KR820000151B1 - 교류 엘리베이터 제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

교류 엘리베이터 제어장치

제 1 도는 본 발명에 따른 교류 엘리베이터 제어장치의 실시예 구성도,

제 2 도는 엘리베이터의 감속 영역에서 시간과 제 1 도에 도시된 속도 지령장치의 출력간의 관계를 나타낸 그래프,

제 3 도는 제 1 도의 이상기(移相器)의 1 실시예의 회로구성도,

제 4 도는 제 3 도에 도시된 이상기의 입력과 출력의 위상각간의 관계를 나타낸 그래프,

제 5 도는 회생제동 조건에서 다른 제동조건으로의 절환을 위한 절환점을 검출하는 제 1 도에 도시된 절환점 검출기의 1 실시예의 회로도,

제 6 도~제 8 도는 제 1 도에 도시된 유도전동기의 슬립 토오크와 속도 토오크의 특성을 나타낸 그래프,

제 9 도는 본 발명에 따른 제어장치에 의해 제어되는 엘리베이터의 주행속도와 시간과의 관계를 나타낸 그래프,

제 10 도~제 12 도는 본 발명에 따른 다른 실시예의 구성도,

제 13 도 및 제 14 도는 부하 변동에 따른 제동 토오크 신호를 발생시키기 위한 회로구성도,

제 15 도는 제 13 도 및 제 14 도에 도시된 제동 토오크 신호발생기의 출력과 부하간의 관계를 나타낸 그래프,

제 16 도 및 제 17 도는 절환점 검출기의 다른 실시예의 회로도이다.

본 발명은 교류 전동기에 의해 구동되는 교류 엘리베이터 제어장치의 개량에 관한 것이다.

종래의 엘리베이터 제어장치에서는 직류 제동장치와 궤환 제어장치가 병용되었다.

종래의 이러한 제어 방식에 의하면 교류 전원에 접속된 고속 전동기는 엘리베이터를 고속으로 구동시켜 엘리베이터가 목적층에서 일정한 거리만큼 떨어져 있는 예정된 감속 개시점까지 이동시킨다. 이때 엘리베이터가 감속 개시점에 도달하면 고속 전동기의 전원은 차단된다. 고속 전동기의 전원이 차단되면 즉시 직류전류가 복수개의 싸이리스터를 포함하고 있는 제어정류 회로로부터 저속 전동기에 공급된다.

이때 저속 전동기는 엘리베이터의 속도를 감소시키기 위한 제동력을 발생시키기 위한 것이다.

이러한 방식의 제어장치에서는 엘리베이터가 승객에게 충격을 주지않고 목적층에 정확히 정지할 수 있도록 하기 위해 궤환 제어장치가 제어장치에 부설되는데, 이 궤환 제어장치는 엘리베이터의 주행 속도를 적절히 감속시키기 위한 적절한 제동력을 발생시키기 위해 제어정류회로 내의 싸이리스터를 제어하기 위한 것이다.

이러한 제어방식은 현재 널리 사용되고 있으며 만족한 운전 특성을 제공하고 있다. 그러나 이러한 제어장치에는 엘리베이터의 운동에너지가 제동 시간 중에 열로 소모되기 때문에 전력량의 소모가 그만큼 많고 엘리베이터 기계실 내부의 온도가 상승하는 결점을 갖고 있다.

또한 교류 엘리베이터의 다른 제어방식으로서 저속측 전동기로 절환시킨 후 그 회생제동(回生制動) 토오크를 이용하여 감속시키는 것도 공지로 되어 있다. 이 제어방식에서 교류 전원에 접속된 저속 전동기는 그 동기속도보다 높은 속도 범위내에서 회생제동 토오크를 얻게 된다.

엘리베이터를 구동시키고 있는 저속 전동기의 회전 속도가 동기속도의 수준까지 감소하면 저속 전동기는 현재의 구동상태 그대로 동작하며 엘리베이터는 목적층으로부터 일정거리 떨어진 예정된 위치에 도달할 때까지 저속 운전을 계속한다.

엘리베이터가 예정지점에 도달하면 저속 전동기에 공급되던 교류 전원은 차단되고 엘리베이터를 목적층에서 정지시키기 위해 전자(電磁) 브레이크 장치가 동작된다.

이러한 제어방식은 감속 중인 엘리베이터의 운동에너지를 전원에 회생시킬 수 있어 전력의 절약면에 있어서 효과적이다.

그러나 저속 전동기의 회전속도가 동기속도까지 감소된 후에는 토오크의 제어가 불가능해지므로 저속주행 영역을 만들어서 저속 주행하고 있는 엘리베이터를 예정된 위치에 도달한 후 전자브레이크에 의해 정지시키지 않으면 아니된다.

이 저속 주행기간은 엘리베이터에 어떤 제어도 가해지지 않는 시간(무 제어구간)이다. 따라서 이러한 제어장치에서는 운전에 소요되는 시간이 길어져 승객의 수송능력이 저하되는 결함이 있다.

본 발명의 주목적은 전력소모가 적고 운전시간을 단축시킴으로해서 수송능률을 향상시킨 개량된 교류 엘리베이터를 제공하는 것이다.

본 발명의 주 특징은 다단속도 유도 전동기의 고속 전동기로써 주행하던 엘리베이터를 저속 전동기로 절환하여 회생제동에 의해 감속시킴과 동시에 상기 저속 전동기의 토오크와 부하토오크가 평형점에 도달하기 전에 직류 제동토오크를 엘리베이터 구동장치에 작용시키는 점이다.

이와 같이 구성함으로써 엘리베이터의 운동에너지를 감속에 의해 전원으로 회생시킴으로해서 전력소모를 줄이는 한편 회생 불가능한 저속 영역에서는 제동토오크의 제어가 가능한 직류제동 또는 전자브레이크 등에 의해 짧은 저속 운전기간으로 예정위치에 엘리베이터를 정지시킬 수 있어 운전능률의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명에 의한 교류 엘리베이터 제어장치의 상세한 설명을 제 1 도~제 5 도를 참조로 설명하면 다음과 같다.

제 1 도는 본 발명에 따른 교류 엘리베이터 제어장치의 1 실시예의 회로도로서, 고속 유도전동기(1)와 저속 유도전동기(2)가 다단 속도 유도전동기를 구성하고 있다.

이들 유도전동기(1), (2)는 일반적으로 6극과 24극이 각각 채택되고 있으며 전자와 후자와의 동기속도의 비는 4 : 1이다.

제 1 도에서 유도전동기(1), (2)는 서로 독립적으로 도시되어 있으나 실질적으로는 2개의 권선을 갖는 단일 전동기로써 극수간의 비율은 전술한 값으로 구성된다.

이들 유도전동기(1), (2)는 회전계용 발전기(PG)(3) 및 전자브레이크(4)를 거쳐 활차(5)에 기계적으로 상호 직접 연결되어 있다.

엘리베이터 케이지(6)와 평형추(7)는 활차(5)에 걸려있는 로우프에 의해 상대적으로 움직일 수 있게 지지되어 있어 엘리베이터 케이지(6)의 상하이동을 가능하게 한다.

고속 유도전동기(1)는 주접촉기(9), 싸이리스터회로(10) 및 고속측 접촉기(11)를 통해 3상 교류전원(8)에 접속되어 있다. 싸이리스터회로(10)는 2조의 싸이리스터(101), (102) 및 (103), (104)로 구성되어 있으며 각조의 싸이리스터는 도시한 바와 같이 역병렬로 연결되어 있다. 기동 후 가속되는 엘리베이터의 운전속도는 지령속도와 실제속도와의 편차에 의해 싸이리스터회로(10)에서 싸이리스터의 점호각(點弧角)을 제어함으로써 제어될 수 있다.

유도전동기(1), (2)의 회전방향을 절환하기 위하여 엘리베이터 제어장치 내에 정, 역절환 접촉기를 설치하여 엘리베이터를 상하 운전하게 하는데 이들 접촉기는 제 1 도에 도시되어 있지 않다. 저속전동기(2)도 주접촉기(9), 싸이리스터회로(10)와 저속접촉기(12)를 통해 3상 교류전원(8)에 접속되어 있다.

제 1 도에서 전원은 싸이리스터회로(10)의 출력단자를 통해 저속 유도전동기(2)에 공급되지만 싸이리스터회로(10)를 바이패스하는 동안 3상 교류전원(8)에서 직접 공급될 수도 있다.

이 저속 유도전동기(2)는 엘리베이터가 저속으로 구동시 엘리베이터의 속도유지를 위해 설치되어 있으며 이의 운전속도는 일반적으로 30~40m/min이다.

특히 이 저속 유도전동기(2)는 운전중인 엘리베이터가 감속점에 도달할 때 엘리베이터의 운전속도를 감소시키는데 효과적으로 사용된다.

제 1 도와 같은 교류 엘리베이터 제어장치에 있어서 주접촉기(9)와 고속측 접촉기(11)가 투입되어 싸이리스터회로(10)의 점호각 제어에 의해 고속측 유도전동기(1)를 제어하여 엘리베이터를 기동, 가속시켜 요구되는 속도까지 운전한 후에 감속점에 달하면 고속측 접촉기(11)를 열어 고속 유도전동기(1)를 교류전원(8)으로부터 차단시킨다.

이때 엘리베이터의 운전속도는 일반적으로 저속 유도전동기(2)의 동기속도보다 훨씬 높다. 이래서 저속 유도전동기(2)는 회생 제동토오크를 만들어 엘리베이터의 운전속도를 감소시키는 역할을 한다.

특히 싸이리스터회로(10)에서 싸이리스터의 점호각을 적당히 제어함으로써 이 제동토오크가 조정되어 감속된 엘리베이터의 속도를 제어할 수 있다.

본 발명에서 전술한 회생 제동장치 이외에 또 다른 제동장치가 설치되어 있다.

예를 들면 직류 제동장치가 제 1 도에 도시한 고속 유도전동기(1)와 함께 결합되어 있다.

제 1 도에 도시된 바와 같이 제어정류회로(13)는 그 입력단자가 주접촉기(9)의 출력단자에 접속되었고, 출력단자는 고속 유도전동기(1)의 3단자 중의 2단자에 접속되어 있다.

제 1 도에서 제어정류회로(13)는 변압기(131)와 한쌍의 싸이리스터(132), (133)로 구성되어 있다.

직류 제동토오크는 고속 유도전동기(1)에서 발생될 수 있고 이 토오크의 값은 싸이리스터(132), (133)의 점호각을 제어하여 조정할 수 있다. 물론 저속측 전동기(2)에 이러한 직류 제동장치를 결합하여도 상술한 것과 같은 효과를 얻을 수 있다.

또한 속도지령장치(14)는 지령속도를 발생시킨다. 속도지령장치(14)의 출력(es)을 비교기(15)에서 회전계용 발전기(3)의 출력(ep)과 비교하여 그 편차를 일조의 이상기(移相器)(161), (162)로 보낸다.

이상기(移相器)(161)는 싸이리스터회로(10)에서 싸이리스터의 상 제어를 위해서 설치되었고, 이상기(162)는 제어정류회로(13)에서 싸이리스터의 상 제어를 위해 설치되었다.

후술하는 절환점 검출기(17)는 회전계용 발전기(3)와 이상기(161), (162)간에 접속되어 있다.

제 1 도에서 절환점 검출기(17)는 엘리베이터의 실제속도를 나타내는 회전계용 발전기(3)의 출력이 예정된 수준까지 감소될 때 이상기(161), (162)를 작용시킨다.

제 2 도는 제 1 도에 있어서 속도지령장치(14)에 의해 주어지는 속도지령 전압을 시간에 대하여 나타낸 것이다. 가속시에 대해서는 본 발명과 직접 관계가 없으므로 생략하였고 이미 최고 속도에 달한 후의 속도지령 전압만 도시하였다.

또한 실시예의 회로구성은 적분기나 트랜지스터와 콘덴서의 조합 등에 의해 얻어지는 것이 확실하므로 도시하지 않았다.

제 3 도는 이상기(161) 및 (162)의 회로구성예로서 입력단자(18)에는 비교기(15)의 출력전압(e＝ep－es)이 주어져 후술하는 릴레이(34)의 접점(34a)을 통해 콘덴서(19)를 충전시킨다. 이 콘덴서(19)의 전압은 트랜지스터(20)의 베이스에 주어진다. 이 트랜지스터(20)의 콜렉터는 저항(21)을 통하여 전원단자(＋)에 접속된다. 에미터는 저항(22)과 콘덴서(23)의 직렬 접속점에 접속되어 있다.

또 상기 콘덴서(23)의 전압은 단일접합 트랜지스터(UJT)(24)에 주어진다. 이 단일접합 트랜지스터(24)는 저항(25)과 펄스변성기(26)를 통하여 전원에 접속되어 있어 입력전압(e)의 크기에 따라 펄스변성기(26)로부터 각각 다른 시점에서 위상 제어된 펄스를 얻어낼 수 있다. 여기에서 미설명부호 27은 정전압다이오드이다.

제 4 도는 상기한 이상기(161),(162)의 입력전압과 출력의 위상 각간의 관계를 나타내는 특성도이다.

제 5 도는 제 1 도에 있어서 절환점 검출기(17)의 1 예를 나타낸 회로도로써 입력단자(28)에는 회전계용 발전기(3)의 출력전압(ep)이 주어진다. 트랜지스터(29)는 저항(30), (31), (32), (33)으로 이루어진 저항브릿지에 의해 동작이 제어되는데, 저항(33)에 주어진 상기의 입력전압(ep)이 예정치보다 낮게 공급되면 릴레이(34)를 단락시키기 위해 통전된다.

이 릴레이(34)는 제 3 도에 도시된 이상기(161), (162)의 트랜지스터(20)의 베이스에 각각 삽입되는 복수개의 접점을 갖는다. 이상기(161)에는 제 3 도에서와 같이 폐접점(34a)이 삽입되어 있지만 이상기(162)에는 개접점(34b)이 삽입되어 상호 절환될 수 있도록 구성되어 있다.

이상과 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 제어장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에서 엘리베이터의 기동지령에 의해 주접촉기(9) 및 고속측 접촉기(11)가 투입되며 역병렬 싸이리스터(10)에 의해 고속측 유도전동기(1)의 회전속도가 제어되어 제 2 도에 도시된 감속지령점에 도달할 때까지 가속되어 고속으로 운전한다. 층의 제어장치에 의한 이 감속지령점의 검출(도시되지 않음)에 의해 고속측 접촉기(11)는 차단되고 저속측 접촉기(12)가 투입된다. 한편 회전계용 발전기(3)의 출력전압(ep)은 비교기(15)에 의해 속도지령장치(14)의 출력전압(es)과 비교되어 그 편차(e＝ep－es)가 이상기(161),(162)에 공급된다. 그러나 엘리베이터가 고속으로 운전하고 있고 출력전압(ep)이 비교적 높기 때문에 제 5 도의 트랜지스터(29)는 비통전 상태에 있고 릴레이(34)는 여자된 상태에 있게 된다.

그 결과 제 3 도에서 이상기(161)의 폐접점(34a)은 단락된 상태로 되며 펄스변성기(26)는 편차(e)의 크기에 따라 제어되는 상(相)의 펄스신호를 발생시킨다. 따라서 이상기(161)로부터 점호신호가 제 1 도의 싸이리스터회로(10)의 싸이리스터에 공급되고 저속 유도전동기(2)에서 발생된 회생제동 토오크는 엘리베이터 속도를 지령속도에 따라 감소시키기 위해 작용한다. 이때 엘리베이터의 운동에너지는 교류전원으로 회생 귀환된다.

제 3 도의 입력단자(18)와 트랜지스터(20) 사이에 릴레이(34)의 (폐접점 34a 대신) 개접점(34b)이 삽입되어 있기 때문에 이상기(162)는 동작되지 않는 상태이므로 제어정류회로(13)는 동작되지 않는다. 이 상태에서는 제 6 도의 유도전동기 슬립(Slip) 토오크 특성 곡선에서 고속 유도전동기(1)의 토오크 곡선(T_HM)으로부터 저속 유도전동기(2)의 토오크 곡선(T_LM)으로의 이동이 발생한다.

예를 들면 토오크 곡선(T_HM)상의 일점(a)으로부터 토오크 곡선(T_LM2)으로의 이동은 엘리베이터가 정격부하를 싣고 상승 운전할 때 발생한다. 일점(a)은 전동기 부하 토오크 곡선(T_L2)가 토오크 곡선(T_HM)과의 교차점을 나타낸다. 엘리베이터가 중부하로 상방향으로 운전할 때가 경부하로 운전할 때보다 정지하기가 쉽다는 것은 쉽게 알 수 있다.

이러한 경우 편차(e＝ep－es)는 비교적 적고 제 4 도에 도시한 싸이리스터의 점호각(θ)도 비교적 적은 값으로 제어된다.

따라서 제 6 도에 있어서 저속 유도전동기(2)에 공급되는 회생 제동토오크는 제 6 도의 곡선(T_LM2)에 의해 도시된 바와 같이 비교적 적게 된다.

물론 회생제동토오크는 편차(e)의 연속적 변화에 따라 조정된다. 설명을 간단히 하기 위해 엘리베이터의 속도는 토오크 곡선(T_LM2)을 따라 제 6 도의 슬립(S_o)까지 감소하는 것으로 한다.

본 발명의 실시예에서 절환점 검출기(17)는 슬립(S_o)에서의 속도를 검출하고 그러한 속도가 검출될때 이상기(161)는 비동작 상태이고 이상기(162)는 동작될 수 있다.

제 5 도에서 트랜지스터(29)의 베이스에 공급되는 바이어스전압(Eb)은 Eb＝eS_o＋Vbe인 관계를 만족시키도록 선택되어 진다. 이때 eS_o는 슬립(S_o)에 대응하는 전압이고, Vbe는 트랜지스터(29)의 베이스－에미터 전압이다. 회전계용 발전기(3)의 출력전압(ep)이 엘리베이터의 주행속도의 감소에 따른 슬립(S_o)에 대응하는 전압(eS_o)보다 낮아지면 트랜지스터(29)는 릴레이(34)를 비동작시키기 위해 전도된다.

그 결과 폐접점(34a)이 열려 제 3 도에서와 같이 이상기(161)를 비동작 상태로 하고 반면에, 제 3 도에 도시하지 않은 개접점(34b)은 닫혀 이상기(162)를 동작시킨다.

따라서 제 1 도에 있어서 저속 유도전동기(2)의 회생 제동토오크를 제어하고 있는 역병렬 싸이리스터(10)가 동작하지 않게 된다.

한편 고속 유도전동기(1)에 직류 제동토오크를 발생시키며 또한 그 제동토오크의 크기를 제어하는 제어정류회로(13)가 동작을 개시한다.

이 경우에 있어서 직류 제동토오크 제어방법은 회생 제동토오크 제어방법과 같이 편차(e)에 따라 제어되는데 실제속도를 나타내는 회전계용 발전기(3)의 출력(ep)과 속도지령을 나타내는 속도지령발생기(14)의 출력(es)이 일치될 때까지 궤환제어를 행하여 엘리베이터가 완전히 정지할 때까지 제어된다.

그러므로 제 6 도에서 슬립이 S_o보다 낮은 속도 범위에서 점선(T_DB)으로 표시된 직류 제동토오크는 엘리베이터가 완전히 정지할 때까지 곡선(T_LM)으로 표시된 회생 제동토오크 대신 엘리베이터의 속도를 감소시키는데 이용된다.

상술한 회생 제동에서 직류제동으로 절환할때의 절환 동작이 원활하지 못하면 엘리베이터의 승객에게 충격을 주게 되는데 본 발명의 실시예에 있어서는 제 3 도에 도시한 이상기의 특성에 의해 원활한 절환이 가능하므로 충격이 발생하지 않는다.

왜냐하면 접점(34a)이 개방된 경우 트랜지스터(20)의 베이스전압이 급격히 저하되지 않도록 콘덴서(19)가 설치되어 있기 때문이다. 따라서 접점(34a)의 개방 이전의 전압(e＝ep－es)으로 충전된 콘덴서(19)의 방전특성에 의해 점호각(θ)은 점감(漸減)하고 회생 제동토오크(TT_LM)는 제 7 도의 곡선(b→SN)과 같이 점감한다.

속도 지령장치(14)의 속도지령 출력을 나타내는 곡선의 감속을 일정하게 하면 이에 대응하는 엘리베이터를 감속시키기 위한 제동토오크는 결국 일정하게 된다. 이 경우에 있어서의 토오크 곡선은 제 7 도와 같이 된다.

제 6 도의 제동토오크 곡선은 설명의 편의를 위해 그려진 것으로 실제와는 다소 차이가 있다.

한편 이상기(162)의 개접점(34b)이 닫혀 동작을 개시하게 되고 또한 콘덴서(19)는 급격히 입력전압(e) 이상으로 충전되지 않고 콘덴서의 충전특성에 따라 점호각(θ)을 증가시키기 위해 점차적으로 충전된다. 따라서 직류 제동토오크(T_DB)도 제 7 도의 곡선(S_o→C)을 따라 점차 증가한다. 이들 토오크의 합이 엘리베이터를 제동하게 되므로 b~c 사이에서의 토오크의 원활한 이행(移行)이 가능하다.

이와 같이 엘리베이터가 비교적 고속일때는 회생제동을 이용하고 저속일때는 직류제동을 이용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉,

1. 고속주행시의 엘리베이터가 갖는 운동에너지를 전원으로 회생시킬 수 있어 전력소모를 줄일 수 있다.

2. 제 6 도에 나타낸 바와 같이 저속영역에서 회생 제동토오크가 소멸될지라도 직류제동에 의해 보상되므로 전 주행 속도에서 유효하게 엘리베이터에 제동토오크를 작용시킬 수 있다.

3. 제 8 도에 나타낸 바와 같이 일반적으로 회생 제동토오크는 고속영역에서 크고 직류 제동토오크는 저속영역에서 크므로 이들 양자의 특징을 적절히 이용하면 전 주행속도에 걸쳐 큰 제동토오크를 얻을 수 있다.

4. 전 주행속도에 걸쳐 궤환 제어를 행하는 것이 가능하므로 제 9 도에 점선으로 나타낸 종래의 회생 제동방식을 실선으로 나타낸 것과 같은 직선적인 감속정지가 가능하게 되어 감속시간(t₁)을 단축시킬 수 있어 엘리베이터의 수송능력을 향상시킬 수 있다.

5. 상술한 장점등에 의해 엘리베이터의 속도를 연속적으로 감속시킬 수 있어 승객은 안정된 승차 기분을 가질 수 있다.

6. 회생 및 직류 제동토오크를 제 7 도에 도시한 바와 같이 각각 점감(漸減) 또는 점증(漸增)시키면 회생제동에서 직류제동으로의 이행이 원활하게 행해질 수 있어 엘리베이터의 승객에게 충격을 주지 않는다.

제 10 도는 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타낸 것으로서 제 1 도와 다른점은 직류제동 대신에 제동력의 조정이 가능한 전자브레이크(4)를 이용한 것이다. 이 경우 전자브레이크의 제동토오크는 탄성력에 의해 발생되도록 만들어져 있고 전자브레이크 코일(401)에 흐르는 전류에 의해 만들어진 자력의 흡인력을 이용하여 브레이크 장치를 개방한다. 엘리베이터에 있어서 제동토오크는 전자브레이크 코일(401)에 흐르는 전류에 반비례하여 감소한다.

그러므로 전술한 제어방법에서 속도지령장치(14)의 출력(es)이 회전계용 발전기(3)의 출력(ep)보다 높으면 제동력을 증가시키기 위하여 브레이크 전류가 감소되고 회전계용 발전기(3)의 출력(es)가 속도지령장치(14)의 출력(ep)보다 낮으면 제동력을 감소시키기 위해 브레이크 전류가 증가된다. 이를 위하여 편차(ep－es) 외에도 역의 편차(es－ep)를 유도할 필요가 있다. 또한 제 1 도의 비교기(15) 대신에 비교기(151),(152)가 설치되었다.

제 11 도는 본 발명에 의한 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서 1권선 2속도형 유도전동기를 사용하여 구성하였다.

여기서 기동 가속시에 주접촉기(9), 고속측 접촉기(11) 및 단락용 접촉기(35)를 투입하여 권선단자(U₂),(V₂) 및 (W₂)간에 3상 교류를 인가하면 2중 Y결선, 즉 4극 유도전동기가 된다.

한편 감속시에는 고속측 접촉기(11) 및 단락용 접촉기(35)를 함께 개방하고, 저속측 접촉기(12)를 투입하고 권선단자(U₁),(V₁) 및 (W₁)에 3상교류를 인가하면 Δ결선, 즉 8극 유도전동기가 된다. 따라서 Δ결선시의 동기속도는 2중 Y결선시의 동기속도의 반이되어 회생제동이 가능하게 된다.

이 경우 필요에 따라 앞의 실시예와 같이 싸이리스터(10)에 의해 회생제동 토오크의 제어를 행한다. 엘리베이터가 감속되어 절환점이 검출되면 싸이리스터회로(10)에서 싸이리스터의 점호각을 줄이거나 또는 저속측 접촉기(12)를 개방하여 제어정류회로(13)를 구동한다. 이때 제어정류회로(13)의 직류출력전압이 단자(U₁)와 (W₂)간에 인가되어 강력한 직류 제동토오크가 얻어질 수 있다. 이 경우에 제동토오크를 제어하기 위해 필요하다면 싸이리스터(132),(133)의 점호각이 제어된다.

제 12 도는 또 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 제 11 도에 도시한 직류 제동회로를 개량한 것이다.

제 12 도에서 역병렬 싸이리스터회로(10) 중의 싸이리스터(101) 및 (103)만을 점호함으로써 전원단자(S)→접촉기(122)→권선 단자(U₁)→권선 단자(U₂)→권선단자(W₁)→접촉기(121)→싸이리스터(101)→전원단자(R)의 회로 및 전원단자(S)→접촉기(122)→권선단자(U₁)→권선단자(V₂)→권선단자(V₁)→접촉기(123)→싸이리스터(103)→전원단자(T)의 2개의 경로로 직류 전류를 흐르도록하여 직류제동이 걸리도록한 것이다. 전동기에 공급되는 전류는 반파 정류이므로 맥동이 커서 제동 토오크가 작고 소음을 발생시킨다.

이것을 방지하기 위해서 단자(W₁)과 (U₁) 및 (V₁)과 (U₁)간에 프리휠(Free-wheel), 싸이리스터(36), (37)를 각각 접속한다. 따라서 직류 제동시에는 싸이리스터(101), (103), (36) 및 (37)가 사용된다. 이들 싸이리스터 특히, 싸이리스터(101)과 (103)에 가해지는 게이트 신호에 의해 제동토오크의 제어가 가능하다.

따라서 싸이리스터(10)의 싸이리스터를 제어함으로써 회생 제동토오크를 제어할 수 있다. 엘리베이터의 속도가 저하함에 따라 싸이리스터(102), (104)의 점호각을 줄이고 싸이리스터(101), (103)의 부담을 크게 하면 회생 제동에서 직류 제동으로 무리없이 이행시킬 수 있다.

더욱이 상술한 제어방법에서 엘리베이터의 속도가 급속히 감소되는 경우에도 싸이리스터(102), (104)의 점호각을 적절히 증가시키면 전동기의 구동도 가능하다. 그 외의 점에 대해서는 제 11 도와 같이 제어할 수 있다.

이상과 같이 제 11 도, 제 12 도에 있어서는 고속 유도전동기(1)와 저속 유도전동기(2)를 같은 권선에 구성한 1권선 2속도형 유도전동기로 구성된 경우에 대해서 설명하였으나, 제 1 도 또는 제 10 도의 구성을 채용하여 저속 유도전동기(2) 자체를 1권선 2속도 유도전동기로 할 수도 있다.

이와 같이 구성한 경우에는 저속 유도전동기(2)의 다극측 권선을 이용하여 회생 제동을 걸리게 하면 그 동기속도를 현저히 낮게 할 수 있기 때문에 엘리베이터의 매우 낮은 속도 영역까지 회생 제동이 가능하게 되어 절전의 효과가 커진다.

이상의 설명은 속도 궤환제어를 전제로 한 것이지만, 저속의 엘리베이터에 있어서는 궤환제어를 하지 않고 현재 널리 사용되고 있는 부하 검출기에 의한 제동토오크를 조정하는 것만으로 실용상의 성능을 얻을 수 있다. 예를 들면 차동(差動) 변압기와 같은 부하검출기를 사용하여 이 출력의 크기를 기억하는 기억장치(제 13 도)와 그 기억내용에 따라 출력전압을 발생시키는 제동토오크 지령장치(제 14 도)를 설치함으로써 제 15 도에 나타낸 바와 같이 토오크 지령을 만들어 제 1 도, 제 10 도의 이상기(161), (162)에 공급한다.

제 13 도에 있어서 (38)단자는 부하검출기의 출력전압을 입력으로 하여 n개의 트랜지스터에 접속된 각각 다른 저항(39), (40), (41) 등을 통하여 에미터 전압을 제어한다.

또한 릴레이(421), (422)……(42n)가 각 트랜지스터의 콜렉터에 접속되어 있다.

따라서 부하검출기의 출력전압의 크기에 따라 릴레이(421), (422)…(42n)가 선택적으로 동작 및 비동작 상태로 된다.

제 14 도에 있어서 복수개의 탭(tap)을 가진 저항(45)은 직류 전압원(44)에 연결되어 있으며 각 릴레이(421), (422)…(42n)의 접점군(43)은 저항(45)의 탭에 대응하여 연결되어 있다. 이들 릴레이 접점군(43)은 대응하는 릴레이가 동작될 때 도통상태가 된다. 또한 이들 릴레이 접점군은 엘리베이터가 상하로 이동할 때 각각 도통상태로 되는 한쌍의 릴레이 접점군(46),(47)에 연결되어 있다. 이렇게 해서 제 14 도에 도시된 출력전압은 제 15 도에 도시된 바와 같이 부하 변동에 따른 가변 계단식 출력을 얻게 된다.

이 출력전압은 제 1 도의 이상기(161),(162)에 공급된다. 제 13 도 및 제 14 도에 도시된 장치는 회전계용 발전기(3), 속도지령장치(14) 및 비교기(15)를 생략하여도 실용상 만족하게 층에 정지시킬 수 있는 성능을 얻을 수 있다.

물론 이 경우에는 회전계용 발전기(3)를 생략하기 위해서는 별도의 절환점 검출장치(17)가 필요하다.

본 발명에 있어서 절환점 검출장치는 엘리베이터가 회생 제동에 의해 감속될 때 회생제동 토오크가 작용하지 않는 점 또는 그보다 앞의 임의의 점을 검출할 수 있으면 좋다. 따라서 이론적으로는 속도의 검출 외에 회생전류의 소멸 혹은 감소를 검출하는 것도 생각될 수 있지만 실용적이 아니다.

이 절환점 검출은 제 6 도를 다시 참고하여 생각해 보자. 지금 엘리베이터가 정격부하로 상승하고 있거나 또는 무부하로 하강하고 있다고 가정하자.

이 경우에 회생제동 토오크는 회생제동 토오크곡선(T_LM2)과 부하토오크 곡선(T_L2)이 교차하는 점과 대응하는 슬립(S₁)에서는 작용하지 않는다.

다음에는 정격부하로 하강하거나 또는 무부하로 상승하고 있다고 가정하자.

후자의 경우 회생제동 토오크는 회생제동 토오크 곡선(T_LM1)과 부하토오크 곡선(T_L1)이 교차하는 점과 대응하는 슬립(S₃)에서는 작용하지 않는다.

따라서 엘리베이터의 부하와 속도를 검출함으로써 이들 점(S₁),(S₂)과 제 6 도에서 설명된 저속전동기의 동기속도에 대응하는 슬립을 나타내는 점(S₂)의 검출이 가능하다.

전력소모절감 효과는 회생 제동조건을 다른 제동조건으로 절환하기 위한 이러한 점(S₁), (S₂), (S₃)을 검출할 수 있는 장치를 설치할 때 가장 크다.

제 16 도와 제 17 도는 이러한 절환점 검출장치를 나타낸다. 제 16 도에 있어서 엘리베이터의 속도를 나타내는 신호와 엘리베이터의 부하를 나타내는 신호가 한쌍의 트랜지스터(52), (53)로 구성된 차동증폭기에 공급된다.

제 16 도에서 속도검출치와 부하검출치는 후술하는 것과 같은 관계를 갖고 차동증폭기에 공급된다.

제 6 도에서 슬립(S₁)에 대응하는 엘리베이터의 속도에서의 회전계용 발전기(3)의 출력이 제 16 도의 회로에 공급되는데 이 전압은 저항(48),(49)의 접속점에 전압(e₀)을 공급하기 위해 한쌍의 전압분배용 저항(48),(49)에 의해 분배된다.

한편 엘리베이터에 정격부하가 가해지면 부하검출기의 출력전압이 회로에 공급되는데, 이 전압은 저항(50), (51)의 접속점에 전압(e₀)을 공급하기 위해 한쌍의 전압 분배저항(50), (51)에 의해 분배된다.

그러므로 엘리베이터가 정격부하로 상승할 때 트랜지스터(52)의 베이스 전압은 e₀이다. 정격부하가 가해진 엘리베이터가 회생 제동효과를 나타낼 수 있을 정도로 고속도로 운전 중이라면 속도검출 전압은 매우 높아지며 트랜지스터(53)의 베이스전압은 e₀보다 더 높다. 결과적으로 트랜지스터(53)는 도통상태로, 트랜지스터(52)는 비 도통상태로 되며 릴레이(54)는 동작상태로 된다.

그리고 엘리베이터의 속도가 회생 제동효과에 의해 제 6 도의 슬립(S₁)에 대응하는 속도로 감소되면 트랜지스터(53)의 베이스에 공급된 전압은 e₀까지 감소된다.

그러므로 엘리베이터의 속도가 위에서 설정한 속도 이하로 저하하면 트랜지스터(53)는 비동작상태가 되고 트랜지스터(52)는 동작상태가 되며 릴레이(54)는 비동작 상태로 된다. 절환점은 릴레이(54)의 비동작 상태에 의하여 검출될 수 있다. 엘리베이터가 무부하 상태로 상승할 때 혹은 정격부하로 하강하는 경우 트랜지스터(52)의 베이스에 공급되는 부하검출전압은 엘리베이터의 속도가 제 6 도의 슬립(S₃)과 대응될 때 트랜지스터(53)의 베이스에 공급되는 속도검출전압과 일치하게 선택된다. 이것에 의해 제 6 도에서 S₁→S₂→S₃의 범위가 모든 동작 조건하에서 검출될 수 있다는 것을 알 수 있다.

제 17 도는 엘리베이터의 이동방향에 따라 제 16 도에 도시한 회로에 부하검출전압을 공급하기 위한 장치의 일예를 도시한 것이다.

제 17 도에 도시한 회로는 엘리베이터의 이동방향이 변할 때 부하검출기에 의해 검출되는 엘리베이터 케이지의 부하 토오크가 전동기 축에 가해지는 부하토오크와 역방향이 되기 때문에 상기 부하검출전압을 엘리베이터의 이동방향에 따라 절환하여 제 16 도에 공급하기 위한 것이다.

제 17 도에서 부하검출기의 출력은 입력단자(a),(b)에 공급된다. 트랜지스터(55)의 출력은 엘리베이터가 상승할 때에 미터저항(57)과 릴레이접점(56)을 통해 출력단자(c),(d)에 나타난다. 반면, 트랜지스터(55)의 출력은 엘리베이터가 하강할 때 콜렉터 저항(59)과 다른 릴레이 접점(58)을 통해 출력단자(c), (d)에 나타난다. 이 출력단자(c), (d)는 제 16 도의 부하 검출전압 입력단자에 접속된다.

Claims (1)

1. 고속 유도전동기(1)와 저속 유도전동기(2) 등으로 이루어지는 다속도 유도전동기가 설치된 교류 엘리베이터에 있어서, 엘리베이터 카아의 주행속도를 감속시키기 위하여 상기의 저속 유도전동기(2)에 회동토오크를 가하는 회생 제동장치와, 엘리베이터의 구동시스템에 다른 제동토오크를 가하는 다른 제동장치와, 회생 제동토오크가 무효로 되기전에 상기의 회생 제동토오크와 다른 제동토오크 간의 절환점을 검출하는 검출장치(17)와, 상기의 절환점 검출장치(17)에 응동하여 상기의 회생 제동장치를 비작동시킴과 동시에 다른 제동장치를 작동시키는 절환장치 등을 구비한 교류 엘리베이터의 제어장치.

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