KR20040045807A - Uninterruptible power supply for elevator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무정전 전원공급장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 엘리베이터와 같은 부하에 사용하기 적합하도록 구성된 무정전 전원공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to an uninterruptible power supply, and more particularly, to an uninterruptible power supply configured to be suitable for use with a load such as an elevator.
일반적으로 아파트나 빌딩에 설치된 엘이베이터에는 무정전 전원공급장치 (UPS:Uninterruptible power supply)가 설치되어 있어서 전력회사로부터 전원공급이 중단되는 경우가 발생되어도 엘리베이터에 계속 전원이 공급될 수 있도록 하고 있다.In general, elevators installed in apartments or buildings are equipped with an uninterruptible power supply (UPS), which allows the elevator to continue to be supplied with power even if the power supply is interrupted.
도 1 은 종래 아파트나 빌딩의 엘이베이터에 설치된 무정전 전원공급장치의 개략적인 구성블럭도이다. 도시한 바와 같이, 종래 무정전 전원공급장치(30)는 3상교류전원을 정류하는 정류장치(31)와 배터리부(32)와 엘리베이터 모터(34)를 구동하기 위한 인버터부(33)와 컨트롤러(35)를 포함한다.1 is a schematic block diagram of an uninterruptible power supply installed in an elevator of a conventional apartment or building. As shown in the drawing, the conventional uninterruptible power supply 30 includes a stop unit 31 for rectifying three-phase AC power, an inverter unit 33 and a controller for driving the battery unit 32 and the elevator motor 34 ( 35).
상기 정류장치(31)는 380V 외부 교류전원을 입력받아 이를 380V 직류전압으로 정류한다. 상기 정류장치(31)는 컨버터와 평활콘덴서로 구성된다.The stop 31 receives a 380V external AC power and rectifies it to a 380V DC voltage. The stop 31 is composed of a converter and a smoothing capacitor.
상기 배터리부(32)는 상기 정류장치(31)로부터 380V 직류전압을 입력받아 충전되면서 동시에 전류를 통전시킨다. 상기 배터리부(32)는 보통 24V 납축전지 16개로 이루어져 380V 정도의 출력전압을 갖는다.The battery unit 32 receives a 380V DC voltage from the stop 31 and charges the current at the same time. The battery unit 32 is usually composed of 16 24V lead acid batteries and has an output voltage of about 380V.
상기 인버터부(33)는 380V 직류전원을 입력받고 상기 콘트롤러(36)로부터 모터 구동제어신호를 수신하여 상기 엘리베이터 모터(34)를 구동한다. 상기 인버터부 (33)는 고속 스위칭소자로 이루어져 콘트롤러(35)의 제어신호에 따른 가변전압을 출력한다.The inverter unit 33 receives a 380V DC power source and receives a motor driving control signal from the controller 36 to drive the elevator motor 34. The inverter unit 33 is composed of a high speed switching element to output a variable voltage according to the control signal of the controller 35.
상기 콘트롤러(35)는 펄스폭 변조신호를 출력하여 상기 인버터부(33)의 출력전압을 제어한다. 상기 콘트롤러(35)는 엘리베이터의 구동속도를 60㎐정도로 일정하게 유지하도록 상기 인버터부(33)를 제어한다.The controller 35 controls the output voltage of the inverter unit 33 by outputting a pulse width modulation signal. The controller 35 controls the inverter unit 33 to maintain a constant driving speed of the elevator at about 60 kPa.
상기와 같이 구성된 종래 무정전 전원공급장치는 정상적으로 외부 교류전원이 입력될 때나 정전시에나 항상 배터리부로부터 출력되는 전원을 사용하여 엘리베이터를 구동하도록 구성되어 있다. 따라서 종래 무정전 전원공급장치는 정전시에도 정상일 때와 마찬가지로 380V전원을 공급하게 되는 것이다.The conventional uninterruptible power supply device configured as described above is configured to drive an elevator by using power output from the battery unit at all times when an external AC power is normally input or during a power failure. Therefore, the conventional uninterruptible power supply is to supply 380V power as in the case of normal power failure.
그러나, 상기와 같이 종래 무정전 전원공급장치를 구성할 경우 많은 배터리가 필요하다. 즉, 24V 납축전지 16개를 사용하여야 하므로 시스템 구축비용이 증가하고 또한 무정전 전원공급장치를 설치해야 하는 공간상의 부담이 커지는 문제점이 있었다. 또한 종래에는 엘리베이터 관리자가 쉽게 무정전 전원공급장치가 제대로 작동하고 있는지 관리하기가 어려운 단점이 있었다.However, when configuring the conventional uninterruptible power supply as described above, many batteries are required. That is, since 16 24V lead acid batteries must be used, the system construction cost increases, and the space burden for installing the uninterruptible power supply device increases. In addition, the conventional elevator manager has a disadvantage that it is difficult to easily manage whether the uninterruptible power supply is operating properly.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 시스템 구축비용 및 설치 공간상의 부담을 줄이고 관리를 보다 효율적으로 할 수 있는 무정전 전원공급장치를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention to provide an uninterruptible power supply that can reduce the burden on the system construction cost and installation space and more efficiently manage.
나아가 본 발명은 정전시 엘리베이터 모터를 구동하기 위한 배터리의 전력소모를 절감할 수 있는 무정전 전원공급장치를 제공함을 그 목적으로 한다.Furthermore, an object of the present invention is to provide an uninterruptible power supply that can reduce the power consumption of the battery for driving the elevator motor during power outages.
도 1 은 종래 엘이베이터에 설치된 무정전 전원공급장치의 개략적인 구성블록도이다.1 is a schematic block diagram of an uninterruptible power supply installed in a conventional elevator.
도 2 는 본 발명에 따른 무정전 전원공급장치의 전체 구성블록도이다.2 is an overall configuration block diagram of an uninterruptible power supply according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치는 3상 교류전원을 직류전원으로 변환출력하는 컨버터와, 상기 컨버터 출력을 교류전원으로 출력하는 인버터 및 상기 인버터 출력전원에 따라 구동되는 엘리베이터 모터를 포함하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치에 있어서,An uninterruptible power supply for an elevator according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a converter for converting and outputting three-phase AC power to DC power, an inverter for outputting the converter output to AC power and the inverter output power In the uninterruptible power supply for an elevator comprising an elevator motor driven according to,
상기 3상 교류전원을 상기 컨버터로 통전시키는 제 1 계전기와;A first relay for energizing the three-phase AC power to the converter;
상기 3상 교류전원을 감압하여 출력하되 그 감압된 전원에 의해 통전되는 정전감지부와;A power outage sensing unit configured to output the three-phase AC power by depressurizing it and energizing the reduced power;
상기 정전감지부 출력전원으로 배터리를 충전시키고 충전된 배터리 전압을 교류전압으로 승압하여 출력하는 보조 전원공급부와;An auxiliary power supply unit which charges the battery with the power failure detection unit output power and boosts the charged battery voltage with an AC voltage to output the battery;
상기 보조 전원공급부의 출력전원을 상기 컨버터로 출력할 수 있도록 상기제 1 계전기와 인터로크(interlock)되어 작동되는 제 2 계전기와;A second relay interlocked with the first relay to output the output power of the auxiliary power supply to the converter;
상기 제 2 계전기의 출력전원을 감압하는 트랜스와;A transformer for reducing the output power of the second relay;
정상운전모드에서 상기 정전감지부의 출력으로부터 동작전원을 입력받아 엘리베이터 모터의 구동을 제어하고, 정전운전모드에서 상기 트랜스 출력으로부터 동작전원을 입력받아 엘리베이터 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러;A controller configured to control operation of an elevator motor by receiving operation power from an output of the power failure detecting unit in a normal operation mode and to control operation of an elevator motor by receiving operation power from the transformer output in an electrostatic operation mode;
를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.
본 발명의 기본적인 양상은 전력회사로부터의 외부 교류전원을 엘이베이터 모터를 구동하기 위한 인버터에 입력하면서 아울러 상기 외부 교류전원으로 예비전원을 비축하기 위해 보조로 설치된 배터리를 충전시켰다가 정전시 상기 배터리의 전원을 상기 인버터로 공급하여 엘이베이터를 구동하도록 하는 것이다. 그리하여 종래에는 항상 배터리로부터 인버터로 엘리베이터 구동전원을 공급하기 때문에 고(高) 전력의 납축전지를 다수 개 사용해야 하고 그로 인해 많은 설치공간을 필요로 했지만, 본 발명은 상대적으로 저(低) 전력의 납축전지를 소정 개수만 사용하여 시스템을 구축할 수 있고 그로 인해 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치공간 상의 부담을 줄일 수 있는 것이다. 나아가 본 발명은 보조전원을 교류변환한 후 승압트랜스로 승압시킴에 의해 필요한 배터리의 수를 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The basic aspect of the present invention is to input the external AC power from the utility company to the inverter for driving the elevator motor, and also to charge the battery installed auxiliary to store the reserve power to the external AC power, the power of the battery in case of power failure The power is supplied to the inverter to drive the elevator. Therefore, in the past, the elevator driving power is always supplied from the battery to the inverter, and therefore, a large number of high power lead acid batteries have to be used, and thus a lot of installation space is required. However, the present invention provides relatively low power lead. By using only a certain number of storage batteries, the system can be constructed, thereby reducing the installation cost and reducing the burden on the installation space. Furthermore, the present invention is characterized in that it is possible to reduce the number of batteries required by boosting the boost power to the boost transformer after the AC conversion.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 무정전 전원공급장치는 상기 콘트롤러가 상기 정전감지부로부터 정전감지신호 입력시 엘리베이터 모터를 저속 구동하는 것을 특징으로 한다.The uninterruptible power supply device according to another aspect of the present invention is characterized in that the controller drives the elevator motor at low speed when the blackout detection signal is input from the blackout detection unit.
즉, 본 발명은 정전(停電)시 모터의 구동속도를 저속으로 제어하여 모터 구동을 위한 소모전력을 줄여 보조 구동전원용으로 사용되는 배터리로 상대적으로 저(低) 전력의 납축전지들을 소정 개수만 사용하여도 안정적으로 모든 시스템에 전원을 공급할 수 있는 것이다.That is, the present invention uses only a predetermined number of relatively low power lead acid batteries as a battery used for auxiliary driving power by reducing the power consumption for driving the motor by controlling the driving speed of the motor at a low speed during a power failure. Even though it can reliably supply power to all systems.
본 발명의 또 다른 양상에 따른 무정전 전원공급장치는 트랜스로부터 출력되는 보조 구동전원에 의해 통전되는 고장감지 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Uninterruptible power supply according to another aspect of the present invention is characterized in that it further comprises a failure detection relay energized by the auxiliary drive power output from the transformer.
이와 같은 양상에 따라 엘리베이터 관리자는 무정전 전원공급장치의 고장 유무를 쉽게 확인할 수 있다.According to this aspect, the elevator manager can easily check the failure of the uninterruptible power supply.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무정전 전원공급장치의 전체 구성블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치(10)는 제 1 계전기(11)와 컨버터(12)와 인버터(13)와 정전감지부(14)와 보조 전원공급부(15)와 제 2 계전기(16)와 트랜스(17)와 콘트롤러(18)를 포함한다.Figure 2 is a block diagram of the overall configuration of an uninterruptible power supply according to a preferred embodiment of the present invention. As illustrated, the uninterruptible power supply 10 for an elevator according to the present embodiment includes a first relay 11, a converter 12, an inverter 13, an electrostatic detection unit 14, and an auxiliary power supply unit 15. And a second relay 16, a transformer 17, and a controller 18.
제 1 계전기(11)는 3상 교류전원 입력시 스위칭되어 상기 3상 교류전원을 컨버터(12)로 통전시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 계전기는 무극자 계전기나 혹은 유극자 계전기 등이 사용 가능하다.The first relay 11 is switched when the three-phase AC power is input to energize the three-phase AC power to the converter 12. In the preferred embodiment of the present invention, the relay may be a nonpolar relay or a polar relay.
컨버터(12)는 3상 교류전원을 입력받아 직류전원을 변환출력한다.The converter 12 receives the three-phase AC power and converts the DC power.
인버터(13)는 상기 컨버터(12)로부터 출력되는 직류전원을 가변 주파수의 교류전원으로 변환하여 출력한다. 상기 컨버터(12)와 인버터(13)의 구성은 본원 발명의 출원일 이전에 공지된 회로이므로 상세한 설명은 생략한다.The inverter 13 converts the DC power output from the converter 12 into an AC power of variable frequency and outputs it. Since the configuration of the converter 12 and the inverter 13 is a circuit known before the filing date of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
정전감지부(14)는 외부전원이 정전인지를 감지하는 것으로서, 도 2 에 도시된 바와 같이 380V 외부 교류전원을 220V 교류전원으로 감압하는 제 1 트랜스(141)와 다수의 릴레이(C, P2, P1, K)로 이루어져 있다. 상기 다수의 릴레이(C, P2, P1, K)는 정전을 감지하는 정전감지 릴레이(C)를 포함한다.As illustrated in FIG. 2, the power failure detecting unit 14 detects whether the external power is outage, and the first transformer 141 and the plurality of relays C, P2, which decompress the 380V external AC power to the 220V AC power as shown in FIG. 2. P1, K). The plurality of relays C, P2, P1, and K include a power failure detection relay C for detecting a power failure.
보조 전원공급부(15)는 외부전원이 정전시 모든 시스템에 예비전원을 공급하기 위한 것으로서, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 정전감지부(14)의 출력전원을 입력받아 배터리(152)를 충전하는 배터리충전부(151)와 상기 배터리 출력전원을 교류전원으로 변환하는 AC 변환장치(153)와 상기 AC 변환장치(153)의 교류전원을 엘리베이터 모터 구동전원으로 승압하는 승압 트랜스(154)를 포함한다.The auxiliary power supply unit 15 is for supplying preliminary power to all the systems in the event of an external power failure, and as shown in FIG. 2, the auxiliary power supply unit 15 receives the output power of the power failure sensing unit 14 to charge the battery 152. And a battery charger 151, an AC converter 153 for converting the battery output power into AC power, and a boost transformer 154 for boosting the AC power of the AC converter 153 to an elevator motor driving power.
바람직한 일 실시예에서, 상기 배터리(152)는 12V의 납축전지 8개로 이루어져 96V의 직류전원을 출력한다.In a preferred embodiment, the battery 152 is composed of eight 12V lead-acid batteries to output a 96V DC power supply.
제 2 계전기(16)는 상기 승압 트랜스(154)로부터의 출력전원을 상기 컨버터 (12)로 통전시킨다. 본 발명에서 상기 제 2 계전기(16)는 제 1 계전기(11)와 인터로크(interlock)되어 있어 상기 제 1 계전기(11)가 접속되면 단전된다. 반대로 상기 제 2 계전기(16)는 제 1 계전기(11)가 단전되면 접속된다. 따라서, 본 발명은 평상시에는 상기 제 1 계전기(11)를 통해 통전되는 3상 교류전원을 엘리베이터 구동전원으로 사용하다가 정전시에는 제 2 계전기(16)를 통해 통전되는 배터리 전원을 엘리베이터 구동전원으로 사용하도록 하는 것이다.The second relay 16 energizes the output power from the boost transformer 154 to the converter 12. In the present invention, the second relay 16 is interlocked with the first relay 11 and is disconnected when the first relay 11 is connected. In contrast, the second relay 16 is connected when the first relay 11 is disconnected. Therefore, in the present invention, the three-phase alternating current power supplied through the first relay 11 is used as an elevator driving power, and the battery power supplied through the second relay 16 is used as an elevator driving power during power failure. To do that.
제 2 트랜스(17)는 외부전원이 차단되었을 때 콘트롤러(18)로 상기 보조 구동전원을 통전시키기 위한 것으로서, 제 2 계전기(16)의 출력단에 연결되며 상기 승압 트랜스(154)의 출력전원을 감압하여 출력한다.The second transformer 17 is for supplying the auxiliary driving power to the controller 18 when the external power is cut off. The second transformer 17 is connected to the output terminal of the second relay 16 and decompresses the output power of the boost transformer 154. To print.
본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 제 2 트랜스(17)와 콘트롤러(18) 사이에는 다수의 릴레이(C, TM, P1, P2, K)가 연결되어 있다. 상기 다수의 릴레이(C, TM, P1, P2, K)에는 상기 콘트롤러(18)로 통전되는 보조 구동전원을 소정 시간, 바람직하게는 5초동안 지연하는 타이머 릴레이(TM)와 상기 타이머 릴레이(TM)로부터 출력되는 전원에 의해 통전되며 시스템 고장을 감지하는 고장감지 릴레이(K)를 포함한다.According to an additional aspect of the present invention, a plurality of relays C, TM, P1, P2, K are connected between the second transformer 17 and the controller 18. The plurality of relays (C, TM, P1, P2, K) have a timer relay (TM) and the timer relay (TM) for delaying the auxiliary driving power supplied to the controller 18 for a predetermined time, preferably 5 seconds. It is energized by the power output from the) and includes a failure detection relay (K) for detecting a system failure.
콘트롤러(18)는 엘리베이터 모터 구동을 제어하는 것으로서 평상시에는 정전감지부(14)의 출력전원을 공급받으며 정전 시에는 제 2 트랜스(17)를 통해 보조 구동전원을 공급받는다. 본 발명의 유리한 양상에 따라 상기 콘트롤러(18)는 평상시에는 60㎐ 정도의 모터 구동속도로 엘리베이터 모터를 제어하다가 정전 시에는 3㎐∼6㎐ 정도의 낮은 모터 구동속도로 엘리베이터 모터를 제어하는 것이 바람직하다.The controller 18 controls the driving of the elevator motor and normally receives the output power of the blackout detecting unit 14 and the auxiliary driving power through the second transformer 17 in the case of power failure. According to an advantageous aspect of the present invention, the controller 18 normally controls the elevator motor at a motor driving speed of about 60 kW and controls the elevator motor at a low motor driving speed of about 3 kW to 6 kW during power failure. Do.
이하, 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치의 정전시 동작설명을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a description of the operation during power failure of the uninterruptible power supply for an elevator according to the present invention configured as described above with reference to the drawings.
외부전원이 차단되면 제 1 계전기(11)와 인터로크된 제 2 계전기(16)는 상기 보조 전원공급부(15)의 보조 구동전원에 의해 온(ON)되어 컨버터부(12)로 상기 보조 구동전원을 통전시킨다.When the external power is cut off, the second relay 16 interlocked with the first relay 11 is turned on by the auxiliary driving power of the auxiliary power supply 15 so that the auxiliary driving power is supplied to the converter unit 12. Energize
그리고 제 2 트랜스(17)는 제 2 계전기(16)로부터 출력되는 보조 구동전원을 감압하여 콘트롤러(18)로 출력한다. 이때 상기 보조 구동전원은 타이머 릴레이(TM)에 의해 소정 시간 지연된다. 따라서 정전시 상기 소정 시간동안 콘트롤러(18)가 작동을 하지 못하게 되어 엘리베이터는 잠시 정지상태로 있게 된다. 이 때 상기 소정 시간내에 외부전원이 다시 공급되지 않으면 보조 구동전원이 상기 타이머 릴레이(TM)를 통해 콘트롤러(18)에 공급된다.The second transformer 17 decompresses the auxiliary driving power output from the second relay 16 and outputs it to the controller 18. At this time, the auxiliary driving power is delayed by a timer relay TM for a predetermined time. Therefore, when the power failure occurs, the controller 18 does not operate during the predetermined time, and the elevator is temporarily stopped. At this time, if the external power is not supplied again within the predetermined time, the auxiliary driving power is supplied to the controller 18 through the timer relay TM.
이후 콘트롤러(18)는 상기 정전감지부(14)로부터 입력되는 정전감지신호를 체크하여 정전이라고 판단하면 정전시의 엘리베이터 모터 구동제어신호를 출력한다.Thereafter, the controller 18 checks the power failure detection signal inputted from the power failure detection unit 14 and determines the power failure, and outputs an elevator motor driving control signal at the time of power failure.
따라서, 본 발명에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치는 정전시에도 엘리베이터를 안정적으로 구동할 수 있는 것이다.Therefore, the uninterruptible power supply for an elevator according to the present invention is capable of driving the elevator stably even during a power failure.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 3상 교류전원을 메인 엘리베터 구동전원으로 사용하고 배터리를 보조 구동전원으로 사용하므로써 종래와 다르게 상대적으로 저(低) 전력의 납축전지를 소정 개수만 사용하여 배터리부를 구축할 수 있고 그로 인해 시스템 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치공간 상의 부담을 줄일 수 있는 유용한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the present invention uses a three-phase AC power as the main elevator driving power supply and a battery as the auxiliary driving power, so that only a predetermined number of lead-acid batteries of relatively low power are different from the conventional method. It can be used to build a battery unit, thereby reducing the installation cost of the system, and has a useful effect to reduce the burden on the installation space.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, it should be interpreted by the claims described to include many such variations.
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