KR20110054015A - 엘리베이터 드라이브（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｄｒｉｖｅ）를 위한 선 전류 및 에너지 저장 제어 - Google Patents

엘리베이터 드라이브（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｄｒｉｖｅ）를 위한 선 전류 및 에너지 저장 제어 Download PDF

Info

Publication number
KR20110054015A
KR20110054015A KR1020117006008A KR20117006008A KR20110054015A KR 20110054015 A KR20110054015 A KR 20110054015A KR 1020117006008 A KR1020117006008 A KR 1020117006008A KR 20117006008 A KR20117006008 A KR 20117006008A KR 20110054015 A KR20110054015 A KR 20110054015A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
soc
ees
ees system
regeneration drive
Prior art date
Application number
KR1020117006008A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101252081B1 (ko
Inventor
윌리엄 에이. 베로네시
Original Assignee
오티스 엘리베이터 컴파니
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 오티스 엘리베이터 컴파니 filed Critical 오티스 엘리베이터 컴파니
Publication of KR20110054015A publication Critical patent/KR20110054015A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101252081B1 publication Critical patent/KR101252081B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
    • B66B1/302—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor for energy saving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B5/00—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators
    • B66B5/02—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions
    • B66B5/027—Applications of checking, fault-correcting, or safety devices in elevators responsive to abnormal operating conditions to permit passengers to leave an elevator car in case of failure, e.g. moving the car to a reference floor or unlocking the door
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B50/00—Energy efficient technologies in elevators, escalators and moving walkways, e.g. energy saving or recuperation technologies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Abstract

전력 분배는 엘리베이터 호이스트 모터(12)에 연결된 재발전 드라이브(10)와, 재발전 드라이브에 연결된 제 1 전력 공급원(20)과 전기 에너지 저장(EES) 시스템(36)간에 관리된다. EES 시스템의 충전잔량(SOC)과 제 1 전력 공급원과 재발전 드라이브 사이의 제 1 전류 흐름이 측정된다. 그 다음에, EES 시스템과 재발전 드라이브는 제 1 전류 흐름과 EES 시스템의 SOC의 함수로써 제어된다.

Description

엘리베이터 드라이브（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｄｒｉｖｅ）를 위한 선 전류 및 에너지 저장 제어 {LINE CURRENT AND ENERGY STORAGE CONTROL FOR AN ELEVATOR DRIVE}
본 발명은 전력 시스템에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 제 1 전원으로부터 끌어내는 전력을 제어하기 위해서, 다중 전원들로부터 엘리베이터 시스템 내에 제 2 전력으로부터의 전력을 관리하기 위한 시스템에 대한 것이다.
엘리베이터 작동을 위한 전력 수요량은, [전력 설비(power utility)로부터와 같은] 외부에서 발전된 전력이 최대로 사용되는 때의 큰 양수(highly positive)로부터 엘리베이터의 부하가 모터를 구동시켜서 발전기로써 전기를 생산하는 때의 음수까지의 범위를 가진다. 발전기로써 전기를 생산하기 위한 모터의 사용은 통상적으로 재발전(regeneration)이라고 불린다. 종래 시스템에서, 재발전된 에너지는 엘리베이터 시스템의 다른 구성요소에 제공되지 않거나 시설망(utility grid)에 되돌려지지 않게 되면, 다이내믹 브레이크 저항이나 다른 부하를 통해 소모된다. 이러한 구성에서, 전력상태들의 최대치(peak power conditions)인 동안(예를 들어, 하나 이상의 모터가 동시에 시동되는 때이거나 높은 수요의 기간들 동안)에도 엘리베이터 시스템에 전력을 공급하기 위해, 모든 수요는 전력 설비에 계속 남게 된다. 따라서, 전력 설비로부터 전력을 전달하는 엘리베이터 시스템의 구성요소들은 전력 수요 급증(power demand surges)을 감당(accomodate)하기 위해서 규모가 있을 필요가 있고(need to be sized), 이는 건물 내에서 큰 공간을 차지할 수 있다. 또한, 재발전된 에너지는 소모될 뿐 사용되지 않게 되고, 이에 따라 전력 시스템 효율을 떨어뜨리게 된다.
또한, 엘리베이터 드라이브 시스템은 설비 전원(utility power source)과 같은 제 1 전력 공급원으로부터 특정 입력 전압 범위 내에서 작동되도록 전형적으로 설계된다. 드라이브의 구성요소들은 전력 공급원이 지정된 입력 전압 범위 내로 유지되는 동안 드라이브가 계속 작동되도록 전압 및 전류량(voltage and current ratings)을 가진다. 설비 전압이 떨어질 때 및/또는 드라이브 시스템 구성요소들에 의한 최대 전력 수요인 기간들 동안, 엘리베이터 시스템은 호이스트 모터(hoist motor)에 균일한 전력을 유지하도록 전력 공급원으로부터 더 많은 전류를 끌어내면서, 엘리베이터 시스템 전력 공급(powering)의 전체 비용이 증가한다. 몇몇 종래 시스템들은 엘리베이터 드라이브 시스템에 보충 전력을 제공하기 위해 제 2 전력 공급원을 연결함으로써 전력 수요 완화를 시도한다. 그러나, 이는 엘리베이터 드라이브 시스템이 제 1 전력 공급원으로부터 초과 전류를 끌어내는 것을 방지하지 못하는데, 이는 제 1 전력 공급원에 연결된 구성요소들에 부담을 주고 엘리베이터 드라이브 시스템을 작동시키는 전체 비용을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 제 1 전원으로부터 끌어내는 전력을 제어하기 위해서, 다중 전원들로부터 엘리베이터 시스템 내에 제 2 전력으로부터의 전력을 관리하기 위한 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 엘리베이터 호이스트 모터에 연결된 재발전 드라이브(regenerative drive)와, 재발전 드라이브에 연결된 제 1 전력 공급원과 전기 에너지 저장(EES) 시스템간에 전력 분배를 관리하는 것과 관계가 있다. EES 시스템의 충전 잔량(SOC)과 제 1 전력 공급원과 재발전 드라이브 사이의 제 1 전류 흐름이 측정된다. 그 다음에, EES 시스템과 재발전 드라이브 사이의 제 2 전류 흐름의 방향과 크기는 제 1 전류 흐름과 EES 시스템의 SOC의 함수로써 제어된다.
도 1은 제 1 전력 공급원으로부터의 전류를 모니터링하고 이 전류를 기초로 엘리베이터 시스템으로의 전력을 관리하기 위한 제어기를 포함하는 엘리베이터 전력 시스템의 개략적인 모습이다.
도 2는 제 1 전력 공급원 전류와 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)을 기초로 호이스트 모터, 제 1 전력 공급원, 및 EES 시스템간 교환되는 전력을 관리하기 위한 흐름도이다.
도 1은 제 1 전력 공급원(20), 전류 센서(21), 전력 컨버터(22), 전력 버스(24), 평활 커패시터(26), 전력 인버터(28), 전기 에너지 저장(EES) 시스템 제어 모듈(30), 제 1 전류 제어 모듈(32), EES 시스템 충전 잔량(SOC) 센서(34), 전기 에너지 저장(EES) 시스템(36), 및 드라이브 제어기(38)를 포함하는 전력 시스템(10)의 개략적인 모습이다. EES 시스템 제어 모듈(30)과 제 1 전류 제어 모듈(32)은 총괄하여(collectively) 전력 시스템(10)의 전력 관리 모듈로써 칭해질 수 있다. 전력 컨버터(22), 전력 버스(24), 평활 커패시터(26), 및 전력 인버터(28)는 재발전 드라이브(29)에 포함된다. 제 1 전력 공급원(20)은 상용 전원(commercial power source)과 같은 전기 설비일 수 있다. EES 시스템(36)은 전기 에너지를 저장할 수 있는 하나의 또는 복수의 디바이스들을 포함한다. 엘리베이터(14)는 엘리베이터 차체(40)와 줄(44)을 통해 호이스트 모터(12)에 연결된 균형추(42)를 포함한다.
여기서 설명되듯이, 전력 시스템(10)은, 전류 센서(21)에 의해 감지된 전류에 기초하여 호이스트 모터(12)의 전력 수요를 담당하고 SOC 범위 내에서 SOC 센서(34)에 의해 감지된 것으로 EES 시스템(36)의 충전 잔량(SOC)을 유지하도록, 엘리베이터 호이스트 모터(12), 제 1 전력 공급원(20), 및/또는 EES 시스템(36)간에 교환되는 전력을 제어하도록 구성된다. 전력 시스템(10)은 제 1 전력 공급원(20)으로부터 끌어내거나 보내어지는 전류량을 제한하기 위해서 EES 시스템(36)으로 그리고 EES 시스템(36)으로부터 분배되는 전력을 제어한다. 또한, 전력 시스템(10)은 엘리베이터 호이스트 모터(12)의 전력 수요가 대략 영(zero)이거나 음수(negative)인 경우 재발전 드라이브(29) 및 EES 시스템(36) 간의 전력의 분배를 제어하기도 하고, 제 1 전력 공급원(20)에 장애가 발생하는 경우 EES 시스템(36)과 엘리베이터 호이스트 모터(12) 간의 전력 분배를 제어하기도 한다.
전력 컨버터(22)와 전력 인버터(28)는 전력 버스(24)에 의해 연결된다. 평활 커패시터(26)는 전력 버스(24)를 가로질러 연결된다. 제 1 전력 공급원(20)은 전력 컨버터(22)로부터 전력을 제공하거나 전력 컨버터로부터 전력을 받는다. 전류 센서(21)는 제 1 전력 공급원(20)과 전력 컨버터(22) 간에 전류 흐름을 측정한다. 전력 컨버터(22)는 제 1 전력 공급원(20)으로부터의 3상 AC 전력을 DC 전력으로 컨버트하도록 작동 가능한 3상 전력 인버터이다. 일 실시예에서, 전력 컨버터(22)는 병렬 연결된 트랜지스터들(50)과 다이오드들(52)을 포함하는 복수의 전력 트랜지스터 회로들을 포함한다. 각 트랜지스터(50)는, 예를 들어 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, insulated gate bipolar transistor)일 수 있다. 각 트랜지스터(50)의 제어된 전극(controlled electrode)(즉, 게이트나 베이스)은 드라이브 제어기(38)에 연결된다. 드라이브 제어기(38)는 전력 트랜지스터 회로들을 제어하여 제 1 전력 공급원(20)으로부터의 3상 AC 전력을 DC 출력 전력으로 컨버트한다. DC 출력 전력은 전력 컨버터(22)에 의해 전력 버스(24) 상으로 제공된다. 평활 커패시터(26)는 전력 버스(24) 상에서 전력 컨버터(22)에 의해 제공된 정류 전력을 평활화한다(smooth). 제 1 전력 공급원(20)이 3상 AC 전력 공급원으로 표시되는 반면, 전력 시스템(10)은 단상 AC 전원 및 DC 전원을 포함하여(여기에 제한되지는 않음) 어떤 종류의 전원으로부터도 전력을 받도록 적용될 수 있음을 유의하는 것이 중요하다.
전력 컨버터(22)의 전력 트랜지스터 회로들은 또한 전력 버스(24) 상의 전력을 인버트하여 제 1 전력 공급원(20)에 전력을 제공되도록 한다. 일 실시예에서, 드라이브 제어기(38)는 3상 AC 전력 신호를 제 1 전력 공급원(20)에 제공하기 위해 전력 컨버터(22)의 트랜지스터들(50)을 주기적으로 스위칭하도록 게이팅 펄스들(gating pulses)을 생성하기 위해 펄스폭 변조(PWM, pulse width modulation)를 채용한다. 이러한 재발전 구성은 제 1 전력 공급원(20)에 대한 수요를 감소시킨다.
전력 인버터(28)는 전력 버스(24)로부터의 DC 전력을 3상 AC 전력으로 인버트하도록 작동 가능한 3상 전력 인버터이다. 전력 인버터(28)는 병렬 연결된 트랜지스터들(54)과 다이오드들(56)을 포함하는 복수의 전력 트랜지스터 회로들을 포함한다. 각 트랜지스터(54)는, 예를 들어 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT, insulated gate bipolar transistor)일 수 있다. 각 트랜지스터(54)의 제어된 전극(즉, 게이트나 베이스)은 드라이브 제어기(38)에 연결되고, 전력 트랜지스터 회로들을 제어하여 전력 버스(24)의 DC 전력을 3상 AC 출력 전력으로 인버트한다. 전력 인버터(28)의 출력들에서 3상 AC 전력이 호이스트 모터(12)에 제공된다. 일 실시예에서, 드라이브 제어기(38)는, 3상 AC 전력 신호를 호이스트 모터(12)에 제공하기 위해 전력 인버터(28)의 트랜지스터들(54)을 주기적으로 스위칭하도록 게이팅 펄스들을 생성하기 위해 PWM을 채용한다. 드라이브 제어기(38)는 트랜지스터(54)들로의 게이팅 펄스들의 주파수와 크기를 조정함으로써 엘리베이터(14) 이동의 속도와 방향을 변화시킬 수 있다.
또한, 전력 인버터(54)의 전력 트랜지스터 회로들은 엘리베이터(14)가 호이스트 모터(12)를 구동할 때 발전되는 전력을 정류할 수 있다. 예를 들어, 호이스트 모터(12)가 전력을 발전하면, 드라이브 제어기(38)는 전력 인버터(28) 내의 트랜지스터(54)들을 제어하여 발전된 전력을 컨버트하고 DC 전력 버스(24)로 제공하도록 한다. 평활 커패시터(26)는 전력 버스(24) 상에서 전력 인버터(28)에 의해 제공된 변환 전력을 평활화한다. DC 전력 버스(24)의 재발전된 전력은 EES 시스템(36)의 EES 소자들을 재충전하는 데 사용될 수 있거나, 상기 설명한 대로 제 1 전력 공급원(20)에 되돌려질 수 있다.
호이스트 모터(12)는 엘리베이터 차체(40)와 균형추(42) 사이의 이동 속도와 방향을 제어한다. 호이스트 모터(12)를 구동하는데 필요한 전력은 엘리베이터 차체(40) 내의 부하뿐만 아니라, 엘리베이터(14)의 가속도와 방향에 따라 다르다. 예를 들어, 엘리베이터 차체(40)가 가속되거나, 균형추(42)의 무게보다 더 큰 부하(즉, 무거운 부하)와 함께 상승하거나, 또는 균형추(42)의 무게보다 더 적은 부하(즉, 가벼운 부하)와 함께 하강하게 되면, 호이스트 모터(12)를 구동하기 위한 전력이 요구된다. 이런 경우, 호이스트 모터(12)에 대한 전력 수요가 양수가 된다. 엘리베이터 차체(40)가 감속되거나, 무거운 부하와 함께 하강하거나, 또는 가벼운 부하와 함께 상승하게 되면, 엘리베이터 차체(40)는 호이스트 모터(12)를 구동한다. 이런 음의 전력 수요의 경우, 호이스트 모터(12)는 드라이브 제어기(38)의 제어 하에 전력 인버터(28)에 의해 DC 전력으로 컨버트되는 3상 AC 전력을 발생시킨다. 상기 설명한 대로, 변환된 DC 전력은 제 1 전력 공급원(20)에 되돌려지거나, EES 시스템(36)을 재충전하는데 사용되거나, 및/또는 전력 버스(24)에 가로질러 연결된 다이내믹 브레이크 저항에서 소모될 수 있다. 엘리베이터(14)가 균형잡힌 부하와 함께 고정된 속도로 레벨링(leveling) 또는 동작(running)하게 되면, 적은 양의 전력을 사용할 수 있다. 호이스트 모터(12)가 모터링(motoring)하지도 않고 전력을 발전하지도 않는 경우, 호이스트 모터의 전력 수요는 대략 영(zero)이 된다.
단일 호이스트 모터(12)가 전력 시스템(10)에 연결되어 표시되는 반면, 전력 시스템(10)은 다중 호이스트 모터(12)에 전력 공급하는 것으로 변경될 수 있음을 유의하여야 한다. 예를 들어, 복수의 호이스트 모터(12)들에 전력을 제공하기 위해서 복수의 전력 인버터(28)들이 전력 버스(24)에 가로질러 병렬로 연결될 수 있다. 또한, EES 시스템(36)이 DC 전력 버스(24)에 연결되어 표시되는 반면, EES 시스템(36)은 대안적으로 전력 컨버터(22)의 3상 입력 중 단일 상에 대해서 연결될 수 있다.
EES 시스템(36)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 전기 에너지를 저장할 수 있는 하나 또는 그 이상의 디바이스들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, EES 시스템(36)은 적어도 하나의 슈퍼 커패시터(supercapacitor)를 포함하는데, 이는 대칭(symmetric) 도는 비대칭(asymmetric) 슈퍼 커패시터를 포함하는 것일 수 있다. 다른 실시예에서, EES 시스템(36)은 적어도 하나의 이차전지 또는 충전지(rechargeable battery)를 포함하는데, 이는 니켈-카드뮴(NiCd, nickel-cadmium) 전지, 납축전지(lead acid), 니켈 수소 축전지(NiMH, nickel-metal hydride), 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 이온 폴리머(Li-Poly) 전지, 금속 전극(metal electrode) 전지, 니켈-아연(nickel-zinc) 전지, 이산화 아연/알카라인/망간(zinc/alkaline/manganese dioxide) 전지, 브롬화 아연 흐름(zinc-bromine flow) 전지, 바나듐 흐름(vanadium flow) 전지, 및 황화 나트륨(sodium-sulfur) 전지 중 어느 하나를 포함할 수 있다. EES 시스템(36)은 EES 디바이스들 중 하나의 유형을 포함하거나 EES 장치들의 조합들을 포함할 수 있다.
도 2는 호이스트 모터(12), 제 1 전력 공급원(20), 및 EES 시스템(36) 간에 교환되는 전력을 관리하기 위한 처리 과정의 흐름도이다. 제 1 전력 공급원(20)과 전력 컨버터(22) 간의 전류 흐름(제 1 전류 흐름으로 지칭될 수 있음)은 전류 센서(21)에 의해 감지된다(단계 70). 엘리베이터 호이스트 모터(12)에 의해 전력의 수요가 양인 기간들 동안, 또는 호이스트 모터 전력 수요가 영(zero)인 기간들 동안에는 전력 버스(24)를 거쳐서 EES 시스템(36)을 충전하기 위해서, 제 1 전류 흐름은 제 1 전력 공급원(20)으로부터 전력 컨버터(22)로의 것일 수 있다. 엘리베이터 호이스트 모터(12)에 의해 음의 전력 수요가 있는 기간들 동안 또는 EES 시스템(36)의 SOC가 선호되는 SOC 범위 밖이고 EES 시스템(36)으로부터의 전력이 전력 버스(24)로 되돌려지는 때에, 제 1 전류 흐름은 또한 전력 컨버터(22)로부터 제 1 전력 공급원(20)으로의 것일 수 있다. 전류 센서(21)에 의한 전류 측정은 제 1 전류 제어 모듈(32)에 공급된다.
EES 시스템(36)의 충전 잔량(SOC)은 또한 SOC 센서(34)에 의해 측정된다(단계 72). EES 시스템(36)의 측정된 SOC는 EES 시스템(36)을 가로지르는 전압, EES 시스템(36)을 통하는 전류, 그리고 EES 시스템(36)의 온도 중 전부 또는 어떤 일부에 기초할 수 있다. EES 시스템(36)의 측정된 SOC와 관계된 신호는 제 1 전류 제어 모듈(32)에 제공된다.
그 후에, 제 1 전류 제어 모듈(32)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 신호들을 제공하여 EES 시스템(36)과 재발전 드라이브(29)의 전력 버스(24) 간에 전류 흐름의 방향을 제어한다(단계 74). 제 1 전류 제어 모듈(32)에 의해 EES 시스템 제어 모듈(30)로 제공되는 신호는 전류 센서(21)에 의해 측정된 제 1 전류 흐름 및 SOC 센서(34)에 의해 측정된 EES 시스템(36)의 SOC에 기초한다. 이러한 신호에 기초하여, EES 시스템 제어 모듈(30)은 EES 시스템(36)으로부터의 전류의 크기와 방향을 제어하여 제 1 전력 공급원(20)으로부터 끌어내는 전류가 임계 전류(제 1 전류 제어 모듈(32)에 저장될 수 있음) 아래로 유지되고 EES 시스템(36)의 SOC가 SOC 범위 이내로 유지되도록 보장한다. 이러한 제어들은 제 1 전력 공급원(20)으로부터의 전력 시스템(10)에 의해 소비되는 전력의 감소를 제공하여, 전력 시스템(10)을 작동하는 데 드는 비용을 줄이도록 한다. 제 1 전력 공급원(20)과 전력 컨버터(22) 간에 교환되는 전류량이 제어되기 때문에, 전력 컨버터(22)의 구성요소들의 크기 또한 줄어들 수 있다. 더욱이, EES 시스템(36)의 SOC 범위가 제어되기 때문에, EES 시스템(36)의 수명이 연장된다.
작동 중에, 전력 컨버터(22)는 전력 버스(24) 상의 전압을 작동 전압(operating voltage)으로 유지하기 위해서 제 1 전력 공급원(20)과 전력 버스(24) 간에 통과되는 에너지를 제어한다. 따라서, 전력 버스(24) 상의 전압이 작동 전압을 초과하면, 드라이브 제어기(38)는 전력 컨버터(22)를 작동시켜, 전력 버스(24)로부터 제 1 전력 공급원(20)으로 에너지를 되돌린다. 반면에, 전력 버스(24) 상의 전압이 작동 전압 아래로 떨어지면, 드라이브 제어기(38)는 전력 컨버터(22)를 작동시켜, 전력 버스(24)의 전압을 증가시키기 위해서 제 1 전력 공급원(20)으로부터 에너지를 끌어낸다.
때때로, 엘리베이터 호이스트 모터(12)가 시동 되고 있는 때이거나[이는 양의 전력 수요가 순간 급증(brief spike)을 야기함], 엘리베이터 호이스트 모터(12)가 음의 전력 수요인 기간들 동안 많은 양의 전력을 재발전하고 있는 때에, 제 1 전류가 임계 전류를 초과할 수 있다. 전류 센서(21)에 의해 감지되는 제 1 전류가 임계 전류를 초과하는 경우, 제 1 전력 공급원(20)의 부담을 줄이기 위해서, 제 1 전류 제어 모듈(32)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, EES 시스템(36)에 의해 전력 버스(24)로 공급되는 제 2 전류를 조정하도록 한다.
예를 들어, 엘리베이터 호이스트 모터(12)의 전력 수요가 큰 양수인 경우, 제 1 전력 공급원(20)으로부터의 제 1 전류 흐름을 임계 전류 아래로 줄이기 위해서, 제 1 전류 제어 모듈(38)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, EES 시스템(36)으로부터 전력 버스(24)로 전력을 공급하도록 한다. 몇몇 실시예에서, 제 1 전류 제어 모듈(38)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, EES 시스템(36)의 SOC가 최소 임계 SOC에 도달할 때까지, EES 시스템(36)에서 전력 버스(24)로 전력을 공급하도록 한다. 이는 EES 시스템(36)의 SOC를 제한된 SOC 범위 내로 유지시키고, 그에 따라 EES 시스템(36)의 수명을 연장한다. 대안적으로, 제 1 전류를 임계 전류 아래로 유지하기 위해서, EES 시스템(36)의 SOC와 관계없이 전력 버스(24)로 전력을 계속하여 공급하도록 제 1 전류 제어 모듈(38)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내릴 수 있다.
엘리베이터 호이스트 모터(12)의 전력 수요가 큰 음수인 경우, 제 1 전력 공급원(20)으로의 제 1 전류 흐름을 임계 전류 아래로 감소시키기 위해서, 제 1 전류 제어 모듈(32)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, 전원 버스(24)로부터 EES 시스템(36)으로 전력을 끌어내도록 한다. 몇몇 실시예에서, 제 1 전류 제어 모듈(38)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, (SOC를 제한된 SOC 범위 내로 유지하기 위해) EES 시스템(36)의 SOC가 최대 임계 SOC에 도달할 때까지, 전원 버스(24)로부터 EES 시스템(36)으로 전력을 끌어내도록 한다. 대안적으로, 제 1 전류를 임계 전류 아래로 유지하기 위해서, 제 1 전류 제어 모듈(38)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, EES 시스템(36)의 SOC와 관계없이 전력 버스(24)로부터 전력을 계속 끌어내도록 할 수 있다.
엘리베이터 호이스트 모터(12)의 전력 수요가 대략 영(zero)인 경우[즉, 호이스트 모터(12)가 모터링(motoring) 하는 것도 전력을 재발전하는 것도 아님], 제 1 전류 제어 모듈(32)은 SOC 센서(34)가 측정한 대로, EES 시스템(36)의 SOC를 모니터링한다. 제 1 전류 제어 모듈(32)은 EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내려, EES 시스템(36)의 SOC를 원하는 SOC 범위 내로 가져오기 위해서, 전력 버스(24)와 전력을 교환하도록 한다. 몇몇 실시예에서, 제 1 전류 제어 모듈(32)은 EES 시스템(36)에 대한 SOC 목표치를 설정하고, 그 목표치에 도달하기 위해서, EES 시스템 제어 모듈(30)은 전력 버스(24)와 EES 시스템(36)간에 교환되는 에너지를 제어한다. EES 시스템(36)의 SOC를 목표 SOC로 회복시킴에 따라, EES 시스템(36)은 제 1 전류가 임계 전류를 초과하였을 경우 제 1 전력 공급원을 보충하기에 충분한 전력을 유지한다.
제 1 전력 공급원(20)에 장애가 발생하는 경우, EES 시스템(32)은 호이스트 모터(12)의 모든 수요를 담당한다. 제 1 전류 제어 모듈(32)은, EES 시스템 제어 모듈(30)에 명령을 내릴 신호들을 발생시켜서, 양의 수요인 기간들 동안에는 호이스트 모터(12)를 구동하는 데 필요한 모든 에너지를 제공하도록 하고, 음의 수요인 기간들 동안에는 호이스트 모터(12)에 의해 발전되는 모든 에너지를 저장하도록 한다. 몇몇 실시예에서, EES 시스템(32)의 SOC와 관계없이, 호이스트 모터(12)의 모든 수요는 EES 시스템(32)에 의해 담당된다. 다른 실시예에서, EES 시스템(32)의 SOC가 제한된 SOC 범위 내에 있는 동안 호이스트 모터(12)의 수요는 담당된다.
요약하면, 본 발명은 엘리베이터 호이스트 모터에 연결된 재발전 드라이브와, 재발전 드라이브에 연결된 제 1 전력 공급원과 전기 에너지 저장(EES) 시스템간에 전력 분배를 관리하는 것과 관계가 있다. EES 시스템의 충전 잔량(SOC)과 제 1 전력 공급원과 재발전 드라이브 사이의 제 1 전류 흐름이 측정된다. 그 후에, EES 시스템과 재발전 드라이브 사이의 제 2 전류 흐름의 방향과 크기는 제 1 전류 흐름과 EES 시스템의 SOC의 함수로써 제어된다. 이러한 제어는 엘리베이터 시스템에 의해 제 1 전력 공급원으로부터 소비되는 전력을 줄여주는데, 결국 엘리베이터 시스템의 작동 비용을 감소시킨다. 제 1 전력 공급원과 재발전 드라이브 간에 교환되는 전류량이 제어되기 때문에, 재발전 드라이브의 구성요소들의 크기 또한 줄일 수 있다.
본 발명이 선호되는 실시 예들을 참고하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 본질과 범위를 벗어나지 않고 형태와 세부사항에 대해 변경이 가해질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (19)

  1. 엘리베이터 호이스트 모터에 연결된 재발전 드라이브(regenerative drive)와, 상기 재발전 드라이브에 연결된 전기 에너지 저장(EES) 시스템 및 제 1 전력 공급원 간의 전력 분배 관리 방법에 있어서, 상기 방법은:
    상기 제 1 전력 공급원과 상기 재발전 드라이브 사이의 제 1 전류 흐름을 측정하는 단계;
    상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)을 측정하는 단계; 및
    상기 제 1 전류 흐름과 상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)의 함수로써 상기 EES 시스템과 상기 재발전 드라이브 사이의 제 2 전류 흐름의 방향과 크기를 제어하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어하는 단계는:
    상기 제 1 전류 흐름을 임계 전류 값 아래로 유지하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 유지하는 단계는:
    상기 임계 전류 값에서 제 1 전력 공급원 전력을 초과하는 호이스트 모터 전력 수요를 담당(address)하기 위해서 상기 EES 시스템으로부터 상기 재발전 드라이브에 공급되는 에너지를 조정하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어하는 단계는:
    엘리베이터 호이스트 모터 전력 수요가 음수(negative)이거나 영(zero)인 기간들 동안에 상기 재발전 드라이브로부터 상기 EES 시스템으로 에너지를 저장하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)을 충전 잔량 범위(SOC range) 내로 유지하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유지하는 단계는:
    엘리베이터 호이스트 모터 전력 수요가 음수이거나 영인 기간들 동안에, 상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)이 최대 임계 충전 잔량(maximum threshold SOC)에 도달할 때까지, 상기 재발전 드라이브로부터 상기 EES 시스템으로 에너지를 저장하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 유지하는 단계는:
    상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)이 최소 임계 충전 잔량(minimum threshold SOC)에 도달할 때까지, 상기 EES 시스템으로부터 상기 재발전 드라이브로 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  8. 엘리베이터 호이스트 모터에 연결된 재발전 드라이브와, 상기 재발전 드라이브에 연결된 전기 에너지 저장(EES) 시스템 및 제 1 전력 공급원 간의 전력 분배 관리 시스템에 있어서, 상기 시스템은:
    상기 제 1 전력 공급원과 상기 재발전 드라이브 사이의 제 1 전류 흐름을 측정하도록 작동 가능한 전류 센서(current sensor);
    상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)을 측정하도록 작동 가능한 충전 잔량 센서(SOC sensor);
    상기 제 1 전류 흐름과 상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)의 함수로써 상기 EES 시스템과 상기 재발전 드라이브 사이의 제 2 전류 흐름의 방향과 크기를 제어하도록 작동 가능한 전력 관리 모듈을 포함하는 전력 분배 관리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전력 관리 모듈은 상기 제 1 전류 흐름을 임계 전류 값 아래로 유지하도록 작동 가능한 전력 분배 관리 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전력 관리 모듈은 제 1 임계 전류 값에서 제 1 전력 공급원 전력을 초과하는 호이스트 모터 전력 수요를 담당하기 위해서 상기 EES 시스템으로부터 상기 재발전 드라이브로 공급되는 에너지를 조정하도록 작동 가능한 전력 분배 관리 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전력 제어 모듈은 엘리베이터 호이스트 모터 전력 수요가 음수이거나 영인 기간들 동안에 상기 재발전 드라이브로부터 상기 EES 시스템으로 에너지를 저장하도록 작동 가능한 전력 분배 관리 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 전력 관리 모듈은 상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)을 충전 잔량 범위(SOC range) 내로 유지하는 전력 분배 관리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    엘리베이터 호이스트 모터 전력 수요가 음수이거나 영인 기간들 동안에, 상기 EES 시스템의 상기 충전 잔량(SOC)이 임계 충전 잔량(threshold SOC)에 도달할 때까지, 상기 전력 관리 모듈은 상기 재발전 드라이브로부터 상기 EES 시스템으로 에너지를 공급하도록 작동 가능한 전력 분배 관리 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전력 관리 모듈은 상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)이 충전 잔량 목표치(target SOC)보다 높은 때에 상기 EES 시스템으로부터 상기 재발전 드라이브로 에너지를 공급하도록 작동 가능한 전력 분배 관리 시스템.
  15. 엘리베이터 호이스트 모터에 연결된 재발전 드라이브와, 상기 재발전 드라이브에 연결된 전기 에너지 저장(EES) 시스템 및 제 1 전력 공급원 간의 전력 분배 관리 방법에 있어서, 상기 방법은:
    상기 제 1 전력 공급원과 상기 재발전 드라이브 사이의 제 1 전류 흐름을 모니터링하는 단계; 및
    상기 제 1 전류 흐름과 상기 엘리베이터 호이스트 모터의 전력 수요의 함수로써 상기 EES 시스템과 상기 재발전 드라이브 사이의 제 2 전류 흐름의 방향과 크기를 제어하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제어하는 단계는:
    임계 전류 값에서 제 1 전력 공급원 전력을 초과하는 호이스트 모터 전력 수요를 담당하기 위해서 상기 EES 시스템으로부터 상기 재발전 드라이브로 공급되는 에너지를 조정하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 제어하는 단계는:
    엘리베이터 호이스트 모터 전력 수요가 음수이거나 영인 기간들 동안에, 상기 재발전 드라이브로부터 상기 EES 시스템으로 에너지를 저장하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)을 충전 잔량 범위(SOC range) 내로 유지하는 단계를 더 포함하는 전력 분배 관리 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 유지하는 단계는:
    엘리베이터 호이스트 모터 전력 수요가 음수이거나 영인 기간들 동안에, 상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)이 최대 임계 충전 잔량(maximum threshold SOC)에 도달할 때까지, 상기 재발전 드라이브로부터 상기 EES 시스템으로 에너지를 저장하는 단계; 및
    상기 EES 시스템의 충전 잔량(SOC)이 최소 임계 충전 잔량(minimum threshold SOC)에 도달할 때까지, 상기 EES 시스템으로부터 상기 재발전 드라이브로 에너지를 공급하는 단계를 포함하는 전력 분배 관리 방법.
KR1020117006008A 2008-08-15 2008-08-15 엘리베이터 드라이브（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｄｒｉｖｅ）를 위한 선 전류 및 에너지 저장 제어 KR101252081B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2008/009778 WO2010019122A1 (en) 2008-08-15 2008-08-15 Line current and energy storage control for an elevator drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110054015A true KR20110054015A (ko) 2011-05-24
KR101252081B1 KR101252081B1 (ko) 2013-04-12

Family

ID=40561786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117006008A KR101252081B1 (ko) 2008-08-15 2008-08-15 엘리베이터 드라이브（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｄｒｉｖｅ）를 위한 선 전류 및 에너지 저장 제어

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8613344B2 (ko)
EP (1) EP2326587B1 (ko)
JP (1) JP2012500164A (ko)
KR (1) KR101252081B1 (ko)
CN (1) CN102123929B (ko)
BR (1) BRPI0823024A2 (ko)
ES (1) ES2437624T3 (ko)
HK (1) HK1159592A1 (ko)
RU (1) RU2493090C2 (ko)
WO (1) WO2010019122A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101878216B1 (ko) * 2016-04-22 2018-07-13 현대엘리베이터주식회사 엘리베이터 전력 제어 장치 및 이를 포함하는 엘리베이터 시스템

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE536861C2 (sv) * 2010-02-26 2014-10-07 Alimak Hek Ab Kraftförsörjningssystem vid kuggstångsburna hissar och förfarande för framställning av ett sådant kraftförsörjningssystem
ES2371847B1 (es) 2011-11-22 2012-12-18 Industrial De Elevación, S.A. Sistema de ahorro energético para ascensores en corriente continua.
RU2561682C2 (ru) * 2013-12-23 2015-08-27 Общество с Ограниченной Ответственностью Научно-Производственное Предприятие "Инкар-М" Электропривод лебедки лифта
RU2588923C2 (ru) * 2014-09-29 2016-07-10 Зуся Гесселевич Рапопорт Способ рекуперации энергии движения лифта
WO2016160113A2 (en) 2015-03-31 2016-10-06 Crown Equipment Corporation Method for controlling a functional system of a materials handling vehicle
US11046553B2 (en) * 2015-08-07 2021-06-29 Forward Electronics Company Limited Elevator automatic rescue and energy-saving device and control method for same and super capacitor module
US10067203B2 (en) 2015-10-09 2018-09-04 General Electric Company Energy storage solution for an MRI system
WO2018211665A1 (ja) * 2017-05-18 2018-11-22 三菱電機株式会社 エレベータの制御装置
EP3447016B1 (en) * 2017-08-24 2023-12-06 KONE Corporation Power system for vertical transportation, method and vertical transportation arrangements
EP3640175B1 (en) 2018-10-19 2023-01-04 Otis Elevator Company Decentralized power management in an elevator system
CA3129765A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-24 Ecamion Inc. Electric vehicle charging depot and protection control module therefor

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59203072A (ja) * 1983-05-04 1984-11-17 三菱電機株式会社 交流エレベ−タの制御装置
JPS6043094A (ja) * 1983-08-17 1985-03-07 Mitsubishi Electric Corp エレベ−タの故障時運転装置
RU2072315C1 (ru) * 1990-09-18 1997-01-27 Англо-Американ Корпорейшн ОФ САУТ Африка Лимитед Система управления электродвигателем для привода тросового барабана шахтной подъемной машины и тросовой системы
KR100312771B1 (ko) * 1998-12-15 2002-05-09 장병우 엘리베이터의정전운전제어장치및방법
JP4409692B2 (ja) * 1999-12-28 2010-02-03 三菱電機株式会社 エレベータの制御装置
JP2001187677A (ja) * 1999-12-28 2001-07-10 Mitsubishi Electric Corp エレベータの制御装置
JP4283963B2 (ja) * 2000-02-28 2009-06-24 三菱電機株式会社 エレベータの制御装置
JP4302847B2 (ja) * 2000-02-28 2009-07-29 三菱電機株式会社 エレベータの制御装置
JP4343381B2 (ja) * 2000-02-28 2009-10-14 三菱電機株式会社 エレベーターの制御装置
JP4347982B2 (ja) * 2000-02-28 2009-10-21 三菱電機株式会社 エレベーターの制御装置
JP4347983B2 (ja) * 2000-02-28 2009-10-21 三菱電機株式会社 エレベーターの制御装置
JP2001240325A (ja) * 2000-02-28 2001-09-04 Mitsubishi Electric Corp エレベータの制御装置
WO2001074699A1 (de) 2000-03-31 2001-10-11 Inventio Ag Einrichtung und verfahren zur reduktion der netzanschlussleistung von aufzugsanlagen
JP2002145543A (ja) * 2000-11-09 2002-05-22 Mitsubishi Electric Corp エレベータの制御装置
JP2002302359A (ja) * 2001-04-04 2002-10-18 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータの制御装置
CN1213938C (zh) * 2001-10-17 2005-08-10 三菱电机株式会社 电梯控制装置
JP2003299250A (ja) 2002-03-29 2003-10-17 Hitachi Ltd 電源装置及びエレベータ装置
JP2003333891A (ja) 2002-05-10 2003-11-21 Hitachi Ltd モータ駆動装置およびそれに用いられる電源装置、並びにモータ駆動装置の電源設備容量低減方法
US7275622B2 (en) * 2003-05-15 2007-10-02 Reynolds & Reynolds Electronics, Inc. Traction elevator back-up power system with inverter timing
JP4098182B2 (ja) * 2003-08-07 2008-06-11 株式会社日立製作所 モータ駆動システム及びエレベータ駆動システム
KR100987471B1 (ko) * 2005-11-23 2010-10-13 오티스 엘리베이터 컴파니 비정상 전원을 인가할 수 있는 엘리베이터 모터 드라이브
JP5417181B2 (ja) * 2007-01-11 2014-02-12 オーチス エレベータ カンパニー 回生エレベータにおけるエネルギ貯蔵システムの熱電式熱管理システム
EP2331442B1 (en) * 2008-09-04 2013-10-23 Otis Elevator Company Management of power from multiple sources based on elevator usage patterns

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101878216B1 (ko) * 2016-04-22 2018-07-13 현대엘리베이터주식회사 엘리베이터 전력 제어 장치 및 이를 포함하는 엘리베이터 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
HK1159592A1 (en) 2012-08-03
RU2493090C2 (ru) 2013-09-20
WO2010019122A1 (en) 2010-02-18
EP2326587B1 (en) 2013-10-30
EP2326587A1 (en) 2011-06-01
CN102123929A (zh) 2011-07-13
CN102123929B (zh) 2014-10-01
RU2011102344A (ru) 2012-09-20
BRPI0823024A2 (pt) 2015-07-28
KR101252081B1 (ko) 2013-04-12
ES2437624T3 (es) 2014-01-13
US8613344B2 (en) 2013-12-24
JP2012500164A (ja) 2012-01-05
US20110139550A1 (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101252081B1 (ko) 엘리베이터 드라이브（ｅｌｅｖａｔｏｒ ｄｒｉｖｅ）를 위한 선 전류 및 에너지 저장 제어
US8590672B2 (en) Management of power from multiple sources in an elevator power system
US8616338B2 (en) Management of power from multiple sources based on elevator usage patterns
TW528722B (en) Controller of elevator
US20140070770A1 (en) Electric energy storage device and installation-operation method thereof
KR20010085467A (ko) 엘리베이터의 제어장치
WO2007145628A1 (en) Electrical energy storage system for driving a load
WO2010059139A1 (en) Power management in elevators during marginal quality power conditions
JP5457332B2 (ja) 電源装置、機械式駐車装置、及び電源装置の制御方法
CN104418192A (zh) 电梯控制装置
WO2010019123A1 (en) Management of power from multiple sources in an elevator power system
EP3640175B1 (en) Decentralized power management in an elevator system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee