KR20030051881A - 엘리베이터의 브레이크 제어장치 - Google Patents

엘리베이터의 브레이크 제어장치 Download PDF

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KR20030051881A KR10-2003-7007099A KR20037007099A KR20030051881A KR 20030051881 A KR20030051881 A KR 20030051881A KR 20037007099 A KR20037007099 A KR 20037007099A KR 20030051881 A KR20030051881 A KR 20030051881A
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가리야요시타카
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와타나베세이지
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

브레이크 코일(16)의 작동에 의해, 스프링(7)에 반해서 아마추어(17)가 흡인되고, 이 흡인에 의해 브레이크 차륜(6)에의 브레이크 슈(9)의 압압(5)이 풀려서 제동력이 해제된 엘리베이터의 브레이크에 제동력을 발생시키는 경우에, 우선 제1의 브레이크 코일 제어수단(38)에 의해 아마추어(17)의 흡인이 풀리도록 브레이크 코일(16)의 작동을 감소시켜, 이 제1의 브레이크 코일 제어수단(38)에 의한 아마추어(17)의 흡인 해제과정에서 브레이크 코일전류(Ib)의 감소율이 소정치 이하로 둔화하거나, 또는 브레이크 코일전류(Ib 10)가 증가로 전환했을 때는 제2의 브레이크 코일 제어수단(39)으로 전환해서 아마추어(17)가 재흡인되지 않은 범위내에서 브레이크 코일(16)을 작동하도록 해서 스프링(7)의 힘에 의한 브레이크 슈(9)와 브레이크 차륜(6)과의 충돌음을 경감시키도록 한 것이다.

Description

엘리베이터의 브레이크 제어장치{BRAKE CONTROLLER OF ELEVATOR}
도 10은 로프식 엘리베이터에 사용되는 일반적인 브레이크의 개략 구성을 나타낸다. 엘리베이터의 카(1)는 권상기의 활차(2)에 가긴 메인 케이블(3)에 의해 평형추(4)와 두례박식으로 형수되어, 권상 전동기(5)에 의해 구동된다. 권상 전동기(5)와 활차(2)를 결합하는 축(5a)에는 브레이크 휠(6)이 부착되어 있다. 카(1)가 정지되어 있을 때에는 스프링(7)에 의해 브레이크 레버(8)를 통하여 브레이크 슈(9)가 브레이크 휠(6)의 외주면에 가압되어, 마찰력에 의해 제동력이 발생하고 있다.
카(1)가 기동하는 경우는 전동기 제어회로(10)는 권상 전동기(5)를 부세함과 동시에, 브레이크 제어장치(11)에 기동신호가 발신된다. 브레이크 제어회로(12)를작동시켜 브레이크 구동회로(13)의 PWM신호 발생회로(14)에 의해 초퍼회로(15)를 구동하며 직류 가변전압으로 브레이크 코일(16)을 부세한다. 브레이크 코일(16)이 부세되며는 스프링(7)에 대해 아마추어(17)가 흡인되어, 브레이크 레버(8)를 통하여 브레이크 슈(9)에 의한 브레이크 휠(6)에의 압력이 풀려 제동이 해제된다. 아마추어(17)가 흡인되며는 브레이크 스위치(8)가 폐쇄되어 제동력의 해제가 완료한 것을 검출한다.
정지신호가 발신되며는 전동기 제어회로(10)는 권상 전동기(5)를 소세(de-energize)함과 동시에, 브레이크 제어회로(12) 및 브레이크 제어회로(13)를 통하여 브레이크 코일(16)을 소세시켜 아마추어(17)의 흡인을 풀고, 스프링(7)에 의해 브레이크 슈(9)를 브레이크 휠(6)에 가압하여 제동력을 발생시킨다.
즉, 도 10의 브레이크 제어회로에서 초퍼회로(15)에 의해 브레이크 코일(16)의 부세가 차단되며는 다이오드(20)를 통하여 순환전류가 브레이크 코일(16)에 흐른다. 이 순환전류는 브레이크 코일(16)의 저항치(R)와 리액턴스 치(L)에 의해 결정되는 시정수(Tc)에 따라 감소하고, 브레이크 코일전류의 감소에 의해 흡인력도 감소한다. 흡인력이 스프링(7)이 힘보다 작게 되면, 아마추어(17)는 브레이크 코일(16)에서 떨어져 브레이크 슈(9)는 스프링(7)에 의해 브레이크 휠(6)에 가압되어서 제동력을 발생시킨다.
다음, 도 11에 따라 동작의 개요를 기술하면, 브레이크 제어장치(11)에서 파선을 나타낸 전압(E)이 출력된다. 즉, 시각(t40)에서 아마추어(17)를 흡인하기 위한 흡인전압(Ef)이 인가되면 브레이크 코일전류(Tb)는 점차로 증가한다.
아마추어(17)가 흡인되는 과정에서 브레이크 코일전류(Ib)는 일단 감소된다. 그 이유는 인덕턴스(L)가 에어갭(g)에 의해 변화하여, 인덕턴스(L)의 변화율, 즉 아마추어(17)의 이동속도에 의해 기전력(이하, 속도 기전력이라 함)이 발생하기 때문이다.
시가(t41)에서 아마추어(17)의 흡인이 종료되면, 그 상태에서의 인덕턴스(L)하에서 브레이크 코일전류(Ib)는 점차로 증가한다.
아마추어(17)가 흡인되어 브레이크 스위치918)가 폐쇄된 후 소정 시간후의 시가(t42)에서 브레이크 제어장치(11)는 아마추어(17)의 인가전압(E)을 흡인상태를 유지하기에 필요한 유지전압(Eh)에까지 저하시킨다. 그 저하에 따라 브레이크 전류(Ib)는 유지전류(Ih)까지 감소한다.
시간(t43)에서 엘리베이터의 정지신호가 발하여지면 인가전압(E)은 영(0)치로 된다. 그 부세회로의 차단에 의해 브레이크 코일전류(Ib)는 브레이크 코일(16)과 병렬로 접속된 다이오드(20)를 통하여 순환하면서 감소한다. 그 감소에 따라 아마추어(17)의 흡인이 풀려 스프링(7)에 의해 브레이크 슈(9)가 가압되어 제동력을 발생한다.
브레이크 코일(16)이 소세되는 과정에서, 브레이크 전류(Ib)는 일단 증가된다. 그것은 상기와 같이 아마추어(17)의 흡인이 풀림에 따라 에어갭이 증대하여 브레이크 코일(16)의 인덕턴스(L)가 감소한 것과, 속도 기전력에 의한 것이다.
시가(t44)에서 아마추어(17)의 개방이 종료되며는, 그 상태에서의 인덕턴스 (L)하에서 브레이크 코일전류(Ib)는 점차로 감소하여 시각(t45)에서 영(0)치로 된다.
따라서, 전류검출기(19)로 브레이크 코일전류(Ib)를 검출하고 제동력을 해제할 때에는, 브레이크 전류(Ib)의 감소점을 검출하며는 제동력이 해제된 순간을 검출할 수 있다. 또, 제동력을 발생시킬 때에는 브레이크 전류(Ib)의 증가점을 검출하면 제동력이 발생한 순간을 검출할 수가 있다.
종래의 엘리베이터의 브레이크는 상기와 같이 구성되어 있으며, 카(1)를 정지시킬 때에 브레이크 코일(16)에 인가되는 전압은 OV로 되며, 브레이크 코일전류 (Ib)는 브레이크 코일(16)의 저항치와 인덕턴스치에서 결정하는 시정수에서 점차 감소한다. 아마추어(17)를 흡인하는 브레이크 코일(16)의 흡인력은 브레이크 코일전류(Ib)의 2승에 비례하며, 아마추어(17)와 브레이크 코일(16)간의 에어갭에 대략 반비례한다. 따라서, 브레이크 코일전류(Ib)가 감소하여 흡인력이 저하하며는 스프링(7)의 힘에 의해 브레이크 슈(9)가 가압되어 브레이크 휠(6)에 충돌한다. 그 충돌에 의해 소음이 발생한다.
그런데, 작금의 엘리베이터의 권상기는 소형화되어, 브레이크 자체의 소형화를 부득히하게 되며, 브레이크 슈(9)등도 작게하지 않으면 않된다. 이와 같은 외형상의 요건을 충족하여 필요한 제동력을 얻기 위하여는 브레이크 슈(9)를 가압하는 스프링(7)의 힘을 크게하지 않으면 않된다. 이때문에, 상기 충돌에 의한 소음을 증대시킨다는 문제가 생겼다.
특히, 권상기 자체가 승강로내에 설치되는 엘리베이터에는, 브레이크의 동작음이 카(1)내에 전마되어 승차기분을 해친다는 문제가 있다.
이와 같은 문제에 대해서, 일본 특공평7-64493호(일본 특원소63-158681호)공보 및 그 출원을 기초로 하는 미국 특허공보(USP 4974703호)에는, 엘리베이터의 브레이크의 상기 특성을 이용하여 엘리베이터의 기동지령신호가 발하여진 경우는, 브레이크 코일의 부세되어 브레이크 코일전류가 증가하는 과정에서 감소를 검출한 후에 권상전동기에 기동지령을 내어 부세하고, 또, 엘리베이터의 정지지령신호가 발하여진 경우는, 브레이크 코일의 부세가 끊어져 브레이크 코일전류가 감소하는 과정에서 증가를 검출한 후에 권상전동기에 정지지령을 내어 소세하도록 하여, 브레이크와 권상전동기(5)간의 스위칭을 원활하게 행하여, 승차기분의 향상을 도모하도록 한 것이 공개되어 있다.
그러나, 상기 특허공보에 있어서, 브레이크 코일의 부세 및 소세시에서의 브레이크 코일전류의 변화를 검출하는 것은, 승차기분의 향상이 목적이며, 브레이크의 동작음을 저감시키는 점에 대하여는 전혀 언급되어 있지 않으며, 따라서, 상기 문제점의 해결에 공헌하지 않는다.
또, 일본 특공평7-68016호 공보에는, 엘리베이터의 기동시에, 먼저, 불평형 토크를 유지되는 범위에서 브레이크 코일을 급속히 상승한 후, 서서히 증가시켜서 브레이크의 제동코트를 작게하여 놓고, 권상전동기로 구동시키고, 히우 브레이크의 개방상태를 유지하는 정도의 소전류를 브레이크 코일에 흐르도록 하여, 승차기분의 향상과, 브레이크 코일의 발열을 억제하도록 한 것이 공개되었다.
여기에서도 마찬가지로, 브레이크의 동작음을 저감시키는 점에 대하여는 전혀 언급되어 있지 않으며, 따라서 상기 문제점의 해결에 공헌되지 않는다.
또한, 일본 특개평7-2441호 공보에는, 레일을 움켜잡아 제동력을 발생시키는 브레이크장치에서 동작음을 감소시키기 위해 가동편이 전자석에 충돌하는 직전의 위치를 검출하며, 또, 브레이크 슈가 레일을 움켜잡는 직전의 위치를 검출하며, 각각 동작음이 감소되도록 브레이크 전류를 제어하도록 한 것이 공개되어 있다.
이것은 브레이크의 동작음의 저감에 관한 것이기는 하나, 가동편의 위치 및 브레이크 슈의 위치를 검출하는 것은 용이하지 않으며, 가령 위치검출이 가능하다 할지라도, 상기 위치는 브레이크 라이닝의 소모 및 브레이크 조정등에 의해 변동이 용이하다는 문제가 있다.
또한, 일본 특공평7-80650호 공보에는, 브레이크 전류의 제어하는 전류패턴과 브레이크 전류의 검출치와를 비교하고, 그 비교결과에 의거하여 브레이크 전류를 온 ·오프 제어함으로서, 브레이크 개폐에 의해 발생한 동작음을 억제하는 것이 공개되어 있다.
그러나, 브레이크는 브레이크 코일의 저항치가 온도에 의해 변동되며, 브레이크 리이닝의 소모가 각 브레이크마다 다르다.
또한, 동일 기종이라도 제동토크의 설정은 서로 다르다.
그때문에, 전류패턴의 사용을 통하여 일율적으로 제어하는 것으로서 동작음을 억제하는 것은 용이하지 않다.
또한, 일본 특개평7-2452호 공보에는, 브레이크 슈를 가이드레일에 느슨한게가압시켜 동작음을 작게하며, 더욱이, 동작시간을 단축하기 위해 브레이크 전류를 유지전류 정도로 감소하도록 한 것이 공개되어 있다.
그러나, 브레이크 코일전류를 감소시키면 전압변동에 의해 브레이크가 오동작하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래으 엘리베이터의 브레이크의 문제점을 해결하고 동작음이 경감된 엘리베이터의 브레이크를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 엘리베이터의 기동신호가 발신되며는 부세회로의 폐쇄에 의해 브레이크 코일이 부세되어 스프링힘에 대하여 아마추어가 흡인되어, 그 흡인에 의해 브레이크 휠(brake wheel)에의 브레이크 슈(brake shoe)의 압력이 풀려 제동력이 해제되어 엘리베이터 기동을 가능하게 하며, 엘리베이터의 정지신호가 발신되며는 부세회로가 차단되어 아마추어가 개방되어 스프링에 의해 브레이크 슈가 가압되어 제동력을 발생시키는 엘리베이터의 브레이크 제어에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 엘리베이터의 브레이크 제어장치의 제어회로를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 제어회로의 동작설명용 도이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 엘리베이터 브레이크 제어장치의 제어회로를 나타내는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 제어회로의 동작설명용 도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 3에서의 엘리베이터의 브레이크 제어장치의 제어회로를 나타내는 블록도이다.
도 7은 도 6의 제어회로의 동작설명용 도이다.
도 8은 브레이크 코일의 인덕턴스를 측정하는 수순을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 도 9의 설명용 도이다.
도 10은 종래의 엘리베이터의 브레이크 제어장치의 제어회로를 나타내는 블록도이다.
도 11은 도 10의 제어회로의 동작설명용 도이다.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
본 발명을 보다 상세히 기술하기 위하여 첨부도면에 따라 그것을 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 엘리베이터의 브레이크 제어장치의 실시의 형태 1을 나타낸다. 도 1은 브레이크의 제어회로를 나타내는 블록도이다. 도면에서, 1은 카, 2는 권상기의 활차, 3은 활차에 감겨진 메인 케이블, 4는 그 메인 케이블(3)에 의해 카(1)와 두레박식으로 현수된 평형추, 5는 추(5a)를 통하여 활차 (2)를 회동구동하는 권상 전동기, 6은 축(5a) 에 직결된 브레이크 휠이다.
7은 상시 브레이크 레버(8)를 통하여 브레이크 슈(9)를 가압하여 브레이크 휠(6)이 외주면에 압접시켜, 마찰력에 의해 제동력을 발생시키고 있는 스프링, 10은 권상 전동기(5)를 제어하는 전동기 제어회로이다. 16은 브레이크 코일, 17은브레이크 코일과 에어갭(g)을 사이에 두고 대향하며, 브레이크 코일(16)의 부세에 의해 스프링(7)에 대하여 흡인되는 아마추어이며, 그 흡인에 의해 브레이크 휠(6)에의 브레이크 슈(9)의 가압이 풀려서 제동력이 해제되어, 브레이크 코일(16)의 부세가 단절되면 스프링(7)에 의해 흡인이 풀리도록 되어 있다. 18은 아마추어(17)가 흡인되면 폐쇄되어 제동력의 해제가 완료한 것을 검출하는 브레이크 스위치, 19은 브레이크 코일전류(Ib)를 검출하는 전류 검출기이다.
30은 브레이크 코일의 부세 및 소세를 제어하는 브레이크 제어회로이며 하기와 같이 구성되어 있다. 31은 브레이크 코일(16)의 부세모드를 제하는 모드제어기, If*, Ib* 및 Io*는 브레이크 코일전류(Ib)의 목표치이며, If*는 흡인전류, Ih*는 유지전류, Io는 0치를 각각 목표치로 한다. 32는 브레이크 코일전류(Ib)의 목표치(If*, Ih* 및 Io*)를 택일하는 절체 스위치, 33음 목표치(If*, Ih* 및 Io*)와 브레이크 전류(Ib)와의 차를 산출하는 감산기, 34는 상기 차에 의거하여 브레이크 전류(Ib)가 목표치(If*, Ih* 및 Io*)로 되도록 제어하는 전류 제한기이다.
35는 브레이크 전류(Ib)의 미분치를 산출하는 미분회로, 36은 임계치를 출력하는 로이며, 일반적으로는 영(0)치로 설정된다. 37은 상기 미분치가 임계치 보다도 클 때에 정의 포화전압을 출력하는 비교기이다.
38 및 39는 전동기 제어회로(10)에서 정지신호가 발한후에 브레이크 코일 (16)을 부세하는 전압치(V1 및 V2)를 출력하는 제어전압회로이며, V1은 영(0)치에 설정되며, V2는 정시신호에 의해 입상하며 브레이크 스위치(18)가 개방되어서부터 소정시간 경과후에 하강하는 펄스상의 전압이며, 아마추어(17)가 재흡인 않되는 범위내에서 높은 일정전압으로 설정된다. 여기서, 제어전압회로(38)는 제1의 브레이크 코일 제어수단에 상당하며, 제어전압회로(39)는 제2의 브레이크 코일 제어수단에 상당한다.
40은 상시 제어전압회로(38)에 접속되어, 비교기(37)에서의 정의 포화전압출력에 의해 절체되어 제어전압회로(39)에 접속되는 절체 스위치, 41은 모드 제어기 (34)에 의해 절체되어 전류 제어기(34) 또는 절체 스위치(40)의 출력단자(CO)의 어느 것에 택일하여 접속되어서 코일제어신호(E*)를 출력하는 절체 스위치이다.
50은 브레이크 코일(16)을 부세하는 브레이크 구동회로이며, 다음과 같이 구성되어 있다. 51은 브레이크 코일(16)을 부세하는 직류전원, 52는 직류의 가변전압을 출력하는 초퍼회로이며 브레이크 코일(16)의 부세회로를 구성하고 있다. 53은 브레이크 코일(16)과 병렬로 접속된 분기회로이며, 여기서는 다이오드를 구성되어 초퍼회로(52)를 의해 브레이크 코일(16)의 부세가 차단되면 브레이크 코일전류 (Ib)를 순환시킨다. 54는 절체 스위치(41)에 접속되어 코일제어신호(E*)에 대응한 PWM신호를 발생하는 PWM신호 발생기, 55는 PWM신호에 의해 초퍼회로(52)를 온 ·오프 제어하는 베이스 드라이버(base driver)이다.
다음, 도 2에 따라 브레이크 제어기의 동작을 설명한다.
1. 모드 0(a3, b1, c1)
카(1)가 정지하여 있는 동안은 절체 스위치(32)는 단자(a3)가 또, 절체 스위치(41)는 단자(b1)가 각각 선택된다.
그 때문에, 코일제어신호 E* = 0으로 되어, 브레이크 코일(16)은 소세된다.
2. 모드 1(a1, b1, c1)
전동기 제어회로(10)에서 기동신호가 발하여지면, 절체 스위치(41)는 모드 제어기(31)에 의해 절체되어 단다(a1)에 접속되어 목표치(If*)가 선택된다. 그 목표치(If*)에 상당한 코일제어신호(E*)가 출력되어 브레이크 코일전류(Ib)는 시각 (t11)에 입상한다. 흡인력(fc)도 따라서 점차 증가하여 시간(t12)에 스프링(7)의 힘(fs)에 일치한다. 또한 부세되어 아마추어(17)가 흡인되면 브레이크 코일전류 (Ib)는 일단 감소로 전환된다. 그의 이유는 아마추어(17)가 흡인되는데 따라서 에어갭(g)이 감소하여 브레이크 코일(16)의 인덕턴스(L)가 증대한 것과, 속도 기전력에 의한 것이다. 아마추어(17)의 흡인이 종료되면, 그 상태에서의 인덕턴스(L)하에서 브레이크 코일전류(Ib)는 점차 증가한다.
시각(t13)에서, 브레이크 코일전류(Ib)가 흡인전류(If)에 도달하면 코일제어신호(E*)는 감소하여 브레이크 코일전류(If)에 유지된다.
3. 모드 2(a2, b1, c1)
아마추어(17)가 흡인되어 브레이크 스위치(18)가 폐쇄된 후 소정 시간경과한 시각(t14)에서, 절체 스위치(32)는 목표치(Ih*)를 선택한다. 그 선택에 의해 브레이크 코일전류(Ib)는 아마추어(17)를 흡인상태에서 유지하기에 필요한 유지전류 (Ih)에까지 저하한다.
4. 모드 3(a3, b2, c1)
시각(t15)에서 전동기 제어회로(10)에서 정지신호가 발하여지면, 절체 스위치(32)는 목표치(Io*)를 선택하고, 절체 스위치(41)는 단자(b2)에 접속된다. 그때절체 스위치(40)는 단자(c1)에 접속되어 있으므로, 코일제어신호 E* = 0으로 된다. 브레이크 코일전류(Ib)는 다이오도(53)를 통하여 순환하여 소정의 시정수(Tc)에서 점차 감소하고, 흡인력(fc)도 감소한다. 시각(t16)에서 스프링(7)의 힘(fs)에 동일하게 되며, 또한, 브레이크 코일전류(Ib)가 감소하여 스프링의 힘(fs)를 하회하면 아마추어(17)가 브레이크 코일(16)에서 이탈하기 시작한다. 아마추어(17)의 이도에 따라 속도 기전력에 발생하여, 브레이크 코일전류(Ib)의 감소율은 둔화하고, 점차 증가하게 된다.
5. 모드 4(a3, b2, c2)
브레이크 코일전류(Ib)의 감소율이 영(0)치 또는 증가로 전환되면, 시각 (t17)에서 비교기(37)는 절체 스위치(40)를 단자(c2)에 접속하고, 전압회로(39)에서 전압치(V2)가 코일제어신호(E*)로서 출력된다. 브레이크 코일(16)은 다시 부세되어 코일전류(Ib)는 점차 증가한다. 그 코일전류(Ib)의 증가에 의해 흡인력(fc)은 대략 일정하게 추이한다. 그 흡인력(fc)하에서 아마추어(17)는 이동을 계속하고, 시각(t18)에서 해방된다. 절체 스위치(40)는 브레이크 스위치(18)가 개방된 후 소정 시간경과후의 시각(t19)에서 리셋되어 단자(c1)에 접속되어서 영(0)치를 출력한다.
6. 모드 5(a3, b1, c1)
시각(t19)에서 모드 0의 설정으로 되어, 코일전류(Ib)는 점차 감소하여 영치로 된다. 상기 실시의 형태 1에 의하면, 아마추어(17)가 이동하기 시작하며는, 재흡인 않되는 범위내에서 높은 전압(V2)으로 브레이크 코일(16)을 부세하여, 스프링(7)의 힘보다도 약간 작은 흡인력(fc)을 발생시켰음으로, 아마추어의 흡인을 해제시켰을 때의 스프링(7)의 힘에 의한 소음을 경감시킬 수가 있다.
도 3 ~ 도 5는 본 발명에 의한 엘리베이터의 브레이크 제어장치의 실시의 형태 2를 나타낸다.
도 3에서, 도 1과 동부호는 동일부분을 나타내며, 설명을 생략한다.
60은 브레이크 코일의 부세 및 소세를 제어하는 브레이크 제어회로이며, 다음과 같이 구성되어 있다. 61은 패턴신호 발생기이며, 여기서는 직선상으로 감소하는 램프신호를 출력한다.
62는 비교기(37)에서 정의 포화전압의 출력된 시점의 패턴신호 발생기(61)의 출력을 유지하는 래치회로, 63은 브레이크 코일전류(Ib)의 미분치를 산출하는 미분회로, 64는 게인(Kd)의 비례요소, 65는 아마추어(17)가 재흡인 않되는 범위내에 억제하기 위한 리미터, 66은 비교기(37)의 출력에 의해 절체된 리미터(65)에 접속되는 절체 스위치이며, 브레이크 스위치(18)가 개방되어서부터 소정시간 후에 단자 (c1)측에 복귀한다. 67은 래치회로(62)의 출력(Vp)와 리미터(65)의 출력(Vd)을 가사하여 코일제어신호(E*)를 출력하는 가산기이다.
여기서, 패턴신호 발생기(61)는 제1의 브레이크 코일 제어수단에 상당하며, 패턴신호 발생기(61), 래치회로(62), 미분회로(63), 비례요소(64) 및 리미터(65)는 제2의 브레이크 코일 제어수단에 상당한다.
다음, 도 4는 따라 동작을 설명한다.
1. 모드 0, 모드 1, 모드 2 및 모드 5는 도 2와 같고 설명은 생략한다.
2. 모드 3(a3, b2, c1)
시각(t15)에서 전동기 제어회로(10)에서 정지신호가 발하게 되면 전환 스위치(32)는 목표치(10*)를 선택하고, 전환 스위치(41)는 단자(b2)에 접속되어서 패턴신호 발생기(61)의 램프신호(Vp)를 코일제어신호(E*)로서 출력한다. 브레이크 코일(16)을 램프신호(Vp)에 의해 제어되어 브레이크 코일전류(Ib)는 점감하고, 흡인력(fc)도 감소한다. 시각(t16)에서 스프링(7)의 힘(fs)과 같게 되고, 또 브레이크 코일전류(Ib)가 감소해서 스프링의 힘(fs)을 하회하게 되면 아마추어(17)가 브레이크 코일(16)로부터 이탈이 시작된다. 아마추어(17)의 이동에 따라 에어갭(g)이 증대해서 속도 기전력이 발생하고 브레이크 코일전류(Ib)의 감소율은 둔화하고, 곧 점중쪽으로 전환된다.
3. 모드 4(a3, b2, c2)
브레이크 코일전류(Ib)의 감소율이 0치 또는 증가로 전환되면, 시각(t17)에서 비교기(37)는 전환 스위치(66)를 단자(c2)에 접속하는 동시에, 래치회로(62)는 비교기(37)로부터 신포화신호가 발신되었을 때의 패턴신호 발생기(61)의 출력(Vp)를 보존한다. 또 미분회로(63)로부터의 브레이크 코일전류(Ib)의 미분치가 리미터 (65)에서 제한되어 값(Vp)이 출력된다. 출력(Vp)과 (vd)는 가산되어 코일제어신호(E*)가 된다. 코일제어신호(E*)는 증가로 전환된 브레이크 코일전류(Ib)를 다시 증대시킨다. 그러나 아마추어(17)를 재흡인하는 것은 아니므로 브레이크 코일전류 (Ib)의 증가는 둔화해서 감소로 전환된다. 브레이크 코일전류(Ib)의 이런 변동에 의해 미분회로(63)의 출력도 변동해 도 4에 표시한 바와 같이 맥동한다.
도 5에 따라 모드 4에ㅓ의 동작을 상술한다.
(1)1 -2 : 브레이크 코일전류(Ib)의 감소율의 둔화 또는 점중에 의해 비교기(37)가 작동해서 전환 스위치(66)가 리미터(65)에 접속된다. 아마추어(17)가 변위하기 시작해서 브레이크 코일전류(Ib)가 증가하면 리미터(65)의 출력(Vd)도 증대한다. 출력(Vd)는 출력(Vp)과 합산되어 코일제어신호(E*)가 된다.
(2)2 -3 : 리미터(65)에 의해 코일제어신호(E*)는 일정치가 된다. 브레이크 코일전류(Ib)는 증가하므로 아마추어(17)의 이탈속도는 느리게 된다.
(3)3 -4 : 코일제어신호(E*)는 리미터(65)에 의해 제한되므로 브레이크 코일전류(Ib)의 증가는 멎고, 그 미분치는 0치가 된다. 브레이크 코일전류(Ib)가 감소하면 미분치는 부치가 된다. 이때문에 E* < Vp가 되어 흡인력은 감소해서 아마추어(17)의 이탈속도가 빨라진다.
(4)4 -5 :1 :2와 같다.
(5)5 -6 :2 -3와 같다.
(6)6 -7 :3 -4와 같다.
이하, 같은 변동을 반복해서 아마추어(17)는 브레이크 코일(16)에서 이탈한다.
상기 실시의 형태 2에 의하면 아마추어(17)가 이동하기 시작하면, 아마추어 (17)가 재흡인되지 않는 범위내에서 높은 전압(Vp + Vd)에서 브레이크 코일(16)을 작동해 스프링(7)의 힘(fs)보다도 약간 작은 흡인력(fc)을 발생시켰으므로 아마추어(17)의 흡인히 해제될 때의 소음을 경감시킬 수가 있다.
특히 이 실시의 형태 2에서는 브레이크 코일전류(Ib)의 미분치를 브레이크 코일(16)을 작동하였으므로, 브레이크 코일전류(Ib)의 변동에 신속하게 대응해서 소음을 경감시킬 수가 있다.
도 6에서 도 9는 본 발명에 관한 엘리베이터 브레이크 제어장치의 실시의 형태 3을 표시한다.
도 6에서 도 1 또는 도 3과 같은 부호는 동일부분을 표시하고 설명을 생략한다.
71은 브레이크 코일(16)의 저항(R)과 아마추어(17)가 흡인되었을 때의 인덕턴스(L)로 브레이크 코일(16)을 모의한 모델회로로, 미분회로(63)와 비례요소(64)에 의한 출력(Vp)로부터 모델전류(Ihat)를 출력한다. 72는 실제의 브레이크 코일전류(Ib)와 모델전류(Ihat)와의 차치를 구하는 감산기, 73은 기준전압을 출력하는 기준전압회로로 브레이크 코일(16)의 인덕턴스(L)를 측정하기 위한 것이다.
74는 전류 제어기(34), 가산기(67) 및 기준전압회로(73)의 어느 것인가에 택일해서 접속되어 코일제어신회(E*)를 출력하는 전환 스위치이다.
여기서, 패턴신호 발생기(61)는 제1의 브레이크 코일 제어수단에 상당하고, 패턴신호 발생기(61), 래치회로(62), 미분회로(63), 비례요소(64) 및 모델회로(71)는 제2의 브레이크 코일 제어수단에 상당한다.
80은 CPU, 81은 브레이크 코일(16)의 인덕턴스(L)를 산출하기 위한 프로그램이 기록된 ROM, 82는 일시적인 데이터가 저장되는 RAM, 83은 입출력 장치이다.
다음, 도 7에 따라 동작을 설명한다.
1. 모드 1에서 모드 3까지 및 모드 5는 도4와 같아지고, 설명을 생략한다.
2. 모드 4(a3, b2, c2)
브레이크 코일전류(Ib)의 감소율이 0치 또는 증가로 전환하면 시각(21)에서 비교기(37)는 전환 스위치(66)를 단자(c2)에 접속하고, 이 접속상태가 보존되는 동시에, 래치회로(62)는 시각(21)에서의 패턴신호발생기(61)의 출력(Vp)를 보존한다. 또 감산기(72)로 브레이크 콩리전류(Ib)와 모델회로(71)에 의한 모델전류 (Ihat)의 차치(Ib-Ihat)가 연산된다. 이 차치(Ib-Ihat)는 미분회로(63) 및 비례요소(64)를 통해서 값(Ib-Ihat)는 미분회로(64) 및 비례요소(64)를 통해서 값(Vd)으로서 출력된다. 출력(Vd)는 가산기(67)에 의해 출력(Vp)와 가산되어 코일제어신호 (E*)가 된다.
도 7을 따라 모드 4에서의 동작을 상술한다.
(1)21 -22 : 아마추어(17)가 변위하기 시작하여 브레이크 코일정류 (Ib)의 감소율의 둔화 또는 점중에 의해 차치(Ib-Ihat)도 증가한다. 그 미분치에 비례한 출력(Vd)이 출력(Vd)에 가산되어 코일제어신호(E*)가 되므로 흡인력이 증대하고, 아마추어(17)의 이탈속도는 저하한다.
(2)22 -23 : 아마추어(17)의 이탈속도가 저하하면 브레이크 코일(16)에 유기되는 속도 기전력이 저하하므로 브레이크 코일전류(Ib)는 감소하고, 모델전류 (Ihat)와의 차치(Ib-Ihat)도 감소한다. 이때문에, 코일제어신호(E*)가 감소해서흡인력도 저하하고 아마추어(17)의 이탈속도는 증가한다.
(3)23 -24 : 아마추어(17)의 이탈속도는 증가하면 다시 차치(Ib-Ihat)가 증가하고, 코일제어신호(E*)가 증가한다. 이로써 흡인력이 증대하고, 아마추어 (17)의 이탈속도는 저하한다.
(4)24 -25 : (22 -23)과 같고, 설명은 생략한다.
이하, 상기 동작이 반복되어 아마추어(17)의 흡인이 해제된다.
다음 도 8 및 도 9에 따라 브레이크 코일(16)의 인덕턴스(L)의 계측에 대해 설명한다.
순서 S11에서 브레이크 코일전류(Ib)가 보존전류(Ih)가 된것을 확인해서 순서 S12에서 전환해 스위치(74)를 기준전압회로(73)에 접속한다. 브레이크 코일 (16)에서 기준전압(Ei)을 스텝상으로 인가한다. 순서 S13에서, 그 시각(t), 즉 도 에의 시각(T31)을 메모리(T1)에 기록한다.
브레이크 코일전류(Ib)는 점중하고, 그 증가분 △I를 순서 S14로 연산한다. 순서 S15에서 증가분 △I가 기준전압(Ei)에 대한 브레이크 코일전류(Ib)의 목표치 (Ii)에 대해 식 0.632 ×(Ii - Ih)로 연산된 값에 달하였는가의 여부를 조사한다. 도달한 경우에는 순서 S16에서 그 시각(t), 즉, 도 9의 시각(T32)을 메모리(T2)에 기록한다. 순서 S17에서 메모리(T2)와 메모리(T1)의 내용의 차, 즉 브레이크 코일 (16)의 시정수(Tc)를 구한다. 순서 S18로, 이 시정수(Tc)와 브레이크(16)의 저항 (R)과의 적으로부터 인덕턴스(L)를 구할 수가 있다.
또, 저항(R)은 미리 계측된 값을 사용해도 된다. 온도변화를 고려해서, 이실시의 형태 3에서는 브레이크 코일전류(Ib)가 보존전류(Ih)일 때의 코일제어신호 (E*)로부터 구하는 것으로 한다.
이상 진술한대로 상기 실시의 형태 3에 의해서도 아마추어(17)가 이동하기 시작하면, 재흡인되지 않은 범위내에서 브레이크 코일(16)을 작동하도록 하였으므로, 아마추어의 흡인을 해제시킬 때의 스프링(7)의 힘에 의한 소음을 경감시킬 수가 있다.
특히, 모델회로(71)는 아마추어(17)가 흡인된 상태에서의 브레이크 코일(16)을 모의한 것이므로, 인덕턴스(L)도 흡인상태의 것이다. 따라서 아마추어(17)의 이동속도에 의한 브레이크 코일전류(Ib)의 증가분(Ib-Ihat)로부터 코일제어신호 (E*)를 산출할 수가 있으므로 코일제어신호(E*)의 진동성분을 억제할 수 있고, 아마추어(17)의 이동속도를 원활화 시킬수가 있다.
또 상기 실시의 형태 3에서는 모델회로(71)의 저항(R) 및 인덕턴스(L)는 실측치를 채용하였으므로, 온도변화가 생겨도 소음경감의 실효를 도모할 수가 있다.
본 발명은 브레이크 코일의 부세되어서 아마추어가 흡인되고, 그 흡인에 의해 브레이크 휠에의 브레이크 슈의 가압이 풀려서 제동력이 해제된 엘리베이터의 브레이크에 제동력을 발생시키는 경우, 먼저 제1의 브레이크 코일 제어수단에 의해 아마추어의 흔입이 풀리도록 브레이크 코일의 부세를 감소시켜, 그의 제1의 브레이크 코일 제어수단에 의한 아마추어의 흔입 해제과정에서 브레이크 코일전류의 감소율이 소정치이하로 둔화되거나, 또는 브레이크 코일전류가 증가로 전화되는 경우에는 아마추어가 재흡인 않되는 범위내에서 상기 제1의 브레이크 제어수단에 의한 보세보다도 큰 전류로 브레이크 코일을 부세하는 제2의 브레이크 코일 제어수단으로 절체하여 브레이크 코일을 부세하도록 한 것이다.
이것에 의해, 아마추어의 흡인 해제과정에서 브레이크 코일에 의한 아마추어의 흡인력을 재증가시킴으로서, 스프링에 의한 가압력이 약해짐으로 브레이크 슈와 브레이크 휠과의 충돌음을 경감시킬 수가 있다. 또, 제2의 브레이크 코일 제어수단에의 절체는, 브레이크 코일전류의 감소율이 소정치이하로 둔화하거나 또는 브레이크 코일전류가 증가로 전환되었을 때에 행하여짐으로, 아마추어의 흡인이 해제되어, 아마추어가 움직이기 시작한 직후에 브레이크 코이르이 부세가 증대하게 된다. 더구나, 증대되는 부세치도 제함되으로, 제2의 브레이크 코일 제어수단에 의해 브레이크 코일이 부세되었더라도, 아마추어의 흡인해제의 지연은 한정되게 되는 것이다. 또, 실제로 아마추어가 이동한 것을 검출하여 부세치를 증대시키도록 하였음으로, 온도변화에 의해 저항치가 변동하여도 적시에 제2의 브레이크 코일 제어수단에 절체할 수가 있다.
또, 본 발명은 제1의 브레이크 코일 제어수단을 부세회로의 차단에 의해 브레이크 코일과 병렬로 접속된 분기회로를 통하여 순환하는 브레이크 코일전류의 점진적 감소에 의해 아마추어의 흡인이 풀리도록 한 것이다.
상기 분기회로를 순환하는 브레이크 코일전류는 단시간에 감소함으로, 아마추어의 흡인 해제의 지연은 한정된 것으로 되어 엘리베이터의 가동율을 향상시킬 수가 있다.
또한, 본 발명은 제1의 브레이크 코일 제어수단을 시간경과와 함께 점진적 감소하는 전압에 의해 브레이크 코일을 부세하여 상기 전압의 감소에 따라 아마추어의 흡인이 풀리도록 상기 브레이크 코일을 제어하도록 한 것이다. 그 때문에, 제1의 브레이크 코일 제어수단에서 제2의 브레이크 제어수단에의 절체를 원활하게 행할 수가 있다.
또한, 본 발명은 제1의 브레이크 코일 제어수단에서 제2의 브레이크 코일 제어수단에의 절체는, 브레이크 코일전류의 감소율이 영치 또는 상기 브레이크 코일전류가 증가로 전환하였을 때에 행하여지도록 하였음으로, 브레이크 슈를 브레이크 휠에 가압하는 스프링힘이 변동하여도, 또, 브레이크 코일의 저항치가 온도로 변환하여도 적시에 절체할 수가 있다.
또한, 본 발명은 제2의 브레이크 코일 제어수단을 브레이크 코일전류의 감소율이 영치일 때의 상기 브레이크 코일전류치와 브레이크 코일 저항치와를 승하여 얻은 전압치에서 상기 브레이크 코일을 부세하도록 한 것이다.
그 때문에, 아마추어를 재흡인 않는 범위의 최대치에 가까운 전류치로 브레이크 코일을 부세할 수가 있어, 아마추어의 동작음을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 코일 저항치를 엘리베이터의 기동신호에 의해 제동력이 해제된 상태에서, 브레이크 코일전류가 일정치로 되었을 때의 브레이크 코일의 전압치와 상기 브레이크 코일 전류치의 비에서 구하도록 한 것이다.
그 때문에, 온도변화에 의해 저항치가 변동하여도, 그 변동후의 저항치내에서 허용범위의 최대치에 가까운 전류치로 브레이크 코일을 부세할 수가 있어, 상기 발명의 실효를 도모할 수가 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 코일전류의 변화율을 연산하여, 그 변화율을 아마추어가 재흡인 않되도록 제한하여, 얻어진 치에 비례한 전압에서 상기 브레이크 코일을 부세하도록 한 것이다.
그 때문에, 브레이크 코일전류의 변화율에 따라 브레이크 코일을 부세하도록 하였음으로, 아마추어의 작동에 대해서 민감하게 대응시킬 수가 있다.
또한, 본 발명은 제2의 브레이크 코일 제어수단을 브레이크 코일의 회로모델을 구비하여, 그 회로모델에 상기 브레이크 코일을 부세하는 전압을 인가하여 얻어진 모델전류를 브레이크 전류에서 감산하고, 그 감산겨로가의 변화율에 비례한 전압으로 상기 브레이크 코일을 부세하도록 한 것이다.
그 때문에, 회로모델의 인덕턴스는 일정치임으로 아마추어의 이동속도, 즉, 속도 기전력에 의한 브레이크 전류의 증분치에 따라 브레이크 코일이 부세됨으로 아마추어의 이동을 원활하게 제어할 수가 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 코일의 회로모델의 인덕턴스(L)를 상기 브레이크 코일에 전압(Ei)을 스텝상으로 가중했을 때의 브레이크 코일정류의 증분(△I)에서 브레이크 코일의 시정수를 구하고, 그 시정수에 브레이크 코일의 저항(R)을 승하여 얻어지도록 한 것이다.
그 때문에, 각 브레이크 마다의 상태에 따라 브레이크 코일의 회로모델을 구성할 수가 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 엘리베이터의 브레이크 제어장치는, 브레이크 코일이 작동되면 스프링력에 반해서 아마추어가 흡인되고, 이 흡인에 의해 브레이크 차에의 브레이크 슈의 압압이 해제되어 제동력이 해제되고, 브레이크 코일의 작동이 중단되면 아마추어의 흡인이 해제되고, 스프링력에 의해 브레이크 슈가 압압되어 제동력을 발생시키는 소위 드럼타입의 엘리베이터의 브레이크에 널리 사용할 수가 있다. 특히, 브레이크 자체의 소형화에 따라, 필요한 제동력을 얻기 위해서는 스프링을 크게 해서 브레이크 슈를 강압하는 브레이크에 적합하고 있다.
또 권양기 자체가 승강로내에 설치되는 엘리베이터로 브레이크의 동작음이 카내로 전파되는 개연성이 높은 엘리베이터에도 적합하다.
또 공동주택등 특히 소음이 문제가 되는 환경에 설치되는 엘리베이터에도 적합하다.

Claims (3)

  1. 작동회로의 폐쇄에 의해 브레이크 코일이 작동되면 스프링력에 반해서 아마추어가 흡인되고, 이 흡인에 의해 브레이크 차륜에서 브레이크 슈의 압압이 해제되어 제동력이 해제되고 상기 작동회로가 단절되면 상기 아마추어의 흡인이 해제되고, 상기 스프링력에 의해 상기 브레이크 슈가 압압되어서 제동력을 발생시키는 엘리베이터의 브레이크에 있어서, 엘리베이터의 기동신호가 발하게 되면 상기 작동회로에 의해 상기 브레이크 코일을 작동해서 제동력을 해제시키는 제동해제수단과, 엘리베이터의 정지신호가 발하게 되면 상기 작동회로를 차단하고, 브레이크 코일의 작동을 감소시켜서 상기 아마추어의 흡인이 해제되도록 상기 브레이크 코일을 제어하는 제1의 브레이크 코일 제어수단과, 상기 아마추어가 재흡인되지 않는 범위내에서 상기 제1의 브레이크 코일 제어수단에 의한 작동보다도 증대시켜서 상기 브레이크 코일을 작동하는 제2의 브레이크 코일 제어수단과, 상기 제1의 브레이크 코일 제어수단에 의한 상기 아마추어의 흡인 해제과정에서 상기 브레이크 코일전류의 감소율이 소정치 이하로 둔화하고, 또는 상기 브레이크 코일전류가 증가로 전화하고 있는 동안은 상기 제2의 브레이크 코일 제어수단으로 전환해서 상기 브레이크 코일을 작동하는 전환수단을 구비한 엘리베이터의 브레이크 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1의 브레이크 코일 제어수단을 시간경과와 함께 점감하는전압에 의해, 브레이크 코일을 작동하고, 상기 전압의 감소에 따라 아마추어의 흡인이 해제되도록 상기 브레이크 코일을 제어하는 것으로 한 엘리베이터의 브레이크 제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 제2의 브레이크 코일 제어수단을 브레이크 코일의 회로모델을 소유하고, 이 회로모델에 상기 브레이크 코일을 작동하는 전압을 인가해서 얻어진 모델전류를 브레이크 코일전류로부터 감산하고, 이 감산결과의 변화율에 비례한 전압으로 상기 브레이크 코일을 작동하는 것으로 한 엘리베이터의 브레이크 제어장치.
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