KR101332586B1 - 엘리베이터 도어 제어기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터 차체의 도어들을 작동시키기 위한 엘리베이터 도어 제어기 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 DC 전력을 차체로 전달하기 위한 이동 케이블을 포함한다. 상기 차체는 이동 케이블로부터의 DC 전력을 저장하기 위한 전력 저장 장치, 차체 도어들을 작동시키기 위한 DC 모터, 및 차체 도어들을 작동시키도록 DC 모터를 구동시키기 위하여 전력 저장 장치에 의해 전력을 받는 엘리베이터 도어 구동부를 포함한다.

Description

엘리베이터 도어 제어기 시스템{ELEVATOR DOOR CONTROLLER SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 엘리베이터 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 엘리베이터 시스템 내의 엘리베이터 도어 제어기 시스템에 관한 것이다.

통상적인 엘리베이터 시스템들은 로핑(roping)에 의하여 평형추에 부착되는 엘리베이터 차체를 포함한다. 호이스트 모터(hoist motor) 및 브레이크는 함께 작용하여 엘리베이터 샤프트 위 아래로 엘리베이터 차체 및 평형추를 이동시킴으로써 한 층에서 다른 층으로 승객 또는 수하물을 수송한다. 엘리베이터 구동부 및 제어기는 엘리베이터 시스템에 전력을 제공하고 상기 엘리베이터 시스템의 작동을 제어한다.

엘리베이터들의 도어 제어 시스템들은 엘리베이터 차체에 승객 또는 수하물을 싣거나 내릴 수 있도록 엘리베이터 도어들을 개방하고 폐쇄하는 데 이용된다. 통상적으로 도어 제어기 시스템으로의 급전(powering)은 전력을 공급하기 위한 제어기, 차체에 전력을 전달하기 위해 제어기와 차체를 연결하는 이동 케이블(travelling cable), 차체 설비들(car fixtures)을 작동시키기 위한 차체 작동 패널(car operating panel), 및 차체 도어들을 작동시키기 위한 도어 구동 시스템을 포함한다.

차체 작동 패널은 차체 내의 설비들, 예컨대 지시등(indicator light)들을 작동시키는 역할을 한다. 패널은 제어기의 DC 전원 유닛으로부터의 DC 전원에 의하여 전력을 받는다. 전력은 이동 케이블의 DC 전력 선들을 통해 차체 작동 패널로 전달된다.

통상적으로, 도어 구동 시스템은 변압기, 도어 모터 구동부 및 DC 모터를 포함한다. 도어 구동 시스템은 이동 케이블을 통해 AC 전력 선에 의하여 전력을 받는다. AC 전력은 변압기에 연결되어 DC 모터에 전력을 공급해서 엘리베이터 차체 도어들을 작동시키는 도어 모터 구동부에 공급하기 위한 DC 전력으로 전환된다.

추가적으로, 제어기는 정전(power outage)의 경우에 시스템에 지원 전력(backup power)을 제공하기 위한 구조 공급 유닛(rescue supply unit)을 포함한다. 이는 주 전원을 이용할 수 없는 경우에도 엘리베이터 차체 도어들이 개방되어 승객들이 빠져나갈 수 있게 한다.

본 발명의 목적은 적은 전력으로 엘리베이터 차체의 도어들을 작동시킬 수 있는 엘리베이터 도어 제어기 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예는 엘리베이터 차체의 도어들을 작동시키는 엘리베이터 도어 제어기 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 차체에 DC 전력을 전달하기 위한 이동 케이블, 이동 케이블로부터의 DC 전력을 저장하기 위한 전력 저장 장치, 차체 도어들을 작동시키기 위한 DC 모터, 및 차체 도어들을 작동시키도록 DC 모터를 구동하기 위하여 전력 저장 장치에 의해 전력을 받는 엘리베이터 도어 구동부를 포함한다.

엘리베이터 차체의 도어들을 작동시키기 위해 엘리베이터 도어 제어기 시스템에 급전하는 방법은 이동 케이블을 통해 엘리베이터 차체의 전력 저장 장치로 DC 전력을 공급하는 단계; 상기 전력 저장 장치 내에 상기 이동 케이블로부터의 DC 전력을 저장하는 단계; 및 상기 전력 저장 장치에 의하여 전력을 받은 엘리베이터 도어 구동부에 의하여 구동되는 DC 모터로 상기 도어들을 작동시키는 단계를 포함한다.

도 1은 종래기술의 엘리베이터 도어 제어기 시스템의 다이어그램;
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터 도어 제어기 시스템의 다이어그램;
도 3은 본 발명에 따른 전력 저장 장치의 일 실시예의 블록 다이어그램;
도 4는 엘리베이터 도어 시스템의 작동의 상이한 상태들과 관련된 전력 요구치들을 플로팅한 시간에 걸친 엘리베이터 도어 구동부의 전력 공급치의 그래프이다.

본 발명은 낮은 전압의 DC 전류에 의하여 전력을 받는 엘리베이터 도어 제어기 시스템을 제공한다. 엘리베이터 도어 제어기 시스템에서는, 일반적으로 엘리베이터 차체의 도어들이 개방되고 있을 때 전력에 대한 최대 요구치가 존재한다. 차체 도어들을 폐쇄하는 데에는 보다 적은 전력이 이용되며, 차체 도어들을 개방 또는 폐쇄된 상태로 유지하는 데에는 소량의 전력이 요구된다. 따라서, 엘리베이터 차체 도어들을 개방하기 위한 최대 전력 요구치들은 높은 반면, 시간에 걸쳐 엘리베이터 도어 제어기 시스템의 전력 요구치는 낮아진다(moderate). 최대 전력 요구치들을 공급하기 위하여, 엘리베이터 도어 제어기 시스템들은 통상적으로 이동 케이블을 통해 엘리베이터 차체로 이어진 고 전압 AC 전력 선을 필요로 한다. 본 발명은, 이동 케이블을 통해 전달되는 DC 전력을 낮은 전압으로 공급하고, 차체의 전력 저장 장치 내에 소정 시간에 걸쳐 상기 DC 전력을 저장한 다음, 요청 시 엘리베이터 차체 도어들을 개방하는 데 필요한 고 전압 레벨들에서 축적된 전력을 전달함으로써 AC 전력 선의 제거를 가능하게 한다.

도 1은 종래기술의 엘리베이터 도어 제어기 시스템의 다이어그램을 예시하고 있다. 상기 시스템은 제어기(10), 차체(12), 및 이동 케이블(14)을 포함한다. 통상적으로 엘리베이터 승강로의 상단부에 있는 기계실 영역에 배치되는 제어기(10)는 DC 전원 유닛(16), 구조 전원 유닛(20), 및 AC 전력 선(18)을 포함한다. 구조 전원 유닛(20)은 배터리(22), DC/AC 변환기(26), 및 DC/DC 변환기(24)를 포함한다. 이동 케이블(14)은 2 개의 AC 전력 와이어들(28) 및 2 개의 DC 전력 와이어들(30)을 포함한다. 차체(12)는 차체 작동 패널(32), 변압기(34), 도어 모터 구동부(36), 및 DC 모터(38)를 포함한다.

DC 전원 유닛(16)은 차체 작동 패널(32)에 연결되는 이동 케이블(14)의 DC 전력 와이어들(30)에 연결된다. AC 전력 선은 변압기(34)에 연결되는 이동 케이블(14)의 AC 전력 와이어들(28)에 연결된다. 변압기(34)는 DC 모터(38)에 연결되는 도어 모터 구동부(36)에 연결된다. 배터리(22)는 DC/AC 변환기(26) 및 DC/DC 변환기(24)에 연결된다. DC/AC 변환기(28)는 이동 케이블(14)과의 통상적인 AC 전력 선(18)의 연결을 대신해서, 일반적인 정전 동안 이동 케이블(14)의 AC 전력 와이어들(28)에 연결된다. DC/DC 변환기(24)는 일반적인 정전 동안 이동 케이블(14)의 DC 전력 와이어들(30)에 연결되어, 이동 케이블(14)에 대한 DC 전원 유닛(16)의 연결을 대체한다.

제어기(10)는 이동 케이블(14)을 통해 AC 및 DC 전력을 차체(12)에 공급한다. DC 전원 유닛(16)은 DC 전력(일반적으로 대략 30 볼트이나, 상이한 시스템의 요구에 따라 그 이상도 이하도 될 수 있음)을 이동 케이블(14)의 2 개의 DC 와이어들(30)로 공급하여 차체 작동 패널(32)로 전달한다. 차체 작동 패널(32)은 차체 설비들, 예컨대 지시기들 및 지시등들을 작동시키기 위해 DC 전력을 사용한다. AC 전력 선(18)은 AC 전력(일반적으로 대략 230 볼트이나, 상이한 시스템의 요구에 따라 그 이상도 이하도 될 수 있음)을 이동 케이블(14)의 2 개의 AC 와이어들(28)로 공급하여 차체의 변압기(34)로 전달한다. 변압기(34)는 AC 전력을 DC 전력으로 변환시키며, 이동 케이블(14)에 의해 전달된 AC 전력의 전압을 감전압시킨다(step down). 도어 모터 구동부(36)는 DC 모터(38)에 전력을 공급하여 엘리베이터 차체 도어들을 작동시킨다.

도 2는 본 발명의 엘리베이터 도어 제어기 시스템을 예시하고 있다. 상기 시스템은 제어기(40), 차체(42), 및 이동 케이블(44)을 포함한다. 기계실 영역에 배치될 수 있는 제어기(40)는 DC 전원 유닛(46) 및 배터리(48)를 포함한다. 이동 케이블(44)은 2 개의 DC 전력 와이어들(50)을 포함한다. 차체(42)는 차체 작동 패널(52) 및 도어 구동 시스템(53)[전력 저장 장치(54), 도어 구동부(56), 및 DC 모터(58)를 포함함]을 포함한다.

DC 전원 유닛(46)은 차체 작동 패널(52) 및 차체(42)의 전력 저장 장치(54)에 연결되는 이동 케이블(44)의 DC 와이어들(50)에 연결된다. 전력 저장 장치(54)는 DC 모터(58)의 작동을 제어하는 도어 구동부(56)에 연결된다. 일반적인 정전의 경우에, 배터리(48)는 이동 케이블(44)의 DC 와이어들(50)에 연결된다.

DC 전원 유닛(46)은 차체 작동 패널(52) 및 차체(42)의 도어 구동 시스템(53)에 전력을 공급한다. 배터리(48)는 일반적인 정전의 경우에 시스템에 DC 전력을 공급하는 역할을 한다. 이동 케이블(44)에 의해 전달되는 DC 전력에 의하여 전력을 받는 차체 작동 패널(52)은 차체(42)의 설비들을 작동시킨다. 또한, 도어 구동 시스템(53)은 제어기(40)에 의해 공급되고 이동 케이블(44)의 DC 와이어들(50)에 의하여 전달되는 DC 전력에 의하여 전력을 받는다. 전력 저장 장치(54)는 이동 케이블(44)을 통해 전달되는 제어기(40)에 의하여 공급되는 DC 전력을 저장한다. 엘리베이터 도어 구동부(56)는 엘리베이터 차체 도어들을 작동시키는 DC 모터(58)를 구동하기 위해 저장된 전력을 사용한다.

도어 구동 시스템 내에 전력 저장 장치(54)를 통합시킴으로써, 도어 구동 시스템(53) 및 차체 작동 패널(52)은 이동 케이블(44)의 DC 와이어들(50)을 통해 전달되는 저 전압 DC 전력에 의해 전력을 받을 수 있다. 이동 케이블(44)에 의하여 전달되는 저 전압 전력은 전력 저장 장치(54)에 저장되어, 시간에 걸쳐 충분한 전력이 수집되고 최대 요구 주기, 특히 엘리베이터 차체 도어들을 개방할 때 높은 전력 요구치들을 제공할 수 있게 한다. 전력 저장 장치(54)는 엘리베이터 차체 도어 개방시의 최대 전력 요구 주기 동안 전력을 공급하는 앞서 사용된 이동 케이블(44)을 통한 AC 와이어들(도 1의 종래기술 참조)에 대한 필요성을 제거한다. 추가적으로, 상기 시스템은 엘리베이터 차체로 전달되는 AC 전력을 필요로 하지 않기 때문에, 종래기술의 변압기 및 DC/AC 변환기가 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 전력 저장 장치(54)는 도어 구동부(56) 내에 통합될 수 있다.

도 3은 전력 저장 장치(54A)의 일 실시예를 예시하고 있다. 이 실시예에서, 전력 저장 장치(54A)는 전력 제한 장치(power limiting device; 60), 전기 에너지 저장 장치(62), 및 전압 적응 장치(voltage adaptation device; 64)를 포함한다. 전력 제한 장치(60)는 전압 적응 장치(64)에 연결되는 전기 에너지 저장 장치(62)에 연결된다.

전력 제한 장치(60)는 적절하고 안전한 충전을 보장하기 위하여 전기 에너지 저장 장치(62) 내로 흐르는 전류의 양을 제한한다. 전기 에너지 저장 장치(62)는 이동 케이블(44)에 의하여 전달되는 제어기(40)로부터의 전력을 수집하고 저장하도록 작동한다. 전기 에너지 저장 장치(62)는 엘리베이터 도어 구동 시스템의 최대 요구치들을 충족시키기에 충분한 저장 용량을 갖는 배터리, 커패시터, 또는 배터리와 커패시터들의 뱅크(bank)일 수 있다. 필요할 경우, 엘리베이터 도어 구동 시스템의 요구치들을 충족시키기 위해 원하는 전압들로 전력이 전달되는 것을 보장하기 위한 전압 적응 장치(64)가 포함될 수 있다.

도 4는 시간에 걸친 엘리베이터 도어 구동 시스템의 대략적인 전력 요구치들을 예시한 그래프이다. 구체적으로, 도 4는 엘리베이터가 차체 도어들을 개방하고, 승객들이 드나들 수 있도록 도어들을 개방하여 유지하고, 차체 도어들을 폐쇄하며, 하나의 층에서 다른 층으로 이동하기 위해 차체 도어들이 폐쇄되어 유지되는 시간 주기들을 나타내고 있다.

도어들을 개방하는 주기는 대략 3 초간 지속되며, 대략 초당 100 와트를 필요로 한다. 승객들이 타고 내릴 수 있도록 도어들을 개방하여 유지하는 것은 대략 4 초간 지속되며, 대략 초당 20 와트를 필요로 한다. 도어를 폐쇄하는 것은 대략 4 초간 지속되며, 대략 초당 30 와트를 필요로 한다. 층에서 층으로의 이동 시간은 대략 6초가 걸리며, 그 시간 동안 도어들을 폐쇄하여 유지하는 것은 대략 초당 10 와트를 필요로 한다.

전체적으로, 도어들을 개방하고, 도어들을 개방하여 유지하고, 도어들을 폐쇄하며, 층과 층 사이를 이동하는 동안 도어들을 폐쇄하여 유지하는 17 초의 주기는, 총 560 W를 필요로 한다. 이를 평균하면 초당 33 와트에 불과하다. 전력 저장 장치는 최대 전력 요구치들이 저 전압 DC 전력을 시스템에 연속적으로 전달함으로써 충족될 수 있게 한다. 전력 저장 장치는 시간에 걸쳐 전력을 수집한 다음, 엘리베이터 도어들을 개방할 때 발생되는 최대 전력 요구치들을 충족시키기 위해 상기 전력을 전달한다. 그래프에 나타낸 전력 요건들과 엘리베이터 사이클들의 타이밍은 통상적인 엘리베이터 도어 구동 시스템들의 도어들의 상태들과 관련된 상이한 전력 요구치들을 예시하기 위한 근사치이다. 상이한 엘리베이터들은 특정 전력 요구치들 및 사이클 타이밍이 가변적일 수 있다.

요약하면, 본 발명은 차체 작동 패널 및 도어 구동 시스템에 전력을 공급하기 위해 이동 케이블의 DC 와이어들을 통해 전달되는 제어기로부터의 저 전압 DC 전력을 엘리베이터 차체로 전달함으로써 전력을 받는 엘리베이터 도어 제어기 시스템을 제공한다. 도어 구동 시스템의 최대 전력 요구치들을 제공하기 위하여, 전달되는 저 전압 DC 전력은 시간에 걸쳐 전력 저장 장치 내에 수집된 다음, 엘리베이터 차체 도어들을 개방할 때와 같은 최대 요구 주기들 동안 필요한 보다 높은 전력으로 전달된다. 상술된 바와 같이, 저 전압 DC 전력을 저장하고 차체 도어들을 개방하는 데 필요한 최대 전력을 제공하기 위해 전력 저장 장치 내에 충분히 축적함으로써, AC 전력을 제공하기 위한 제어기 및 최대 전력 요구 주기들 동안 필요한 AC 전력을 전달하기 위한 이동 케이블에 대한 필요성이 제거된다. 이는, 이동 케이블의 고 전압 AC 와이어들, 지원 전력을 공급하기 위해 배터리에 연결되는 DC/AC 변환기, 및 도어 모터 구동부에 전력을 공급하기 위해 전달되는 AC 전력을 DC 전력으로 변압시키기 위한 변압기에 대한 필요성을 제거하여 경제적인 절감을 제공한다. 이는 또한 전체 시스템의 저 에너지 소비의 관점에서 비용-절감을 제공한다. 심지어, 엘리베이터 차체 도어들이 감속되고 있을 때 전기 에너지를 재생시키는 것이 가능할 수도 있다. 또한, 시간에 걸쳐 저-전압 DC 전력을 전달함으로써, 이동 케이블에서의 전력 손실이 거의 존재하지 않아, 본 발명이 이동 케이블이 매우 길어야만 하는 고층 빌딩들에서 엘리베이터 시스템들로 전력을 제공하기에 특히 유용하게 한다.

본 발명은 실시예(들)을 참조하여 설명되었으나, 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 다양한 변경들이 가해질 수 있으며, 그 요소들이 등가적요소들로 대체될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본질적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 개시내용에 특정한 상황 또는 재료를 맞추기 위한 여러 수정들이 가해질 수도 있다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정 실시예(들)로 제한되지 않으며, 본 발명은 후속 청구범위 내에 속하는 모든 실시예를 포괄하도록 되어 있다.

Claims (19)

1. 엘리베이터 차체의 차체 도어들을 작동시키기 위한 엘리베이터 도어 제어기 시스템에 있어서,
   상기 시스템은:
   DC 전력을 상기 차체로 전달하기 위한 이동 케이블;
   상기 이동 케이블로부터의 DC 전력을 저장하기 위한 전력 저장 장치;
   상기 차체 도어들을 작동시키기 위한 DC 모터; 및
   상기 차체 도어들을 작동시키도록 상기 DC 모터를 구동시키기 위해 상기 전력 저장 장치에 의해 전력을 받는 엘리베이터 도어 구동부를 포함하고,
   상기 전력 저장 장치는:
   전력을 저장하기 위한 전기 에너지 저장 장치;
   상기 전기 에너지 저장 장치로 들어가는 전류의 양을 제한하기 위하여 상기 전기 에너지 저장 장치에 연결되는 전력 제한 장치(power limiting device); 및
   상기 전기 에너지 저장 장치로부터의 전력을 필요한 전압들로 엘리베이터 도어 구동부에 전달하기 위하여 상기 전기 에너지 저장 장치에 연결되는 전압 적응 장치(voltage adaptation device)를 포함하는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 전력 저장 장치는 1 이상의 배터리들을 포함하는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 전력 저장 장치는 1 이상의 커패시터들을 포함하는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 엘리베이터 차체가 이동하는 승강로의 단부 부근에 배치되는 DC 전력을 공급하기 위한 제어기를 더 포함하며,
   상기 이동 케이블은 상기 제어기와 상기 엘리베이터 차체 사이에 연결되는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어기는 AC 전력을 DC 전력으로 변환시키기 위한 변환기를 포함하는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 전력 저장 장치는 상기 엘리베이터 도어 구동부에 통합되는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 이동 케이블로부터의 DC 전력에 의해 전력을 받는 차체 작동 패널(car operating panel)을 더 포함하는 엘리베이터 도어 제어기 시스템.
9. 엘리베이터 시스템에 있어서,
   상기 시스템은:
   도어들을 갖는 엘리베이터 차체;
   DC 전력을 공급하기 위해 상기 엘리베이터 차체로부터 이격되어 배치되는 전원; 및
   엘리베이터 도어 제어기 시스템으로서, 제 1 항 내지 제 3 항, 제 7 항 및 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 엘리베이터 도어 제어기 시스템을 포함하고,
   상기 이동 케이블은 상기 전원으로부터 상기 차체로 DC 전력을 전달하기 위하여 상기 전원과 상기 차체 사이에 연결되는 엘리베이터 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전원은 AC 전력을 DC 전력으로 변환시키기 위한 변환기를 포함하는 엘리베이터 시스템.
11. 엘리베이터 차체의 도어들을 작동시키기 위하여 엘리베이터 도어 제어기 시스템에 전력을 공급하는 방법에 있어서,
    상기 방법은:
    이동 케이블을 통해 상기 엘리베이터 차체의 전력 저장 장치로 DC 전력을 공급하는 단계;
    상기 이동 케이블로부터의 DC 전력을 상기 전력 저장 장치 내에 저장하는 단계; 및
    상기 전력 저장 장치에 의하여 전력을 받는 엘리베이터 도어 구동부에 의해 구동되는 DC 모터로 엘리베이터 도어들을 작동시키는 단계를 포함하고,
    상기 전력 저장 장치는:
    전력을 저장하기 위한 전기 에너지 저장 장치;
    상기 전기 에너지 저장 장치로 들어가는 전류의 양을 제한하기 위하여 상기 전기 에너지 저장 장치에 연결되는 전력 제한 장치(power limiting device); 및
    상기 전기 에너지 저장 장치로부터의 전력을 필요한 전압들로 엘리베이터 도어 구동부에 전달하기 위하여 상기 전기 에너지 저장 장치에 연결되는 전압 적응 장치(voltage adaptation device)를 포함하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    제어기가 상기 이동 케이블로 DC 전력을 공급하는 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전력 저장 장치는 1 이상의 배터리들을 포함하는 방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 전력 저장 장치는 1 이상의 커패시터들을 포함하는 방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 이동 케이블을 통해 공급되는 DC 전력은 엘리베이터 차체 작동 패널에도 전력을 공급하는 방법.
16. 삭제
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19. 삭제

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