KR20160004050U - 엘리베이터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 엘리베이터 장치에 관한 것으로, 엘리베이터용 권상기의 온도를 검출하여 외부로 표시할 수 있도록 하는 기술이다. 이러한 본 고안은 모터의 구동력에 의해 엘리베이터 칸을 승강하는 권상기, 권상기의 온도를 검출하여 온도 검출 정보를 출력하는 온도 검출부, 및 온도 검출부의 출력에 대응하여 권상기의 구동을 제어하고, 온도 검출부에서 검출된 온도 검출 정보를 외부로 출력하는 구동 제어부를 포함한다.

Description

엘리베이터 장치{Elevator device}
본 고안은 엘리베이터 장치에 관한 것으로, 엘리베이터용 권상기의 온도를 검출하여 외부로 표시할 수 있도록 하는 기술이다.
일반적으로 엘리베이터는 승강로를 형성하는 메인프레임의 상부에 권상기가 설치되고, 승강로에는 엘리베이터 카가 권상 로프에 연결되어 승객이나 화물을 수직방향으로 운반할 수 있는 구조로 되어 있다.
이렇게 건물 내에서 상층 또는 하층으로의 신속한 이동을 위하여 운행되고 있는 엘리베이터는 건물 상부에 설치되어 있는 기계실의 권상기에서 활차(Sheave)에 권취된 로프를 이동시킴에 따라 로프에 연결된 엘리베이터 카를 수직방향으로 이동시킬 수 있는 작동방식으로 이루어져 있다.
여기서, 권상기는 권상 로프를 걸고 활차를 회전시켜 엘리베이터 카를 구동시켜주는 장치이다. 이러한 권상기는 회전력을 제공하는 구동수단, 엘리베이터 카를 권상 로프에 매달아 상하운동을 하도록 감아주는 활차, 엘리베이터 카의 운전 및 정지시 활차의 회전을 정지시켜주거나 정지 상태를 유지시켜 주는 브레이크 등으로 구성된다.
권상기를 구비한 엘리베이터를 운전하기 위해서는 우선, 제어부의 명령에 의해 구동수단은 엘리베이터 카의 기동, 가속, 주행, 감속, 착상 및 정지 등의 일련의 운동을 수행해야 한다.
그리고, 권상기에는 엘리베이터 카를 견인하여 상승 및 하강 운동을 하도록 하고, 건물 층간 정지시 엘리베이터 카의 정지상태를 유지시켜 주거나, 비상시 전원이 차단되는 등의 이유로 인하여 엘리베이터 카의 견인 운동이 이루어지지 않을 경우에 엘리베이터 카의 정지상태를 유지시켜 줄 수 있도록 하는 안전장치로서 제동장치가 구비된다. 이렇게 정지상태를 유지하는데 있어서 제동장치의 브레이크가 정상적으로 작동되어야만 엘리베이터 카가 승하강 운동을 하지 않고 안전하게 제동될 수 있다.
그런데, 엘리베이터 권상기는 회전 구동을 반복함으로써 고정자 권선이 발열하고 권선과 연결된 프레임에도 열이 전도되어 제동력에 영향을 주게 된다. 특히, 엘리베이터의 가동 빈도가 높은 경우에 권상기의 발열에 의해 필요한 성능을 낼 수 없게 되거나 기기가 오작동하거나 고장 날 수도 있다.
본 고안은 엘리베이터용 권상기의 온도를 실시간으로 검출하여 외부로 표시함으로써 권상기가 안전한 온도에서만 동작할 수 있도록 하는 특징을 갖는다.
본 고안의 실시예에 따른 엘리베이터 장치는, 모터의 구동력에 의해 엘리베이터 칸을 승강하는 권상기; 권상기의 온도를 검출하여 온도 검출 정보를 출력하는 온도 검출부; 및 온도 검출부의 출력에 대응하여 권상기의 구동을 제어하고, 온도 검출부에서 검출된 온도 검출 정보를 외부로 출력하는 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안은 엘리베이터용 권상기의 온도를 실시간으로 검출하여 외부로 표시함으로써 권상기 과열에 의한 오작동 원인을 즉시 해결할 수 있도록 한다.
그리고, 본 고안은 권상기의 절연 능력 저하를 방지하고 권상기가 안전한 온도에서만 동작할 수 있도록 하여 안정된 동작을 보장할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
아울러 본 고안의 실시예는 예시를 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 엘리베이터 장치의 구성도.
도 2는 도 1의 구동 제어부의 온도 표시부를 나타낸 도면.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 엘리베이터 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 대해 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 고안의 실시예에 따른 엘리베이터 장치의 구성도이다.
본 고안의 실시예는 제어부(100), 권상기(200) 및 온도 검출부(300)를 포함한다.
여기서, 제어부(100)는 전원부(110), 모터 구동부(120), 변압기(130), 전원 공급부(140), 메인 전원부(150) 및 구동 제어부(160)를 포함한다. 그리고, 모터 구동부(120)는 정류부(121), 콘덴서(122), 회생저항(123) 및 인버터(124)를 포함한다. 또한, 온도 검출부(300)는 온도센서(310), 필터(320) 및 A/D(Analog Digital, 아날로그/디지털) 변환기(330)를 포함한다.
전원부(110)는 전기적으로 개폐 가능한 스위치를 통하여 모터 구동부(120)와 변압기(130)에 3상 교류 전원을 공급한다. 모터 구동부(120)는 고속 스위칭 동작을 통해 모터(210)에 삼상교류전력을 인가한다. 정류부(121)는 전원부(110)로부터 인가되는 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환한다.
그리고, 모터 구동부(120)는 인버터(124)를 포함하는 구조이다. 인버터(124)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), IPM(Intelligent Power Module) 등의 전력 변환 소자를 사용한다.
이러한 인버터(124)는 정류부(121)에서 생성되는 직류 전압을 스위칭하는 것에 의해 가변 되는 임의의 전압과 주파수를 갖는 교류 전류를 생성하여 모터(210)에 공급한다. 이에 따라, 모터(210)는 인버터(124)로부터 인가되는 전류에 의해 가변속 구동한다.
정류부(121)와 인버터(124) 사이에는 콘덴서(122) 및 회생저항(123)이 연결되어 있다. 여기서, 콘덴서(122)는 정류부(121)로부터 인가되는 맥동한 직류 전압을 평활화시킨다. 그리고, 회생저항(123)은 권상기(200)의 회생 운전시에 회생되는 전력을 열로서 소비한다. 이에 따라, 콘덴서(122)의 전압이 기준전압을 넘으면 인버터(124)의 회생 스위치가 턴 온 되어 회생 저항(123)에 전류가 흐르게 된다.
변압기(130)는 전원부(11)에서 공급되는 전원에서 낮아진 전압 레벨을 보상한다. 그리고, 전원 공급부(140)는 콘덴서(122)를 충전시켜 인버터(124)에 전원을 공급한다. 또한, 메인 전원부(150)는 전원 공급부(140)에 충전된 전원을 공급받으며, 온도 검출부(300)와 구동 제어부(160)에 동작 전압을 공급한다.
구동 제어부(160)는 메인 전원부(150)로부터 인가되는 전원에 대응하여 엘리베이터카의 구동을 제어한다. 즉, 구동 제어부(160)는 엘리베이터의 이상 유무를 판단하기 위한 정보, 엘리베이터 상태에 따라 운전 모드를 전환하기 위한 정보 및 운전 모드에 대응한 운전 방법 정보 등을 저장 및 제어한다. 예를 들면, 구동 제어부(160)는 권상기(200)의 과열에 의해 엘리베이터의 이상이 검출되면 엘리베이터 칸의 운행 속도, 정지 상태 및 전원 공급 상태를 조절할 수 있다.
이러한 구동 제어부(160)는 온도 검출부(300)로부터 권상기(200)의 발열로 인한 이상 신호가 감지되는 경우 엘리베이터의 운행 제어 파라미터를 결정한다. 여기서, 운행 제어 파라미터로서는 엘리베이터 칸의 속도, 엘리베이터 칸의 가속도, 엘리베이터 칸의 감속도, 엘리베이터 칸의 저크(jerk), 문 열림 시간(문 닫힘 억제 시간), 문 열림 속도, 문 닫힘 속도, 전원 공급 상태, 급제동 상태 및 호출 할당 가능 대수 등을 들 수 있다.
여기서, 문 열림 시간은 문 열림으로부터 문 닫힘 버튼의 조작 없이 문 닫힘을 자동적으로 실시하기까지의 시간이다. 또한, 호출 할당 가능 대수는 복수 대의 엘리베이터 칸이 그룹으로서 운행 제어되고 있는 경우에, 승강장 호출에 대하여 엘리베이터 칸을 할당할 때의 제약 조건이다.
그리고, 구동 제어부(160)는 A/D(Analog Digital, 아날로그/디지털) 변환기(330)로부터 인가되는 디지털 값을 외부로 디스플레이한다. 이에 따라, 외부 관리자가 권상기(200)의 과열에 의한 온도를 외관상으로 인지하고 이를 체크 할 수 있도록 한다.
또한, 구동 제어부(160)에는 소정의 온도 기준 값이 미리 설정되어 있다. 즉, 구동 제어부(160)는 검출된 온도의 범위를 각각 구분하여 온도 검출부(300)에서 검출된 권상기(200)의 온도가 소정의 온도 기준 값 이상이 되는 경우 경고 신호 또는 위험 신호를 출력하게 된다.
또한, 권상기(200)는 모터(210)의 구동을 통해 로프를 감아 올려 각 엘리베이터카를 이동한다. 이때, 모터(210)는 모터 구동부(120)로부터 구동 전력을 인가받아 가동된다.
또한, 엘리베이터 칸과 균형추와의 부하 밸런스가 언밸런스한 상태로 장시간 구동되거나 가감속도나 속도가 높은 상태로 장시간 구동되거나 하면, 권상기(200)의 온도가 상승한다.
이에 따라, 본 고안의 실시예에 따른 온도 검출부(300)는 메인 전원부(150)로부터 전원을 인가받아 권상기(200)의 온도를 실시간으로 감지 및 측정하여 구동 제어부(160)로 전송한다.
이때, 온도 검출부(300)의 온도 센서(310)는 PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터(Thermistor) 등의 소자로 이루어질 수 있다. 온도 센서(310)는 측정된 온도에 대한 아날로그 값을 출력할 수 있다.
이러한 온도 센서(310)는 권상기(200)의 고정자 권선에 근접한 부분에 부착될 수 있다. 따라서, 온도 센서(310)는 권상기(200)의 회전자에 간섭을 받지 않고 권상기(200)의 온도를 검출할 수 있게 된다.
그리고, 필터(320)는 온도 센서(310)로부터 인가되는 아날로그 값의 노이즈를 필터링한다. 또한, A/D(Analog Digital) 변환기(330)는 필터(320)로부터 인가되는 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하여 구동 제어부(160)에 출력한다.
본 고안의 실시예에서 온도 센서(310)는 권상기(200) 내부에 포함되어 있고, 필터(320)와 A/D 변환기(330)는 제어부(100)의 외부에 구비되어 있는 것을 일 예로 설명하였다. 하지만, 고안은 이에 한정되는 것이 아니며, 필터(320)와 A/D 변환기(330)가 제어부(100)의 내부에 포함될 수도 있다.
도 2는 도 1의 구동 제어부(160)의 온도 표시부(161)를 나타낸 도면이다.
구동 제어부(160)는 온도 센서(310)에 의해 검출된 온도를 외부로 표시하기 위한 온도 표시부(161)를 포함한다. 온도 표시부(161)는 검출된 온도 조건을 온도 레벨에 대응하는 색상으로 점등하기 위한 램프(162)를 포함한다.
그리고, 온도 표시부(161)는 검출된 온도를 숫자로 표시하기 위한 표시부(163)를 포함한다. 표시부(163)는 7 세그먼트(Segment)부를 포함하여 검출된 온도를 숫자로 표시하게 된다. 예를 들어 표시부(163)에 숫자 "-40" 이 표시되는 경우 검출된 권상기(200)의 온도가 -40℃ 임을 나타낸다.
도 3은 본 고안의 실시예에 따른 엘리베이터 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
온도 검출부(300)에서 검출된 온도에 대응하여 제어부(100)에서 권상기(200)의 동작을 제어하기 위한 방식은 아래의 [표 1]에 기재된 바와 같다.
순서 램프색상 온도조건 권상기 동작
1 무색 기준온도 -40℃ 정상 동작
2 초록 기준온도 -30℃ 정상 동작
3 노랑 기준온도 -20℃ 정상 동작
4 주황 기준온도 -10℃ 최기층 운행 후 정지
5 빨강 기준온도 급정지, 전원 차단
예를 들어, 권상기(200)에서 검출된 온도가 기준온도 -40℃ 이하인 경우(단계 S1) 램프(162)는 "무색"으로 점등되고, 우측의 표시부(163)에 검출된 온도가 숫자 형태로 표시된다.(단계 S2) 이러한 경우 권상기(200)의 온도 조건이 정상 범위에 포함되므로 권상기(200)가 정상적으로 동작한다.
그리고, 권상기(200)에서 검출된 온도가 기준온도 -30℃ 이하 ~ -40℃ 초과의 범위에 해당하는 경우(단계 S3) 램프(162)는 "초록" 색으로 점등되고, 우측의 표시부(163)에 검출된 온도가 숫자 형태로 표시된다.(단계 S4) 이러한 경우 권상기(200)의 온도 조건이 정상 범위에 포함되므로 권상기(200)가 정상적으로 동작한다.
또한, 권상기(200)에서 검출된 온도가 기준온도 -20℃ 이하 ~ -30℃ 초과의 범위에 해당하는 경우(단계 S5) 램프(162)는 "노랑" 색으로 점등되고, 우측의 표시부(163)에 검출된 온도가 숫자 형태로 표시된다.(단계 S6) 이러한 경우 권상기(200)의 온도 조건이 정상 범위에 포함되므로 권상기(200)가 정상적으로 동작한다.
하지만, 권상기(200)에서 검출된 온도가 기준온도 -10℃ 이하 ~ -20℃ 초과의 범위에 해당하는 경우(단계 S7) 램프(162)는 "주황" 색으로 점등되고, 우측의 표시부(163)에 검출된 온도가 숫자 형태로 표시된다.(단계 S8) 이러한 경우 권상기(200)의 온도 조건이 "경고" 범위에 포함되므로 권상기(200)가 최기층(엘리베이터 운행 방향 상으로 가장 가까운 층)으로 운행 후 정지하게 된다.
또한, 권상기(200)에서 검출된 온도가 기준온도 -10℃ 초과인 경우(단계 S9) 램프(162)는 "빨강" 색으로 점등되고, 우측의 표시부(163)에 검출된 온도가 숫자 형태로 표시된다.(단계 S10) 이러한 경우 권상기(200)의 온도 조건이 "위험" 범위에 포함되므로 권상기(200)가 급정지되고 전원이 차단된다.
이상에서 기술한 일 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합 된 형태로 실시될 수 있다.

Claims (6)

  1. 모터의 구동력에 의해 엘리베이터 칸을 승강하는 권상기;
    상기 권상기의 온도를 검출하여 온도 검출 정보를 출력하는 온도 검출부; 및
    상기 온도 검출부의 출력에 대응하여 상기 권상기의 구동을 제어하고, 상기 온도 검출 정보를 외부로 출력하는 구동 제어부를 포함하며,
    상기 구동 제어부는 상기 온도 검출부에서 검출된 상기 온도 검출 정보를 표시하는 온도 표시부를 포함하고,
    상기 온도 표시부는 상기 온도 검출 정보를 온도 레벨에 대응하는 다수의 색상으로 점등하는 램프 및 상기 온도 검출 정보를 숫자로 표시하는 표시부를 포함하며,
    상기 구동 제어부는, 상기 온도 검출 정보의 온도 레벨에 대응하여 상기 권상기의 구동을 서로 다르게 제어하되,
    상기 검출된 온도가 제 1레벨 이하인 경우, 상기 램프를 제1 색상으로 점등하면서, 상기 권상기를 정상동작으로 제어하고,
    상기 검출된 온도가 제 1레벨을 초과하고 제 2레벨 이하인 경우, 상기 램프를 제2 색상으로 점등하면서, 상기 권상기를 최기층으로 운행하고 정지시키며,
    상기 검출된 온도가 제 2레벨을 초과하는 경우, 상기 램프를 제3 색상으로 점등하면서, 상기 권상기를 급정지시키고 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 온도 검출부는
    상기 권상기의 온도를 검출하는 온도 센서;
    상기 온도 센서의 출력을 필터링하는 필터; 및
    상기 필터에서 출력된 아날로그 값을 디지털 값으로 변환하는 A/D 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 온도 센서는 상기 권상기의 고정자 권선에 인접하게 부착되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 모터의 구동을 제어하고 상기 구동 제어부에 전원을 공급하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 구동 제어부와 상기 온도 검출부에 동작 전압을 공급하는 메인 전원부; 및
    상기 모터에 구동신호를 제공하는 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 모터 구동부는
    전원부로부터 인가되는 교류 전압을 정류하여 직류 전압으로 변환하는 정류부;
    상기 직류 전압에 대응하여 상기 모터에 구동 전류를 공급하는 인버터;
    상기 정류부와 상기 인버터 사이에 연결되어 상기 정류부의 출력을 평활화시키는 콘덴서; 및
    상기 정류부와 상기 인버터 사이에 연결된 회생 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 장치.
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