KR20010085467A

KR20010085467A - 엘리베이터의 제어장치

Info

Publication number: KR20010085467A
Application number: KR1020010008908A
Authority: KR
Inventors: 다지마시노부; 아라키히로시; 스가이쿠로; 고바야시가즈유키
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2001-09-07
Also published as: CN1311151A; CN1229275C; US20010017238A1; KR100407630B1; US6439348B2; TW506940B; JP2001240325A

Abstract

충전에 의한 성에너지 효과를 손상시키지 않고 또, 저용량, 값싼 2차전지를 사용해 안정된 회생전력제어를 하는 엘리베이터의 제어장치를 얻는 것이다.

교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환하는 컨버터(2), 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환해서 엘리베이터를 운전하는 인버터(4), 엘리베이터의 회생운전시에 직류모선(3)으로부터의 직류전력을 축적하고, 역행(力行)운전시에 직류모선에 축적된 직류전력을 공급하는 전력축적장치(11), 전력축적장치의 충방전을 제어하는 충방전제어회로(15), 직류모선간에 설치된 회생전류 제어용 게이트(16)와 회생저항(17)의 직렬접속체, 회생전류 제어용 게이트를 제어하는 회생제어회로(19A), 전력축적장치의 충방전상태를 계측하는 충방전상태 계측장치(14A)를 구비하고, 회생제어회로(19A)는 충방전상태의 계측치에 따라 듀티가 다른 다수의 제어모드에 의해 회생전류 제어용 게이트(16)를 제어한다.

Description

엘리베이터의 제어장치{CONTROLLER OF ELEVATOR}

본 발명은, 2차전지를 응용한 성에너지형의 엘리베이터의 제어장치에 관한 것이다.

도 8은 종래의 2차전지를 응용해서 엘리베이터를 제어하는 제어장치의 기본구성도이다.

도 8에서 1은 3상 교류전원, 2는 3상 교류전원(1)에서 출력되는 교류전력을 직류전력으로 변환하는 다이오드로 구성된 컨버터를 표시하고, 컨버터(2)에서 변환된 직류전력은 직류모선(3)에 공급된다. 4는 엘리베이터의 속도위치제어를 하는 후술하는 속도제어장치에 의해 제어되는 인버터이고, 직류모선(3)을 통해서 공급되는 직류를 소망하는 가변전압 가변주파수의 교류로 변환해서 교류모터(5)를 공급함으로써, 교류모터(5)에 직결된 엘리베이터의 권양기(6)를 회전구동시킴으로써 권양기(6)에 걸린 로프(7)가 그 양단에 접속된 카(8) 및 균형주(9)를 승강제어해서 카(8)내의 승객을 소정의 층상으로 이동시키도록 되어 있다.

여기서 카(8)와 균형추(9)의 중량은 정원의 반의 승객이 카(8)내에 승차했을때, 대략 같게 되도록 설계되어 있다. 즉 무부하로 카(8)를 승강시키는 경우에 카(8)의 하강시는 역행운전, 상승시는 회생운전이 된다. 반대로, 정원승차로 카(8)를 하강시키는 경우에, 카(8)의 하강시는 회생운전, 상승시는 역행운전이 된다.

10은 마이크로컴퓨터로 구성된 엘리베이터 제어회로로, 엘리베이터 전체의 관리제어를 한다. 11은 직류모선(3)간에 설치되고 엘리베이터의 회생운전시에 전력을 축적하고 역행운전시에 인버터(4)에 컨버터(2)와 함께 축적된 전력을 공급하는 전력축적장치를 표시하고, 2차전지(12)와 당해 2차전지(12)를 충방전제어하는 DC-DC 컨버터(13)로 구성된다.

여기서 DC-DC 컨버터(13)는 리엑터(13a), 이 리엑터(13a)에 직렬접속된 충전전류 제어용 게이트(13b), 후술하는 방전전류 제어용 게이트(13d)에 역병렬 접속된 다이오드(13c)로된 강압형 초퍼회로와 리엑터(13a), 이 리엑터(13a)에 직렬접속된 방전전류 제어용 게이트(13d), 상기 충전전류 제어용 게이트(13b)에 역병렬 접속된 다이오드(13e)인 승압형 초퍼회로를 구비해서 되고, 충전전류 제어용 게이트(13b)와 방전전류 제어용 게이트(13d)는 전력축적장치(11)의 충방전상태를 계측하는 충방전상태 계측장치(14)로부터의 계측치 및 전압계측기(18)로부터의 계측치에 따라 충방전제어회로(15)에 의해 제어된다. 또, 이 종래예에서의 충방전상태 계측장치(14)로서는 2차전지(12)와 DC-DC 컨버터(13) 사이에 설치되는 전류계측기가 사용된다.

16과 17은 직류모선(3)간에 설치된 회생전류 제어용 게이트와 회생저항, 18은 직류모선(3)의 전압을 계측하는 전압계측기, 19는 후술하는 속도제어회로로부터의 회생제어 지령에 따라 동작하는 회생제어회로를 표시하고 회생전류 제어용 게이트(16)는 회생운전시에 전압계측기(17)에 의한 계측전압이 소정치 이상일때 회생제어회로(19)의 제어에 따라 ON펄스폭이 제어되게 되고 회생전력은 회생저항(17)에서방전되어 열에너지로 변환되어 소비된다.

20은 권양기(6)에 직결된 인코더, 21은 엘리베이터 제어회로(10)로부터의 지령에 따라 속도지령과 인코더(22)로부터의 속도귀환 출력에 따라, 인버터(4)의 출력전압 출력주파수를 제어함으로써 엘리베이터를 위치속도제어하는 속도제어회로를 표시한다.

다음, 상기 구성에 관한 동작에 대해 설명한다.

엘리베이터의 역행운전시는 3상 교류전원(1) 및 전력축적장치(11)의 양쪽에서 인버터(4)에 전력이 공급된다. 전력축적장치(11)는 2차전지(12)와 DC-DC 컨버터(13)로 구성되고, 충방전제어회로(15)에 의해 제어된다. 일반적으로 장치를 소형, 값싸게 구성하기 위해, 2차전압(12)의 개수는 적게 억제되고 2차전지(12)의 출력전압은 직류모선(3)의 전압보다 낮다. 그리고 직류모선(3)의 전압은 기본적으로 3상 교류전원(1)을 정류한 전압 근처에서 제어된다. 따라서 2차전지(12)의 충전시는 직류모선(3)의 모선전압을 하강하고 방전시는 직류모선(3)의 모선전압으로 승강시킬 필요가 있고, 이때문에 DC-DC 컨버터(13)가 채용된다. 이 DC-DC 컨버터(13)의 충전전류 제어용 게이트(13b), 방전전류 제어용 게이트(13d)의 제어를 충방전제어회로(15)에 의해 실시한다.

도 9와 도 10은 충방전제어회로(15)의 방전시와 충전시의 제어를 표시하는 플로차트이다.

최초에 도 9에 표시하는 방전제어시에 대해 설명한다.

제어계로서 전압제어에 전류제어 마이너루프등을 구성하고 보다 안전성이 높은 제어를 해도 되나 여기서는 간단화를 위해 모선전압으로 제어하는 방식으로 설명한다.

우선 전압계측기(17)에 의해 직류모선(3)의 모선전압이 계측된다(스텝 S11). 충방전제어회로(15)는 그 계측전압을 소망하는 전압설정치와 비교하고 계측전압이 전압설정치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하고(스텝 S12), 계측전압이 설정치를 초과하지 않았으면 다음에 충방전상태 계측장치(14)에 의한 2차전지(12)의 방전전류의 계측치가 소정치를 초과하였는지의 여부를 판정한다.(스텝 S13).

이들의 판정에 의해, 계측전압이 설정치를 초과했을때 또는 계측전압이 설정치를 초과하지 않을때도 2차전지(12)의 방전전류의 계측치가 소정치를 초과했을때에는 방전전류 제어용 게이트(13d)의 ON펄스폭을 짧게하기위해 현재의 ON시간에 대해 조정시간 DT를 감산해서 새로운 게이트 ON시간을 구한다(스텝 S14).

또 한편, 상기 스텝 S13에서 전류검출기(14)에 의한 2차전지(12)의 방전전류의 계측치가 소정치를 초과하고 있지 않다고 판정되었을때는 방전전류 제어용 게이트(13d)의 ON펄스폭을 길게하도록, 현재의 ON시간에 대해 조정시간 DT를 가산해서 새로운 게이트 ON시간을 구한다(스텝 S15). 이렇게 해서 구해진 게이트 ON시간에 따라 방전전류 제어용 게이트(13d)의 ON제어를 실시하는 동시에 구해진 게이트 ON시간을 현재의 ON시간으로 해서 내장메모리에 기억한다(스텝 S16).

이와같이, 방전전류 제어용 게이트(13d)의 ON펄스폭을 길게함으로써, 보다 많은 전류를 2차전지(12)로부터 흐르게 하고, 이결과 공급전력을 크게하는 동시에 전력공급에 의해 직류모선(3)의 모선전압을 상술시킨다. 역행시 운전에서 생각하면 엘리베이터는 전력공급을 필요로 하고 있고, 이 전력을 상기 2차전지(12)로부터의 방전 및 3상 교류전원(1)으로부터의 공급으로 충당한다. 모선전압을 3상 교류전원(1)으로부터의 공급에 의한 컨버터(2)의 출력전압보다 높게 제어하면, 모든 전력은 2차전지(12)로부터 공급된다. 그러나, 값싼 전력축적장치(11)를 구성하기위해 모든 전력을 2차전지(12)에서 공급하지 않고 적절한 비율로 2차전지(12)로부터의 공급과, 3상 교류전원(1)으로부터의 공급을 하도록 설계되어 있다.

즉, 도 9중에서 방전전류의 계측치를 공급분담 상당전류(소정치)와 비교하고 소정치를 초과하고 있으면 방전전류 제어용 게이트(13d)의 ON펄스폭을 길게하고 또 공급량을 증대시키나, 방전전류의 계측치가 소정치를 초과하고 있지 않으면, 방전전류 제어용 게이트(13d)의 ON펄스폭을 짧게 하고 전력공급을 클립한다. 이렇게 하면, 인버터(4)가 필요로 하는 전력중, 2차전지(12)에서 공급하는 분은 클립되므로, 직류모선(3)의 모선전압은 낮아지고, 결과적으로 컨버터(2)로부터 공급이 개시된다. 이들은 짧은 시간에 실시되므로, 실제는 엘리베이터가 필요한 전력을 공급하기 위해, 적절한 모선전압으로 좌정하고 2차전지(12)와 3상 교류전원(1)에서 소망하는 비율로 전력을 공급하는 것이 가능해진다.

다음 도 10에 표시하는 충전제어시에 대해 설명한다.

교류모터(5)로부터의 전력회상에 있는 경우, 직류모선(3)의 모선전압은 그 회생전력에 의해 상승한다. 이 전압이 컨버터(2)의 출력전압보다도 높아진 경우에는 3상 교류전원(1)으로부터의 전력공급을 정지한다. 전력축적장치(11)가 없는 경우에 이 상태가 계속되면 직류모선(3)의 모선전압을 검출하는 전압계측기(17)의 계측전압치가 어느 소정전압까지 달하면, 회생제어회로(19)는 작동하고, 회생전류 제어용 게이트(16)를 폐쇄한다. 이로써 회생저항(17)에 전력이 흘려지고, 회생전력이 소비되는 동시에 전자브레이크 효과에 의해 엘리베이터가 감속된다. 그러나 전력축적장치(11)가 있는 경우에는, 소정전압 이하의 전압으로 충방전제어회로(15)의 제어에 의해, 그 전력이 전력축적장치(11)에 충전된다.

즉, 도 10에 표시한 바와같이 충방전제어회로(15)는 전압계측기(17)에 의한 직류모선(3)의 모선전압의 계측치가 소정전압을 초과해 있으면 회생상태인 것을 검지하고 충전전류 제어용 게이트(13b)의 ON펄스폭을 길게함으로써, 2차전지(12)에 충전전류를 증대시킨다(스텝 S21 →S22 →S23).

그리고, 엘리베이터로부터의 회생전력이 적어지면, 이에따라 직류모선(3)의 전압도 저하하고, 전압계측기(17)의 계측치가, 소정전압을 초과하지 않으므로 충전전류 제어용 게이트(13b)의 ON펄스폭을 짧게 제어하고, 충전 전력도 작게 제어된다(스텝 S21 →S22 →S24).

이와같이 직류모선(3)의 모선전압을 감시하고 충전 전력을 제어함으로써, 모선전압이 적절한 범위로 제어되고, 충전이 실시된다. 또 종래 회생전력으로 소비하고 있던 전력을 축적하고 재이용함으로써 성에너지가 실현된다. 충전장치가 고장등의 이유로 전력소비가 되지 않을때는 백업으로써, 상기 회생제어회로(19)를 작동시켜 회생전력을 저항 소비시켜서 엘리베이터에 적절한 감속을 하도록 한다. 엘리베이터의 용량등에 의해 다르나, 주택용의 일반적인 엘리베이터에서 회생전력은 2KUA정도이고, 감속의 최대치로 4KUA정도의 회생전력이다.

회생제어회로(19)에서는 직류모선(3)의 전압을 감시하고, 소정이상의 전압이 되면 상기 전력을 회생저항(17)에서 방전하도록 회생제어회로(19)에 의해 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어함으로써, 회생전력을 회생저항(17)에 흘리는 것이다. 이 펄스폭 제어는 여러가지 방식이 있으나, 간단하게는 다음식에 따른다. 지금 회생전류 제어용 게이트(16)를 ON하기 시작하는 직류모선(3)의 전압을 VR이라고 하면, 회생저항(17)의 값은 기지이므로 회로를 ON(폐쇄)하면 흐르는 전류 IR는 간단하게 계산이 가능하고 또 흘리고 싶은 최대전력이 기지이므로 그전력(VA)을 WR이라고 하면, WR/(VR ×IR)의 듀티의 ON펄스를 발생하면 되고, 이를 직류모선전압을 감시하면서 실시하면 된다. 그러나 이는 어디까지나, 회생전력을 회생저항(17)에서 모두 소비하는 것을 목적으로 하고 있다.

그러나, 상술한 종래의 엘리베이터의 제어장치에서, 전력축적장치(11)는 전력축적장치(11)의 온도, 충전정도, 즉 전력축적장치(11)의 FULL 충전상태를 기준으로 하고, 충방전전류와 충방전전압과의 적을 용량으로 정규화하고 누적된 값인 SOC(:State of Charge)등 모든 조건에서 회생전력을 충전가능한 대용량의 2차전지(12)를 쌓을 필요가 있었다. 이때문에 고가이고, 큰 전력축적장치(11)가 필요했었다.

본 발명은 상술한 바와같은 과제를 해결하기위해 된것으로 충전에 의한 성에너지 효과를 손상하지 않고 또 저용량, 값싼 2차전지를 사용하고 안정된 회생전력제어를 할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 얻는것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치는 교류전원으로부터의 교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환하는 컨버터와, 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환해서 전동기를 구동해서 엘리베이터를 운전하는 인버터와, 상기 컨버터와 상기 인버터 사이의 직류모선간에 설치되어서 엘리베이터의 회생운전시에 직류모선으로부터의 직류전력을 축적하고, 역행운전시에 직류모선에 축적된 직류전력을 공급하는 전력축적수단과, 상기 직류모선에 대한 상기 전력축적장치의 충방전을 제어하는 충방전제어수단과, 상기 직류모선간에 설치된 회생전류 제어용 게이트와 당해 회생전류 제어용 게이트를 통해서 유입하는 회생전력을 방전하는 회생저항과의 직렬접속체와, 상기 회생전류 제어용 게이트를 제어하는 회생제어수단과, 상기 전력축적장치의 충방전상태를 계측하는 충방전상태 계측수단을 구비하고 상기 회생제어수단은 상기 충방전상태 계측수단으로부터의 계측치에 따라 회생저항을 흐르는 전류 또는 전력이 다른 다수의 제어모드에 의해 상기 회생전류 제어용 게이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 상기 방전상태 계측수단은 상기 직류모선의 모선전압을 계측하는 모선전압 계측수단을 포함하고 충방전상태의 계측치로서, 모선전압의 계측치를 출력하고 상기 회생제어수단은 모선전압의 계측치에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 상기 충방전상태 계측수단은 상기 전력축적수단의 충전전압을 계측하는 충전전압 계측수단을 또 구비하고 상기 회생제어수단은 모선전압의 계측치와 충전전압의 계측치에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 상기 충방전상태 계측수단은 상기, 전력축적수단의 충방전전류, 충방전전압 온도의 적어도 하나를 계측하는 계측수단이고, 상기 회생제어수단은 이들 계측치에 따른 듀티가 설정된 테이블을 구비하고, 당해 테이블에 설정된 듀티에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 상기 회생제어수단은 충전전류와, 충전전압에 따라 듀티가 설정된 테이블을 구비해서 된것을 특징으로 하는 것이다.

또 상기 회생제어수다은 온도에 따른 테이블을 다수 구비하고 상기 충방전상태 계측수단으로부터의 계측온도에 따른 테이블을 선택하고 충전전류와 충전전압에 따른 듀티에 따라, 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또 상기 회생제어수단은 충전전압과, 충전전압의 변화량에 따라, 듀티가 설정된 테이블을 구비해서 된것을 특징으로 하는 것이다.

또 상기 회생제어수단은 상기 전력축적수단의 FULL 충전상태를 기준으로 하고 충방전전류와 충방전전압의 적을 용량으로 정규화해서 누적한 값인 충전정도에 따른 테이블을 다수 구비하고 상기 충전정도에 맞는 테이블을 선택하고, 충전전압과 충전전압의 변화량에 따른 듀티에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스를 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 회생제어회로(19A)의 제어내용을 표시하는 플로차트.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 회생제어회로(19A)의 제어내용을 표시하는 플로차트.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 것으로 회생제어회로(19A)에 구비되는, 충전전류와 충전전압에 따라 듀티가 설정된 테이블의 설명도.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 것으로 회생제어회로(19A)에 구비되는, 온도에 따라 충전전류와 충전전압에 따라 듀티가 설정된 다수의 테이블의 설명도.

도 6은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 것으로 회생제어회로(19A)에 구비되는, 충전전압과 충전전압의 변화량에 따라 듀티가 설정된 테이블의 설명도.

도 7은 본 발명의 실실의 형태 6에 관한 것으로 회생제어회로(19A)에 구비되는, 충전정동 SOC에 따라 충전전압과 충전전압의 변화량에 따라 듀티가 설정된 다수의 테이블의 설명도.

도 8은 종래예에 관한 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도.

도 9는 도 8에 표시하는 충방전회로(15)의 방전시의 제어를 표시하는 플로차트.

도 10은 도 8에 표시하는 충방전제어회로(15)의 충전시의 제어를 표시하는 플로차트.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 3상 교류전원 2 : 컨버터

3 : 직류모선 4 : 인버터

5 : 교류모터 6 : 권양기

7 : 로프 8 : 카

9 : 균형추 10 : 엘리베이터 회로

11 : 전력축적장치 12 : 2차전지

13 : DC-DC 컨버터 14,14A : 충방전상태 계측장치

15 : 충방전제어회로 16 : 회생전류 제어용 게이트

17 : 회생저항 18 : 전압계측기

19,19A : 회생제어회로 20 : 인코더

21 : 속도제어회로

본 발명에서는 전력축적장치에 사용되는 2차전지로써 저용량, 값싼 2차전지를 사용하고 충전에 의한 성에너지 효과를 손상하지 않고 안정된 회생전력제어를 할 수가 있도록 제어한다.

즉 전력축적장치에 사용되는 2차전지의 특성은 납전지, 니켈수소전지등의 전지의 종류에 의해 다르나, 일반적으로는 전지내의 용제의 관계상 온도가 통상보다 낮은 상태 및 통상보다 높은 상태에서는 충전의 수입상태는 나쁘고 충전의 정도가 높으(FULL 충전에 가까워진다)면 충전의 수입상태는 당연히 나빠진다. 이들의 충전의 수입상태가 나쁜상태에서 큰 전류를 충전하려고 하면, 내부저항이 증대, 즉 전지의 발열과 충전전압의 상승이 일어날뿐아니라 그후의 충전성능을 열화시켜 버린다. 이때문에 과충전은 가능한한 피하도록 제어할 필요가 있다.

도 1은 본 발명에 관한 엘리베이터의 제어장치의 구성을 표시하는 블록도이다. 도 1에서 도 8에 표시한 종래예와 동일부분은 동일부호를 부쳐서 그 설명은 생략한다. 새로운 부호로써 14A와 19A는 본 발명에 관한 충방전상태 계측장치와 회생제어회로를 표시하고, 회생제어회로(19A)는 충방전상태 계측장치(14A)로부터의 계측치에 따라 회생저항을 흐르는 전류 또는 전력이 다른 다수의 제어모드에 의해 회생전류 제어용 게이트(16)를 제어하도록 되어 있다.

이하, 구체적인 실시의 형태에 대해 설명한다.

실시의 형태 1

이 실시의 형태 1에서는, 충방전상태 계측장치(14A)는 도 1에서는 분리해서 표시하고 있으나, 직류모선(3)의 모선전압을 계측하는 전압계측기(18)를 포함하고, 그 모선전압 계측장치를 충방전상태 계측치로 보고 회생제어회로(19A)에 출력하도록 되어 있고, 회생제어회로(19A)는 모선전압의 계측치에 따라 회생저항을 흐르는 전류 또는 전력이 다른 다수의 제어모드에 의해 회생전류 제어용 게이트(16)를 제어하도록 되어 있다.

다음에, 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 회생제어회로(19A)의 제어를, 도 2에 표시하는 플로차트를 참조해서 설명한다.

회생제어회로(19A)는, 직류모선(3)의 모선전압에 의해, 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 결정하는 것이다. 우선 계측된 모선전압이 제 2단 전압 V2를 초과하였는지의 여부를 판정한다(스텝 S101, S102). 여기서, 제 2단전압 V2는, 충전시에 이상이 있는 경우를 상정하고 전회생전력을 회생저항(17)에 흘리기 위해 감시하는 전압이고, 이 전압을 초과하면 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스의 듀티를 B에 설정하고, 종래와 같이 전 전력을 회생저항(17)에 흘릴 수 있는 상태로 한다(스텝 S102 →S103).

계측된 모선전압이 제 2단전압 V2를 초과하지 않았으면 다음에 모선전압이 제 1단전압을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S102 →S104). 여기서, 제 1단전압 V1은, 상기 제 2단 전압 V2보다도 낮고, 전력축적장치(11)의 충전이 개시되는 전압보다 높고, 회생충전해 있는 상태의 전압이고, 모선전압이 이 전압 V1을 초과하고 있으면 듀티를 A에 설정한다(스텝 S104 →S105).

여기서 A는 예를들면 B의에서로하고 회생전력의에서의 회생전력을 회생저항(17)에 흘리도록 설정한다. 다른 한편, 모선전압이 전압 V1을 초과하고 있지 않으면, 듀티를 0에 설정한다(스텝 S104 →S106). 이렇게 해서 설정된 듀티에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스를 펄스폭 제어한다(스텝 S107).

즉, 회생운전이 개시되면 모선전압이 상승하고 이를 충방전제어회로(15)가 검출하고 충전을 개시한다. 충전전류등에는 제한이 있고 전 전력을 충전할 수가 없으면 서서히 모선전압(3)이 상승하기 시작해, 제 1단계 V1에 도달한다. 이 시점에서 회생전력은 상기 충전과 회생저항 방전으로 분할된다. 이결과 충전회로등에 이상이 없는한 제 2단전압 V2까지 도달하지 않고 회생운전은 종료한다.

따라서 이와같이 구성된 엘리베이터의 제어장치에서는, 회생전력에 의한 전력축적장치(11)의 충전때, 2차전류(12)에 과도한 부담을 거는 일이 없으므로, 성에너지 효율이 높은 값싼 전력축적장치를 사용하게 되어 충전에 의한 성에너지 효과를 손상하지 않고 또 저용량이고 값싼 2차전지를 사용하고 안정된 회생전력제어를 할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 얻을 수가 있다.

실시의 형태 2

이 실시의 형태 2에서, 도 1에 표시하는 충방전상태 계측장치(14A)는 실시의 형태 1에 대해 전력축적장치(11)의 2차전지(12)의 충전전압을 계측하는 충전전압계측기를 또 포함하고 있고 충방전상태의 계측치로서, 모선전압의 계측치와 충전전압의 계수치를 회생제어회로(19A)에 출력하도록 되고, 회생제어회로(19A)는 모선전압의 계측치와 충전전압의 계측치에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어한다.

즉, 2차전지(12)의 충전시의 전압은 같은 전류로 충전해도 현재의 SOC상태, 주위온도등에 의해 다르고 또 일괄적으로 충전시의 전압만으로 충전의 제한을 하면 되는 것은 아니나, 충전의 제어에서는 이 충전전압을 감시하고, 충전량(전력,전류)을 제한할 필요가 있다. 이 실시의 형태 2는 이런점은 고려한 제어를 한다.

다음에 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 회생제어회로(19A)의 제어를 도 3에표시한 플로차트를 참조해서 설명한다.

회생제어회로(19A)는 실시의 형태 1과 같이 우선 계측된 모선전압이 제 2단전압 V2를 초과하였는지를 판정하고, 제 2단전압 V2를 초과한 경우에는 회생전류 제어용 게이트 16의 ON펄스의 듀티를 B에 설정하고, 종래와 같이 전 전력을 회생저항(17)에 흘릴 수 있는 상태로 한다(스텝 S201 ∼ S203).

계측된 모선전압이 제 2단전압 V2를 초과하고 있지 않으면 다음에 2차전지 (12)의 충전전압이 소정치를 초과하였는지의 여부를 판정하고 충전전압이 소정치를 초과하고 있으면 실시의 형태 1과 같은 듀티 = A 를 설정하고(스텝 S204 →S205), 회생전력의로부터의 회생전력을 회생저항(17)에 흘리도록 설정한다. 한편 충전전압이 소정치를 초과하고 있지 않으면 듀티를 0에 설정한다(스텝 S204 →S206). 이와같이 해서 설정된 듀티에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스를 펄스폭 제어한다(스텝 S207).

여기서 충전전압과 비교되는 소정치는 충전시에 전지보호를 위해 감시하는 값이고 충전전압이 소정치를 초과했을때는 회생전력의 일부를 회생저항(17)에 의한 방전으로 분담함으로써 과잉충전을 방지할 수가 있고 또 가능한한 회생전력이 충전되고, 전체로써 성에너지 효율을 확보하면서도 2차전지(12)를 보호하는 것이 가능해지고 값싼 전력축적장치를 구성할 수가 있게 된다.

다음에 아래에 표시하는 각 실시의 형태에서 도 1에 표시하는 충방전상태 계측장치(14A)로서는 전력축적장치(11)의 충방전전류, 충방전전압, 온도를 계측하는 각 계측기를 구비한 것이고 회생제어회로(19A)는 충방전상태 계측치로써 이들 계측치를 입력하고, 계측치에 따른 듀티가 설정된 테이블을 구비하고 테이블에 설정된 듀티에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어하는 것에 관한 것이다.

일반적으로, 전력축적장치(11)의 충전전압은, 동량의 충전전류를 흘려도, 과잉충전이 되기 직전에 급격히 증가하는 경향이 있다. 따라서 충전전압의 변화를 계측하면, 빠른시점에서 충전을 줄이거나, 정지하는등의 제어가 가능해진다. 또 상온이외에서는 너무 큰 충전을 하지 않는 쪽이 전지수명에도 좋다. 충전전압뿐아니라, 충전전압의 변화, SOC 온도등 섬세한 조건으로 제어하면 2차전지(12)의 수명에 의해 좋은 영향이 있고 이들의 테이블을 작성하고 다수 모드로 회생제어하면 효과가 크다.

즉 충전에 의한 충전전압의 변화는 어디까지나 충전의 결과에 의한 것으로 온도, SOC에 의해 전류를 제약하는 테이블을 가지면, 더욱 상세하게 제어할 수 있는 것은 명백하고 성에너지 효과를 확보하기위해 전력축적장치(11)의 충전을 가능한한 회생전력을 받아들이나, 2차전지(12)의 충전능력의 보호, 전지수명의 확보를 위해 과잉충전은 하지 않도록 제어한다.

이하, 테이블을 구비하고, 테이블에 설정된 듀티에 따라 회생전력 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어하는 각 실시의 형태를 열거한다.

실시의 형태 3

회생제어회로(19A)는 도 4에 표시하는 바와같이 충전전류와 충전전압에 따라 듀티가 설정된 테이블 T1을 구비하고 테이블 T1에서 충전전류와 충전전압의 계측치에 대응하는 듀티를 구하고 그 듀티에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어한다.

실시의 형태 4

회생제어회로(19A)는 도 5에 표시한 바와같이, 2차전지(12)의 온도에 따라, 충전전류와 충전전압에 따라 듀티가 설정된 다수의 테이블 T1a, T1b, T1c ···를 구비하고 이들 테이블에서 계측온도에 따른 테이블을 선택해서, 선택된 테이블에 설정된 듀티에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어한다.

실시의 형태 5

회생제어회로(19A)는 도 6에 표시한 바와같이, 충전전압과 충전전압의 변화량에 따라 듀티가 설정된 테이블 T2를 구비하고 충전전압과 충전전압의 변화량에 따라 테이블 T3에 설정된 듀티를 구하고, 구한 듀티에 따라 회생전류 제어용 게이트(16)의 ON펄스폭을 제어한다.

실시의 형태 6

회생제어회로(19A)는 도 7에 표시한 바와같이 충전정도 SOC에 따라, 충전전압과 충전전압의 변화량에 따라 듀티가 설정된 다수의 테이블 T2a, T2b, T2c ···를 구비하고, 상기 충전정도 SOC에 따른 테이블을 선택하고 충전정도에 따른 테이블을 선택하고 충전전압과 충전전압의 변화량에 따라 선택된 테이블에 설정된 듀티를 구하고 구한 듀티에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스를 제어한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 전력축적장치의 충전상태에 따라 회생저항을 흐르는 전류 또는 전력이 다른 다수의 제어모드에 의해 회생전류 제어용 게이트를 제어함으로써 충전에 의한 성에너지 효과를 손상시키지 않고 또 저용량이고 값싼 2차전지를 사용해 안정된 회생전력제어를 할 수가 있다.

Claims

교류전원으로부터의 교류전력을 정류해서 직류전력으로 변환하는 컨버터와, 직류전력을 가변전압 가변주파수의 교류전력으로 변환해서 전동기를 구동해서, 엘리베이터를 운전하는 인버터와 상기 컨버터와 상기 인버터 사이의 직류모선간에 설치되어 엘리베이터의 회생운전시에 직류모선으로부터의 직류전력을 축적하고, 역행운전시에 직류모선에 축적된 직류전력을 공급하는 전력축적수단과, 상기 직류모선에 대한 상기 전력축적장치의 충방전을 제어하는 충방전제어수단과, 상기 직류모선간에 설치된 회생전류 제어용 게이트와 당해 회생전류 제어용 게이트를 통해서 유입하는 회생전력을 방전하는 회생저항과의 직렬접속체와, 상기 회생전류 제어용 게이트를 제어하는 회생제어수단과, 상기 전력축적장치의 충방전상태를 계측하는 충방전상태 계측수단을 구비하고, 상기 회생제어수단은 상기 충방전상태 계측수단으로부터의 계측치에 다라 ON펄스폭의 듀티가 다른 다수의 제어모드에 의해 상기 회생전류 제어용 게이트를 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
제 1항에 있어서, 상기 충방전상태 계측수단은, 상기 직류모선의 모선전압을 계측하는 모선전압 계측수단을 포함하고, 충방전상태의 계측치로써 모선전압의 계측치를 출력하고 상기 회생제어수단은 모선전압의 계측치에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
제 2항에 있어서, 상기 충방전상태 계측수단은 상기 전력축적수단의 충전전압을 계측하는 충전전압 계측수단을 또 구비하고 상기 회생제어수단은 모선전압의 계측치와 충전전압의 계측치에 따라 상기 회생전류 제어용 게이트의 ON펄스폭을 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.