KR102093761B1 - 엘리베이터의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터의 구동 장치(1)에 관한 것이다. 상기 구동 장치는 DC 버스(2A, 2B), 상기 엘리베이터 모터(6)의 전기 공급을 위해 상기 DC 버스에 접속된 모터 브리지(3)로서, 상기 엘리베이터 모터(6)에 의해 구동시 상기 DC 버스(2A, 2B)로부터 상기 엘리베이터 모터(6)로, 그리고 상기 엘리베이터 모터(6)에 의해 제동시 상기 엘리베이터 모터(6)로부터 상기 DC 버스(2A, 2B)로 전력을 공급하기 위한 고압측(4A) 및 저압측(4B) 스위치를 포함하는 모터 브리지(3), 상기 모터 브리지의 제어 회로(5)로서, 상기 제어 회로에 의해 상기 모터 브리지(3)의 동작이 상기 모터 브리지의 고압측(4A) 및 저압측(4B)의 제어 폴(pole)에 제어 펄스를 생성함으로써 제어되는 제어 회로(5), 전자기 브레이크(9)의 제어 코일(10)에 전력을 공급하기 위한 스위치(8A, 8B)를 포함하는 브레이크 제어기(7), 브레이크 제어 회로(11)로서, 상기 브레이크 제어 회로에 의해 상기 브레이크 제어기(7)의 동작이 상기 브레이크 제어기의 스위치(8A, 8B)의 제어 폴에서 제어 펄스를 생성함으로써 제어되는 브레이크 제어 회로(11), 상기 구동 장치(1) 외측으로부터 차단/접속될 수 있는 안전 신호(13)를 위한 입력 회로(12), 상기 입력 회로(12)에 접속되어 있고, 상기 안전 신호(13)가 차단될 때 상기 모터 브리지의 고압측(4A) 및 저압측(4B) 스위치의 제어 폴에 제어 펄스가 통과하는 것을 방지하도록 구성된 구동 방지 로직(15), 및 상기 입력 회로(12)에 접속되어 있고, 상기 안전 신호(13)가 차단될 때 상기 브레이크 제어기의 스위치(8A, 8B)의 제어 폴에 상기 펄스 제어가 통과하는 것을 방지하도록 구성된 브레이크 드롭 아웃 로직(16)을 포함하고 있다.

Description

엘리베이터의 구동 장치{DRIVE DEVICE OF AN ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터의 구동 장치의 안전 시스템에 관한 것이다.

엘리베이터 시스템에서, 안전 규칙에 따른 안전 시스템이 있어야 하는데, 이러한 안전 시스템에 의해 엘리베이터 시스템의 동작이 예를 들어, 결함 또는 동작 오류의 결과로서 중지될 수 있다. 상술된 안전 시스템은 시스템의 안전을 판정하는 안전 스위치를 직렬로 포함하는 안전 회로를 포함하고 있다. 안전 스위치의 개방은 엘리베이터 시스템의 안전이 위태롭다는 것을 나타낸다. 이러한 경우에, 접촉기에 의해 전기 네트워크로부터 엘리베이터 모터로의 전력 공급을 차단함으로써 엘리베이터 시스템의 동작은 중단되고 엘리베이터 시스템은 안전 상태로 된다. 또한, 브레이크 장치가 접촉기에 의해 기계 브레이크의 전자석으로의 전류 공급을 차단함으로써 작동된다.

기계 부품으로서, 접촉기는 특정 수의 전류 차단만을 견디기 때문에 신뢰할 수 없다. 접촉기의 접점 역시 과부하가 걸린 경우에 결합되어 닫힐 수도 있고, 이러한 경우에, 전류를 차단하는 접촉기의 기능이 중지된다. 접촉기의 고장으로 엘리베이터 시스템의 안전이 손상되는 결과가 나타날 수도 있다.

부품으로서, 접촉기는 큰 크기를 갖고 있고, 이러한 이유로, 접촉기를 포함하는 장치 역시 커지게 된다. 한편, 가능한 효율적으로 구축된 공간을 사용하는 것이 일반적인 목표인데, 이러한 경우에, 접촉기를 포함하는 큰 크기의 엘리베이터 부품의 배치는 문제를 유발할 수 있다.

따라서, 엘리베이터 시스템의 안전을 해치지 않고 엘리베이터 시스템에서 접촉기의 수를 감소시키는 방법을 찾을 필요가 있다.

본 발명의 목적은 상술된 하나 이상의 단점을 해결하는 것이다. 본 발명의 하나의 목적은 접촉기 없이 구현된, 엘리베이터의 구동 장치를 개시하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 청구항 1에 따른 엘리베이터의 구동 장치를 개시하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 기술되어 있다. 일부 발명의 실시예 및 다양한 실시예의 조합 역시 상세한 설명 및 도면에 제시되어 있다.

본 발명에 따른 엘리베이터의 구동 장치는 DC 버스, 상기 엘리베이터 모터의 전기 공급을 위해 상기 DC 버스에 접속된 모터 브리지를 포함하고 있다. 상기 모터 브리지는 상기 엘리베이터 모터에 의해 구동시 상기 DC 버스로부터 상기 엘리베이터 모터로, 그리고 상기 엘리베이터 모터에 의해 제동시 상기 엘리베이터 모터로부터 상기 DC 버스로 전력을 공급하기 위한 고압측 및 저압측 스위치를 포함하고 있다. 상기 구동 장치는 상기 모터 브리지의 제어 회로로서, 상기 제어 회로에 의해 상기 모터 브리지의 동작이 상기 모터 브리지의 고압측 및 저압측의 제어 폴(pole)에 제어 펄스를 생성함으로써 제어되는 제어 회로, 전자기 브레이크의 제어 코일에 전력을 공급하기 위한 스위치를 포함하는 브레이크 제어기, 브레이크 제어 회로로서, 상기 브레이크 제어 회로에 의해 상기 브레이크 제어기의 동작이 상기 브레이크 제어기의 스위치의 제어 폴에서 제어 펄스를 생성함으로써 제어되는 브레이크 제어 회로, 상기 구동 장치 외측으로부터 차단/접속될 수 있는 안전 신호를 위한 입력 회로, 상기 입력 회로에 접속되어 있고, 상기 안전 신호가 차단될 때 상기 모터 브리지의 고압측 및 저압측 스위치의 제어 폴에 제어 펄스가 통과하는 것을 방지하도록 구성된 구동 방지 로직, 및 상기 입력 회로에 접속되어 있고, 상기 안전 신호가 차단될 때 상기 브레이크 제어기의 스위치의 제어 폴에 상기 펄스 제어가 통과하는 것을 방지하도록 구성된 브레이크 드롭 아웃(drop-out) 로직을 포함하고 있다. 여기에서 DC 버스는 DC 전압 전력 버스, 즉, 주파수 변환기의 DC 중간 회로의 버스바와 같은, 전력을 도통/전송하는 메인 회로의 일부를 가리킨다.

따라서, DC 버스로부터 모터 브리지를 통해 엘리베이터 모터로의 전력 공급은 본 발명에 따른 구동 방지 로직에 의해 고압측 및/또는 저압측 스위치의 제어 폴로의 제어 펄스의 통과를 방지함으로써, 기계적 접촉기 없이 차단될 수 있다. 마찬가지로, 각 전자기 브레이크의 제어 코일로의 전력 공급은 본 발명에 다른 브레이크 드롭 아웃 로직에 의해 브레이크 제어기의 스위치의 제어 폴로의 제어 펄스의 통과를 방지함으로써, 기계적 접촉기 없이 차단될 수 있다. 브레이크 제어기의 스위치는 역시 모터 브리지의 고압측 및 저압측 스위치로서, IGBT 트랜지스터, MOSFET 트랜지스터 또는 바이폴라 트랜지스터와 같은 고체 스위치인 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상술된 브레이크 제어기는 DC 버스에 접속되어 있고, 브레이크 제어기는 DC 버스로부터 전자기 브레이크의 제어 코일로 전력을 공급하기 위한 상술된 스위치를 포함하고 있다. 따라서, 엘리베이터 모터의 제공과 관련하여 DC 버스로 복귀하는 에너지 역시 제동 제어에 사용될 수 있어 엘리베이터의 구동 장치의 효율을 향상시킨다. 또한, 엘리베이터의 구동 장치의 메인 회로는 브레이크 제어기를 위한 별개의 전원이 구동 장치에 배치될 필요가 없기 때문에 단순화된다.

본 발명에 의해, 엘리베이터 모터를 위한 전원 장치 및 브레이크 제어기를 동일한 구동 장치에, 바람직하게는 엘리베이터의 권양기의 주파수 변환기에 통합할 수 있다. 이것은 엘리베이터 모터를 위한 전원 장치 및 브레이크 제어기의 조합이 엘리베이터의 권양기의 안전 동작의 관점에서, 그리고 이에 따라, 전체 엘리베이터의 안전 동작의 관점에서 필수적이기 때문에 다른 무엇보다도 중요하다. 본 발명에 따른 구동 장치 역시 안전 신호를 통해 엘리베이터의 안전 장치의 일부로서 접속될 수 있는데, 이러한 경우에, 엘리베이터의 안전 장치는 단순화되고 많은 상이한 방법으로 용이하게 구현될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 안전 신호, 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 결합에 의해 구동 장치는 단지 고체 부품을 사용하여 기계적 접촉기 없이 완전하게 구현될 수 있다. 안전 신호의 입력 회로, 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직은 개별적인 고체 상태 부품만으로, 즉, 집적 회로 없이 구현된다. 이러한 경우에, 구동 장치 외측으로부터 안전 신호의 입력 회로에 접속되는 전자파는 물론 상이한 고장 상황의 영향의 분석이 용이해지고, 또한 이로 인해 구동 장치를 상이한 엘리베이터 안전 장치에 용이하게 접속할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 구동 장치의 구조를 단순화하고, 구동 장치의 크기를 감소시키고 신뢰도를 향상시킨다. 또한, 접촉기를 제거할 때 접촉기의 동작에 의해 생성되는 소란한 잡음 역시 제거된다. 구동 장치를 단순화하고 구동 장치의 크기를 감소시킴으로써 엘리베이터의 권양기와 엘리베이터 시스템 내의 동일한 위치에 구동 장치를 배치할 수 있다. 고출력 전류가 구동 장치와 엘리베이터의 권양기 사이의 도체에 흐르기 때문에, 구동 장치를 엘리베이터의 권양기와 동일한 위치에 배치하면 도체를 단축하거나 제거할 수 있고, 이러한 경우에 구동 장치 및 엘리베이터의 권양기의 동작에 의해 생성된 전자파 역시 감소된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 구동 방지 로직은 안전 신호가 접속될 때 모터 브리지의 고압측 및 저압측 스위치의 제어 폴로 제어 펄스를 통과시키도록 구성되고, 브레이크 드롭 아웃 로직은 안전 신호가 접속될 때 브레이크 제어기의 스위치의 제어 폴로 제어 펄스를 통과시키도록 구성되어 있다. 따라서, 엘리베이터에 의한 운행이 단지 안전 신호를 접속함으로써 이루어질 수 있고, 이러한 경우에 엘리베이터의 안전 장치는 단순화된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 구동 장치는 운행의 시작을 허용하는 신호를 형성하기 위한 지시기 로직을 포함하고 있다. 상기 지시기 로직은 상기 구동 방지 로직 및 상기 브레이크 드롭 아웃 로직이 상기 제어 펄스의 통과를 방지하는 상태에 있을 때 운행의 시작을 허용하는 신호를 활성화시키도록 구성되어 있고, 상기 지시기 로직은 상기 구동 방지 로직 및 상기 브레이크 드롭 아웃 로직중 적어도 하나가 상기 제어 펄스의 통과를 허용하는 상태에 있을 때 운행의 시작을 허용하는 신호를 차단하도록 구성되어 있다. 상기 구동 장치는 상기 구동 장치의 외부의 감시 로직에 운행의 시작을 허용하는 신호를 표시하기 위한 출력부를 포함하고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 구동 방지 로직으로의 전기 공급은 상기 안전 신호의 신호 경로를 통해 이루어지고, 상기 모터 브리지의 제어 회로로부터 상기 구동 방지 로직으로의 제어 펄스의 신호 경로는 아이솔레이터를 통하도록 되어 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 브레이크 드롭 아웃 로직으로의 전기 공급은 상기 안전 신호의 신호 경로를 통해 이루어지고, 상기 브레이크 제어 회로로부터 상기 브레이크 드롭 아웃 로직으로의 제어 펄스의 신호 경로는 아이솔레이터를 통하도록 되어 있다.

안전 신호의 신호 경로를 통해 구동 방지 로직/브레이크 드롭 아웃 로직에 전력을 공급함으로써, 안전 신호가 차단될 때 구동 방지 로직/브레이크 드롭 아웃 로직으로의 전력 공급이 차단되어서 모터 브리지 및 브레이크 제어기의 스위치의 선택된 제어 폴에 제어 펄스가 통과되는 것이 중지된다. 이러한 경우에, 안전 신호를 차단함으로써, 전자기 브레이크의 제어 코일은 물론 전기 모터로의 전력 공급이 별도의 기계적 접촉기가 없는 방식으로 안전 장치에서 차단될 수 있다.

이와 관련해서 아이솔레이터는 신호 경로를 따라 전하가 통과하는 것을 차단하는 부품을 의미한다. 따라서 아이솔레이터에서 이러한 신호는 예를 들어, 전자기파(광아이솔레이터)로서 또는 자계 또는 전계(디지털 아이솔레이터)를 통해 전송된다. 아이솔레이터를 사용할 때, 브레이크 제어 회로로부터 브레이크 드롭 아웃 로직으로 전하 담체가 통과하는 것은 물론 모터 브리지의 제어 회로로부터 구동 방지 로직으로 전하 담체가 통과하는 것이 예를 들어, 모터 브리지의 제어 회로/브레이크 제어 회로가 단락 사고가 났을 경우에 차단된다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 상기 구동 방지 로직은 상기 제어 펄스가 상기 모터 브리지의 스위치의 제어 폴로 이동하는 바이폴라 또는 멀티폴라 신호 스위치를 포함하고, 상기 스위치 신호의 적어도 하나의 폴은 상기 안전 신호가 차단될 때 상기 신호 스위치를 통한 제어 펄스의 신호 경로가 차단되는 방식으로 상기 입력 회로(즉, 안전 신호의 신호 경로)에 접속되어 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 구동 방지 로직/브레이크 드롭 아웃 로직의 신호 스위치는 트랜지스터이고, 이러한 트랜지스터의 제어 폴(게이트)을 통해 제어 펄스가 IGBT 트랜지스터의 제어기의 광아이솔레이터의 광다이오드로 전송된다. 이러한 경우에, 상기 트랜지스터의 게이트로의 제어 펄스의 신호 경로는 금속막 저항기(MELF 저항기)를 통해 이동하도록 구성되어 있다. 상술된 트랜지스터는 예를 들어, 바이폴라 트랜지스터 또는 MOSFET 트랜지스터일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상술된 신호 스위치는 모터 브리지의 각 고압측 스위치의 제어 폴과 관련하여 및/또는 모터 브리지의 각 저압측 스위치의 제어 폴과 관련하여 끼워맞추어져 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상술된 안전 신호의 신호 경로를 통해 일어나는 전기 공급은 상기 안전 신호를 차단함으로써 차단되도록 구성되어 있다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 구동 장치는 상기 AC 전원과 상기 DC 버스 사이에 접속된 정류기를 포함하고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 구동 장치는 기계적 접촉기 없이 완전히 구현된다.

본 발명에 따른 구동 장치는 엘리베이터의 안전의 관점에서 중요한 기능을 감시하도록 구성된 센서를 포함하는 엘리베이터 안전 장치, 이러한 엘리베이터의 안전을 감시하는 상술된 센서에 의해 형성된 데이터를 위한 입력을 포함하는 전자 감시 유닛, 및 엘리베이터의 권양기를 구동하기 위한 본 발명에 따른 구동 장치에 사용하기에 적합하다. 이러한 안전 신호의 신호 도체는 전자 감시 유닛으로부터 구동 장치로 이어져 있다. 이러한 전자 감시 유닛은 구동 장치의 입력 회로로부터 안전 신호를 차단하기 위한/구동 장치의 입력 회로로 안전 신호를 접속하기 위한 수단을 포함하고 있다. 이러한 전자 감시 유닛은 안전 신호를 차단함으로써 엘리베이터를 운행 방지 상태로 하고 안전 신호를 접속함으로써 운행 방지 상태를 제거하도록 설계되어 있다. 따라서, 엘리베이터는 전자 감시 유닛에 의해 안전 신호를 차단함으로써 안전 상태로 될 수 있고, 이러한 경우에, 안전 신호가 차단될 때 DC로부터 엘리베이터 모터로의 전력 공급이 중지되고 기계 브레이크가 엘리베이터의 권양기의 트랙션 시브(traction sheave)의 이동을 제동하기 위해 작동한다.

운행의 시작을 허용하는 신호는 구동 장치로부터 전자 감시 유닛으로 도통될 수 있고, 전자 감시 유닛은 안전 신호가 차단될 때 이러한 운행의 시작을 허용하는 신호의 상태를 판독하도록 구성될 수 있다. 전자 감시 유닛은 안전 신호가 차단되어 이러한 운행의 시작을 허용하는 신호가 활성화되지 않는 경우에 엘리베이터와의 운행을 방지하도록 설계될 수 있다. 이러한 경우에, 전자 감시 유닛은 운행의 시작을 허용하는 신호에 기초하여 브레이크 드롭 아웃 로직은 물론 구동 방지 로직의 동작 상태를 감시할 수 있다. 전자 감시 유닛은 예를 들어, 운행의 시작을 허용하는 신호가 활성화되지 않는 경우에 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직중 적어도 어느 한쪽이 결함이 있는 것으로 추정할 수 있다.

데이터 전송 버스는 전자 감시 유닛과 구동 장치 사이에 형성될 수 있고, 구동 장치는 엘리베이터의 운동 상태를 판정하는 센서의 판정 데이터를 위한 입력부를 포함할 수 있다. 전자 감시 유닛은 전자 감시 유닛과 구동 장치 사이의 데이터 전송 버스를 통해 엘리베이터의 운동 상태를 판정하는 센서로부터 판정 데이터를 수신하도록 설계될 수 있다. 따라서, 전자 감시 유닛은 측정 전자장치 또는 엘리베이터의 운동 상태를 판정하는 센서의 고장을 신속히 검출하고, 이러한 경우에 엘리베이터 시스템은 전자 감시 유닛의 제어에 의해 가능한 신속하게 안전 상태로 변경될 수 있다. 전자 감시 유닛은 또한 이러한 경우에 예를 들어, 비상 제동 동안 별개의 감시 수단 없이 구동 장치의 동작을 감시할 수 있는데, 이러한 경우에, 비상 정지 동안 엘리베이터 승객에 가해지는 힘을 감소시키는, 모터 제동에 의해, 제어된 감속도로 전자 감시 유닛의 감시에 따라 비상 제동이 실행될 수 있다. 즉, 비상 정지 동안 너무 큰 힘은 엘리베이터 승객에게 불쾌감을 주거나 심지어 실제 위험한 상황을 초래할 수도 있다.

본 발명에 따른 구동 장치는 또한 엘리베이터의 안전의 관점에서 중요한 기능을 감시하도록 구성된 안전 스위치를 서로 직렬로 끼워맞추어진 상태로 포함하는 안전 회로를 포함하는 엘리베이터 안전 장치에 사용하기에 적합하다. 이러한 안전 신호의 신호 도체는 안전 회로로부터 구동 장치에 이를 수 있다. 안전 회로는 구동 장치의 입력 회로로부터 안전 신호를 차단하고 구동 장치의 입력 회로에 안전 신호를 접속시키기 위한 수단을 포함할 수 있다. 이러한 안전 신호는 안전 회로 내의 안전 스위치를 개방함으로써 구동 장치의 입력 회로로부터 차단되도록 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구동 장치는 구동 장치를 안전 신호를 통해 안전 회로에 접속함으로써 안전 회로를 갖는 엘리베이터 안전 장치의 일부로서 접속될 수 있다.

이러한 안전 장치는 구동 장치의 DC 버스로 접속된 비상 구동 장치를 포함할 수 있다. 이러한 비상 구동 장치는 2차 전원을 포함할 수 있고, 이러한 2차 전원을 통해 전력이 엘리베이터 시스템의 1차 전원의 고장 동안 DC 버스에 공급될 수 있다. 이러한 비상 구동 장치 및 구동 장치 양측 모두 기계적 접촉기 없이 완전히 구현될 수 있다. 또한, 이러한 안전 장치에서, 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 구조 및 배치에 의해 2차 전원으로부터 DC 버스를 통해 엘리베이터 모터로 그리고 전자기 브레이크로 일어나는 전력 공급이 기계적 접촉기 없이 차단될 수 있다.

상술된 2차 전원은 예를 들어, 발전기, 연료 전지, 축전지, 슈퍼커패시터 또는 플라이휠일 수 있다. 2차 전원이 충전가능하다면(예를 들어, 축전지, 슈퍼커패시터, 플라이휠, 일부 타입의 연료 전지), 엘리베이터의 제동 동안 모터 브리지를 통해 DC 버스로 복귀하는 전력은 2차 전원에 충전될 수 있고, 이러한 경우에, 엘리베이터 시스템의 효율이 향상된다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 구동 방지 로직은 안전 신호가 차단될 때 모터 브리지의, 오직 고압측 스위치의 제어 폴, 또는 대안으로 오직 저압측 스위치의 제어 폴에 제어 펄스가 통과하는 것을 방지하도록 구성되어 있다. 동일한 상황에서, 엘리베이터 모터의 동적 제동은 국제 특허 출원 번호 WO 2008031915 A1에 기술된 방식으로 모터 브리지를 제어하는 브리지 섹션을 사용하여 임의의 기계적 접촉기 없이 구현되는데, 이러한 경우에, 엘리베이터 모터로부터 DC 버스로의 동적 제동은 안전 신호가 차단되어 DC 버스로부터 엘리베이터 모터로의 전력 공급이 방지되는 경우에 가능하다. 동적 제동에서 복귀하는 에너지는 또한 비상 구동 장치의 2차 전원에 충전될 수 있어 엘리베이터 시스템의 효율을 향상시킨다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직은 모두 고체 부품만으로 엘리베이터의 구동 장치에 구현된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 지시기 로직이 고체 부품만으로 엘리베이터의 구동 장치에 구현된다. 릴레이 및 접촉기와 같은 기계적 부품 대신에 고체 부품을 사용하는 것은 특히 이들의 보다 양호한 신뢰도 및 보다 조용한 작동 잡음으로 인해 바람직하다. 접촉기의 수가 감소함에 따라, 엘리베이터의 안전 시스템의 배선 역시 보다 단순해지는데, 그 이유는 접촉기의 접속은 보통 별도의 케이블 작업을 필요로 한다.

본 발명의 일부 실시예에서, 엘리베이터의 구동 장치 및 안전 장치가 지시기 로직 없이 구현될 수 있는데, 그 이유는 본 발명에 따라 설계된 브레이크 드롭 아웃 로직 및 구동 방지 로직 자체에 의해, 극도로 높은 안전 무결성 레벨이 달성될 수 있고, 심지어 EN IEC 61508에 따른 안전 무결성 레벨 SIL 3가 달성될 수 있는데, 이러한 경우에 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 동작에 대한 별도의 판정 피드백(운행의 시작을 허용하는 신호)이 반드시 필요한 것은 아니다.

본 발명에 따라, 안전 신호는 구동 장치의 외측에 배열되는 수단과의 입력 회로로의 안전 신호의 통과를 차단/방지함으로써 차단되고, 안전 신호는 구동 장치의 외측에 배열되는 수단과의 입력 회로로의 안전 신호의 통과를 허용함으로써 접속된다.

본 발명의 하나의 바람직한 실시예에서, 안전 신호는 서로 독립적으로 차단/접속될 수 있는 2개의 별개의 안전 신호로 나누어질 수 있고, 구동 장치는 이러한 양측 안전 신호 각각을 위한 2개의 입력 회로를 포함하고 있다. 이러한 경우에 제1 입력 회로는 상술된 안전 신호의 제1 안전 신호가 차단될 때 모터 브리지의 고압측 스위치 및/또는 저압측 스위치의 제어 폴에 제어 펄스가 통과되는 것이 방지되는 방식으로 구동 방지 로직에 접속되어 있고, 제2 입력 회로는 상술된 안전 신호의 제2 안전 신호가 차단될 때 브레이크 제어기의 스위치의 제어 폴에 제어 펄스가 통과되는 것이 방지되는 방식으로 브레이크 드롭 아웃 로직에 접속되어 있다. 이러한 경우에 전자 감시 유닛은 서로 독립적으로 상술된 안전 신호를 차단하기 위한 수단을 포함할 수 있고, 이러한 경우에, 브레이크의 작동 및 전기 모터의 전력 공급의 차단이 2개의 상이한 순간에서도 2개의 별개의 절차로서 실행될 수 있다.

본 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 안전 신호는 직류 전압 신호가 전자 감시 유닛 내에 있는 안전 릴레이의 접점을 통해 구동 장치 내에 있는 입력 회로로 이동할 때 접속되고, 안전 신호는 상술된 안전 릴레이의 접점이 개방되도록 제어함으로써 구동 장치로의 직류 전압 신호의 통과가 차단될 때 차단된다. 따라서, 안전 신호의 도체의 분리 또는 절단 역시 안전 신호의 차단을 유발하여, 안전 장치 방식으로 엘리베이터 시스템의 동작을 차단한다. 또한, 트랜지스터, 바람직하게는 서로 직렬로 접속된 2개 이상의 트랜지스터가 안전 신호를 차단하기 위해 안전 릴레이 대신에 전자 감시 유닛에 사용될 수 있고, 이러한 경우에, 하나의 트랜지스터의 단락은 안전 신호의 차단을 막지못한다. 트랜지스터를 사용하는 경우의 장점은 트랜지스터에 의해 안전 신호가, 필요하다면, 매우 짧은 시간, 예를 들어, 대략 1 밀리초 동안 차단될 수 있다는 것이다. 이러한 경우에 짧은 단선이 구동 장치의 안전 로직의 동작에 영향을 주지 않고 구동 장치의 입력 회로에서 안전 신호로부터 나올 수 있다. 따라서, 안전 신호에 짧은 단선을 전자 감시 유닛에서 생성함으로써 그리고 안전 신호의 차단과 관련하여 트랜지스터의 차단 용량을 측정함으로써, 트랜지스터의 차단 용량이 정기적으로, 그리고 엘리베이터와의 운행중에도 감시될 수 있다.

아래에 제시되는 본 발명의 추가 특징 및 추가 장점은 물론 상술된 요약은 본 발명의 적용 범위를 제한하지 않는, 일부 실시예의 아래의 설명을 통해 보다 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 엘리베이터의 하나의 안전 장치를 블록도로서 도시한 도면이다.
도 2는 모터 브리지 및 구동 방지 로직의 회로도이다.
도 3은 브레이크 제어기 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 회로도이다.
도 4는 브레이크 제어기 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 대안의 회로도이다.
도 5는 브레이크 제어기 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 다른 대안의 회로도이다.
도 6은 도 1에 따른 엘리베이터의 안전 장치 내의 안전 신호의 회로이다.
도 7은 도 1에 따른 엘리베이터의 안전 장치에 비상 구동 장치를 끼워맞추는 단계를 블록도로서 도시한 도면이다.
도 8은 엘리베이터의 안전 회로와 연결되도록 본 발명에 따른 구동 장치를 끼워맞추는 단계를 회로도로서 도시한 도면이다.

도 1은 엘리베이터 카(도시되지 않음)가 로우프 마찰 또는 벨트 마찰을 통해 엘리베이터의 권양기에 의해 엘리베이터 승강로(도시되지 않음)에서 구동되는, 엘리베이터 시스템의 안전 장치를 블록도로서 도시한 도면이다. 이러한 엘리베이터 카의 속도는 엘리베이터 제어 유닛(35)에 의해 계산된, 엘리베이터 카의 속도에 대한 표적 값, 즉, 속도 기준값에 따르도록 조정될 수 있다. 이러한 속도 기준값은 엘리베이터 승객에 의해 주어진 엘리베이터 호출에 기초하여 하나의 층으로부터 다른 층으로 승객을 수송할 수 있는 방식으로 형성되어 있다.

이러한 엘리베이터 카는 권양기의 트랙션 시브를 통해 이동하는 벨트 또는 로우프에 의해 평형추에 연결되어 있다. 당업계에 알려진 다양한 로우핑 솔루션이 엘리베이터 시스템에 사용될 수 있고, 이들은 여기에서 보다 상세하게 제시되지 않는다. 권양기는 또한 트랙션 시브가 제동되고 그 위치에서 유지되는 2개의 전자기 브레이크(9)는 물론, 트랙션 시브를 회전시킴으로써 엘리베이터 카가 구동되는 전기 모터(6)인 엘리베이터 모터를 포함한다. 이러한 승강기는 전기 네트워크(25)로부터 전기 모터(6)로 주파수 변환기(1)에 의해 전력을 공급함으로써 구동된다. 이러한 주파수 변환기(1)는 AC 네트워크(25)의 전압이 주파수 변환기의 DC 중간 회로(2A, 2B)를 위해 정류되는 정류기(26)를 포함한다. DC 중간 회로(2A, 2B)의 DC 전압은 또한 전기 모터(6)의 가변 진폭 및 가변 주파수 공급 전압으로 모터 브리지(3)에 의해 변환된다. 모터 브리지(3)의 회로도는 도 2에 제공되어 있다. 모터 브리지는 모터 브리지의 제어 회로(5)에 의해 IGBT 트랜지스터의 게이트에서 짧은, 바람직하게는 PWM(펄스폭 변조) 변조된, 펄스를 생성함으로써 접속된 고압측(4A) 및 저압측(4B) IGBT 트랜지스터를 포함한다. 모터 브리지의 제어 회로(5)는 예를 들어, DSP 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 고압측의 IGBT 트랜지스터(4A)는 DC 중간 회로의 고전압 버스바(2A)에 접속되어 있고 저압측의 IGBT 트랜지스터(4B)는 DC 중간 회로의 저전압 버스바(2B)에 접속되어 있다. 고압측(4A) 및 저압측(4B)의 IGBT 트랜지스터를 교대로 접속함으로써, PWM 변조된 펄스 패턴은 모터의 출력 R, S, T에서 고전압 버스바(2A) 및 저전압 버스바(2B)의 DC 전압으로부터, 펄스 패턴이 전압의 기본 주파수의 주파수 보다 본질상 큰 펄스의 주파수를 형성한다. 모터의 출력 전압 R, S, T의 기본 주파수의 진폭 및 주파수는 이러한 경우에 PWM 변조의 변조 지수를 조정함으로써 단차없이 변경될 수 있다.

또한 모터 브리지의 제어 회로(5)는 속도 조절기를 포함하고, 이러한 속도 조절기에 의해 전기 모터(6)의 회전자의 회전의 속도, 및 동시에 엘리베이터 카의 속도가 엘리베이터 제어 유닛(35)에 의해 계산된 속도 기준값으로 조정된다. 주파수 변환기(1)는 펄스 인코더(27)의 측정 신호를 위한 입력부를 포함하고, 이러한 신호에 의해, 전기 모터(6)의 회전자의 회전 속도가 측정되어 조절된다.

모터 제동 동안 전력은 전기 모터(6)로부터 모터 브리지(3)를 통해 다시 DC 중간 회로(2A, 2B)로 돌아가고, 이러한 DC 중간 회로로부터 전력이 정류기(26)에 의해 전기 네트워크(25)에 다시 계속 공급될 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 솔루션은 또한 예를 들어, 다이오드 브리지등을 갖는, 네트워크로의 제동 타입이 아닌, 정류기(26)에 의해 구현될 수 있다. 이러한 경우에, 모터 제동 동안 DC 중간 회로로 복귀하는 전력은 전력 저항기에서 예를 들어, 열로 전환될 수 있거나 누전기 또는 커패시터와 같은 전력을 위한 별개의 임시 저장기에 공급될 수 있다. 모터 제동 동안 전기 모터(6)의 힘은 엘리베이터 카의 이동 방향에 대해 반대 방향으로 주어진다. 따라서, 모터 제동은 예를 들어, 비어 있는 엘리베이터 카를 상방으로 구동시킬 때 일어나고, 이러한 경우에, 엘리베이터 카는 전기 모터(6)에 의해 제동되어, 평형추가 그 중력에 의해 상방으로 당긴다.

엘리베이터의 권양기의 전자기 브레이크(9)는 권양기의 프레임에 고정된 프레임부 및 이러한 프레임부 위에 이동가능하게 지지된 전기자부를 포함하고 있다. 전자기 브레이크(9)는 프레임부 위에 있어 권양기의 회전자의 축 또는 트랙션 시브의 이동을 제동하기 위해 트랙션 시브 상의 제동면과 맞물리도록 전기자부를 누름으로써 브레이크를 작동시키는 스러스터 스프링을 포함하고 있다. 브레이크(9)의 프레임부는 프레임부와 전기자부 사이에 인력을 가하는 전자석을 포함하고 있다. 이러한 브레이크는 브레이크의 제어 코일에 전류를 공급함으로써 개방되고, 이러한 경우에, 전자석의 인력은 제동면과 떨어지도록 전자기부를 당기고 제동력은 중단된다. 이에 상응하여, 브레이크는 브레이크의 제어 코일로의 전류원을 차단함으로써 브레이크를 드롭 아웃 함으로써 작동된다.

브레이크 제어기(7)는 주파수 변환기(1)에 통합되어 있고, 이러한 브레이크 제어기의 도움으로 권양기의 양측 전자기 브레이크(9)는 양측 전자기 브레이크(9)의 제어 코일(10)에 별개로 전류를 공급함으로써 제어된다. 브레이크 제어기(7)는 DC 중간 회로(2A, 2B)에 접속되어 있고 이러한 전자기 브레이크(9)의 제어 코일로의 전류 공급은 DC 중간 회로(2A, 2B)로부터 일어난다. 브레이크 제어기(7)의 회로도는 도 3에 보다 상세하게 제시되어 있다. 이해를 위해, 도 3은 오직 하나의 브레이크의 전원에 대해서 회로도를 제시하고 있는데, 그 이유는 이러한 회로도는 양측 브레이크에 대해 유사하기 때문이다. 따라서, 브레이크 제어기(7)는 양측 브레이크를 위한 별개의 변압기(36)를 포함하고, 이러한 변압기의 1차 회로에 의해 2개의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)는 변압기(36)의 1차 회로가 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)를 접속함으로써 DC 중간 회로의 버스바(2A, 2B) 사이에 접속될 수 있는 방식으로 직렬로 접속되어 있다. IGBT 트랜지스터는 브레이크 제어 회로(11)에 의해 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)의 게이트에서 짧은, 바람직하게는 PWM 변조된, 펄스를 생성함으로써 접속되어 있다. 이러한 브레이크 제어 회로(11)는 예를 들어, DSP 프로세서에 의해 구현될 수 있고, 또한 모터 브리지의 제어 회로(5)와 동일한 프로세서에 접속될 수 있다. 변압기(36)의 2차 회로는 정류기(37)를 포함하고, 이러한 정류기(37)의 도움으로, 1차 회로를 2차 회로에 접속할 때 유도되는 전압이 정류되고 전자기 브레이크의 제어 코일(10)에 공급되어서, 이러한 제어 코일(10)은 정류기(36)의 2차측에 접속되어 있다. 또한, 전류 댐핑 회로(38)가 변압기의 2차측에 제어 회로(10)와 병렬로 접속되어 있고, 이러한 전류 댐핑 회로는 하나 이상의 부품(예를 들어, 저항기, 커패시터, 바리스터등)을 포함하고 있고, 이러한 하나 이상의 부품은 제어 코일(10)의 전류의 차단과 관련하여 브레이크의 제어 코일의 인덕턴스에 저장된 에너지를 수신하고, 이어서 제어 코일(10)의 전류의 차단 및 브레이크(9)의 작동을 가속화시킨다. 전류의 가속된 차단은 브레이크 제어기의 2차 회로의 MOSFET 트랜지스터(39)를 개방함으로써 일어나고, 이러한 경우에, 브레이크의 코일(10)의 전류는 전류 댐핑 회로(38)를 통해 이동하도록 정류된다. 여기에 설명된 변압기에 의해 구현되는 브레이크 제어기는 특히 지락 사고의 관점에서 안전장치가 되어 있는데, 그 이유는 DC 중간 회로(2A, 2B)로부터의 브레이크의 제어 코일(10)의 양측 전류 도체로의 전원이 변압기(36)의 1차측의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)의 변조가 중단될 때 차단되기 때문이다.

도 1에 따른 엘리베이터의 안전 장치는 예를 들어, 엘리베이터 카의 과속 조절기의 동작은 물론 엘리베이터 승강로로의 입구의 위치/잠금을 감시하도록 구성되어 있는, 기계적으로 상시 닫힌 상태의 안전 스위치(28)를 포함하고 있다. 이러한 엘리베이터 승강로의 입구의 안전 스위치는 서로 직렬로 접속되어 있다. 따라서, 안전 스위치(28)의 개방은 엘리베이터 승강로로의 입구의 개방, 허용된 이동을 위한 극한(extreme limit) 스위치로의 엘리베이터 카의 도착, 과속 조절기의 작동등과 같은 엘리베이터 시스템의 안전에 영향을 주는 이벤트를 가리킨다.

엘리베이터의 안전 장치는 EN IEC 61508 안전 규정을 충족하고 SIL 3 안전 무결성 기준을 따르도록 설계된 전용 마이크로프로세서 제어 안전 장치인 전자 감시 유닛(20)을 포함하고 있다. 이러한 안전 스위치(28)는 전자 감시 유닛(20)에 배선되어 있다. 이러한 전자 감시 유닛(20)은 또한 통신 버스(30)에 의해 주파수 변환기(1)에, 엘리베이터 제어 유닛(35)에 그리고 엘리베이터 카의 제어 유닛에 접속되어 있고, 전자 감시 유닛(20)은 안전 스위치(28)로부터 그리고 통신 버스로부터 수신하는 데이터에 기초하여 엘리베이터 시스템의 안전을 감시한다. 전자 감시 유닛(20)은 안전 신호(13)를 형성하고, 이러한 신호에 기초하여 엘리베이터와의 운행이 허용될 수 있거나, 한편으로, 엘리베이터 모터(6)의 전원을 차단함으로써 그리고 권양기의 트랙션 시브의 이동을 제동하도록 기계 브레이크(9)를 작동시킴으로써 중단될 수 있다. 따라서, 전자 감시 유닛(20)은 예를 들어, 엘리베이터 승강로로의 입구가 개방된 것을 검출할 때, 엘리베이터 카가 허용된 이동에 대한 극한 스위치에 도달한 것을 검출할 때, 그리고 과속 조절기가 작동된 것을 검출할 때 엘리베이터와의 운행을 차단한다. 또한, 전자 감시 유닛은 통신 버스(30)를 통해 주파수 변환기(1)로부터 펄스 인코더(27)의 측정 데이터를 수신하고, 주파수 변환기(1)로부터 수신하는 펄스 인코더(27)의 측정 데이터에 기초하여 그중에서 비상 정지와 관련하여 엘리베이터 카의 운동을 감시한다.

주파수 변환기(1)에는 안전 신호의 신호 경로에 접속되는 특별한 안전 로직(15, 16)이 제공되고, 이로 인해, 기계 브레이크의 작동은 물론 엘리베이터 모터(6)의 전원의 안전 로직 차단이 단지 고체 상태 부품을 사용하여 기계적 접촉기 없이 실행될 수 있다. 이것은 기계적 접촉기에 의해 구현되는 솔루션과 비교하여 엘리베이터 시스템의 안전 및 신뢰도를 향상시킨다. 이러한 안전 로직은 회로도가 도 2에 도시된 구동 방지 로직(15)으로부터, 그리고 회로도가 도 3에 도시된 브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로부터 형성되어 있다. 또한, 주파수 변환기(1)는 전자 감시 유닛(20)에 대한 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 동작 상태에 대한 데이터를 형성하는 지시기 로직(17)을 포함하고 있다. 도 6은 상술된 전자 감시 유닛(20) 및 주파수 변환기(1)의 안전 기능부가 엘리베이터의 안전 회로로 함께 접속되는 방법을 제시한다.

도 2에 따라, 구동 방지 로직(15)이 모터 브리지의 제어 회로(5)와 각 고압측 IGBT 트랜지스터(4A)의 제어 게이트 사이의 신호 경로에 끼워맞추어져 있다. 구동 방지 로직(15)은 PNP 트랜지스터(23)를 포함하고, 이러한 트랜지스터의 이미터는 구동 방지 로직(15)으로의 전기 공급이 안전 신호(13)를 통해 DC 전압원(40)으로부터 일어나는 방식으로 안전 신호(13)의 입력 회로(12)에 접속되어 있다. 안전 신호(13)는 전자 감시 유닛(20)의 안전 릴레이(14)를 통해 이동하고, 이러한 경우에, DC 전압원(40)으로부터 PNP 트랜지스터(23)의 이미터로의 전기 공급은 전자 감시 유닛(20)의 안전 릴레이의 접점(14)이 개방될 때 차단된다. 도 2 및 도 3이 안전 릴레이의 오직 하나의 접점(14)을 제시하지만, 실제로 전자 감시 유닛(20)은 서로 직렬로 접속된 안전 릴레이의 2개의 안전 릴레이/접점(14)을 포함하고, 이로 인해 차단의 신뢰도를 보장하도록 시도된다. 안전 릴레이의 접점(14)이 개방될 때, 모터 브리지의 제어 회로(5)로부터 모터 브리지의 고압측 IGBT 트랜지스터(4A)의 제어 게이트로의 제어 펄스의 신호 경로는 동시에 차단되고, 이러한 경우에 고압측 IGBT 트랜지스터(4A)는 개방하고 DC 중간 회로(2A, 2B)로부터 전기 모터의 상 R, S, T으로의 전력 공급은 중지된다. 설명을 위해 도 2의 구동 방지 로직(15)의 회로도는 R 상에 대해서만 제공되어 있는데, 그 이유는 구동 방지 로직(15)의 회로도가 역시 S 및 T 상과 관련하여 유사하기 때문이다.

전기 모터(6)로의 전력 공급은 안전 신호(13)가 차단되어 있는 한, 즉, 안전 릴레이(14)의 접점이 개방되어 있는 한 방지된다. 전자 감시 유닛(20)은 안전 릴레이(14)의 접점이 닫히도록 제어함으로써 안전 신호(13)에 접속하고, 이러한 경우에, DC 전압은 DC 전압원(40)으로부터 PNP 트랜지스터(23)의 이미터로 접속된다. 이러한 경우에 제어 펄스는 PNP 트랜지스터(23)의 콜렉터를 통해 모터 브리지의 제어 회로(5)로부터 계속 고압측 IGBT 트랜지스터(4A)의 제어 게이트로 이동할 수 있고, 이로 인해 모터와의 작동이 가능해진다. PNP 트랜지스터의 이미터로의 전압 공급이 실제 차단되었음(안전 신호가 차단되었음)에도 불구하고 PNP 트랜지스터(23)의 고장으로 인해 제어 펄스가 고압측 IGBT 트랜지스터(4A)로 이동할 수도 있기 때문에, 모터 브리지의 제어 회로(5)로부터 구동 방지 로직(15)으로의 제어 펄스의 신호 경로 또한 광아이솔레이터(21)를 통해 이동하도록 배열되어 있다.

도 2에 따라, PNP 트랜지스터(23)의 회로는 또한 주파수 변환기 외측으로 이동하는 안전 신호(13)의 신호 도체에 접속되는 전자파에 대해 양호한 내구성을 가져 구동 방지 로직(15)으로의 접근을 방지한다.

도 3에 따라, 브레이크 드롭 아웃 로직(16)이 브레이크 제어 회로(11)과 브레이크 제어기(7)의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)의 제어 게이트 사이의 신호 경로에 끼워맞추어져 있다. 또한, 브레이크 드롭 아웃 로직(16)은 PNP 트랜지스터(23)를 포함하고 있고, 이러한 트랜지스터의 이미터는 구동 방지 로직과 동일한, 안전 신호(13)의 입력 회로(12)에 접속되어 있다. 따라서, DC 전압원(40)으로부터 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 PNP 트랜지스터(23)의 이미터로의 전기 공급은 전자 감시 유닛(20)의 안전 릴레이의 접점(14)이 개방되어 있을 때 차단되어 있다. 동시에 브레이크 제어 회로(11)으로부터 브레이크 제어기(7)의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)의 제어 게이트로의 신호 경로는 차단되어 있는데, 이러한 경우에 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)는 개방되어 있고 DC 중간 회로(2A, 2B)로부터 브레이크의 코일(10)로의 전력 공급은 중지되어 있다. 설명을 위해 도 3의 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 회로도는 DC 중간 회로의 저전압 버스바(2B)에 접속하는 IGBT 트랜지스터(8B)에 대해서만 제시되어 있는데, 그 이유는 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 회로도가 DC 중간 회로의 고전압 버스바(2A)에 접속하는 IGBT 트랜지스터(8A)에 관련하여서도 유사하기 때문이다.

DC 중간 회로(2A, 2B)로부터 브레이크의 코일로의 전력 공급은 안전 릴레이(14)의 접점이 닫히도록 제어함으로써 전자 감시 유닛(20)이 안전 신호(13)에 접속한 후에 다시 가능하고, 이러한 경우에, DC 전압은 DC 전압원(40)으로부터 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 PNP 트랜지스터(23)의 이미터로 접속되어 있다. 또한, 상술된 구동 방지 로직과 관련하여 설명된 것과 동일한 이유로, 브레이크 제어 회로(11)에서 브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로 형성된 제어 펄스의 신호 경로는 광아이솔레이터(21)를 통해 이동하도록 배열되어 있다. 브레이크 제어기(7)의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)의 스위칭 주파수가 20 킬로헤르쯔 이상으로 일반적으로 매우 높기 때문에, 광아이솔레이터(21)는 광아이솔레이터(21)를 통한 제어 펄스의 대기시간이 최소화되는 방식으로 선택되어야 한다.

광아이솔레이터(21) 대신에, 디지털 아이솔레이터 역시 대기시간을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 도 4는 광아이솔레이터(21)가 디지털 아이솔레이터로 대체된 방식으로 도 3의 회로도와 상이한, 브레이크 드롭 아웃 로직의 대안의 회로도를 제시하고 있다. 도 4의 하나의 가능한 디지털 아이솔레이터(21)는 아날로그 디바이스에 의해 제조된 ADUM 4223 타입 마킹을 갖는 아이솔레이터이다. 이러한 디지털 아이솔레이터(21)는 안전 릴레이의 접점(14)을 통해 DC 전압원(40)으로부터 2차측을 위한 동작 전압을 수신하는데, 이러한 경우에, 디지털 아이솔레이터(21)의 출력은 접점(14)이 개방할 때 변조를 중지한다.

도 5는 브레이크 드롭 아웃 로직의 또 다른 대안의 회로도를 제시한다. 도 5의 회로도는 광아이솔레이터(21)가 트랜지스터(46)으로 대체되었고 브레이크 제어 회로(11)의 출력이 트랜지스터(46)의 게이트에 직접 취해지는 방식으로 도 3의 회로도와 상이하다. MELF 저항기(45)가 트랜지스터(46)의 콜렉터에 접속되어 있다. 엘리베이터 안전 명령어 EN 81-20은 MELF 저항기의 단락으로의 고장이 고장 분석시 고려될 필요가 없다는 것을 규정하여서, MELF 저항기의 값을 충분히 크도록 선택함으로써, 브레이크 제어 회로(11)의 출력부로부터 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)의 게이트로의 신호 경로는 안전 접점(14)이 개방할 때 방지될 수 있다. 이러한 방식으로 브레이크를 위한 단순하고 저렴한 드롭 아웃 로직이 얻어진다.

일부 실시예에서, 도 2의 구동 방지 로직의 회로도는 도 4 또는 도 5에 따른 브레이크 드롭 아웃 로직의 회로도로 대체되었다. 이러한 방식으로 모터 브리지의 제어 회로(5)의 출력부로부터 IGBT 트랜지스터(4A, 4B)의 게이트로의 신호의 통과 대기 시간이 구동 방지 로직에서 감소될 수 있다.

도 6에 따라, 안전 신호(13)가 주파수 변환기(1)의 DC 전압원(40)으로부터 전자 감시 유닛(20)의 안전 릴레이의 접점(14)을 통해 그리고 계속 다시 주파수 변환기(1)로, 안전 신호의 입력 회로(12)로 도통된다. 입력 회로(12)는 다이오드(41)를 통해 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)에 접속되어 있다. 다이오드(41)의 목적은 구동 방지 로직(15) 또는 브레이크 드롭 아웃 로직(16)에서 일어나는 단락등과 같은 고장의 결과로서 구동 방지 로직(15)으로부터 브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로/브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로부터 구동 방지 로직(15)으로 전압이 공급되는 것을 방지하는 것이다.

또한, 주파수 변화기는 전자 감시 유닛(20)을 위한 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 동작 상태에 대한 데이터를 형성하는 지시기 로직(17)을 포함하고 있다. 지시기 로직(17)은 AND 로직으로 구현되어 있고, 그 입력부는 반전되어 있다. 운행의 시작을 허용하는 신호는 지시기 로직의 출력으로서 취득되고, 이러한 신호는 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)이 동작 상태에 있고 그 다음 운행의 시작이 연속으로 허용된다는 것을 알린다. 운행의 시작을 허용하는 신호(18)을 활성화시키기 위해, 전자 감시 유닛(20)은 안전 릴레이의 접점(14)을 개방함으로써 안전 신호(13)를 차단하는데, 이러한 경우에, 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 전기 공급은 제로로 가야한다. 즉, 모터 브리지의 고압측 IGBT 트랜지스터(4A) 및 브레이크 제어기의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)로의 제어 펄스의 공급이 방지된다. 이것이 일어난다면, 지시기 로직(17)은 트랜지스터(42)를 도통하도록 제어함으로써 운행의 시작을 허용하는 신호(18)을 활성화시킨다. 트랜지스터(42)의 출력부는 트랜지스터(42)가 도통할 때 전자 감시 유닛(20) 내의 광아이솔레이터에 전류가 흐르고, 광아이솔레이터는 운행의 시작이 허용되었다는 것을 전자 감시 유닛(20)에 나타내는 방식으로 전자 감시 유닛(20)에 배선되어 있다. 구동 방지 로직 및 브레이크 드롭 아웃 로직의 전기 공급의 적어도 어느 하나가 안전 릴레이의 접점(14)이 전자 감시 유닛(20)에서 개방된 후에 제로가 되지 않으면, 트랜지스터(42)는 도통하기 시작하지 않고 전자 감시 유닛(20)은 이것에 기초하여 주파수 변환기(1)의 안전 로직이 고장났다는 것을 추정한다. 이러한 경우에, 전자 감시 유닛은 다음 운행의 시작을 차단하고 이러한 실행 차단에 대한 데이터를 통신 버스(30)를 통해 주파수 변환기(1) 및 엘리베이터 제어 유닛(35)에 전송한다.

도 7은 비상 구동 장치(32)가 도 1에 따른 안전 장치에 추가된 본 발명의 하나의 실시예를 도시하고 있다. 이러한 장치에 의해 엘리베이터의 동작은 과부하 또는 정전과 같은 전기 네트워크의 기능적 불일치(nonconformance) 동안 계속될 수 있다. 이러한 비상 구동 장치는 DC 중간 회로(2A, 2B)에 접속된 배터리 팩(33), 바람직하게는 리튬 이온 배터리 팩을 DC/DC 변압기(43)와 함께 포함하고 있는데, 이러한 DC/DC 변압기(43)에 의해 전력이 배터리 팩(33)과 DC 중간 회로(2A, 2B) 사이에서 양방향으로 전송될 수 있다. 이러한 비상 구종 장치는 배터리 팩(33)이 제공시 전기 모터(6)에 의해 충전되고 전기 모터(6)에 의해 구동시 배터리 팩으로부터 전기 모터(6)로 전류가 공급되는 방식으로 제어된다. 또한, 본 발명에 따라, 배터리 팩(33)으로부터 DC 중간 회로(2A, 2B)를 통해 브레이크(9)는 물론 전기 모터(6)로 일어나는 전기 공급은 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)을 사용하여 차단될 수 있다. 이러한 경우에도 비상 구동 장치(32)는 비상 구동 장치(32)/주파수 변환기(1)에 단일 기계적 접촉기를 추가하지 않고 구현될 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 주파수 변환기(1)의 안전 로직이 종래의 안전 회로(34)를 갖는 엘리베이터에 끼워맞추어지는 본 발명의 실시예를 제시하고 있다. 안전 회로(34)는 함께 연속되어 접속되는, 예를 들어, 엘리베이터 승강로로의 입구의 문의 안전 스위치와 같은 안전 스위치(28)로부터 형성되어 있다. 안전 릴레이(44)의 코일은 안전 회로(34)와 직렬로 접속되어 있다. 안전 회로(34)의 안전 스위치(28)가 개방되어 이러한 코일로의 전류 공급이 중단될 때, 안전 릴레이(44)의 접점은 개방된다. 따라서, 예를 들어, 서비스맨이 서비스 키로 엘리베이터 승강로로의 입구의 문을 개방할 때 안전 릴레이(44)의 접점이 개방된다. 안전 릴레이(44)의 접점은 안전 릴레이(44)의 접점이 개방할 때 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로의 전기 공급이 중단되는 방식으로 주파수 변환기(1)의 DC 전압원(40)으로부터 구동 방지 로직(15) 및 브레이크 드롭 아웃 로직(16)의 공용 입력 회로(12)로 배선되어 있다. 따라서, 안전 스위치(28)가 안전 회로(34)에서 개방될 때, 주파수 변환기(1)의 모터 브리지(3)의 고압측 IGBT 트랜지스터(4A)의 제어 게이트로의 제어 펄스의 통과가 중지되고, 엘리베이터의 권양기의 전기 모터(6)로의 전력 공급이 차단된다. 동시에 제어기(7)의 IGBT 트랜지스터(8A, 8B)로의 제어 펄스의 통과 역시 중지되고, 권양기의 브레이크(9)가 권양기의 트랙션 시브의 이동을 제동하도록 작동한다.

상술된 것과 달리, 전자 감시 유닛(20) 역시 주파수 변환기(1)에, 바람직하게는 구동 방지 로직(15) 및/또는 브레이크 드롭 아웃 로직(16)과 동일한 회로 카드에 통합될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 전자 감시 유닛(20) 및 구동 방지 로직(15)/브레이크 드롭 아웃 로직(16)은 본 발명에 따른 안전 장치 구조가 분해되지 않도록 서로 분명히 구별가능한 하위 부품을 형성한다.

본 발명이 몇가지 실시예를 통해 상술되어 있다. 본 발명이 상술된 실시예에 제한되지 않고 많은 다른 적용이 청구범위에 의해 규정된 발명의 개념의 범위내에서 가능하다는 것을 당업자는 이해할 수 있다.

Claims (14)

1. 엘리베이터의 구동 장치(1)로서,
   DC 버스(2A, 2B);
   엘리베이터 모터(6)의 전기 공급을 위해 상기 DC 버스에 접속된 모터 브리지(3)로서, 상기 엘리베이터 모터(6)에 의해 구동시 상기 DC 버스(2A, 2B)로부터 상기 엘리베이터 모터(6)로, 그리고 상기 엘리베이터 모터(6)에 의해 제동시 상기 엘리베이터 모터(6)로부터 상기 DC 버스(2A, 2B)로 전력을 공급하기 위한 고압측(4A) 및 저압측(4B) 스위치를 포함하는 모터 브리지(3);
   상기 모터 브리지의 제어 회로(5)로서, 상기 제어 회로에 의해 상기 모터 브리지(3)의 동작이 상기 모터 브리지의 고압측(4A) 및 저압측(4B)의 제어 폴(pole)에 제어 펄스를 생성함으로써 제어되는 제어 회로(5);
   전자기 브레이크(9)의 제어 코일(10)에 전력을 공급하기 위한 스위치(8A, 8B)를 포함하는 브레이크 제어기(7);
   브레이크 제어 회로(11)로서, 상기 브레이크 제어 회로에 의해 상기 브레이크 제어기(7)의 동작이 상기 브레이크 제어기의 스위치(8A, 8B)의 제어 폴에서 제어 펄스를 생성함으로써 제어되는 브레이크 제어 회로(11);
   상기 구동 장치(1) 외측으로부터 차단/접속될 수 있는 안전 신호(13)를 위한 입력 회로(12);
   상기 입력 회로(12)에 접속되어 있고, 상기 안전 신호(13)가 차단될 때 상기 모터 브리지의 고압측(4A) 및 저압측(4B) 스위치의 제어 폴에 제어 펄스가 통과하는 것을 방지하도록 구성된 구동 방지 로직(15); 및
   상기 입력 회로(12)에 접속되어 있고, 상기 안전 신호(13)가 차단될 때 상기 브레이크 제어기의 스위치(8A, 8B)의 제어 폴에 상기 제어 펄스가 통과하는 것을 방지하도록 구성된 브레이크 드롭 아웃 로직(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 브레이크 제어기(7)는 상기 DC 버스(2A, 2B)에 접속되어 있고;
   상기 스위치(8A, 8B)는 상기 DC 버스(2A, 2B)로부터 상기 전자기 브레이크(9)의 제어 코일(10)로 전력을 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 방지 로직(15)은 상기 안전 신호(13)가 접속될 때 상기 모터 브리지의 스위치(4A, 4B)의 제어 폴에 상기 제어 펄스를 통과시킬 수 있도록 구성되어 있고;
   상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)은 상기 안전 신호(13)가 접속될 때 상기 브레이크 제어기의 스위치(8A, 8B)의 제어 폴에 상기 제어 펄스를 통과시킬 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 장치(1)는 운행의 시작을 허용하는 신호(18)를 형성하기 위한 지시기 로직(17)을 포함하고;
   상기 지시기 로직(17)은 상기 구동 방지 로직(15) 및 상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)이 상기 제어 펄스의 통과를 방지하는 상태에 있을 때 운행의 시작을 허용하는 신호(18)를 활성화시키도록 구성되어 있고;
   상기 지시기 로직(17)은 상기 구동 방지 로직(15) 및 상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)중 적어도 하나가 상기 제어 펄스의 통과를 허용하는 상태에 있을 때 운행의 시작을 허용하는 신호(18)를 차단하도록 구성되어 있고;
   상기 구동 장치(1)는 상기 구동 장치의 외부의 감시 로직(20)에 운행의 시작을 허용하는 신호(18)를 표시하기 위한 출력부(19)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터 브리지의 고압측(4A) 및/또는 저압측(4B) 스위치의 제어 폴로의 제어 펄스의 신호 경로는 상기 구동 방지 로직(15)을 통과하고;
   상기 구동 방지 로직(15)으로의 전기 공급은 상기 안전 신호(13)의 신호 경로를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 모터 브리지의 제어 회로(5)로부터 상기 구동 방지 로직(15)으로의 제어 펄스의 신호 경로는 아이솔레이터(21)를 통하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브레이크 제어기의 스위치(8A, 8B)의 제어 폴로의 제어 펄스의 신호 경로는 상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)을 통과하고;
   상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로의 전기 공급은 상기 안전 신호(13)의 신호 경로를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브레이크 제어 회로(11)로부터 상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)으로의 제어 펄스의 신호 경로는 아이솔레이터(22)를 통하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 방지 로직(15)은 상기 제어 펄스가 상기 모터 브리지의 스위치(4A, 4B)의 제어 폴로 이동하는 바이폴라 또는 멀티폴라 신호 스위치(23)를 포함하고;
   상기 신호 스위치(23)의 적어도 하나의 폴은 상기 안전 신호(13)가 차단될 때 상기 신호 스위치(23)를 통한 제어 펄스의 신호 경로가 차단되는 방식으로 상기 입력 회로(12)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 신호 스위치(23)는 상기 모터 브리지의 각 고압측 스위치(4A)의 제어 폴과 관련하여 및/또는 상기 모터 브리지의 각 저압측 스위치(4B)의 제어 폴과 관련하여 끼워맞추어져 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 브레이크 드롭 아웃 로직(16)은 상기 제어 펄스가 상기 브레이크 제어기의 상기 스위치(8A, 8B)의 제어 폴로 이동하는 바이폴라 또는 멀티폴라 신호 스위치(24)를 포함하고;
    상기 신호 스위치(24)의 적어도 하나의 폴은 상기 안전 신호(13)가 차단될 때 상기 신호 스위치(24)를 통한 제어 펄스의 신호 경로가 차단되는 방식으로 상기 입력 회로(12)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
12. 제5항에 있어서, 상기 안전 신호(13)의 신호 경로를 통해 일어나는 전기 공급은 상기 안전 신호(13)를 차단함으로써 차단되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 장치(1)는 AC 전원(25)과 상기 DC 버스(2A, 2B) 사이에 접속된 정류기(26)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.
14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 장치(1)는 기계적 접촉기 없이 구현되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 구동 장치.

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