KR20200130966A - 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템 - Google Patents

직류 기반 엘리베이터 전원 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200130966A
KR20200130966A KR1020190055584A KR20190055584A KR20200130966A KR 20200130966 A KR20200130966 A KR 20200130966A KR 1020190055584 A KR1020190055584 A KR 1020190055584A KR 20190055584 A KR20190055584 A KR 20190055584A KR 20200130966 A KR20200130966 A KR 20200130966A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
common
supplied
converter
power supply
Prior art date
Application number
KR1020190055584A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102276171B1 (ko
Inventor
권진수
Original Assignee
현대엘리베이터주식회사
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 현대엘리베이터주식회사 filed Critical 현대엘리베이터주식회사
Priority to KR1020190055584A priority Critical patent/KR102276171B1/ko
Publication of KR20200130966A publication Critical patent/KR20200130966A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102276171B1 publication Critical patent/KR102276171B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00—Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10—Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102—Parallel operation of dc sources being switching converters
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Elevator Control (AREA)

Abstract

본 발명은 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템은, 계통에서 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류 전원 변환장치; 상기 직류 전원 변환장치에서 변환된 직류 전원이 공급되는 공통 직류 전원부; 및 상기 공통 직류 전원부에서 직류 전원을 공급받아 엘리베이터를 구동시키기 위한 하나 이상의 권상기에 공급하기 위해 교류 전원으로 변환하는 하나 이상의 인버터를 포함할 수 있다. 본 발명에 의하면, 엘리베이터의 권상에 공급되는 전원을 공통 직류 전원에서 공급되도록 하여, 교류 및 직류의 변환 횟수를 줄일 수 있어, 변환에 따른 전력이 손실되는 것을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

직류 기반 엘리베이터 전원 시스템{ELEVATOR POWER SYSTEM BASED ON DIRECT CURRENT}
본 발명은 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엘리베이터 승강시키거나 하강시키는 권상기를 구동시키기 위한 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템에 관한 것이다.
엘리베이터는 모터를 제어하거나 복수의 엘리베이터를 운행하기 위해 공급된 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류 전원을 다시 가변주파수를 갖는 가변 전압에 대응되는 교류 전원으로 변환한다. 이렇게 가변 전압에 대응되는 교류 전원을 권상기의 구동 드라이브에 공급하여 엘리베이터의 권상기를 구동한다.
그런데 이렇게 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하였다가 다시 교류 전원으로 변환하는 과정에서 전원을 변환할 때, 전력 손실이 발생하는 문제가 있다.
한편, 최근 직류 전원에 대한 연구가 활발하게 진행되는데, 직류 전원은 고압으로 승압하여 장거리 송전에 사용하면 송전 손실을 줄일 수 있고, 또한, 송전에 필요한 케이블의 수를 줄일 수 있는 장점이 있다. 이러한 직류 전원은 높은 신뢰도로 안정적으로 전력을 공급할 수 있다는 장점이 있고, 또한, 전자파 발생에 대해 인체에 영향을 줄일 수 있는 장점이 있다.
따라서 직류 전원으로 구동되는 장치나 인버터가 탑재된 장치에 직류 전원이 공급되도록 하여 교류 및 직류의 변환 횟수를 줄일 필요가 있다.
미국 등록특허 제8172042호 (2012.05.08.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 엘리베이터에 공급되는 전원 시스템을 직류 기반으로 공급되도록 하여 교류 및 직류 간의 변환 횟수를 줄여 전력 손실이 발생하는 것을 줄일 수 있는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템은, 계통에서 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류 전원 변환장치; 상기 직류 전원 변환장치에서 변환된 직류 전원이 공급되는 공통 직류 전원부; 및 상기 공통 직류 전원부에서 직류 전원을 공급받아 엘리베이터를 구동시키기 위한 하나 이상의 권상기에 공급하기 위해 교류 전원으로 변환하는 하나 이상의 인버터를 포함할 수 있다.
상기 직류 전원 변환장치는 둘 이상이고, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에서 변환된 직류 전원을 상기 공통 직류 전원부에 공급하는 절체 장치를 더 포함하며, 상기 절체 장치는 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 중 어느 하나에 이상이 있을 때, 다른 직류 전원 변환장치에서 상기 공통 직류 전원부로 직류 전원이 공급되도록 소정의 시간 내에 절체할 수 있다.
상기 절체 장치는, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에서 공급되는 직류 전원을 절체하기 위해 전력반도체를 포함할 수 있다.
상기 절체 장치는, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 중 하나에 제1 스위치 및 제1 사이리스터가 연결되고, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 중 다른 하나에 제2 스위치 및 제2 사이리스터가 연결될 수 있다.
상기 절체 장치는, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에서 공급되는 직류 전원이 상기 사이리스터를 우회하여 상기 공통 직류 전원부에 공급되는 우회라인을 포함하고, 상기 우회라인에 스위치가 배치될 수 있다.
상기 직류 전원 변환장치는, 2-레벨 SiC PWM 컨버터 또는 3-레벨 NCP 컨버터가 이용될 수 있다.
상기 3-레벨 NCP 컨버터는 중성점을 기준전압으로 소정의 (+)전압을 생성하고, 소정의 (-)전압을 기준전압으로 중성점 전압을 생성하여 상기 공통 직류 전원부에 공급할 수 있다.
상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 및 절체 장치는, 상기 공통 직류 전원부와 함께 건물의 기계실에 설치되고, 상기 계통에서 공급된 교류 전원을 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에 공급하기 위해 상기 기계실에 인접하게 배치된 분전반을 더 포함할 수 있다.
상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 및 절체 장치는, 상기 공통 직류 전원부가 설치된 건물의 기계실의 외부에 설치되며, 상기 절체 장치와 공통 직류 전원부의 사이에 배치되고, 상기 절체 장치에서 공급되는 직류 전원을 상기 공통 직류 전원부에 공급하는 분전반을 더 포함할 수 있다.
상기 하나 이상의 인버터는, 2-레벨 인터버 또는 3-레벨 NPC가 포함된 멀티레벨 인버터가 이용될 수 있다.
본 발명에 의하면, 엘리베이터의 권상에 공급되는 전원을 공통 직류 전원에서 공급되도록 하여, 교류 및 직류의 변환 횟수를 줄일 수 있어, 변환에 따른 전력이 손실되는 것을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 공급되는 직류 전원을 이중으로 구성하고, 공급 전원의 절체 장치를 이용하여 공급되는 직류 전력 중 하나에 문제가 발생하더라도 즉시 전원을 절체(switchover)할 수 있어 전원 시스템을 안정적으로 운영할 수 있는 효과가 있다.
그리고 권상기로 공급되는 직류 전원은 기계실로 공급된 공통 직류 전원부를 통해 공급됨에 따라 권상기를 구동하기 위한 드라이브 회로의 구조가 단순해질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템의 절체 장치를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템의 인버터를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 도시한 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템의 절체 장치를 도시한 회로도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템의 인버터를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템(100)은, 계통 전원(110), 변전실(120), 분전반(130), 제1 직류 전원 변환장치(140), 제2 직류 전원 변환장치(150), 절체 장치(160), 제1 인버터(172), 제2 인버터(174), 제3 인버터(176), 제4 인버터(178), 제1 권상기(182), 제2 권상기(184), 제3 권상기(186), 제4 권상기(188) 및 공통 직류 전원부(CD)를 포함한다.
계통 전원(110)은, 한전에서 공급되는 삼상 교류 전력이며, 전압이 약 22.9kV일 수 있다.
이러한 계통 전원(110)으로부터 약 22.9kV의 교류 전력이 변전실(120)에 공급되면, 변전실(120)에서 공급된 삼상 교류 전원에 대한 전압이 약 380V로 강압된다.
이렇게 변전실(120)에서 삼상 교류 전원의 전압이 강압이 이루어지면, 엘리베이터가 설치된 건물의 기계실(MR)까지 강압된 삼상 교류 전원이 공급된다. 그리고 기계실(MR)과 인접하게 배치된 분전반(130)을 통해 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)로 분배된다. 본 실시예에서, 분전반(130)은 공급된 삼상 교류 전원을 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)에 분배하여 공급하는 것에 대해 설명하지만, 필요에 따라 더 많은 직류 전원 변환장치가 구비될 수도 있다.
여기서, 기계실(MR)은 건물에 설치되며, 엘리베이터를 관리하기 위한 각종 장치가 설치되며, 본 실시예에서, 공통 직류 전원부(CD)가 외부에서 기계실(MR) 내부까지 연결된다. 그리고 내부에 제1 직류 전원 변환장치(140), 제2 직류 전원 변환장치(150), 절체 장치(160), 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178) 및 제1 내지 제4 권상기(182, 184, 186, 188)가 설치된다.
제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)는, 각각 분전반(130)에서 공급된 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 이때, 본 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)는, 약 380V의 삼상 교류 전원을 약 750V의 직류 전원으로 변환한다. 본 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)는, 150kW급 2-레벨 SiC-PWM 컨버터가 이용될 수 있다.
이때, 제1 직류 전원 변환장치(140)는 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 절체 장치(160)를 통해 공통 직류 전원부(CD)로 공급한다. 그리고 제2 직류 전원 변환장치(150)는 제1 직류 전원 변환장치(140)에 문제가 발생하는 경우, 삼상 교류 전원을 직류 전원으로 변환하여 절체 장치(160)를 통해 공통 직류 전원부(CD)로 공급하기 위해 구비된다. 따라서 제2 직류 전원 변환장치(150)는, 예비로 구비된 직류 전원 변환장치일 수 있다.
제1 직류 전원 변환장치(140)에서 변환된 약 750V의 직류 전원은 절체 장치(160)를 거쳐 그대로 공통 직류 전원부(CD)로 공급된다. 따라서 공통 직류 전원부(CD)는 (원) 전원 라인 (-) 전원 라인을 포함하고, 절체 장치(160)는 공통 직류 전원부(CD)의 (+) 전원 라인 및 (-) 전원 라인에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)는 공통 직류 전원부(CD)의 (+) 전원 라인과 (-) 전원 라인에 각각 전기적으로 연결되며, 공통 직류 전원부(CD)에서 직류 전원을 공급받아 교류 전원으로 변환시킨다.
제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)에서 교류 전원으로 변환되면, 변환된 교류 전원이 제1 내지 제4 권상기(182, 184, 186, 188)에 공급될 수 있다. 제1 내지 제4 권상기(182, 184, 186, 188)는 각각 엘리베이터를 승강하거나 하강시키기 위해 구비된다. 즉, 본 실시예에서, 네 개의 엘리베이터를 각각 구동시키기 위해 제1 내지 제4 권상기(182, 184, 186, 188)가 구비된 것에 대해 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 구비되는 권상기의 개수는 달라질 수 있다. 또한, 권상기의 개수가 달라짐에 따라 인버터의 수도 같이 달라질 수 있다.
다시 말해, 엘리베이터의 개수가 본 실시예에서보다 많이 구비되더라도 엘리베이터의 개수에 대응되도록 인버터 및 권상기가 구비되고, 각 인버터는 공통 직류 전원부(CD)에 전기적으로 연결되어 공급된 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 권상기에 공급할 수 있다. 그 외에도 공통 직류 전원부(CD)는 필요에 따라 직류 전원이 필요한 수요처에 전기적으로 연결되어 직류 전원을 공급할 수 있다.
이때, 본 실시예에서 절체 장치(160)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 스위치(S1, S2, S3, S4-1, S4-2), 사이리스터(thyristor, SS1, SS2) 및 방지 스위치(S5)를 포함한다. 본 실시예에서, 다수의 스위치(S1, S2, S3, S4-1, S4-2)는 각각 정적 전송 스위치(STS, static transfer switch)가 이용될 수 있다. 그리고 사이리스터는 제1 직류 전원 변환장치(140)에서 정상적으로 전원이 공급되는 것을 감지하고, 제1 직류 전원 변환장치(140)에서 직류 전원이 정상적으로 공급되지 않으면, 제2 직류 전원 변환장치(150)에서 직류 전원이 공통 직류 전원부(CD)로 전원이 공급되도록 스위치가 조작된다.
본 실시예에서, 절체 장치(160)는 제1 직류 전원 변환장치(140)를 공급원(source1)으로 하여 스위치(S1) 및 사이리스터(SS1)가 직렬로 연결되고, 제2 직류 전원 변환장치(150)를 공급원(source2)으로 스위치(S2) 및 사이리스터(SS2)가 직렬로 연결된다. 그리고 제1 직류 전원 변환장치(140)와 제2 직류 전원 변환장치(150)는 병렬로 연결되어 스위치(S3)에 공통으로 연결될 수 있다.
그리고 스위치(S4-1)는 제1 직류 전원 변환장치(140)에서 공급되는 직류 전원이 우회되는 경로에 배치되고, 스위치(S4-2)는 제2 직류 전원 변환장치(150)에서 공급되는 직류 전원이 우회되는 경로 배치될 수 있다. 그리고 스위치(S5)는 공급되는 직류 전원의 전압이 일정 이상으로 상승하는 것을 감지하여 공급되는 직류 전원의 전압이 일정 이상으로 상승하면 동작하여 연결된 저항으로 인해 부하(본 실시예에서, 공통 직류 전원부(CD))에 공급되는 직류 전원의 전압이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
그리고 스위치(S4-1, S4-2)는 설치된 사이리스터(SS1, SS2)나 스위치(S1, S2, S3)의 상태를 점검하거나 유지 보수하는 경우에 동작될 수 있다. 이렇게 점검 또는 유지 보수의 경우를 제외하고, 스위치(S4-1, S4-2)는 개방(open)된 상태가 유지될 수 있다.
그리고 스위치(S1, S2, S3)는 각각 닫힌(close) 상태가 유지되며, 제2 직류 전원 변환장치(150)에서 직류 전원이 공급되는 것은 제2 직류 전원 변환장치(150)에 연결된 사이리스터(SS2)에서 제어될 수 있다. 즉, 본 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140)에서 직류 전원이 정상적으로 공급되지 않는 경우, 약 4msec 이내에 공급되는 직류 전원이 절체될 수 있다. 여기서, 사이리스터(SS1, SS2)는 전력반도체의 하나로, IGBT(insulated gate bipolar transistor) 등으로 대체될 수 있다.
그리고 공통 직류 전원부(CD)로 전원이 공급되면, 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)가 공통 직류 전원부(CD)와 전기적으로 연결되며, 공통 직류 전원부(CD)에서 직류 전원을 공급받아 교류 전원으로 변환한다.
이를 위해 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)는 도 3에 도시된 바와 같이, 2-레벨 인버터가 이용될 수 있으며, IGBT 또는 MOSFET을 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)는 3-레벨 NPC를 포함하는 멀티레벨 인버터가 적용될 수 있다. 본 실시예에서, 네 개의 권상기가 이용되는 것에 대해 설명함에 따라 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)는 각각 공통 직류 전원부(CD)에 전기적으로 연결된다.
그리고 여섯 개의 스위치(SW1, SW2, SW3, SW1', SW2', SW3')는 각각 두 개씩 직렬로 연결될 수 있다. 그리고 각 회로 라인에 인덕터(L) 및 캐패시터(C)가 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템(100)은, 계통 전원(110), 변전실(120), 분전반(130), 제1 직류 전원 변환장치(140), 제2 직류 전원 변환장치(150), 절체 장치(160), 제1 인버터(172), 제2 인버터(174), 제3 인버터(176), 제4 인버터(178), 제1 권상기(182), 제2 권상기(184), 제3 권상기(186), 제4 권상기(188) 및 공통 직류 전원부(CD)를 포함한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140), 제2 직류 전원 변환장치(150) 및 절체 장치(160)는 건물의 기계실(MR)의 외부에 설치된다. 그리고 기계실(MR)에 인접하게 분전반(130)이 설치되며, 기계실(MR) 내부에 공통 직류 전원부(CD)가 분전반(130)을 통해 연결되고, 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178) 및 제1 내지 제4 권상기(182, 184, 186, 188)가 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 변전실(120)에서 삼상 교류 전원이 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)로 공급되고, 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)에서 직류 전원으로 변환되어 각각 절체 장치(160)에 공급된다. 그리고 절체 장치(160)에 공급된 직류 전원은 분전반(130)을 통해 공통 직류 전원부(CD)로 공급될 수 있다.
그리고 공통 직류 전원부(CD)로 공급된 직류 전원은 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)로 공급될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템(100)은, 계통 전원(110), 변전실(120), 분전반(130), 제1 직류 전원 변환장치(140), 제2 직류 전원 변환장치(150), 절체 장치(160), 제1 인버터(172), 제2 인버터(174), 제3 인버터(176), 제4 인버터(178), 제1 권상기(182), 제2 권상기(184), 제3 권상기(186), 제4 권상기(188) 및 공통 직류 전원부(CD)를 포함한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140), 제2 직류 전원 변환장치(150) 및 절체 장치(160)는 건물의 기계실(MR)의 외부에 설치된다. 그리고 기계실(MR)에 인접하게 분전반(130)이 설치되며, 기계실(MR) 내부에 공통 직류 전원부(CD)가 분전반(130)을 통해 연결되고, 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178) 및 제1 내지 제4 권상기(182, 184, 186, 188)가 배치될 수 있다.
그리고 본 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)는, 3-레벨 NPC 컨버터가 이용될 수 있다. 그에 따라 공급된 삼상 교류 전원을 ㅁ750V의 직류 전원으로 변환하고(총 1.5kV), 변환된 직류 전원이 절체 장치(160)와 분전반(130)을 거쳐 기계실(MR)로 공급될 수 있다.
이때, 중성점을 기준전압으로 +750V 전압의 직류 전원을 공통 직류 전원부(CD)의 입력 전압으로 이용되고, -750V 전압을 기준전압으로 중성점 전압을 +750V 전압의 직류 전원을 공통 직류 전원부(CD)의 입력 전압으로 이용한다. 본 실시예에서, 1.5kV의 직류 전압을 기계실(MR)까지 연결하여 높은 전압이 이용됨에 따라 동일 전력을 전송할 때, 작은 전류를 이용할 수 있다. 그에 따라 전력선의 길이에 따른 저항 손실을 줄일 수 있다.
이때, 전력선의 길이에 따른 저항 손실은 Pcable loss = I2 x Rcable의 식으로 확인할 수 있다. 이때, Rcable는 전력선의 저항이고, 유전체 손실과 연피 손실은 무시한다.
그에 따라 제1 내지 제4 인버터(172, 174, 176, 178)는 공통 직류 전원부(CD)의 (+) 전원 라인과 중성점 또는 공통 직류 전원부(CD)의 중성점 및 (-) 전원라인에 연결되어 공통 직류 전원부(CD)에서 직류 전원을 공급받을 수 있다.
그리고 제1 내지 제3 실시예에서, 제1 직류 전원 변환장치(140) 및 제2 직류 전원 변환장치(150)로 이중화함으로써, 제어주기(예컨대, 100usec 이하) 이하의 동기화가 필요할 수 있다. 이러한 사양을 만족하기 위해 이더켓을 포함하는 동기화 통신이 필요할 수 있다.
또한, 직류 전원을 기반으로 상용화를 진행하여 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 장치를 제거하고, 건물에 입력되는 직류 전원을 그대로 사용할 수도 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 전원 시스템
110: 계통 전원
120: 변전실
130: 분전반
140: 제1 직류 전원 변환장치
150: 제2 직류 전원 변환장치
160: 절체 장치
172: 제1 인버터
174: 제2 인버터
176: 제3 인버터
178: 제4 인버터
182: 제1 권상기
184: 제2 권상기
186: 제3 권상기
188: 제4 권상기
CD: 공통 직류 전원부
MR: 기계실

Claims (10)

  1. 계통에서 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류 전원 변환장치;
    상기 직류 전원 변환장치에서 변환된 직류 전원이 공급되는 공통 직류 전원부; 및
    상기 공통 직류 전원부에서 직류 전원을 공급받아 엘리베이터를 구동시키기 위한 하나 이상의 권상기에 공급하기 위해 교류 전원으로 변환하는 하나 이상의 인버터를 포함하는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 직류 전원 변환장치는 둘 이상이고,
    상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에서 변환된 직류 전원을 상기 공통 직류 전원부에 공급하는 절체 장치를 더 포함하며,
    상기 절체 장치는 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 중 어느 하나에 이상이 있을 때, 다른 직류 전원 변환장치에서 상기 공통 직류 전원부로 직류 전원이 공급되도록 소정의 시간 내에 절체하는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 절체 장치는, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에서 공급되는 직류 전원을 절체하기 위해 전력반도체를 포함하는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 절체 장치는, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 중 하나에 제1 스위치 및 제1 사이리스터가 연결되고, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 중 다른 하나에 제2 스위치 및 제2 사이리스터가 연결된 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 절체 장치는, 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에서 공급되는 직류 전원이 상기 사이리스터를 우회하여 상기 공통 직류 전원부에 공급되는 우회라인을 포함하고, 상기 우회라인에 스위치가 배치된 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 직류 전원 변환장치는, 2-레벨 SiC PWM 컨버터 또는 3-레벨 NCP 컨버터가 이용되는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 3-레벨 NCP 컨버터는 중성점을 기준전압으로 소정의 (+)전압을 생성하고, 소정의 (-)전압을 기준전압으로 중성점 전압을 생성하여 상기 공통 직류 전원부에 공급하는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 및 절체 장치는, 상기 공통 직류 전원부와 함께 건물의 기계실에 설치되고,
    상기 계통에서 공급된 교류 전원을 상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치에 공급하기 위해 상기 기계실에 인접하게 배치된 분전반을 더 포함하는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 둘 이상의 직류 전원 변환장치 및 절체 장치는, 상기 공통 직류 전원부가 설치된 건물의 기계실의 외부에 설치되며,
    상기 절체 장치와 공통 직류 전원부의 사이에 배치되고, 상기 절체 장치에서 공급되는 직류 전원을 상기 공통 직류 전원부에 공급하는 분전반을 더 포함하는 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 인버터는, 2-레벨 인터버 또는 3-레벨 NPC가 포함된 멀티레벨 인버터가 이용된 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템.
KR1020190055584A 2019-05-13 2019-05-13 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템 KR102276171B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190055584A KR102276171B1 (ko) 2019-05-13 2019-05-13 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190055584A KR102276171B1 (ko) 2019-05-13 2019-05-13 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200130966A true KR20200130966A (ko) 2020-11-23
KR102276171B1 KR102276171B1 (ko) 2021-07-12

Family

ID=73680433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190055584A KR102276171B1 (ko) 2019-05-13 2019-05-13 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102276171B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306279A (ja) * 2002-04-12 2003-10-28 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御システム
JP2006103907A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp エレベーターの制御装置
JP2007001712A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御装置及びエレベータ運転方法
KR20080109878A (ko) * 2006-04-25 2008-12-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전력 변환 장치
US8172042B2 (en) 2005-10-07 2012-05-08 Otis Elevator Company Elevator power system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003306279A (ja) * 2002-04-12 2003-10-28 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御システム
JP2006103907A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Mitsubishi Electric Corp エレベーターの制御装置
JP2007001712A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Toshiba Elevator Co Ltd エレベータ制御装置及びエレベータ運転方法
US8172042B2 (en) 2005-10-07 2012-05-08 Otis Elevator Company Elevator power system
KR20080109878A (ko) * 2006-04-25 2008-12-17 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 전력 변환 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR102276171B1 (ko) 2021-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8476859B2 (en) DC power for SGCT devices using a high frequency current loop with multiple current transformers
CA2664076C (en) Conversion of ac lines to hvdc lines
US7269037B2 (en) Power supply with a direct converter
JP5860581B2 (ja) 電力コンバータを提供するシステム及び方法
KR102166362B1 (ko) 다중-레벨 회생 드라이브를 위한 버스 커패시터 뱅크 구성
KR20140075554A (ko) 컨버터
WO2002063758A1 (en) A converter device and a method for the control thereof
US9847737B2 (en) Modular multilevel converter leg with flat-top PWM modulation, converter and hybrid converter topologies
US20100265740A1 (en) Improved self powered supply for power converter switch driver
US10246294B2 (en) Bus capacitor bank configuration for a regenerative drive
WO2012041380A1 (en) Modular converter with reduced protection requirements that prevents damage to components by extinguishing fault currents.
CN105281355A (zh) 多级功率转换器
CN101179255B (zh) 用于交流电动机的h桥逆变器
JP3838093B2 (ja) 系統連系電力変換装置
CZ214296A3 (en) Apparatus for reducing voltage and asynchronous traction system fed by single phase source comprising such apparatus
KR100738571B1 (ko) Ｃａｎ 통신 인터럽트를 이용한 ｈ－브릿지 멀티레벨인버터시스템
EP2843786B1 (en) An elevator line bridge filter for compensating reactive power in a grid
KR102276171B1 (ko) 직류 기반 엘리베이터 전원 시스템
EP2944013A1 (en) Electric power system
KR20180117923A (ko) 고속철도용 피크전력 저감장치
CN110710089B (zh) 用于电压源转换器的接地布置
US6636693B2 (en) DC motor matrix converter with field and armature circuits
KR20210085103A (ko) 엘리베이터 전동기용 전력변환장치
CN107979297B (zh) 一种基于复用电感的ac/dc变流器
CZ343197A3 (cs) Způsob a zapojení pro přeměnu elektrické energie

Legal Events

Date Code Title Description
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant