KR102204195B1 - 전동기용 전력변환장치 - Google Patents

전동기용 전력변환장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102204195B1
KR102204195B1 KR1020180169044A KR20180169044A KR102204195B1 KR 102204195 B1 KR102204195 B1 KR 102204195B1 KR 1020180169044 A KR1020180169044 A KR 1020180169044A KR 20180169044 A KR20180169044 A KR 20180169044A KR 102204195 B1 KR102204195 B1 KR 102204195B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power conversion
conversion module
elevator
connection
power
Prior art date
Application number
KR1020180169044A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200079669A (ko
Inventor
최윤영
Original Assignee
현대엘리베이터주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대엘리베이터주식회사 filed Critical 현대엘리베이터주식회사
Priority to KR1020180169044A priority Critical patent/KR102204195B1/ko
Publication of KR20200079669A publication Critical patent/KR20200079669A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102204195B1 publication Critical patent/KR102204195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/043—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H02K19/10—Synchronous motors for multi-phase current
    • H02K19/12—Synchronous motors for multi-phase current characterised by the arrangement of exciting windings, e.g. for self-excitation, compounding or pole-changing
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/23—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • H02M7/5381—Parallel type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Abstract

본 발명은 엘리베이터용 전동 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 병렬 접속된 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어할 수 있으며, 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정상 동작하는 전력변환모듈 수에 최적화하여 엘리베이터를 구동 제어하거나 안전하게 승객을 하차시킬 수 있는 엘리베이터용 구동 장치에 관한 것이다.

Description

전동기용 전력변환장치{9-phase driver for elevator}
본 발명은 엘리베이터용 전동 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 병렬 접속된 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어할 수 있으며, 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정상 동작하는 전력변환모듈 수에 최적화하여 엘리베이터를 구동 제어하거나 안전하게 승객을 하차시킬 수 있는 엘리베이터용 구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주거용도 및 업무용도 등으로 건축되는 다양한 종류의 고층 건물에는 해당 건물을 찾는 승객의 수직방향으로의 원활한 이동을 위해 엘리베이터 장치가 설치된다.
엘리베이터 장치는 그 내부에 승객이 탑승한 상태에서 건물 내부에 수직방향으로 형성된 승강로를 따라 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동하면서 탑승객을 이동시키는 엘리베이터 카와, 소정 동력을 발생시키는 모터부와 권상기 등이 구비되어 엘리베이터 카를 승객의 버튼 조작에 따른 해당 층으로 이동시키는 기계부 및, 승객의 버튼 조작에 따라 기계부를 제어하면서 엘리베이터 카가 원활하고 안정적으로 운행될 수 있도록 제어를 행하는 엘리베이터 제어부 등을 포함하여 구성된다.
최근에는 고층 빌딩의 증가에 따라 고속 엘리베이터에 대한 수요가 증대되고 있는데, 특히 고층 빌딩의 지속적인 고도화에 따라 이에 맞는 초고속 엘리베이터에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
엘리베이터 권상기용 전동기에는 산업분야에서 널리 사용되고 있는 3상 영구자석 동기전동기가 일반적으로 사용되고 있는데, 3상 영구자석 동기전동기를 사용하는 초고속 엘리베이터의 전력변환장치에 고장이 발생했을 경우 전력변환장치를 수리할 때까지 초고속 엘리베이터의 운행이 불가능하며, 엘리베이터의 운행 중 전력변환장치에 고장이 발생된 경우에는 엘리베이터는 급정지하게 된다.
승객은 전력변환장치의 수리 후 정상적으로 엘리베이터가 운행될 수 있을 때까지 엘리베이터 카 내에서 대기하거나 또는 외부로부터의 비상 구출을 기다려야 하며, 이로 인하여 승객에게 불안감 및 불쾌감을 줄 수 있다는 문제점을 가진다.
본 발명은 위에서 언급한 3상 전원을 이용한 엘리베이터용 구동 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 120도의 전기각을 가지는, 서로 절연된 3개의 Y절편으로 구성된 동기전동부와 독립적으로 3상 구동 전원을 공급하는 3세트의 전력변환모듈을 통해 동기전동부에 안정적인 전원 공급이 가능한 엘리베이터용 전동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어할 수 있는 엘리베이터용 전동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정상 동작하는 전력변환모듈 수에 최적화하여 엘리베이터를 구동 제어하거나 안전하게 승객을 하차시킬 수 있는 엘리베이터용 구동 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 동기전동부와, 동기전동부에 3상 제1 구동 전원을 제공하는 제1 전력변환모듈, 동기전동부에 3상 제2 구동 전원을 제공하는 제2 전력변환모듈 및 동기 전동부에 3상 제3 구동 전원을 제공하는 제3 전력변환모듈을 구비하는 전력변환부와, 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈의 수와 종류에 기초하여 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 동기전동부는 서로 절연된 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선을 구비하며, 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 서로 다른 위상 결선은 40도의 전기각으로 배치되며, 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 동일 위상 결선은 120도의 전기각으로 배치되어 있는되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 전력변환부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈을 서로 전기적으로 접속하거나 차단하는 스위치를 더 구비하며, 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 고장 상태에 기초하여 스위치를 동작 제어하여 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 정상적으로 동작하는 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장난 경우, 정상으로 동작하는 나머지 2개의 전력변환모듈 각각에서 담당하는 토크를 1.5배 증가시키는 것을 특징으로 한다.
여기서 제어부는 엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시 정속 주행 상태를 유지하며, 엘리베이터가 가속 주행 구간에서 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시 가속 또는 감속 기울기를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
여기서 제어부는 엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 엘리베이터의 정격운전속도를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
여기서 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시 운행중인 엘리베이터의 근접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 한다.
여기서 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시, 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 큰 경우 하강 인접층으로 이동 후 정지 운행하며 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 작은 경우 상승 인접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 120도의 전기각을 가지는, 서로 절연된 3개의 Y절편으로 구성된 동기전동부와 독립적으로 3상 구동 전원을 공급하는 3세트의 전력변환모듈을 통해 동기전동부에 안정적으로 구동 전원을 공급할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어함으로써, 일부 전력변환모듈이 고장나더라도 정상적으로 운행하는 나머지 전력변환모듈을 이용하여 엘리베이터를 연속 운행할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정격 속도를 최적화하거나 가감속 속도를 최적화하여 엘리베이터를 구동할 수 있으며, 3세트의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈만이 정상 동작하는 경우 엘리베이터의 부하량에 기초하여 안전하게 승객을 인접층으로 대피시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 전동 장치를 설명하기 위한 기능블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환모듈의 일 예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 동기전동기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 d축상에서 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 전동 장치를 설명하기 위한 기능블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환모듈의 일 예를 도시하고 있다.
도 1과 도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3상 입력전원(10)을 입력받아 전력변환부(50)는 동기전동기(70)로 구동 전원을 생성하여 제공한다. 여기서 전력변환부(50)는 3상 입력전원(10)을 입력받아 동기전동기(70)로 제1 구동전원을 제공하는 제1 전력변환모듈(51), 3상 입력전원(10)을 입력받아 동기전동기(70)로 제2 구동전원을 제공하는 제2 전력변환모듈(53) 및 3상 입력전원(10)을 입력받아 동기전동기(70)로 제3 구동전원을 제공하는 제3 전력변환부(50)의 3세트로 이루어진다.
여기서 전력변환모듈(50)에서 3개의 전력변환모듈(51, 53, 55)은 서로 병렬로 연결되는데, 다수의 전력변환모듈(51, 53, 55) 중 하나인 제1 전력변환모듈(51)의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 3상 입력전원(10)으로부터 승압용 리액터(LR, LS, LT)를 통해 공급되는 3상 교류전원(R, S, T)을 전파정류하는 컨버터 및 정류된 전압을 평활하는 평활용 콘덴서(C1), 제어부(90)의 출력신호에 의해 내부의 파워 트랜지스터가 스위칭되어 평활용 콘덴서(C1) 측에서 출력되는 직류전원을 가변 주파수의 3상 교류전원(U,V,W)으로 변환하는 인버터를 구비하고 있다.
여기서 전력변환부(50)는 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 3세트의 전력변환모듈로 설명하나, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다양한 수의 전력변환모듈이 서로 병렬로 연결될 수 있으며, 다수의 전력변환모듈은 모두 앞서 설명한 제1 전력변환모듈과 동일한 구성을 가진다.
여기서 동기전동기(70)는 3개의 3상 동기전동기를 하나의 동기전동기로 물리적으로 집적한 구조(three split three phase)로, 첫번째 3상 동기전동기에 해당하는 제1 Y결선, 두번째 3상 동기전동기에 해당하는 제2 Y결선 및 세번째 3상 동기전동기에 해당하는 제3 Y결선이 서로 절연 배치되어 9상의 동기전동기로 동작한다.
제어부(90)는 전력변환부(50)를 구성하는 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하며, 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 동작 상태에 기초하여 정상적으로 동작하는 전력변환모듈을 통해 동기전동기(70)로 제공되는 구동 전원을 생성하도록 제어한다.
바람직하게, 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)은 서로 병렬로 연결되어 있는데, 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)을 선택적으로 접속하거나 접속 차단하는 제1 스위치부(31)와 제2 스위치부(33)를 구비하고 있다. 제어부(90)는 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 동작 상태에 기초하여 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택적으로 접속시키고 고장난 전력변환모듈을 접속 차단시킨다.
도 3은 본 발명에 따른 동기전동기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 회전자계를 생성하도록 코일이 권선되는 티스(T)가 서로 40도의 전기각으로 배치되어 있으며, 서로 120도의 전기각을 가지는 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)이 각 티스에 대응하여 형성되어 있다. 즉, 동기전동부는 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)을 구비하며, 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)의 서로 다른 위상 결선은 40도의 전기각으로 배치되며, 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)의 동일 위상 결선은 120도의 전기각으로 배치된다.
따라서 본 발명에 따른 동기전동기에서 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)은 d축에서 서로 40도씩 떨어져 있으며, 제어부는 이에 해당하는 좌표변환으로 9상 동기전동기로 공급되는 구동 전원을 생성 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 아래의 수학식(1) 내지 수학식(3)과 같이 좌표변환하여 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈에서 구동전원을 생성 제어할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112018130201875-pat00001
[수학식 2]
Figure 112018130201875-pat00002
[수학식 3]
Figure 112018130201875-pat00003
본 발명에 따른 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하여, 서로 병렬로 접속된 3개의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 접속 차단 제어하거나, 3개의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈의 수에 기초하여 엘리베이터의 정격속도 또는 가감속속도를 조절하여 계속해서 엘리베이터를 운행 제어하거나 엘리베이터의 부하량에 기초하여 엘리베이터를 비상운전하도록 제어한다.
도 5는 본 발명에 따른 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 전력변환부를 구성하는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 각각은 독립적으로 3상 입력전원을 입력받아 동기전동기를 구동하는 구동전원을 생성하는데, 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작 상태를 실시간으로 모니터링한다(S110).
3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우(S130), 고장난 전력변환모듈과 나머지 정상 동작하는 전력변환모듈을 접속 차단시키며 나머지 정상 동작하는 전력변환모듈을 통해 구동전원을 생성하여 엘리베이터를 계속해서 운행 제어한다(S150). 즉 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 정상 동작하는 경우 엘리베이터의 정격속도를 2/3으로 감소시키고 엘리베이터의 가감속 기울기도 2/3으로 감소시켜 동작하도록 제어한다(S150). 정격속도를 감소시키거나 가감속 기울기를 감소시키기 위해 전력변환모듈에서 생성되는 구동전원의 주파수를 변경하여 제어할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우(S170), 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량에 기초하여 엘리베이터를 상승 인접층으로 이동시키거나 하강 인접층으로 이동시켜 승객을 대피시킨 후 엘리베이터의 운행을 중단 제어한다(S290).
도 6은 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 경우 엘리베이터가 현재 정속 운행 중인지 판단한다(S151).
엘리베이터가 현재 정속 운행 구간에서 운행 중인 경우, 정속을 유지하여 엘리베이터를 운행 제어하며(S153) 가감속 운행 구간에서 엘리베이터의 가감속 속도가 정격 가감속 속도보다 느리게 하도록 가감속 기울기를 2/3으로 감소 제어한다(S155).
한편, 엘리베이터가 현재 가속 운행 구간에서 운행 중인 경우, 현재 주행 속도가 정격운행속도의 2/3보다 큰지 판단한다(S157). 현재 주행 속도가 정격운행속도의 2/3보다 큰 경우 엘리베이터의 운행속도를 정격속도의 2/3으로 감소 제어한다(S158). 그러나 현재 주행 속도가 정격운행속도의 2/3보다 작은 경우 현재 주행 속도로 운행 제어하며 다만 엘리베이터의 정격운행속도를 2/3으로 설정 제어한다(S159).
한편, 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 상태에서 엘리베이터가 정지하여 호 대기 상태인 경우, 엘리베이터의 정격운행속도를 2/3으로 설정하고 가감속 기울기도 2/3으로 설정 제어한다.
도 7은 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장시 현재 운행 중인 엘리베이터의 부하량을 판단하여 현재 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%를 초과하는지 판단한다(S291).
현재 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%를 초과하는 경우, 엘리베이터를 인접한 하강층으로 비상 운전시킨다(S293). 그러나 현재 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%를 초과하지 않는 경우, 엘리베이터를 인접한 상승층으로 비상 운전시킨다(S295).
엘리베이터가 상승층 또는 하강층으로 비상 운전 후, 엘리베이터에 탑승한 승객을 이동한 상승층 또는 하강층에서 대피시킨 후, 엘리베이터의 운행을 중단 제어한다(S297).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 입력 전원부 31: 제1 스위치
33: 제2 스위치 50: 전력변환부
70: 전동기 90: 제어부

Claims (8)

  1. 동기전동부;
    상기 동기전동부에 3상 제1 구동 전원을 제공하는 제1 전력변환모듈, 상기 동기전동부에 3상 제2 구동 전원을 제공하는 제2 전력변환모듈 및 상기 동기 전동부에 3상 제3 구동 전원을 제공하는 제3 전력변환모듈을 구비하는 전력변환부; 및
    상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈의 수와 종류에 기초하여 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는데,
    상기 제어부는
    상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시,
    현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 큰 경우 하강 인접층으로 이동 후 정지 운행하며 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 작은 경우 상승 인접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 동기전동부는 서로 절연된 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선을 구비하며,
    상기 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 서로 다른 위상 결선은 40도의 전기각으로 배치되며, 상기 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 동일 위상 결선은 120도의 전기각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전력변환부는
    상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈을 서로 전기적으로 접속하거나 차단하는 스위치를 더 구비하며,
    상기 제어부는 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 고장 상태에 기초하여 상기 스위치를 동작 제어하여 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 정상적으로 동작하는 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장난 경우, 정상으로 동작하는 나머지 2개의 전력변환모듈 각각에서 담당하는 토크를 1.5배 증가시키는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 정속 주행 상태를 유지하며
    상기 엘리베이터가 가속 주행 구간에서 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 가속 또는 감속 기울기를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 제어부는
    엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 상기 엘리베이터의 정격운전속도를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020180169044A 2018-12-26 2018-12-26 전동기용 전력변환장치 KR102204195B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180169044A KR102204195B1 (ko) 2018-12-26 2018-12-26 전동기용 전력변환장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180169044A KR102204195B1 (ko) 2018-12-26 2018-12-26 전동기용 전력변환장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200079669A KR20200079669A (ko) 2020-07-06
KR102204195B1 true KR102204195B1 (ko) 2021-01-18

Family

ID=71571463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180169044A KR102204195B1 (ko) 2018-12-26 2018-12-26 전동기용 전력변환장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102204195B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102587944B1 (ko) * 2022-01-25 2023-10-11 군산대학교산학협력단 멀티 모듈러 모터 및 그 제어 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100206989B1 (ko) * 1994-11-17 1999-07-01 이종수 엘리베이터 제어장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120041318A (ko) * 2010-10-21 2012-05-02 현대엘리베이터주식회사 초고속 엘리베이터를 위한 9상 동기전동기 구동시스템의 고장운전 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100206989B1 (ko) * 1994-11-17 1999-07-01 이종수 엘리베이터 제어장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
정은수 외, 초고속 엘리베이터를 위한 9 상 동기 전동기 구동 시스템, 전력전자학회 2009년 학술대회 논문집, pp.375-377 (2009.07.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200079669A (ko) 2020-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9873591B2 (en) Brake controller, elevator system and a method for performing an emergency stop with an elevator hoisting machine driven with a frequency converter
US8789659B2 (en) System and method for operating a motor during normal and power failure conditions
RU2484003C2 (ru) Способ эксплуатации лифта в аварийном режиме
CN101360675B (zh) 电梯控制装置
US11008197B2 (en) Method for performing a manual drive in an elevator after mains power-off
EP1931587A1 (en) Elevator control system for regenerative power
JPH04506744A (ja) 動力供給方式
JP2008056428A (ja) エレベータ制御装置
EP2605989A1 (en) Electricity supply apparatus and an elevator system
US8575869B2 (en) Arrangement and method in connection with a transport system
EP2576406A1 (en) Method for limiting the loading of an elevator assembly, and an elevator assembly
CN109650196A (zh) 电梯停电的救援方法
KR102204195B1 (ko) 전동기용 전력변환장치
US20120067673A1 (en) Transport System
KR20120041318A (ko) 초고속 엘리베이터를 위한 9상 동기전동기 구동시스템의 고장운전 방법
JP2017165542A (ja) エレベータ制御装置及びエレベータ制御方法
KR20200067356A (ko) 전동기용 전력변환장치
KR101335496B1 (ko) 다이내믹 제동을 이용하는 더블랩 트랙션 엘리베이터 기계의 모듈 구성부
KR20160145517A (ko) 구동 보조된 비상 정지
JP7120431B1 (ja) エレベータの停電時運転システム
WO2023105786A1 (ja) エレベーターの電気安全装置及びエレベーター装置
JP2014069952A (ja) エレベータ
Escalada et al. Elevators
JPH08337365A (ja) リニアモータエレベーターの制御装置
JPS58109372A (ja) エレベ−タの速度制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant