의 장비를 이용할 필요가 없는 등 안전사고 발생을 크게 경감시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
우선, 본 발명은 승강기의 부하변동에 따라 전동기의 회전력이 비례적으로 변화되는 특성을 이용하여 승강기 언밸런스하중을 연산하고, 이렇게 연산된 언밸런스하중을 이용하여 무부하시의 로프의 장력식 및 최대적재하중 적재시의 로프의 장력식으로부터 승강기 최대적재하중을 연산하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이하의 실시예에서는 전동기에 토크계를 설치하여 전동기의 회전력을 측정하는 것을 예시하겠지만, 이는 단지 하나의 실시태양일 뿐, 당업자라면 본 발명의 기술사상으로부터 다양한 실시태양으로 전동기 회전력을 측정할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명에서 언급되는 "언밸런스하중"이라 함은, 승강기의 카와 균형추 사이에 언밸런스하게 작용하는 하중으로서, 실제로 언밸런스 하중은 카에 적재되는 하중에 의해 변화되는 것이지만, 이하의 설명에서 "언밸런스하중"은 무부하시에 균형추의 하중에서 빈 카의 하중을 뺀 값인 "무부하 언밸런스하중"과 같은 의미로 통용된다.
도 2는 본 발명에 따른 승강기 최대적재하중 측정장치의 설치예를 보인 사시도이다. 도 2를 참조하면, 건물 내부에 수직으로 형성된 승강로(10)의 상부에는 기계실(12)이 형성된다. 기계실(12)은 승강기의 승강 구동을 위한 구성들이 설치되는 개소로서, 도시한 바와 같이 전동기(14)가 설치되며, 전동기(14)의 RPM을 강하시키기 위해 전동기(14)의 회전축에는 감속기(16)가 연결된다. 감속기(16)를 매개로 하여 전동기(14)의 회전축에는 로프풀리(18)가 연결되며, 로프풀리(18)에 권취되는 로프(20)의 양단에는 카(22)와 균형추(24)가 연결된다. 그리고, 도시 안된 제동장 치가 전동기(14)의 회전축에 설치되어 카(22)의 승강을 정지시킨다. 이와 같은 승강기의 구조는 통상의 승강기 구조와 다름없다.
위와 같은 구조에서, 도 2에 도시한 바와 같이 전동기(14)에는 전동기회전력측정수단(30)이 설치된다. 바람직하게는, 전동기회전력측정수단(30)은 전동기(14)의 토크를 측정하는 토크계이다. 물론, 앞서 언급한 바와 같이, 토크계 이외에 전동기(14)의 회전력을 측정하기 위한 다양한 측정수단이 설치될 수 있다. 그리고 전동기회전력측정수단(30)에는 연산장치(32)가 연결된다. 연산장치(32)는 전동기회전력측정수단(30)의 출력을 이용하여 승강기의 언밸런스하중 및 최대적재하중을 연산하는 장치로서, 전동기회전력측정수단(30)의 아날로그 출력을 디지털 신호로 변환하는 AD컨버터, AD컨버터의 출력값을 이용하여 무부하 언밸런스하중, 로프풀리(18)에서의 마찰계수, 승강기의 최대적재하중 등을 연산하는 마이크로프로세서, 마이크로프로세서에서 연산된 결과를 화면으로 출력하는 표시수단 및 사용자가 기본적인 파라미터를 입력하는 키입력수단 등으로 구성된다.
도 3은 상기 연산장치(32)에서 승강기 최대적재하중을 연산하는 방법을 단계적으로 보인 흐름도이다. 이를 참조하여 본 발명에 따른 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 기본적인 승강기 구조에 도 2에 도시한 바와 같은 전동기회전력측정장치(30) 및 연산장치(32)를 설치한 상태에서, 승강기를 무부하 운전하여 무부하 운전시 전동기(14)의 회전력을 측정한다(ST100). 이때, 카(22) 내부에는 아무런 하중도 적재하지 않은 상태이므로, 균형추(20)의 하중이 카(22)의 하중보다 높은 무부 하 언밸런스하중이 작용하는 상태이며, 따라서 바람직하게는 균형추(20)를 들어올리는 방향으로 카(22)를 하강 운전하고 이때의 전동기(14) 토크를 측정한다.
다음으로, 카(22) 내부에 승강기의 정격하중에 비해 50% 이하의 소정 비율로 감소된 시험하중을 적재하고 승강기를 운전하여 시험하중 적재시 전동기(14)의 회전력을 측정한다(ST110). 이와 같이, 시험하중을 정격하중의 50% 이하로 제한하는 이유는, 시험하중을 적재한 상태에서 카(22)와 균형추(24) 사이에서 어느 정도의 언밸런스하중이 작용하도록 하여, 전동기(14)의 회전력으로 카(22)를 하강시키는 조건을 갖추기 위함이다. 만약, 시험하중이 정격하중의 50%를 초과한다면, 카(22)측의 하중이 더 높은 언밸런스하중이 작용하게 되므로 카(22)를 상승시켜 전동기(14)의 토크를 측정할 수 있겠으나, 시험하중이 지나치게 높으면 운반 및 취급상 곤란함이 발생하므로, 이는 부적합한 방법이라 하겠다.
바람직하게는, 단계 ST110에서는 승강기의 정격하중에 비해 10% 내외의 시험하중을 적재하고 시험하중 적재시 전동기(14)의 토크를 측정한다. 예컨대, 승강기의 정격하중이 1000kg일 경우 100kg의 시험하중을 카(22) 내부에 적재한다. 100kg의 시험하중은 25kg의 무게추 네 개를 적재하는 것으로 달성될 수 있다. 지나치게 작은 시험하중은 시험오차가 발생될 수 있으며, 지나치게 많은 시험하중은 무게추 등의 운반 등이 어려우므로, 10-20%의 시험하중이 가장 적합하다. 이와 같이 본 발명의 언밸런스하중 및 최대적재하중 측정방법은 종래 정격하중에 상당하는 하중을 카(22)에 적재하여 최대적재하중을 테스트하는 방식에 비해 상당히 가벼운 시험하중을 이용하므로, 시험하중의 운반 및 취급이 용이하다.
위와 같은 두 단계(ST100, ST110)를 통해 무부하시 전동기 회전력과, 시험하중 적재시 전동기 회전력을 얻을 수 있으며, 시험하중은 미리 선택된 값이므로 고정된 값이다. 그리고 무부하시에 전동기(14)가 카(22)를 하강할 때 전동기(14)에 작용하는 하중은 무부하시에 카(22)와 균형추(24) 사이에 작용하는 언밸런스하중, 즉, 무부하 언밸런스하중이며, 시험하중을 적재한 경우 전동기(14)에 작용하는 하중은 무부하 언밸런스하중에서 시험하중을 감한 값이므로, 무부하 언밸런스하중을 미지수 X로 하는 다음의 비례식이 성립된다.
(X - 시험하중):시험하중 적재시 전동기 토크 = X:무부하시 전동기 토크
위와 같은 비례식을 이용하여 무부하 언밸런스하중을 연산한다(ST120). 즉, 단계 ST120에서 빈 카(22)의 하중 및 균형추(24)의 하중을 별도로 측정하지 않고도, 카(22)와 균형추(24) 사이에 작용하는 언밸런스하중을 구할 수 있다. 일실시예로서, 정격하중이 1000kg인 승강기에 대해 시험하중을 100kg으로 하여 상기한 두 단계(ST100, ST110)를 테스트할 때, 무부하시 전동기 토크가 대략 250kgm, 시험하중 적재시 전동기 토크가 대략 200kgm로 측정되었다.
따라서, 상기한 비례식으로부터 다음과 같은 식이 구해진다.
(X - 100):200 = X:250
위 식으로부터 얻어진 언밸런스하중은 500kg이다.
즉, 빈 카(22)의 카측 하중에 비해 균형추(24)측 하중이 500kg 크다는 것을 의미한다. 이러한 언밸런스하중은 여러 가지 용도로 이용될 수 있다. 예컨대, 언밸런스하중이 지나치게 작거나 큰 경우, 균형추(24)를 가감하는 보수작업을 통해 카(22)와 균형추(24)의 하중 밸런스를 적절하게 조절할 수 있다. 만약, 승강기 이용객이 비교적 적어 전동기(14)의 부하부담을 줄이는 보수작업이 필요한 경우, 위와 같은 방법으로 언밸런스하중을 측정하고, 승강기의 안전율이 허용하는 범위 내에서 언밸런스하중을 낮추는 보수작업을 실시할 수 있을 것이다.
다음으로, 도 3을 참조하여 승강기 최대적재하중을 측정하는 방법에 대하여 계속하여 설명한다.
단계 ST130으로 진행하여, 무부하 상태에서의 로프(20)의 장력식을 이용하여 마찰계수 μ를 연산한다(ST130). 로프(20)의 양단에는 카(22)와 균형추(24)가 매달려 있으며, 로프(20)가 감기는 각도인 권부각을 θ라고 할 때, 다음의 장력식이 성립된다.
Tbw/Tcar = Exp(μθ)
여기서, Tbw는 균형추측 하중이고, Tcar는 무부하시 카측 하중이고, μ는 로프풀리에서의 마찰계수이고, θ는 로프의 권부각이다.
상기 장력식에서 "Tbw/Tcar"는 다양한 방법으로 얻을 수 있다. 예컨대, 균형추(24)의 하중을 알고 있는 상태라면, 단계 ST120에서 연산된 무부하 언밸런스하중을 이용하여 "무부하 언밸런스하중 = Tbw - Tcar"의 관계식으로부터 Tcar를 구할 수 있다. 이때, 균형추(24) 및 카(22) 각각에 연결된 로프(20)의 하중은 상대적으로 매우 낮으므로 무시할 수 있을 것이다. 로프(20)의 권부각은 고정된 상수이므로, 상기 장력식으로부터 마찰계수 μ를 연산할 수 있다.
다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같은 방법으로 마찰계수 μ를 연산할 수도 있다. 먼저, 빈 카(22)를 고정시킨 후 균형추(24)에 의해 로프(20)가 미끌릴 때 전동기(14)의 회전력을 측정한다(ST132). 카(22)가 고정된 상태이므로, 균형추(24)에 의해 로프(20)가 미끌릴 때의 전동기 토크는 균형추측 하중에 비례한다. 따라서, 단계 ST132에서 균형추측 하중에 비례하는 값을 얻을 수 있다. 다음으로, 균형추(24)를 바닥에 지지한 상태에서 빈 카(22)를 들어올릴 때 전동기(14)의 회전력을 측정한다(ST134). 균형추(24)가 바닥에 지지된 상태이므로, 빈 카(22)를 들어올릴 때의 전동기 토크는 빈 카(22)의 카측 하중에 비례한다. 따라서, 단계 ST134에서 무부하시 카측 하중에 비례하는 값을 얻을 수 있다. 다음으로, 상기 단계 ST132에서 측정된 값을 상기 단계 ST134에서 측정된 값으로 나누면, "Tbw/Tcar"이 구해진다(ST136). 이제 "Tbw/Tcar"를 단계 ST130의 장력식에 대입하면, 마찰계수 μ를 연산할 수 있다.
일실시예로서, 단계 ST132에서 측정된 전동기 토크가 815kgm, 단계 ST134에서 측정된 전동기 토크가 560kgm로 측정되었다. 그리고, 로프(20)의 권부각은 2π/3이다.
따라서, 다음과 같은 장력식이 성립된다.
815/560 = Exp(μ*2π/3)
위 식으로부터 얻어진 마찰계수 μ는 0.177이다.
이제, 상기한 단계들을 통해서 얻어진 값들을 이용하여 승강기 최대적재하중 을 연산할 수 있게 되었다. 도 3을 참조하면, 단계 ST140으로 진행되어, 최대적재하중 적재시의 장력식을 이용해 최대적재하중을 연산한다(ST140). 만약, 카(22) 내부에 최대적재하중이 적재된 상태라고 가정한다면, 균형추측 하중에 비해 카측 하중이 상당히 높은 언밸런스하중이 작용하게 되며, 이때에는 다음과 같은 장력식이 성립된다.
(Tcar+최대적재하중)/Tbw = Exp(μθ)
만약, 균형추측 하중을 알고 있는 상태라면, 균형추측 하중 Tbw에서 무부하 언밸런스하중을 감하여 무부하시 카측 하중 Tcar를 구할 수 있으며, 상기 식에서 최대적재하중만 미지수로 남게 된다. 따라서, 최대적재하중을 쉽게 구할 수 있다.
만약, 균형추측 하중을 모르는 상태라면, 단계 ST130에서의 무부하시 장력식으로부터 다음의 수식이 얻어지다.
Tbw/Tcar = Exp(0.177*2π/3)
이 수식은 다음의 수식으로 변환되고,
(Tcar+500)/Tcar = Exp(0.177*2π/3)
위 수식으로부터 구해진 Tcar의 값은 대략 1114kg이다.
다음의 수식은 위에서 구해진 Tcar의 값을 이용하여 단계 ST140에서 최대적재하중을 연산하는 수식을 보여준다.
(Tcar+최대적재하중)/(Tcar+언밸런스하중) = Exp(μθ)
위 수식에 앞의 단계들을 거쳐 구한 "Tcar=1114kg, 언밸런스하중=500kg, μ=0.177, θ=2π/3"의 파라미터들을 대입하면, 대략 1224kg의 최대적재하중을 연산할 수 있다.
앞에서 실시된 시험치는 정격하중이 1000kg인 승강기에 대한 것으로서, 본 발명에 따른 측정방법에 의해 얻어진 언밸런스하중은 500kg이고 최대적재하중은 1224kg이다. 최대적재하중을 안전율 1.1로 나누어도 1113kg으로서 정격하중 1000kg에 비해 높음을 알 수 있으며, 따라서 시험대상 승강기는 정격하중 1000kg을 안전하게 견인할 수 있는 것으로 판단된다.
전술한 실시예는 토크계를 이용하여 전동기(14)의 회전력을 측정하였으나, 이는 이와 균등한 다양한 측정수단으로 대체될 수 있을 것이다. 또한, 상기한 실시예에서 언급되지는 않았지만, 최종적으로 측정된 최대적재하중은 약간의 오차를 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 로프풀리(18)와 로프(20)의 마찰지점에서의 정지마찰계수 및 운전마찰계수, 승강기의 노후도 등을 고려하여 다소 보정될 수도 있다. 그리고 일정속도를 감속하여 측정한 경우에도 관성모멘트를 고려하여 측정된 최대적재하중을 보정할 수 있을 것이다.
한편, 도 3에 도시된 흐름도에서, 각 단계들은 순서를 달리할 수도 있다. 예를 들어, 단계 ST100 및 ST110의 측정단계는 서로 순서를 달리하여 실시될 수 있으며, 단계 ST132 및 ST134의 측정단계 역시 서로 순서를 달리하여 실시될 수 있을 것이다.
이상 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
도 1은 일반적인 승강기 구조를 보인 사시도
도 2는 본 발명의 승강기 최대적재하중 측정장치의 설치예를 보인 사시도
도 3은 본 발명의 승강기 최대적재하중 측정방법의 예를 보인 흐름도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 승강로 12 : 기계실
14 : 전동기 16 : 감속기
18 : 로프풀리 20 : 로프
22 : 카 24 : 균형추
30 : 전동기회전력측정수단 32 : 연산장치

Claims (5)

  1. 로프풀리(18)에 권취되는 로프(20) 양단에 카(22)와 균형추(24)가 연결되고, 전동기(14)를 이용해서 상기 로프풀리(18)를 회전시켜 카(22)를 승강시키는 승강기에서 상기 카(22)와 균형추(24)에 작용하는 승강기의 언밸런스하중을 측정하는 승강기 언밸런스하중 측정방법에 있어서,
    (a) 승강기를 무부하 운전하여 무부하시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST100);
    (b) 상기 카(22)에 승강기의 정격하중에 비해 50% 이하의 소정 비율로 감소된 시험하중을 적재하고 승강기를 운전하여 시험하중 적재시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST110); 및
    (c) "(무부하 언밸런스하중-시험하중):시험하중 적재시 전동기 회전력 = 무부하 언밸런스하중:무부하시 전동기 회전력"의 비례식을 이용하여 무부하 언밸런스하중을 연산하는 단계(ST120);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 승강기 언밸런스하중 측정방법.
  2. 로프풀리(18)에 권취되는 로프(20) 양단에 카(22)와 균형추(24)가 연결되고, 전동기(14)를 이용해서 상기 로프풀리(18)를 회전시켜 카(22)를 승강시키는 승강기에서 상기 카(22)에 적재 가능한 최대적재하중을 측정하는 승강기 최대적재하중 측 정방법에 있어서,
    (a) 승강기를 무부하 운전하여 무부하시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST100);
    (b) 상기 카(22)에 승강기의 정격하중에 비해 50% 이하의 소정 비율로 감소된 시험하중을 적재하고 승강기를 운전하여 시험하중 적재시 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST110); 및
    (c) "(무부하 언밸런스하중-시험하중):시험하중 적재시 전동기 회전력 = 무부하 언밸런스하중:무부하시 전동기 회전력"의 비례식을 이용하여 무부하 언밸런스하중을 연산하는 단계(ST120);
    (d) "Tbw/Tcar = Exp(μθ)"의 장력식(여기서 Tbw는 균형추측 하중이고, Tcar는 무부하시 카측 하중이고, μ는 로프풀리에서의 마찰계수이고, θ는 로프의 권부각)으로부터 마찰계수 μ를 연산하는 단계(ST130); 및
    (e) 상기 단계 (d)에서 구해진 마찰계수 μ를 이용하여, "(Tcar+최대적재하중)/Tbw = Exp(μθ)"의 장력식으로부터 최대적재하중을 연산하는 단계(ST140);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 승강기 최대적재하중 측정방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    만약 균형추측 하중 Tbw를 알고 있는 상태라면, 상기 단계(c)로부터 연산된 무부하 언밸런스하중을 이용하여"무부하 언밸런스하중 = Tbw - Tcar"의 관계식으로부터 Tcar를 연산하고, Tbw 및 Tcar를 상기 단계(d)의 장력식에 대입하여 마찰계수 μ를 연산하는 것을 특징으로 하는 승강기 최대적재하중 측정방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 단계(d)는,
    (d-1) 빈 카(22)를 고정시킨 후 균형추(24)에 의해 로프(20)가 미끌릴 때 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST132);
    (d-2) 균형추(24)를 바닥에 지지한 상태에서 빈 카(22)를 들어올릴 때 전동기(14)의 회전력을 측정하는 단계(ST134); 및
    (d-3) 상기 단계(d-1)에서 측정된 값을 상기 단계(d-2)에서 측정된 값으로 나누어 "Tbw/Tcar"를 연산하여 상기 단계(d)의 장력식에 대입하는 단계(ST136);를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기 최대적재하중 측정방법.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 승강기 최대적재하중 측정방법을 구현하기 위한 승강기 최대적재하중 측정장치로서, 상기 전동기(14)의 회전력을 측정하기 위한 전동기회전력측정수단(30)과, 상기 전동기회전력측정수단(30)과 연 결되며 측정된 회전력으로부터 승강기 언밸런스하중 및 최대적재하중을 연산하는 연산장치(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강기 최대적재하중 측정장치.
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