KR20010062810A - 엘리베이터의 제어장치 - Google Patents

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KR20010062810A
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다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시
미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

종래의 엘리베이터의 제어장치에서는 엘리베이터의 운전과 동기해서, 전력이 소비되므로, 전력수요 피크시의 전력소비량을 삭감하는 것이 곤란하였었다.
교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환하는 컨버터와 상기 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환하는 인버터와, 상기 가변전압 가변주파수의 교류전력에 의해 구동하고, 엘리베이터를 운전하는 전동기를 갖는 엘리베이터의 제어장치에서, 전력이 충전되는 전력축적장치와, 상기 인버터에의 전력공급에, 상기 전력축적장치 및 상용전원을 사용하는 동시에 이들 전력축적장치 및 상용전원의 적어도 어느 하나를 제어해서 상기 인버터가 필요로 하는 전력을 공급하는 전력조정기를 갖는다.

Description

엘리베이터의 제어장치{ELEVATOR CONTROL APPARATUS}
본 발명은 전력축적장치를 이용한 엘리베이터의 제어장치에 관한 것이다.
종래의 엘리베이터의 제어장치를 도 9에 표시한다.
이 도 9는 종래의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도이다.
이 도 9에서 1은 상용의 교류전원(이하 상용전원이라 한다), 2는 인덕션모터의 전동기, 3은 권양기, 4는 로프, 5는 엘리베이터의 카, 6은 균형추이다.
이 권양기(3)을 회전구동시킴으로써, 로프(4)의 양단에 접속된 엘리베이터의 카(5)와 균형추(6)를 승강시킬 수가 있고 카(5)내의 승객을 소정의 층으로 운반할 수가 있다.
8는 컨트롤러이고, 엘리베이터의 기동,정지를 결정하는 동시에 그 위치, 속도지령을 생성한다.
11은 컨버터이고, 다이오드를 구성된다.
이 컨버터(11)는 상용전원(1)에서 공급된 교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환한다.
15는 인버터이고 트랜지스터나 IGBT로 구성된다.
이 인버터(15)는 컨버터(11)에서 변환되어 얻어진 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환한다.
16은 회생저항이고 컨버터(11)와 인버터(15)사이의 모선에 접속된다.
17은 회생저항제어회로이고, 회생저항(16) 및 모선에 접속된다.
상술한 엘리베이터의 균형추(6)는 카(5)에 적당한 인원수가 승차해 있을때에 균형이 잡히도록 설정되어었다.
이 적절한 수로는 예를들면 카(5)의 정원의 반을 들수가 있다.
이 적당한 인원수가 승차해 있는 카(5)전체의 하중과 균형추(6)가 균형되어 있는 경우로 그 엘리베이터(카 5)가 주행하는 경우를 생각한다.
이 엘리베이터라 가속할때, 엘리베이터는 상용전원(1)에서 공급되는 전력을 소비하면서 속도를 올린다.
역으로 감속시에는 축적된 운동에너지를 전력으로 되돌리면서 감속한다.
이 상용전원(1)에서 공급된 전력을 소비하면서 속도를 올리는 운전을 역행(力行)운전이라 하고, 또 운동에너지를 전력으로 되돌리면서 감속하는 운전을 회생운전이라 한다.
이 회생운전에 의해 생기는 전력은 회생저항(16)및 회생저항 제어회로(17)에 의해 열에너지로 변환되어 소비된다.
7은 인코더이고, 권양기(3)에 설치된다.
12는 전류검출장치이고, 전동기(2)와 인버터(15)사이에 설치된다.
13은 인버터 제어회로이고, 인코더(7), 컨트롤러(8) 및 전류검출장치(12)에 접속된다.
14는 게이트 드라이브회로이고, 인버터 제어회로(13) 및 인버터(15)에 접속된다.
인버터 제어회로(13)는 컨트롤러(8)로부터의 지령에 의해 전류검출기(12)로 부터의 전류귀환과 권양기(3)에 탑재된 인코더(7)에서의 속도귀환에 따라 전동기 (2)를 회동구동시켜 엘리베이터의 위치,속도제어를 실현한다.
또, 인버터 제어회로(13)는 게이트 드라이브회로(14)를통해서 인버터(15)의 출력전력 주파수를 제어한다.
즉 종래의 엘리베이터의 제어장치는 전력수요의 대소에 관계없이 항상 상용전원(1)로부터의 전력공급을 받고 엘리베이터를 운전하고 있었다.
예를들면 여름의 뜨거운 날의 오후에는 전력의 수요가 피크가 되고 그 시간대의 전력소비량을 삭감하는 것이 요구되고 있으나, 종래의 엘리베이터 제어장치에서는 전력피크시의 전력사용량을 삭감하는 것이 충분히 되지 않았었다.
이와 같이 종래의 엘리베이터의 제어장치에서는 엘리베이터의 운전과 동기해서 전력이 소비되므로 전력수요 피크시의 전력소비량을 삭감하는 것이 곤란하였었다.
본 발명은 이와같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로 상용전원의 전력소비량을 저감할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치는, 교류전력을 정류해서 직류전력에 변환하는 컨버터와, 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력에 변환하는 인버터와 가변전압 가변주파수의 교류전력에 의해 구동하고 엘리베이터를 운전하는 전동기를 갖는 엘리베이터의 제어장치에서 직류전류전력이 충전되는 전력축적장치와, 인버터에의 전력공급에 전력축적장치 및 상용전원의 적어도 어느 하나를 제어하는 전력조정기를 갖는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 있는 전력조정기는 전력축적장치로 부터의 전력공급량과 상용전원으로 부터의 전력공급량을 제어하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 전력축적장치로 부터의 전력공급량과 상용전원으로부터의 전력공급량과의 공급비율을 제어하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 컨버터 및 인버터간의 모선전압을 검출하고 전력축적장치로 부터의 전력공급량을 제어하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 전력축적장치에서 공급되는 전류치를 제한하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 전력축적장치로 부터의 전력공급량의 최대치를 제어하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 상용전원에서의 전력공급량의 최대치를 제어하는 것이다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치는 인버터에의 전력공급량과 한쪽의 전원으로부터의 최대전력공급량과의 차이분이 다른쪽의 전원에 의해 공급되는것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트
도 4는 본 발명의 실시의 형태 3의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도
도 5는 본 발명의 실시의 형태 1의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트
도 6은 본 발명의 실시의 형태 4의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도
도 7은 본 발명의 실시의 형태 4의 엘리베이터의 기능을 표시하는 기능블록도
도 8은 본 발명의 실시의 형태 4의 엘리베이터 장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트
도 9는 종래의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 상용전원 2: 전동기 3: 권양기
4: 로프 5: 엘리베이터의 카
6: 균형추 7: 인코더
8: 컨트롤러 11: 컨버터
12: 전류검출장치 13: 인버터제어회로
14: 게이트드라이브회로 15: 인버터
16: 회생저항 17: 회생저항 제어회로
20: 전환지령 21: 전력축적장치
22: 충방전 제어회로 23: 전류검출기
30: 전력제한치 40: 전력조정기
41: 컨버터제어회로 42: 상용전력검출기
43: 충방전 제어기 44: 충방전 전력검출기
45: 통전제어기 50: 엘리베이터 운전상황 추출수단
51: 전력배분지령수단 52: 상용전력 검출수단
53: 직류주회로 전압검출수단 54: 컨버터 제어지령수단
55: 컨버터 56: 충방전전력 검출수단
57: 충방전 제어지령수단 59: 축적전력량 연산수단
(발명의 실시의 형태)
실시의 형태 1
본 발명에 의한 엘리베이터의 제어장치의 한 실시의 형태를 도 1을 사용해서 설명한다.
이 도 1은 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도이다.
이 도 1에서 20은 전원지령이고 컨트롤러(8)로부터 충방전 제어회로(22)에 출력되는 신호이다.
이 전환지령(20)은 상용전원(1)과 전력축적장치(21)에서 공급되는 전력의 공급비율을 지령하는 신호이다.
21은 배터리로 구성된 전력축적장치이고 엘리베이터의 회생운전시의 회생전력에 의해 충전되거나 상용전원에 의해 충전된다.
회생전력으로 충전함으로써 상용전원에 의한 충전량을 삭감할 수가 있다.
22는 DC/DC 컨버터로 구성된 충방전 제어회로이다.
이 충방전 제어회로(22)는 컨트롤러(8)과 전력축적장치(21)와 컨버터(11)-인버터(15)간의 모선에 접속된다.
또, 이 충방전 제어회로(22)는 전력조정기에 상당한다.
또, 도 1에서 도 9에 표시한 종래예와 동일 또는 상당한 부분에는 같은 부호를 부쳐서 그 설명을 생략하고 도 9와 상위되는 부분에 대해 설명하였다.
다음에 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법에 대해 도 2를 사용해서 설명한다.
이 도 2는 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법의 한 예를 표시하는 플로차트이다.
또, 여기서는 소정의 전력공급량까지는 상용전원 1을 사용하고 이 소정의 전력공급량을 초월한 전력공급에 대해서는 전력축적장치(21)를 사용하는 것이다.
도 2에서 스텝(이하 S 라 칭한다)(201)에서 충방전 제어회로(22)는 인버터 (15)에의 입력전압인 모선전압 VB를 계측한다.
또, 충방전 제어회로(22)는 이 충방전 제어회로(22)의 게이트를 열기전의 전력축적장치(21)의 출력전압 Bv를 계측한다.
이 S2이 종료하면 S202로 진행한다.
S202에서 충방전 제어회로(22)는 이 충방전 제어회로(22)의 게이트를 연다.
그리고, 충방전 제어회로(22)는 게이트들 여는 것으로 개시된 이 충방전 제어회로의 도통의 시간, 즉 이 게이트가 열려있는 시간인 ON시간이 카운트 되기시작한다.
또, 충방전 제어회로(22)는 게이트를 열었을때의 이 충방전 제어회로(22)로 부터의 출력전류 Ba를 계측한다.
이 S201이 종료하면 S203으로 진행한다.
S203에서 충방전 제어회로(22)는 전회 계측된 출력전압 Bv 및 출력전류 Ba와 이번에 계측된 출력전압 Bv 및 출력전류 Ba와의 평균치를 계산한다.
또, 출력전압 Bv 및 출력전류 Ba의 평균치를 계산하는 것은 제어의 안정성을 도모하기 위해서이다.
제어의 안정화를 도모하는 방법으로 이에 한정되는 것은 아니다.
이 S203이 종료하면 S204로 진행한다.
S204에서 충방전 제어회로(22)는 제한전력내인지 아닌지를 판단한다.
제한전력내인 경우는 S205로 그렇지않으면 S207로 진행한다.
S205에서 충방전 제어회로(22)는 모선전압 VB가 목표전압이상인지 아닌지를 판단한다.
모선전압 VB가 목표전압이상인 경우는 S207로 그렇지 않으면 S206으로 진행한다.
S206에서 충방전 제어회로(22)는 ON시간을 증폭한다.
즉, 모선전압 VB가 소정의 목표전압 미만인 경우, 충방전 제어회로(22)는 게이트 ON시간을 길게해서 직류주회로에 전력을 공급하고 모선전압 VB를 상승시킨다.
이 S206이 종료하면 S208로 진행한다.
S207에서 충방전 제어회로(22)는 ON시간을 감폭한다.
즉, 모선전압 VB가 소정의 목표전압 이상인 경우, 충방전 제어회로(22)는 게이트의 ON시간을 짧게해서 직류주회로에 조금만 전력을 공급하고 모선전압 VB를 저하시킨다.
이 S207이 종료하면 S208로 진행된다.
S208에서 충방전 제어회로(22)는 소정의 ON시간이 완료하였는지의 여부를 판단한다.
소정의 ON시간이 완료한 경우는 S209로 그렇지 않으면 다시 S208을 실행한다.
S209에서 충방전 제어회로(22)는 출력전압 Bv 및 출력전류 Ba를 계측한다.
이 S209가 종료하면 S210으로 진행한다.
S210에서 충방전 제어회로(22)는, 이 충방전 제어회로(22)의 게이트를 폐쇄한다.
이 S210이 종료하면 S211로 진행한다.
S211에서 충방전 제어회로(22)는 전력축적장치(21)에 대한 입출력전력을 ON시간의 전류치 및 전압치에서 계산한다.
본 플로차트에 따른 프로그램은 예를들면 50 마이크로 SEC마다에 기동된다.
또, 소정의 전력공급량까지는 상용전원(1)을 사용하고, 이 소정의 전력공급량을 초월한 전력공급에 대해서는 전력축적장치(21)를 사용한 것으로 하였으나 이와는 반대로 소정의 전력공급량까지는 전력축적장치(21)를 사용하고 이 소정의 전력공급량을 초과한 전력공급에 대해서는 상용전원 1을 사용해도 된다.
전력축적장치(21)를 설치하고, 이때까지 회생저항(16)으로 소비되고 있던 회생전력을 다시 엘리베이터의 운전에 이용하도록 하고 상용전원(1)의 전력소비량을 저감시켜 잉여전력의 효과적 활용을 가능하게 하였다.
또, 전력축적장치(21)를 전력수요피크시의 이전에 충분히 충전하도록 하고 전력수요피크시의 상용전원(1)의 이용을 억제해서 전력수요피크시의 전력사용억제라는 사회적 요청에 응할 수가 있다.
또, 전력축적장치(21)를 설치함으로써 전력축적장치로부터의 전력공급량과 상용전원으로부터의 전력공급량과의 비율을 제어하는 것이 가능해지고 상용전원(1)의 피크시간의 사용량을 저감할 수가 있다.
또, 전력축적장치(21)에의 전력수요피크시의 예를들면 야간에 충전을 함으로써 피크시간대에서의 전력사용을 억제할 수가 있다.
또, 야간의 전력을 사용해서 1일분의 사용전력을 모두 전력축적장치(21)에 축적하고 주간에 사용하는 방법은 이 전력축적장치(21)의 전력축적 용량의 대형화가 피할 수 없어, 대단히 고가가 된다.
또, 전력을 모두 전력축적장치(21)에 충전한 후에 방전해서 소비되는 것은 이 전력을 직접 소비할 때보다도 충방전 효율의 단계에서 낭비가 생긴다.
따라서, 엘리베이터의 운행에 필요한 전력을 전력축적장치와 상용전원을 병용해서 공급하는 방식이 현실적이다.
실시의 형태 2
본 발명에 의한 엘리베이터의 제어장치의 다른 실시의 형태를 설명한다.
또, 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치의 구성은 도 1에 표시한 실시의 형태 1과 같고 그 설명은 생략한다.
다음에 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법에 대해 도 3을 사용해서 설명한다.
이 도 3은 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트이다.
또, 도 3에서 도 2에 표시하는 실시의형태 1과 동일 또는 상당한 부분에는 동일부호를 부쳐서 그 설명을 생략하고 도 2와 상의한 부분에 대해 설명한다.
도 3에서 S203에서 충방전 제어회로(22)는 전번 계측된 출력전압 Bv 및 출력전류 Ba와 이번 계측된 출력전압 Bv 및 출력전류 Ba와의 평균치를 계산한다.
이 S203이 종료되면 S214로 진행한다.
S214에서 충방전 제어회로(22)는 게이트를 열었을때의 이 충방전 제어회로 (22)로 부터의 출력전류(Ba)가 소정의 범위내인지 아닌지를 판단한다.
소정의 범위내에 있는 경우는 S205로 그렇지 않으면 S207로 진행한다.
또, 출력전류 Ba의 제한에 의해 ON시간이 감소하고 모선전압 VB가 소정의 전압까지 도달하지 않게된 경우 그 부족분으로 엘리베이터의 구동에 필요한 전력은 자동적으로 상용전원(1)에서 공급된다.
이와같이 출력전류 Ba를 소정의 범위내로 억제함으로서 급속한 방전을 방지하고 전력축적장치(21)의 수명을 연장할 수가 있다.
또, 전력축적장치(21)의 방전시의 출구전류 Ba를 제한해서 부족분을 상용전원 1에서 공급함으로써 필요한 전력을 인버터(15)에 공급하면서 수명이 긴 전력축적장치(21)를 구비한 엘리베이터의 제어장치를 얻을 수가 있다.
실시의 형태 3
본 발명에 의한 엘리베이터의 제어장치의 다른 실시의 형태를 도 4를 사용해서 설명한다.
이 도 4는 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 구성도이다.
이 도 4에서 23은 전류검출기이고 상용전원(1)과 컨버터(11)와 충방전 제어회로(22)에 접속된다.
이 전류검출기(23)는 상용전원(1)의 전류치를 계측하고 이 상용전원(1)로부터의 공급전력(KW)를 감시한다.
30은 전력제한치이고 컨트롤러(8)에서 충방전 제어회로(22)에 부여된다.
또, 충방전 제어장치(22)는 입력된 전력제한치(30)에 따라 엘리베이터의 역행운전시에 필요한 전력을 상용전원(1) 및 전력축적장치(21)에서 공급한다.
또, 도 4에서 도 1에 표시하는 실시의 형태 1과 동일 또는 상당부분에는 같은 부호를 부쳐서 그 설명은 생략하고 도 1과 상위한 부분에 대해 설명하였다.
다음에 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법에 대해 도 5를 사용해서 설명한다.
이 도 5는 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트이다.
도 5에서 S221에서 충방전 제어회로(22)는 모선전압 VB 및 출력전압 Bv를 계측한다.
또, 충방전 제어회로(22)는 상용전원(1)의 전류치를 검출하고 상용전력치(W)를 산출한다.
이 S221이 종료하면 S222로 진행한다.
S222에서 충방전 제어회로(22)는 이 충방전 제어회로(22)의 게이트를 켠다.
그리고, 충방전 제어회로(22)는 게이트가 열려진후의 시간, 즉 이 게이트의 ON시간을 카운트하기 시작한다.
또, 충방전 제어회로(22)는 출력전류 Ba를 계측한다.
이 S222가 종료하면 S223으로 진행한다.
S223에서 충방전 제어회로(22)는 전번계측된 출력전압 Bv, 출력전류 Ba 및 상용전력치(W)와 금번 계측된 출력전압 Bv, 출력전류 Ba 및 상용전력치(W)와의 평균치를 계산한다.
이 S223이 종료하면 S224로 진행한다.
S224에서 충방전 제어회로(22)는 상용전력치(W)가 소정의 제한내인지의 여부를 판단한다.
소정의 제한내에 있는 경우는 S225로 그렇지않으면 S227로 진행한다.
S225에서 충방전 제어회로(22)는 모선전압 VB가 목표전압인지 아닌지를 판단한다.
모선전압 VB가 목표전압이상인 경우는 S227로 그렇지 않으면 S226으로 진행한다.
S226에서 충방전 제어회로(22)는 ON시간을 증폭한다.
이 S226이 종료하면 S228로 진행한다.
S227에서 상용전력치(W)가 소정의 제한범위를 초과해 있는 것에서, 충방전 제어회로(22)는 ON시간을 감폭한다.
이 S227이 종료되면 S228로 진행한다.
S228에서 충방전 제어회로(22)는 소정의 ON시간이 완료되었는지의 여부를 판단한다.
소정의 ON시간이 완료한 경우는 S229로 그렇지 않으면 S228을 실행한다.
S229에서 충방전 제어회로(22)는 출력전압 Bv, 출력전류 Ba 및 상용전력치 (W)를 계측한다.
이 S229가 종료하면 S230으로 진행한다.
S230으로 충방전 제어회로(22)는 이 충방전 제어회로(22)의 게이트를 폐쇄한다.
이 S230이 종료하면 S231로 진행한다.
S231에서 충방전 제어회로(22)는 전력축적장치(21)에 대한 입출력 전력을 계산한다.
이와같이 상용전원(1)로부터의 공급전력(KW)를 제한함으로써 전원장치를 인가로 구성할 수가 있고, 전체로서 성에너지 효과를 갖는 전원피러의 안가한 엘리베이터의 제어장치가 얻어진다.
실시의 형태 4
본 발명에 의한 엘리베이터 제어장치의 다른 실시의 형태를 도 6을 사용해서 설명한다.
이 도 6은 본 실시의 형태의 엘리베이터 제어장치의 구성을 표시하는 구성도이다.
또, 도 6에서 도 1에 표시하는 실시의 형태 1과 동일 또는 상당한 부분에는 동일부호를 부쳐서 그 설명은 생략하고, 도 1과 상위한 부분에 대해서 설명한다.
이 도 6에서 40은 전력조정기이고 컨트롤러(8)에 접속된다.
이 전력조정기(40)는 컨트롤러(8)로부터의 지시에 따라 엘리베이터의 구동에 요하는 전력을 상용전원의 전력과 전력축적장치(21)에 축적된 전력으로 나누고, 그 공급량을 조정해서 각각의 전원에 그 공급량을 지시한다.
또, 컨트롤러(8)과는 소위제어반이다.
41은 컨버터 제어회로이고 컨버터(11) 및 전력조정기(40)에 접속된다.
이 컨버터 제어회로(41)는 전력조정기(40)로 부터의 지시에 따라 상용전원 (1)로부터의 전력공급량, 즉 컨버터(11)의 전력변환량을 조정한다.
42는 상용전력검출기이고, 상용전원(1)과 컨버터(11)와 컨버터 제어회로(41)에 접속된다.
이 상용전력검출기(42)는 상용전원(1)에서 공급되는 전력량을 검출하는 것이고, 그 방법으로 예를들면 전류와 전압에서 구하는 것도 가능하고, 또 전류를 계측함으로써 환산해서 구해도 된다.
또, 컨버터 제어회로(41)내의 제어신호를 이용해서 구해도 된다.
또, 본 실시의 형태에서의 상용전력 검출기(42)는 컨버터(11)의 상용전원(1)측에 설치하고 있으나 컨버터(11)의 출력측에 설치해도 된다.
43은 충방전 제어기이고, 전력조정기(40)에 접속된다.
이 충방전 제어기(43)는 전력조정기(40)으로부터의 지시에 따라 전력축적장치(21)에의 충전량 또는 전력축적장치(21)로부터의 방전량을 지시하고 제어하는 것이다.
44는 충방전 전력검출기이고, 충방전 제어기(43)와 컨버터(11)-인버터(15)간의 모선에 접속된다.
이 충방전 전력검출기(44)는 전력축적장치(21)에 대한 충전량 혹은 방전량을 검출하는 것으로 아울러 컨버터(11) 및 인버터(15)로 된 직류주회로의 전압치도 검출한다.
45는 통전제어기이고, 전력축적장치(21)와 충방전 제어기(43)와 충방전 전력검출기(44)에 접속된다.
이 통전제어기(45)는, 충방전 제어기(43)로부터의 지시에 따라 전력축적장치 (21)에의 충전량 혹은 전력축적장치(21)로부터의 방전량을 조정한다.
다음에, 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치의 기능에 대해 도 7을 사용해서 설명한다.
이 도 7은 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치의 기능을 표시하는 기능블록도이다.
이 도 7에서 50은 엘리베이터 운전상황 추출수단이고 엘리베이터에 관한 엘리베이터의 운전상황을 추출하는 것이다.
또, 이 엘리베이터 운전상황 추출수단(50)은 후공정에서 추출한 데이터에 따라 전력의 공급원의 선택이나 공급비율을 판정한다.
51은 전력배분 지령수단이다.
이 전력배분 지령수단(51)의 지령에 의해 컨버터(11)로부터의 전력공급, 전력축적장치(21)로부터의 방전, 전력축적장치(21)에의 충전이 제어된다.
또, 전력축적장치(21)로부터의 방전은 전력축적장치(21)로부터의 전력공급에 상당한다.
이들의 전력배분 지령수단(51)에 의한 제어는 컨버터(11) 및 전력축적장치 (21)에 대한 전력공급의 배분지시나, 엘리베이터의 운전상황(예를들면 엘리베이터의 운전이 력행운전인지 회생운전인지등)이나 전력축적장치(21)에 충전된 전력량이나 직류주회로의 전압등에서 판단된다.
52는 상용전력 검출수단이고, 상용전력 검출기(42)에 상당한다.
즉 상용전력 검출수단(52)에 의해 상용전원(1)에서의 전력공급량이 검출된다.
53은 직류주회로 전압검출수단이고, 컨버터(11)-인버터(15)간의 직류 주회로의 모선전압을 검출한다.
즉, 충방전 전력검출기(44)에서의 기능이다.
이 모선전압을 검출, 감시하는 것은 엘리베이터의 제어장치에서 엘리베이터의 운전이 회생운전인지 아닌지를 판정할 수가 있는 것이다.
엘리베이터의 전동기(2)는 일반적으로 전력이 공급됨으로써 회전구동하고 엘리베이터의 카(5)를 구동시킨다.
그 한쪽에서, 이 전동기(2)는 카(5)측의 부하와 균형추(6)와의 부하의 불균형에 의해 전동기(2)가 회전운전하고, 회생전력을 발생시킨다.
이같이 회생전력이 생기면, 이 회생전력은 인버터(15)를 통해서 직류주회로에 유입하게 된다.
그후 직류주회로에 유입한 회생전력은 이 직류주회로에 설치된 컨덴서에 저장되고 최종적으로 직류주회로의 모선전압을 상승시킨다.
이러한 이유에서 직류주회로의 모선전압을 검출하는 데는 엘리베이터의 운전이 회생운전인지 아닌지를 판정하게 되어 이 모선전압이 상승했을 때는 엘리베이터의 운전이 회생운전이었다고 판정할 수 있다.
또, 카(5)측의 부하로는 카(5)자체의 부하외에 카(5)에 승차한 사람의 부하도 포함하는 것으로 한다.
54는 컨버터 제어지령수단이고, 전력배분지령수단(51)에서 출력된 지령에 따라 컨버터(11)를 제어한다.
예를들면 직류회로의 모선전압에 따라 전력공급이 필요하다고 판단된 경우, 즉 이 모선전압이 소정치보다 낮은 경우 컨버터 제어지령수단(54)은 컨버터(11)을 제어한다.
또, 컨버터 제어지령수단(54)은, 상용전력 검출수단(52)에서 검출된 전력량과, 전력배분지령수단(51)에서 배분지령치를 비교해서, 그 비교결과에 허용범위가있으면 그 허용범위내에서 컨버터(11)를 제어한다.
55는 컨버터이고, 컨버터(11)와 같은 장치이다.
컨버터(55)는 교류의 상용전원(1)을 직류로 변환하는 것이다.
이 컨버터(55)에 스위칭기능을 갖게 함으로써 직류측에 생기는 전압, 즉 변환하는 전력을 제어하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시의 형태의 컨버터(55)는 스위칭 가능한 트랜지스터 컨버터로 설명하였으나, 다이오드 컨버터를 사용하고 이 전력공급량을 충방전 제어장치에 의해 간접적으로 제어할 수도 있다.
[상용전원으로부터의 공급량=전체 필요량-전력축적장치로 부터의 공급량]이다.
56은 충방전전력 검출수단이고, 충방전 전력검출기(44)에 상당한다.
이 충방전전력 검출수단(56)은 전력축에 상당한다.
이 충방전전력 검출수단(56)은 전력축적장치(21)에의 충전량이나 전력축적장치(21)로부터의 방전량이나 직류주회로의 모선전압을 검출한다.
57은 충방전 제어지령수단이고, 이 충방전 제어지령수단(57)은 전력배분 지령수단(51)로부터의 지령이나 직류주회로에서의 모선전압의 전압상태에 따라 전력축적장치(21)에 대해 직류주회로에서 충전하거나 또 직류주회로에 방전한다는 제어를 행하는 것이다.
예를들면 직류주회로의 모선전압의 상승이 검출된 경우 그것은 엘리베이터가 회생운전하고 그 회생운전에 의해 생긴 회생전력이 이 직류주회로에 유입해 있기때문에 생기는 것이고, 이 직류주회로에서의 모선전압을 안정시키기 위해 이 회생전력은 전력축적장치(21)에 충전된다.
또, 직류주회로의 모선전압의 저하가 검출된 경우, 이 직류주회로에서의 모선전압을 안정시키기 위해 전력축적장치(21)에 저장된 전력이 방전되어 이 직류주회로에 공급된다.
59는 축적전력량 연산수단이고 충방전 검출수단(56)에서 검출된 전력축적장치(21)의 충방전 전력량을 적산하고, 이 전력축적장치(21)가 저장하는 전력량을 구하는 것이다.
다음에, 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법에 대해 도 8를 사용해서 설명한다.
이 도 8은 본 실시의 형태의 엘리베이터의 제어장치에 의한 엘리베이터의 제어방법을 표시하는 플로차트이다.
도 8에서, S241에서는 직류주회로의 모선전압 VB가 판독된다.
또, 이 모선전압 VB는 직류주회로 전압검출수단(53)에 의해 검출된다.
이 S241이 종료되면 S242로 진행한다.
S242에서는 직류주회로의 모선전압 VB가 소정의 전압치 Vc를 상회하는 지의 여부가 판단된다.
이 직류주회로의 모선전압 VB가 소정의 전압치 Vc를 상회하는 것은 엘리베이터가 회생운전하였다고 판단되고, 생긴 전력을 흡수할 필요가 생긴다.
즉 엘리베이터의 전동기(2)가 회생운전하면 이에 동반되는 회생전력이 발생하고 이 회생전력을 직류주회로에 유입된다.
이로써, 직류주회로의 모선전압 VB는 소정의 전압치 Vc를 초과하게 되어 직류주회로의 모선전압 VB를 안정시키는 필요성으로부터 생긴 전력을 전력축적장치 (21)에 흡수한다.
모선전압 VB가 소정치 Vc를 상회는 경우는 S243으로 그렇지 않은 경우는 S244로 진행한다.
S243에서는 충방전 제어기(43)에 직류주회로의 전력을 전력축적장치(21)에 충전하는 모드의 제어가 지시된다.
S244에서는 전력의 공급배분 데이터가 판독된다.
즉 컨트롤러(8)에 입력된 엘리베이터의 운전정보에 따른 상용전원(1)에서 공급되는 공급전력과 전력축적장치(21)에서 공급되는 공급전력과의 공급배분에 관한 데이터를 판독한다.
이 S244가 종료되면 S245로 진행한다.
S245에서는 상용전력량 PS, 충방전전력량 PC및 충전전력량 PB가 판독된다.
또, 상용전력량 PS는 상용전력검출기(42)에서 검출되고 충방전 전력량 PC는 충방전 전력검출기(44)로 검출된다.
또, 충전전력량 PB는 전력축적장치(21)에 축적된 전력량이고, 축적전력량 연산수단(59)에 의해 구해진다.
이 S245가 종료되면 S246으로 진행한다.
S246에서는, 충전전력량 PB가 소정의 전력량 PBF를 상회하는지의 여부가 판단된다.
즉, 전력축적장치(21)에 축적된 충전전력량 PB가 소정의 전력량 PBF를 상회하고, 전력축적장치(21)에 충분히 충전되어 있는 지의 여부를 판단하게 된다.
이 충전전력량 PB가 소정의 전력량 PBF를 상회는 경우 전력축적장치(21)에는 충분히 충전되어 있다고 볼수있고 전력축적장치(21)에의 이 이상의 전력축적은 적절치 않다고 판단되어 이 전력축적장치(21)에 축적된 전력을 적극적으로 사용하도록 제어된다.
또, 전력축적장치(21)에 흡수되는 전력으로 예를들면 회생전력이 있다.
충전전력량 PB가 소정의 전력량 PBF를 상회하는 경우는 S247로 그렇지 않은 경우는 S249로 진행한다.
S247에서는 충방전 제어기(43)에 필요량의 충방전이 지시된다.
이 S247이 종료하면 S248로 진행한다.
S248에서는 컨버터 제어회로(41)에 상용전원(1)에 의한 전력공급의 정지를 의미하는 정지모드가 지시된다.
이와같이 컨버터 제어회로(41)에 정지모드가 지시됨으로써 컨버터(11)로부터의 전력공급은 정지되고 그 결과 엘리베이터의 구동에 필요한 전력은 모두 전력축적장치(21)로부터 공급된다.
S249에서는 충전전력량 PB가 소정의 전력량 PBL을 하회하는지의 여부가 판단된다.
즉, 충전전력량 PB가 소정의 전력량 PBL을 하회하고, 전력축적장치(21)의 충전량이 부족하고 있는 지의 여부가 판단된다.
전력축적장치(21)의 충전량이 부족되어 있다고 판단된 경우, 이 전력축적장치(21)에서 안정된 전력공급이 곤란하게 되기 쉬우므로, 전력축적장치(21)로 부터의 전력공급을 일시정지하고, 전력축적장치(21)에의 충전만이 실행된다.
그러므로, 엘리베이터의 구동에 필요한 전력은 모두 상용전원(1)에서 공급된다.
또, 전력축적장치(21)에 충전되는 전력으로는 회생전력이나 상용전력이 있다.
충전전력 PB가 소정의 전력량 PBL을 하회하는 경우는 S250으로 그렇지 않으면 S252로 진행한다.
S250에서는, 충방전 제어기(43)에 전력축적장치(21)에 의한 전력공급의 정지가 지시된다.
그러므로, 전력축적장치(21)에는 회생전력 또는 상용전력에 의한 충전만이 실행된다.
이러한 제어에 의해 전력축적장치(21)에의 충전은 실시하나 전력축적장치(21)로부터의 방전, 즉 전력공급은 안되고 전력축적장치(21)에 축적되는 전력량의 증량이 실시된다.
이 S250이 종료하면 S251로 진행한다.
S251에서는 컨버터(11)에 대해 공급제한이 실행되고 있는 경우, 그 공급제한의 실행을 정지한다.
S252에서는 충방전 제어기(43)에 필요량의 충방전에 지시된다.
즉 충방전 제어기(43)는 지시된 전력공급배분에 따라 전력공급이나 전력축적장치(21)에의 충전을 제어한다.
이 S252 가 종료하면 S253으로 진행한다.
S253에서는 컨버터 제어회로(41)에 필요량의 충방전이 지시된다.
즉 컨버터 제어회로(41)는 지시된 전력공급배분에 따라 전력공급을 제어한다.
컨버터 제어회로(41) 및 충방전 제어기(43)에 지시되는 전력공급배분은 상용전원(1)로부터의 전력공급량과 전력축적장치(21)로부터의 전력공급량이 소정의 비율이 되도록 제어된다.
또, 소정의 전력공급량까지는 한쪽의 전원에서 전력공급되고, 이 소정의 전력공급량을 초과하는 전력공급량이 필요한 경우에는 그 소정의 전력공급량을 초과하고 나머지가 다른쪽의 전원에서 전력공급되도록 해도 된다.
이같이 한쪽의 전원, 예를들면 상용전원(1)으로부터의 전력공급을 소정의 전력공급량까지 억제함으로서 최대 전력량을 저감할 수가 있고, 특히 전력수요피크시의 전력사용량을 저감시킬 수가 있다.
또, 전원설비용량의 면에서도 건물에 대한 엘리베이터의 부하를 경감할 수가 있다.
이와같이 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치는 교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환하는 컨버터와 직류전력으로 변환하는 컨버터와, 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환하는 인버터와, 가변전압 가변주파수의 교류전력에 의해 구동되고, 엘리베이터를 운전하는 전동기를 갖는 엘리베이터의 제어장치에서 직류전력이 충전되는 전력축적장치와, 인버터에의 전력공급에 전력축적장치 및 상용전원을 병용하므로 상용전원의 전력소비량을 저감시킬 수가 있다.
이것은 전력수요피크시에 큰 효과를 기대할 수 있다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 전력축적장치에서 공급되는 전력의 전류치를 제한하므로 전력축적장치의 수명을 연장시킬 수가 있다.
또, 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치가 갖는 전력조정기는 상용전원으로 부터의 전력공급량의 최대치를 제어하므로 전원설비용량을 작게 억제할 수가 있고 또 전기요금을 저감시키는 것도 기대된다.

Claims (3)

  1. 교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환하는 컨버터와, 상기 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환하는 인버터와,
    상기 가변전압 가변주파수의 교류전력에 의해 구동하고 엘리베이터를 운전하는 전동기를 갖는 엘리베이터의 제어장치에서,
    전력이 충전되는 전력축적장치와, 상기 인버터에의 전력공급에 상기 전력축적장치 및 상용전원을 사용하는 동시에 이들 전력축적장치 및 상용전원의 적어도 어느 하나를 제어해서 상기 인버터가 필요로 하는 전력을 공급하는 전력조정기를 갖는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인버터에의 전력공급량과 한쪽의 전원으로 부터의 최대 전력공급량의 차이분이 다른쪽의 전원에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    전력조정기는 전력축적장치로부터의 전력공급량과 상용전원으로부터의 전력공급량을 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
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