KR20180059619A - 엘리베이터의 안티롤백 기동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터의 안티롤백 기동방법에 관한 것으로, 그 목적은 엘리베이터 카의 탑승객 무게를 측정하는 부하 검출 센서를 제거한 상태에서 브레이크가 개방되어 엘리베이터가 출발할 시에 엔코더에서 발생하는 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 해당하는 속도를 토크제어기의 전류 지령으로 변환하여 무게 불균형을 보상할 수 있도록 한 엘리베이터의 안티롤백 기동방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법은, 엘리베이터 카가 롤백없이 출발 가능하도록 하기 위한 엘리베이터의 안티롤백 기동방법에 있어서, 엘리베이터 속도제어계에는 속도-토크전류 변환부가 더 구비되어, 브레이크를 개방하고 엘리베이터 카가 출발할 시에 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따라 속도 편차 에러가 발생하는 경우, 상기 속도-토크전류 변환부에서는 속도 편차 에러를 줄이는 방향으로 토크 전류를 인가하여 무게 불균형을 보상하도록 제어가 이루어진다.

Description

엘리베이터의 안티롤백 기동방법{METHOD FOR ANTI-ROLLBACK DRIVING OF ELEVATOR}

본 발명은 엘리베이터의 안티롤백 기동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엘리베이터 카의 탑승객 무게를 측정하는 부하 검출 센서를 제거하고, 엔코더의 속도 정보를 이용하여 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형을 토크제어기를 통해 지령 전류로 보상하도록 한 엘리베이터의 안티롤백 기동방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주거용이나 업무용 등으로 건축된 다양한 종류의 고층 건물에는 엘리베이터 장치가 설치되어 승객이 수직방향으로의 이동을 효율적으로 행할 수 있도록 이루어진다.

즉, 고층 건물의 각 층에는 엘리베이터 승강장이 구비됨과 아울러 건물 내부에는 수직방향으로 승강로가 형성되어, 엘리베이터 카가 승강로를 따라 상ㆍ하방향으로 이동하면서 각 승강장으로부터 탑승하는 승객을 승객의 버튼입력에 따른 목적층으로 이동시키게 된다.

한편, 상술한 바와 같은 엘리베이터 장치에서는 통상적으로 부하 검출 센서를 이용하여 부하를 측정하고, 측정된 무게 정보는 브레이크가 개방되고 엘리베이터 카가 구동하기 전 전류로 변환하여 속도제어기 출력 전류와 더해진 후, 이를 토크 지령 전류로 사용하여 기동 충격이 없고 부드러운 출발이 이루어지도록 제어가 이루어지게 된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 엘리베이터가 브레이크를 개방하고 출발할 시에 무게 검출 장치(부하 검출 센서)로부터 엘리베이터 카의 무게를 토크 전류 크기로 전환하여 이를 전동기 지령 전류에 더해줌으로 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형을 보상하여 엘리베이터 카가 롤백없이 부드럽게 출발하도록 하게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 종래에 엘리베이터가 롤백없이 기동하도록 부하 검출 센서를 이용하는데 있어서는, 상기 부하 검출 센서가 엘리베이터 카의 조립 시 함께 설치되고, 설치 후 센서 입력의 크기를 조정하는 작업이 필요하며, 또한 일정 시간 경과 후에는 엘리베이터 카의 상태에 따라 부하 검출 센서의 입력 신호를 교정하야야만 하므로, 그 작업이 매우 번거로운 문제점이 발생하게 되었으며, 또한 상기 부하 검출 센서의 잘못된 입력 신호는 엘리베이터의 고장을 초래할 우려가 있게 됨으로, 엘리베이터의 신뢰성을 저하시키는 원인이 되는 문제점도 발생하게 되었다.

그 이외의 방법으로, 상기 부하 검출 센서를 제거하고 브레이크가 개방될 때 전동기의 가속도를 측정하여 이를 기반으로 부하 토크를 측정하는 방법이 이용되기도 하지만, 이는 별도의 가속도 센서를 필요로 함과 아울러 엘리베이터의 초기 기동 시 정확한 시스템 관성의 추정이 어려운 문제점이 발생하게 되었다.

국내 공개특허공보 제10-1996-0031318호

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출되어진 것으로, 본 발명은 엘리베이터 카의 탑승객 무게를 측정하는 부하 검출 센서를 제거한 상태에서 브레이크가 개방되어 엘리베이터가 출발할 시에 엔코더에서 발생하는 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 해당하는 속도를 토크제어기의 전류 지령으로 변환하여 무게 불균형을 보상할 수 있도록 한 엘리베이터의 안티롤백 기동방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법은, 엘리베이터 카가 롤백없이 출발 가능하도록 하기 위한 엘리베이터의 안티롤백 기동방법에 있어서, 엘리베이터 속도제어계에는 속도-토크전류 변환부가 더 구비되어, 브레이크를 개방하고 엘리베이터 카가 출발할 시에 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따라 속도 편차 에러가 발생하는 경우, 상기 속도-토크전류 변환부에서는 속도 편차 에러를 줄이는 방향으로 토크 전류를 인가하여 무게 불균형을 보상하도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형 발생 시 속도 편차 에러를 토크 지령 전류로 변환하여 무게 불균형을 보상하는 과정은; 브레이크가 개방되고 전동기의 영속 제어가 이루어진 상태에서, 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 엔코더 속도 에러가 발생했는가를 판단하는 단계와; 상기 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 엔코더 속도 에러 발생 시, 해당 엔코더 속도 에러의 '+(하강방향)' 또는 '-(상승방향)' 여부를 판단하는 단계와; 상기 엔코더 속도 에러가 '+'인 경우, 토크 지령 전류를 일정 수치만큼씩 증가시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달하도록 하는 단계와; 상기 엔코더 속도 에러가 '-'인 경우, 토크 지령 전류를 일정 수치만큼씩 감소시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달하도록 하는 단계 및; 상기 엔코더 속도 에러 상태가 해소됨에 따라, 속도지령이 발생되는 단계의 과정을 거쳐 제어가 이루어지는 것;을 특징으로 한다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 엘리베이터 카의 탑승객 무게를 측정하는 부하 검출 센서를 제거한 상태에서, 브레이크가 개방되어 엘리베이터가 출발할 시에 엔코더에서 발생하는 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 해당하는 속도를 토크제어기의 전류 지령으로 변환하여 무게 불균형을 보상함으로서, 무게 불균형에 따른 진동 및 소음을 해소하여 엘리베이터의 승차감을 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 이는 엘리베이터 이외의 크레인이나 호이스트 등의 권상부하 초기 기동 시에 적용할 수가 있으며, 이에 권상부하의 부하 검출 장치 제거를 통해 제품 가격 경쟁력을 확보하고 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과도 있게 된다.

도 1은 종래의 엘리베이터의 안티롤백 기동방법이 적용된 엘리베이터 속도제어계의 블럭구성을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법이 적용된 엘리베이터 속도제어계의 블럭구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법을 통해 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형이 보상되는 과정을 나타내는 플로우차트이다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 대해 도를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법이 적용된 엘리베이터 속도제어계의 블럭구성을 나타내는 도면, 도 3은 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법을 통해 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형이 보상되는 과정을 나타내는 플로우차트이다.

먼저, 본 발명에 따른 엘리베이터의 안티롤백 기동방법은, 브레이크가 개방되고 엘리베이터 카가 출발할 시에 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따라 속도 편차 에러가 발생하는 경우, 속도제어기는 응답이 느려 이를 보상할 수 없음으로 이와 별개로 동작하는 속도-토크전류 변환부를 통해 속도 편차 에러를 줄이는 방향으로 지령전류를 증가시켜 무게 불균형을 보상하도록 이루어진다.

이때, 상기 속도 편차 에러를 보상하는 속도-토크전류 변환부의 전류 지령은 미소 전류를 속도제어기 샘플링 마다 적분하여 속도제어기 출력 전류에 더해지도록 하게 되는데, 속도 편차 에러가 일정 범위 내로 작아지게 되면 토크 제어기의 미소 전류 적분을 정지시키고 속도 제어기 출력만을 사용하도록 이루어진다.

즉, 엘리베이터 시스템은 운행하고자 하는 엘리베이터의 운전속도에 의해 결정되는 전동기의 회전속도에 따라 전동기를 구동시킴으로써 엘리베이터 카의 속도제어가 이루어지도록 구성된다.

이를 위한 엘리베이터의 속도제어계는 도 2에 도시된 바와 같이, 속도지령발생기(도시안됨)로부터의 속도지령 및 전동기 속도검출장치로부터 검출되어 인터페이스부(62)를 거쳐 입력되는 전동기(60)의 회전속도를 수신 비교 산출하는 1차 비교기(10)와, 상기 1차 비교기(10)에서의 출력값을 기초로 전류지령을 생성하는 속도제어기(20)와, 상기 속도제어기(20)로부터의 전류지령 및 전류변환장치에서 검출되어 인터페이스부(52)를 거쳐 입력되는 전동기(60) 측으로의 입력 전류값을 수신 비교 산출하는 2차 비교기(30)와, 상기 2차 비교기(30)의 출력값을 기초로 전압지령을 생성하는 전류제어기(40) 및, 상기 전류제어기(40)로부터 입력되는 전압지령에 따라 직류전원을 스위칭한 후 전동기 측에 공급하여 전동기(60)를 적절한 회전속도로 구동시키는 전력변환기(50) 등을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따라 상기 엘리베이터 속도제어계에는 속도-토크전류 변환부(70)가 더 구비되어, 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따라 속도 편차 에러가 발생하는 경우, 속도 편차 에러를 줄이는 방향으로 상기 2차 비교기(30) 측으로 토크 전류를 인가하여 무게 불균형을 보상하도록 이루어진다.

여기에서, 상기 엘리베이터의 속도제어계에 구비되는 속도-토크전류 변환부를 통해 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형 발생 시 속도 편차 에러를 토크 지령 전류로 변환하여 무게 불균형을 보상하는 과정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 브레이크가 개방되고 전동기의 영속 제어가 이루어진 상태에서(S 1 및 S 2), 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 엔코더 속도 에러가 발생했는가를 판단하는 과정이 진행되게 되며(S 3), 그 판단결과 엔코더 속도 에러가 발생되지 않은 경우에는 즉시 속도 지령이 발생되도록 제어가 이루어지게 된다(S 7).

그러나, 상기 'S 3'에서의 판단결과, 상기 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 엔코더 속도 에러가 발생된 것으로 판단되면, 해당 엔코더 속도 에러가 '+' 인지 또는 '-' 인지를 판단하는 과정이 진행되게 되는데(S 4), 이때 본 발명에서 속도 오차를 토크 지령으로 변환하는데 있어서는 엘리베이터 상승방향의 속도를 '-'로 정의하고 엘리베이터 하강방향의 속도를 '+'로 정의하게 된다.

상기 엔코더 속도 에러가 '+(상승방향)'인 경우, 상기 속도-토크전류 변환부에서는 토크 지령 전류를 '△I'만큼씩 증가시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달했는가를 판단하게 되며(S 5-1 및 S 5-2), 이때 엔코더 속도 에러가 '-'가 되면 다시 토크 지령 전류를 '0.5 ^* △I'만큼씩 감소시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달하도록 하게 된다(S 5-3 및 S 5-4).

또, 상기 엔코더 속도 에러가 '-(하강방향)'인 경우, 상기 속도-토크전류 변환부에서는 토크 지령 전류를 '△I'만큼씩 감소시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달했는가를 판단하게 되며(S 6-1 및 S 6-2), 이때 엔코더 속도 에러가 '+'가 되면 다시 토크 지령 전류를 '0.5 ^* △I'만큼씩 증가시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달하도록 하게 된다(S 6-3 및 S 6-4).

그 후, 상기 엔코더 속도 에러 상태가 "0"에 도달함에 따라, 상기 'S 7'에서 그에 따른 속도지령을 발생시킴으로서, 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 보상이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에서 기재된 내용과 다른 변형된 실시 예들이 돌출 된다고 하더라도 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 내에 속하게 됨은 물론이다.

10: 1차 비교기, 20: 속도제어기,
30: 2차 비교기, 40: 전류제어기,
50: 전력변환기, 60: 전동기,
70: 속도-토크전류 변환부.

Claims (2)

1. 엘리베이터 카가 롤백없이 출발 가능하도록 하기 위한 엘리베이터의 안티롤백 기동방법에 있어서,
   엘리베이터 속도제어계에는 속도-토크전류 변환부가 더 구비되어,
   브레이크를 개방하고 엘리베이터 카가 출발할 시에 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따라 속도 편차 에러가 발생하는 경우, 상기 속도-토크전류 변환부에서는 속도 편차 에러를 줄이는 방향으로 토크 전류를 인가하여 무게 불균형을 보상하도록 제어가 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 안티롤백 기동방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형 발생 시 속도 편차 에러를 토크 지령 전류로 변환하여 무게 불균형을 보상하는 과정은;
   브레이크가 개방되고 전동기의 영속 제어가 이루어진 상태에서, 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 엔코더 속도 에러가 발생했는가를 판단하는 단계와;
   상기 엘리베이터 카와 균형추의 무게 불균형에 따른 엔코더 속도 에러 발생 시, 해당 엔코더 속도 에러의 '+(하강방향)' 또는 '-(상승방향)' 여부를 판단하는 단계와;
   상기 엔코더 속도 에러가 '+'인 경우, 토크 지령 전류를 일정 수치만큼씩 증가시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달하도록 하는 단계와;
   상기 엔코더 속도 에러가 '-'인 경우, 토크 지령 전류를 일정 수치만큼씩 감소시키면서 엔코더 속도 에러가 "0"에 도달하도록 하는 단계 및;
   상기 엔코더 속도 에러 상태가 해소됨에 따라, 속도지령이 발생되는 단계의 과정을 거쳐 제어가 이루어지는 것;을 특징으로 하는 엘리베이터의 안티롤백 기동방법.

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