KR20200079669A - 9-phase driver for elevator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 엘리베이터용 전동 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 병렬 접속된 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어할 수 있으며, 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정상 동작하는 전력변환모듈 수에 최적화하여 엘리베이터를 구동 제어하거나 안전하게 승객을 하차시킬 수 있는 엘리베이터용 구동 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a power transmission device for an elevator, and more specifically, to selectively connect and control three sets of power conversion modules connected in parallel to block a malfunctioning power conversion module among three sets of power conversion modules and to operate normally. It is an elevator that can control the operation by selecting only and optimize the number of power conversion modules operating normally according to the number of power conversion modules operating normally among the 3 sets of power conversion modules to drive or control the elevator or safely unload passengers. It relates to a dragon driving device.
일반적으로, 주거용도 및 업무용도 등으로 건축되는 다양한 종류의 고층 건물에는 해당 건물을 찾는 승객의 수직방향으로의 원활한 이동을 위해 엘리베이터 장치가 설치된다.In general, various types of high-rise buildings, which are built for residential and business purposes, are equipped with elevator devices for smooth movement in the vertical direction of passengers looking for the building.
엘리베이터 장치는 그 내부에 승객이 탑승한 상태에서 건물 내부에 수직방향으로 형성된 승강로를 따라 상측 방향 또는 하측 방향으로 이동하면서 탑승객을 이동시키는 엘리베이터 카와, 소정 동력을 발생시키는 모터부와 권상기 등이 구비되어 엘리베이터 카를 승객의 버튼 조작에 따른 해당 층으로 이동시키는 기계부 및, 승객의 버튼 조작에 따라 기계부를 제어하면서 엘리베이터 카가 원활하고 안정적으로 운행될 수 있도록 제어를 행하는 엘리베이터 제어부 등을 포함하여 구성된다.The elevator device is equipped with an elevator car that moves passengers while moving in an upward or downward direction along a hoistway formed vertically inside the building while passengers are on board, and a motor unit and a traction machine that generate predetermined power. It includes a mechanical part that moves the elevator car to the corresponding floor according to the button operation of the passenger, and an elevator control part that controls the mechanical part according to the button operation of the passenger and controls the elevator car to operate smoothly and stably.
최근에는 고층 빌딩의 증가에 따라 고속 엘리베이터에 대한 수요가 증대되고 있는데, 특히 고층 빌딩의 지속적인 고도화에 따라 이에 맞는 초고속 엘리베이터에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.Recently, the demand for high-speed elevators has increased as the number of high-rise buildings has increased. In particular, there is a need to develop a high-speed elevator suitable for this in accordance with the continuous advancement of high-rise buildings.
엘리베이터 권상기용 전동기에는 산업분야에서 널리 사용되고 있는 3상 영구자석 동기전동기가 일반적으로 사용되고 있는데, 3상 영구자석 동기전동기를 사용하는 초고속 엘리베이터의 전력변환장치에 고장이 발생했을 경우 전력변환장치를 수리할 때까지 초고속 엘리베이터의 운행이 불가능하며, 엘리베이터의 운행 중 전력변환장치에 고장이 발생된 경우에는 엘리베이터는 급정지하게 된다.Three-phase permanent magnet synchronous motors, which are widely used in the industrial field, are generally used in elevator hoisting motors. In the event of a failure in the power converter of an ultra-high-speed elevator using a three-phase permanent magnet synchronous motor, repair the power converter. Until the operation of the high-speed elevator is impossible, the elevator will stop suddenly if a failure occurs in the power converter during the operation of the elevator.
승객은 전력변환장치의 수리 후 정상적으로 엘리베이터가 운행될 수 있을 때까지 엘리베이터 카 내에서 대기하거나 또는 외부로부터의 비상 구출을 기다려야 하며, 이로 인하여 승객에게 불안감 및 불쾌감을 줄 수 있다는 문제점을 가진다.After the repair of the power converter, the passenger must wait in the elevator car or wait for emergency rescue from the outside until the elevator can be operated normally, thereby causing anxiety and discomfort to the passenger.
본 발명은 위에서 언급한 3상 전원을 이용한 엘리베이터용 구동 장치가 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 120도의 전기각을 가지는, 서로 절연된 3개의 Y절편으로 구성된 동기전동부와 독립적으로 3상 구동 전원을 공급하는 3세트의 전력변환모듈을 통해 동기전동부에 안정적인 전원 공급이 가능한 엘리베이터용 전동 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the drive device for an elevator using the three-phase power source mentioned above, and the object of the present invention is to achieve a synchronous electric unit composed of three Y sections, each having an electrical angle of 120 degrees, isolated from each other. It is to provide an electric power device for an elevator capable of providing stable power to a synchronous motor through three sets of power conversion modules that independently supply three-phase driving power.
본 발명이 이루고자 하는 다른 목적은 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어할 수 있는 엘리베이터용 전동 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is achieved by selectively connecting and controlling three sets of power conversion modules to block a failed power conversion module among the three sets of power conversion modules and to select only the normally operating power conversion module to operate and control the elevator. It is to provide a power transmission device.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 목적은 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정상 동작하는 전력변환모듈 수에 최적화하여 엘리베이터를 구동 제어하거나 안전하게 승객을 하차시킬 수 있는 엘리베이터용 구동 장치를 제공하는 것이다. Another object to be achieved by the present invention is to optimize the number of power conversion modules operating normally according to the number of power conversion modules operating normally among the three sets of power conversion modules to control the elevator to drive or safely lift the passenger. It is to provide a driving device for the dragon.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 동기전동부와, 동기전동부에 3상 제1 구동 전원을 제공하는 제1 전력변환모듈, 동기전동부에 3상 제2 구동 전원을 제공하는 제2 전력변환모듈 및 동기 전동부에 3상 제3 구동 전원을 제공하는 제3 전력변환모듈을 구비하는 전력변환부와, 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈의 수와 종류에 기초하여 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the elevator transmission apparatus according to the present invention includes a synchronous motor, a first power conversion module that provides a three-phase first drive power to the synchronous motor, and a three-phase second drive to the synchronous motor A power conversion unit having a second power conversion module that provides power and a third power conversion module that provides a three-phase third driving power to the synchronous motor, a first power conversion module, a second power conversion module, and a third It characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module based on the number and type of the failed power conversion module of the power conversion module.
여기서 동기전동부는 서로 절연된 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선을 구비하며, 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 서로 다른 위상 결선은 40도의 전기각으로 배치되며, 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 동일 위상 결선은 120도의 전기각으로 배치되어 있는되어 있는 것을 특징으로 한다.Here, the synchronous power unit includes a first Y connection, a second Y connection, and a third Y connection, which are insulated from each other, and different phase connections of the first Y connection, the second Y connection, and the third Y connection are electrical angles of 40 degrees. It is arranged, and the same-phase wiring of the first Y wiring, the second Y wiring, and the third Y wiring is arranged at an electric angle of 120 degrees.
바람직하게, 전력변환부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈을 서로 전기적으로 접속하거나 차단하는 스위치를 더 구비하며, 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 고장 상태에 기초하여 스위치를 동작 제어하여 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 정상적으로 동작하는 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the power conversion unit further includes a switch for electrically connecting or blocking the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module, and the control unit includes the first power conversion module and the second power conversion module. And selectively controlling and controlling a power conversion module that normally operates among the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module by operating and controlling a switch based on the fault condition of the third power conversion module. do.
여기서 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장난 경우, 정상으로 동작하는 나머지 2개의 전력변환모듈 각각에서 담당하는 토크를 1.5배 증가시키는 것을 특징으로 한다.Here, when one power conversion module of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module fails, the controller increases the torque in charge of each of the other two power conversion modules operating normally by 1.5 times. It is characterized by.
여기서 제어부는 엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시 정속 주행 상태를 유지하며, 엘리베이터가 가속 주행 구간에서 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시 가속 또는 감속 기울기를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit maintains the constant speed driving state when one of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module fails in the constant speed travel section, and the elevator is removed from the accelerated travel section. It is characterized in that when one of the 1 power conversion module, the 2nd power conversion module, and the 3rd power conversion module has a power conversion module, the acceleration or deceleration slope is set to 2/3.
여기서 제어부는 엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 엘리베이터의 정격운전속도를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit sets the rated operation speed of the elevator to 2/3 when one of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module fails in the constant speed driving section. It is characterized by.
여기서 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시 운행중인 엘리베이터의 근접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit is characterized in that two power conversion modules of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module move to the adjacent floor of the elevator in operation and then stop.
여기서 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시, 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 큰 경우 하강 인접층으로 이동 후 정지 운행하며 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 작은 경우 상승 인접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 한다.Here, the control unit moves to the lower adjacent floor when the load of the elevator currently in operation is greater than 50% of the rated load when two of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module fail. It is characterized in that it stops after moving to the adjacent floor of the lift when the load of the elevator currently in operation is less than 50% of the rated load.
본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.The transmission device for an elevator according to the present invention has the following effects.
첫째, 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 120도의 전기각을 가지는, 서로 절연된 3개의 Y절편으로 구성된 동기전동부와 독립적으로 3상 구동 전원을 공급하는 3세트의 전력변환모듈을 통해 동기전동부에 안정적으로 구동 전원을 공급할 수 있다. First, the electric transmission device for an elevator according to the present invention has synchronous electric power through three sets of power conversion modules that supply three-phase driving power independently from the synchronous electric power unit composed of three Y sections insulated from each other having an electric angle of 120 degrees It can stably supply driving power to the eastern part.
둘째, 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 3세트의 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하여 3개 세트의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 차단하고 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택하여 동작 제어함으로써, 일부 전력변환모듈이 고장나더라도 정상적으로 운행하는 나머지 전력변환모듈을 이용하여 엘리베이터를 연속 운행할 수 있다.Second, the electric power device for an elevator according to the present invention selectively blocks and controls three sets of power conversion modules to block a failed power conversion module among the three sets of power conversion modules, and selects and controls only the normally operating power conversion module to control the operation. , Even if some power conversion modules fail, the elevator can be continuously operated using the remaining power conversion modules that normally operate.
셋째, 본 발명에 따른 엘리베이터용 전동 장치는 3 세트의 전력변환모듈 중 정상으로 동작하는 전력변환모듈의 수에 따라 정격 속도를 최적화하거나 가감속 속도를 최적화하여 엘리베이터를 구동할 수 있으며, 3세트의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈만이 정상 동작하는 경우 엘리베이터의 부하량에 기초하여 안전하게 승객을 인접층으로 대피시킬 수 있다. Third, the elevator transmission device according to the present invention can drive the elevator by optimizing the rated speed or optimizing the acceleration/deceleration speed according to the number of power conversion modules operating normally among the 3 sets of power conversion modules. When only one power conversion module of the power conversion module operates normally, the passenger can be safely evacuated to the adjacent floor based on the load of the elevator.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 전동 장치를 설명하기 위한 기능블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환모듈의 일 예를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명에 따른 동기전동기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 d축상에서 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)을 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a functional block diagram for explaining an electric transmission device for an elevator according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows an example of a power conversion module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining an example of a synchronous motor according to the present invention.
4 shows the first Y connection Y1, the second Y connection Y2, and the third Y connection Y3 on the d-axis.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling and operating an elevator in a control unit according to the present invention.
FIG. 6 is a flow chart for explaining a method of controlling and controlling an elevator in a control unit when it is determined that one of the three power conversion modules has failed.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of controlling and controlling an elevator in a control unit when it is determined that two of the three power conversion modules have failed.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다.It should be noted that the technical terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In addition, technical terms used in the present invention should be interpreted as meanings generally understood by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention. It should not be interpreted as a meaning, or an excessively reduced meaning. In addition, when the technical term used in the present invention is a wrong technical term that does not accurately represent the spirit of the present invention, it should be understood as being replaced by a technical term that can be correctly understood by those skilled in the art.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the singular expression used in the present invention includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed to include all of the various components, or various stages, described in the invention, including some of the components or some stages It may or may not be construed as further comprising additional components or steps.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the spirit of the present invention and should not be interpreted as limiting the spirit of the present invention by the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘리베이터용 전동 장치를 설명하기 위한 기능블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 변환모듈의 일 예를 도시하고 있다.1 is a functional block diagram for explaining an elevator electric device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows an example of a power conversion module according to an embodiment of the present invention.
도 1과 도 2를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3상 입력전원(10)을 입력받아 전력변환부(50)는 동기전동기(70)로 구동 전원을 생성하여 제공한다. 여기서 전력변환부(50)는 3상 입력전원(10)을 입력받아 동기전동기(70)로 제1 구동전원을 제공하는 제1 전력변환모듈(51), 3상 입력전원(10)을 입력받아 동기전동기(70)로 제2 구동전원을 제공하는 제2 전력변환모듈(53) 및 3상 입력전원(10)을 입력받아 동기전동기(70)로 제3 구동전원을 제공하는 제3 전력변환부(50)의 3세트로 이루어진다.Referring to FIGS. 1 and 2 in more detail, the
여기서 전력변환모듈(50)에서 3개의 전력변환모듈(51, 53, 55)은 서로 병렬로 연결되는데, 다수의 전력변환모듈(51, 53, 55) 중 하나인 제1 전력변환모듈(51)의 구성에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 3상 입력전원(10)으로부터 승압용 리액터(LR, LS, LT)를 통해 공급되는 3상 교류전원(R, S, T)을 전파정류하는 컨버터 및 정류된 전압을 평활하는 평활용 콘덴서(C1), 제어부(90)의 출력신호에 의해 내부의 파워 트랜지스터가 스위칭되어 평활용 콘덴서(C1) 측에서 출력되는 직류전원을 가변 주파수의 3상 교류전원(U,V,W)으로 변환하는 인버터를 구비하고 있다. Here, in the
여기서 전력변환부(50)는 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 3세트의 전력변환모듈로 설명하나, 본 발명이 적용되는 분야에 따라 다양한 수의 전력변환모듈이 서로 병렬로 연결될 수 있으며, 다수의 전력변환모듈은 모두 앞서 설명한 제1 전력변환모듈과 동일한 구성을 가진다. Here, the
여기서 동기전동기(70)는 3개의 3상 동기전동기를 하나의 동기전동기로 물리적으로 집적한 구조(three split three phase)로, 첫번째 3상 동기전동기에 해당하는 제1 Y결선, 두번째 3상 동기전동기에 해당하는 제2 Y결선 및 세번째 3상 동기전동기에 해당하는 제3 Y결선이 서로 절연 배치되어 9상의 동기전동기로 동작한다.Here, the
제어부(90)는 전력변환부(50)를 구성하는 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하며, 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 동작 상태에 기초하여 정상적으로 동작하는 전력변환모듈을 통해 동기전동기(70)로 제공되는 구동 전원을 생성하도록 제어한다.The
바람직하게, 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)은 서로 병렬로 연결되어 있는데, 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)을 선택적으로 접속하거나 접속 차단하는 제1 스위치부(31)와 제2 스위치부(33)를 구비하고 있다. 제어부(90)는 제1 전력변환모듈(51), 제2 전력변환모듈(53) 및 제3 전력변환모듈(55)의 동작 상태에 기초하여 정상적으로 동작하는 전력변환모듈만을 선택적으로 접속시키고 고장난 전력변환모듈을 접속 차단시킨다. Preferably, the first
도 3은 본 발명에 따른 동기전동기의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an example of a synchronous motor according to the present invention.
도 3을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 회전자계를 생성하도록 코일이 권선되는 티스(T)가 서로 40도의 전기각으로 배치되어 있으며, 서로 120도의 전기각을 가지는 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)이 각 티스에 대응하여 형성되어 있다. 즉, 동기전동부는 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)을 구비하며, 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)의 서로 다른 위상 결선은 40도의 전기각으로 배치되며, 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)의 동일 위상 결선은 120도의 전기각으로 배치된다.Looking in more detail with reference to Figure 3, the teeth (T) are coils are wound to generate a rotating magnetic field are arranged at an electrical angle of 40 degrees to each other, the first Y connection (Y 1 ) having an electrical angle of 120 degrees to each other, The second Y connection Y 2 and the third Y connection Y 3 are formed corresponding to each tooth. That is, the synchronous power unit includes a first Y connection (Y 1 ), a second Y connection (Y 2 ), and a third Y connection (Y 3 ), and the first Y connection (Y 1 ) and the second Y connection (Y) 2 ) and the third Y-connection (Y 3 ) of different phase wiring is arranged at an electric angle of 40 degrees, the first Y-connection (Y 1 ), the second Y-connection (Y 2 ) and the third Y-connection (Y 3) The same phase wiring of) is arranged at an electrical angle of 120 degrees.
따라서 본 발명에 따른 동기전동기에서 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제1 Y결선(Y1), 제2 Y결선(Y2) 및 제3 Y결선(Y3)은 d축에서 서로 40도씩 떨어져 있으며, 제어부는 이에 해당하는 좌표변환으로 9상 동기전동기로 공급되는 구동 전원을 생성 제어할 수 있다. 즉, 제어부는 아래의 수학식(1) 내지 수학식(3)과 같이 좌표변환하여 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈에서 구동전원을 생성 제어할 수 있다.Therefore, in the synchronous motor according to the present invention, as shown in FIG. 4, the first Y connection (Y 1 ), the second Y connection (Y 2 ), and the third Y connection (Y 3 ) are separated from each other by 40 degrees from the d axis. In addition, the control unit may generate and control driving power supplied to the 9-phase synchronous motor through coordinate conversion corresponding thereto. That is, the controller may generate and control driving power in the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module by performing coordinate conversion as shown in Equations (1) to (3) below.
[수학식 1][Equation 1]
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 3][Equation 3]
본 발명에 따른 제어부는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작 상태를 실시간으로 모니터링하여, 서로 병렬로 접속된 3개의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈을 접속 차단 제어하거나, 3개의 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈의 수에 기초하여 엘리베이터의 정격속도 또는 가감속속도를 조절하여 계속해서 엘리베이터를 운행 제어하거나 엘리베이터의 부하량에 기초하여 엘리베이터를 비상운전하도록 제어한다.The control unit according to the present invention monitors the operation status of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module in real time, and blocks the failed power conversion modules among the three power conversion modules connected in parallel with each other. Control or continuously control the elevator by adjusting the rated speed or the acceleration/deceleration speed of the elevator based on the number of failed power conversion modules among the three power conversion modules, or control the elevator to emergency operation based on the load of the elevator.
도 5는 본 발명에 따른 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a method of controlling and operating an elevator in a control unit according to the present invention.
도 5를 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 전력변환부를 구성하는 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 각각은 독립적으로 3상 입력전원을 입력받아 동기전동기를 구동하는 구동전원을 생성하는데, 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작 상태를 실시간으로 모니터링한다(S110).Referring to FIG. 5 in more detail, each of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module constituting the power conversion unit independently receives three-phase input power and drives power to drive the synchronous motor. In order to generate, the operation status of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module is monitored in real time (S110).
3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우(S130), 고장난 전력변환모듈과 나머지 정상 동작하는 전력변환모듈을 접속 차단시키며 나머지 정상 동작하는 전력변환모듈을 통해 구동전원을 생성하여 엘리베이터를 계속해서 운행 제어한다(S150). 즉 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 정상 동작하는 경우 엘리베이터의 정격속도를 2/3으로 감소시키고 엘리베이터의 가감속 기울기도 2/3으로 감소시켜 동작하도록 제어한다(S150). 정격속도를 감소시키거나 가감속 기울기를 감소시키기 위해 전력변환모듈에서 생성되는 구동전원의 주파수를 변경하여 제어할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.When it is determined that one of the three power conversion modules has failed (S130), the power conversion module and the rest of the normal power conversion modules are disconnected and the driving power is generated through the remaining normal power conversion modules. To control the elevator operation (S150). That is, when two of the three power conversion modules operate normally, the rated speed of the elevator is reduced to 2/3 and the acceleration/deceleration slope of the elevator is also reduced to 2/3 to control the operation (S150). In order to reduce the rated speed or reduce the acceleration/deceleration slope, the frequency of the driving power generated by the power conversion module can be changed and controlled, and detailed description thereof will be omitted.
한편 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우(S170), 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량에 기초하여 엘리베이터를 상승 인접층으로 이동시키거나 하강 인접층으로 이동시켜 승객을 대피시킨 후 엘리베이터의 운행을 중단 제어한다(S290).On the other hand, when it is determined that two of the three power conversion modules have failed (S170), the elevator is moved to the rising adjacent floor or to the descending adjacent floor based on the load of the elevator currently in operation to evacuate the passenger. After that, the operation of the elevator is stopped and controlled (S290).
도 6은 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling and controlling an elevator in a control unit when it is determined that one of the three power conversion modules has failed.
도 6을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 경우 엘리베이터가 현재 정속 운행 중인지 판단한다(S151).Looking more specifically with reference to FIG. 6, if one of the three power conversion modules fails, it is determined whether the elevator is currently operating at a constant speed (S151).
엘리베이터가 현재 정속 운행 구간에서 운행 중인 경우, 정속을 유지하여 엘리베이터를 운행 제어하며(S153) 가감속 운행 구간에서 엘리베이터의 가감속 속도가 정격 가감속 속도보다 느리게 하도록 가감속 기울기를 2/3으로 감소 제어한다(S155).When the elevator is currently operating in the constant speed operation section, the elevator is operated and controlled by maintaining the constant speed (S153), and the acceleration/deceleration slope is reduced to 2/3 so that the acceleration/deceleration speed of the elevator is slower than the rated acceleration/deceleration speed in the acceleration/deceleration operation section. It is controlled (S155).
한편, 엘리베이터가 현재 가속 운행 구간에서 운행 중인 경우, 현재 주행 속도가 정격운행속도의 2/3보다 큰지 판단한다(S157). 현재 주행 속도가 정격운행속도의 2/3보다 큰 경우 엘리베이터의 운행속도를 정격속도의 2/3으로 감소 제어한다(S158). 그러나 현재 주행 속도가 정격운행속도의 2/3보다 작은 경우 현재 주행 속도로 운행 제어하며 다만 엘리베이터의 정격운행속도를 2/3으로 설정 제어한다(S159).On the other hand, if the elevator is currently operating in an accelerated driving section, it is determined whether the current driving speed is greater than 2/3 of the rated driving speed (S157). If the current driving speed is greater than 2/3 of the rated driving speed, the elevator driving speed is controlled to be reduced to 2/3 of the rated speed (S158). However, if the current driving speed is less than 2/3 of the rated driving speed, the driving is controlled at the current driving speed, but the rated driving speed of the elevator is set and controlled at 2/3 (S159).
한편, 3개의 전력변환모듈 중 1개의 전력변환모듈이 고장난 상태에서 엘리베이터가 정지하여 호 대기 상태인 경우, 엘리베이터의 정격운행속도를 2/3으로 설정하고 가감속 기울기도 2/3으로 설정 제어한다.On the other hand, if one of the three power conversion modules is in a state where the elevator is stopped and the call is in standby state when one of the power conversion modules fails, the rated running speed of the elevator is set to 2/3 and the acceleration/deceleration slope is set to 2/3. .
도 7은 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장난 것으로 판단되는 경우 제어부에서 엘리베이터를 운행 제어하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of controlling and controlling an elevator by a control unit when it is determined that two of the three power conversion modules have failed.
도 7을 참고로 보다 구체적으로 살펴보면, 3개의 전력변환모듈 중 2개의 전력변환모듈이 고장시 현재 운행 중인 엘리베이터의 부하량을 판단하여 현재 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%를 초과하는지 판단한다(S291).Referring to FIG. 7 in more detail, when two of the three power conversion modules fail, the load of the elevator currently being operated is determined to determine whether the current elevator load exceeds 50% of the rated load (S291). ).
현재 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%를 초과하는 경우, 엘리베이터를 인접한 하강층으로 비상 운전시킨다(S293). 그러나 현재 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%를 초과하지 않는 경우, 엘리베이터를 인접한 상승층으로 비상 운전시킨다(S295).When the current load of the elevator exceeds 50% of the rated load, the elevator is emergency operated to an adjacent lower floor (S293). However, if the current load of the elevator does not exceed 50% of the rated load, the elevator is emergency operated to the adjacent rising floor (S295).
엘리베이터가 상승층 또는 하강층으로 비상 운전 후, 엘리베이터에 탑승한 승객을 이동한 상승층 또는 하강층에서 대피시킨 후, 엘리베이터의 운행을 중단 제어한다(S297).After the emergency operation of the elevator to the upper or lower floor, the passenger who boarded the elevator is evacuated from the moving upper or lower floor, and the operation of the elevator is stopped (S297).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: 입력 전원부
31: 제1 스위치
33: 제2 스위치
50: 전력변환부
70: 전동기
90: 제어부10: input power supply 31: first switch
33: second switch 50: power conversion unit
70: electric motor 90: control unit
Claims (8)
상기 동기전동부에 3상 제1 구동 전원을 제공하는 제1 전력변환모듈, 상기 동기전동부에 3상 제2 구동 전원을 제공하는 제2 전력변환모듈 및 상기 동기 전동부에 3상 제3 구동 전원을 제공하는 제3 전력변환모듈을 구비하는 전력변환부; 및
상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 고장난 전력변환모듈의 수와 종류에 기초하여 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
Synchronous motor unit;
A first power conversion module that provides a three-phase first driving power to the synchronous motor, a second power conversion module that provides a three-phase second driving power to the synchronous motor, and a three-phase third driving to the synchronous motor A power conversion unit having a third power conversion module that provides power; And
Operation of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module based on the number and type of the failed power conversion module among the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module It characterized in that it comprises a control unit for controlling the electric device for elevators.
상기 동기전동부는 서로 절연된 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선을 구비하며,
상기 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 서로 다른 위상 결선은 40도의 전기각으로 배치되며, 상기 제1 Y결선, 제2 Y결선 및 제3 Y결선의 동일 위상 결선은 120도의 전기각으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
According to claim 1,
The synchronous power unit includes a first Y connection, a second Y connection, and a third Y connection insulated from each other,
Different phase connections of the first Y connection, the second Y connection and the third Y connection are arranged at an electric angle of 40 degrees, and the same phase connection of the first Y connection, the second Y connection, and the third Y connection is 120 An electric transmission device for an elevator, which is arranged at an electric angle in FIG.
상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈을 서로 전기적으로 접속하거나 차단하는 스위치를 더 구비하며,
상기 제어부는 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈의 고장 상태에 기초하여 상기 스위치를 동작 제어하여 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 정상적으로 동작하는 전력변환모듈을 선택적으로 접속 제어하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
The method of claim 2, wherein the power conversion unit
The first power conversion module, the second power conversion module and a third power conversion module is further provided with a switch for electrically connecting or blocking each other,
The control unit operates and controls the switch based on the failure state of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module to convert the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module. An electric power device for elevators, characterized in that the power conversion module that normally operates among the modules is selectively connected and controlled.
상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장난 경우, 정상으로 동작하는 나머지 2개의 전력변환모듈 각각에서 담당하는 토크를 1.5배 증가시키는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
The method of claim 3, wherein the control unit
When one power conversion module of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module fails, the torque in each of the remaining two power conversion modules operating normally is increased by 1.5 times. Electric device for elevators.
엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 정속 주행 상태를 유지하며
상기 엘리베이터가 가속 주행 구간에서 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 가속 또는 감속 기울기를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
The method of claim 3, wherein the control unit
The elevator maintains a constant speed driving state when one of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module fails in the constant speed driving section.
When one of the first power conversion module of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module fails in the acceleration travel section, the acceleration or deceleration slope is set to 2/3. Electric gear for elevator.
엘리베이터터가 정속 주행 구간에서 상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 1개 전력변환모듈이 고장시, 상기 엘리베이터의 정격운전속도를 2/3으로 설정하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
The method of claim 3, wherein the control unit
It is characterized in that, when one power conversion module of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module fails in the constant-speed driving section, the elevator operation speed is set to 2/3. Electric device for elevators.
상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시 운행중인 엘리베이터의 근접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.
The method of claim 5 or 6, wherein the control unit
The electric power device for an elevator, characterized in that two of the first power conversion module, the second power conversion module, and the third power conversion module move to the adjacent floor of the elevator in case of failure and then stop.
상기 제1 전력변환모듈, 제2 전력변환모듈 및 제3 전력변환모듈 중 2개 전력변환모듈이 고장시,
현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 큰 경우 하강 인접층으로 이동 후 정지 운행하며 현재 운행중인 엘리베이터의 부하량이 정격 부하량의 50%보다 작은 경우 상승 인접층으로 이동 후 정지 운행하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 전동 장치.The method of claim 7, wherein the control unit
When two of the first power conversion module, the second power conversion module and the third power conversion module of the power conversion module fails,
When the load of the elevator currently in operation is greater than 50% of the rated load, it moves to the descending adjacent floor and stops. If the current elevator load is less than 50% of the rated load, it moves to the rising adjacent floor and stops. Electric device for elevators.
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| KR1020180169044A KR102204195B1 (en) | 2018-12-26 | 2018-12-26 | 9-phase driver for elevator |
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| KR20230114593A (en) * | 2022-01-25 | 2023-08-01 | 군산대학교산학협력단 | A multi-modular motor and a control method thereof |
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| KR102204195B1 (en) | 2021-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |