KR820000864B1 - 엘리베이터의 속도제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터의 속도제어장치

제1도는 본 발명에 의한 엘리버에터의 속도제어장치의 한 실시예의 블록도.

제2도는 제1도의 속도지령 발생장치의 한 실시예의 회로도.

제3도는 제2도의 감산기, 증폭기, 검출회로, 포화신호 발생회로 및 분배회로의 한 실시예의 회로도.

제4도는 제2도의 역행측 사이리스터(power running side)장치 및 역행측 점화제어회로의 한 실시예의 회로도.

제5도는 제2의 제동축 사이리스터장치 및 제동축 점화회로의 한 실시예의 회로도.

제6도는 각부 파형도.

제7도는 유도전동기의 토오크(Torque)대 회전수의 특성곡선도.

제8도는 본 발명에 의한 엘리베이터의 속도제어장치의 다른 실시예의 블록도.

제9도는 제8도의 감산기, 증폭기, 포화신호발생회로, 부하극성 검출회로 및 분배회로의 한 실시예의 회로도.

본 발명은 유도전동기에 의하여 구동되는 엘리베이터의 속도를 제어하는 장치의 개량에 관한 것이다.

유도전동기와 전원 사이에 사이리스터(Thyristor)를 접속하고, 이 사이리스터의 점호각(點弧角)을 제어함으로써 유도전동기의 인가전압을 변화시켜 회전속도를 제어하는 것은 주지된 사실이다.

이 경우, 역행운전시(力行運轉時)는 위 사이리스터에 의해 제어된 교류전압을 유도전동기에 이가하고 제동운전시는 별도의 사이리스터에 의해 제어된 직류전압을 유도전동기에 인가하여 일반적으로 제어하고 있다.

엘리베이터의 제어에 있어서도 위의 방식을 이용하여 가속 또는 감속시 부귀환제어(負歸還制御)에 의해서 속도제어를 하고, 가속종료후 감속까지는 전동기의 발열 및 전력소비량을 적게 하기 위하여 전동기에 정격전압을 인가하여 운전하는 방안이 제안되고 있다.

그런데, 엘리베이터의 부하는 승실과 균형추의 중량차의 관계로 인해서 정극성(正極性)이 되는 경우와 부극성(負極性)이 되는 경우가 있다.

정극성이라는 것은 그 부하를 지탱하기 위하여 전동기가 역행 토오크를 발생하는데 필요로 하는 경우를 말하고, 부극성이라는 것은 제동토오크를 발생하는데 필요로 하는 경우를 말한다. 부극성의 부하는 승실이 전부하로 하강할때에 나타나게 되며 부극성 부하로서 가속할 경우 가속도중 제동운전으로 이행(移行)될때가 있다.

이 상태에서 가속종료시 전동기에 정격전압을 인가하면, 제동운전에서 정격전압운전으로 바뀔때 큰 충격이 발생하여 승실의 탑승감을 크게 손상시키게 된다. 이것을 방지하기 위해 부극성 부하의 경우에도, 가속개시에서 정격속도 주행까지의 사이에 제동운전으로 이행함이 없도록 가속도중 서서히 정격전압 인가지령(이하 포화지령이라 함)을 발하는 방식이 제안되고 있다.

그러나 이 방식은 가속종료시의 속도제어가 위의 포화신호 때문에 불가능하게 된다. 그러므로, 가속종료시의 탑승감은 전동기의 특성에 의해 결정되므로 특히 부극성부하의 경우 탑승감이 나쁘게 되는 결점이 있었다.

본 발명은 위의 결점을 개량한 것으로, 부극성부하로 구동하는 유도전동기가 가속종료할때, 포화지령을 인가할 경우에도 충격이 적고, 승실의 탑승감을 악화시키지 않도록한 엘리베어터의 속도제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명은 유도전동기와 전원사이에 사이리스터를 접속하고, 이 사이리스터의 점호각을 제어함으로써 유도전동기의 인가전압을 변화시켜 회전속도를 제어하는 엘리베이터의 속도제어장치에 있어서, 유도전동기가 부극성부하로 가속중(加速中)인 것을 검출하였을때, 유도전동기의 인가전압을 제한하고, 전동기의 토오크 변화를 원활히 하며, 가속종료시에 있어서 엘리베이터의 탑승감을 양호하게 한 것이다.

이하 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 엘리버에터의 속도제어장치의 한 실시예의 블록도.

제2도는 제1도의 속도지령 발생장치의 한 살시예의 회로도.

제3도는 제1도의 감산기, 증폭기, 검출회로, 포화신호 발생회로 및 분배회로의 한 실시예의 회로도.

제4도는 제1도의 역행 사이리스터장치 및 역행측 점화제어회로의 한 실시예를 표시하는 회로도.

제5도는 제1의 제동축 사이리스터장치 및 제동측 점호제어회로의 한 실시예를 표시하는 회로도.

제6도는 각부 파형도.

제7도는 유도전동기의 토오크대 회전수의 특성곡선도.

제8도는 본 발명에 의한 엘리베이터의 속도제어장치의 다른 실시예의 블록도.

제9도는 제8도의 감산기, 증폭기, 포화신호발생회로, 부하극성 검출회로 및 분배회로의 한 실시예의 회로도이다.

이하 제1도－제7도에 의해 본 발명의 한 실시예를 설명한다.

제1도중, (1)은 엘리베이터의 속도를 지령하는 신호(Vp)를 발하는 속도지령 발생장치, (2)는 속도지령 신호(Vp)와 다음에서 설명하는 속도신호(Vt)의 차신호(差信號)(Vd)를 발하는 감산기, (3)은 위 차신호(Vd)의 증폭기로서 지연시키는 특성을 갖고 있다. (4)는 위의 차신호(Vd)가 소정치 보다도 적을때 출력을 발하여 포화신호발생회로(5)의 출력을 제한하는 검출회로, (5)는 가속종료후 증폭기(3)의 출력과는 관계없이 전동기에 정격전압을 인가하는데 필요한 포화지령을 발하여, 감속개시때 포화지령이 영(null)으로 되는 포화신호 발생회로, (6)은 차신호(Vd)가 정(正)의 경우에는 출력(6a)을, 부(負)의 경우에는 출력(6d)을 발하는 분배회로, (7)은 역행측 사이리스터 장치, (8)은 출력(6a)의 값에 따라서 역행측 사이리스터장치(7)의 점호각을 제어하여 전동기에 위상제어된 교류전압을 인가하는 역향측 점호제어회로, (9)는 제동측 사이리스터장치, 10은 출력(6d)의 값에 따라서 제동측 사이리스터장치(9)의 점호각을 제어하여 전동기에 위상제어된 직류전압을 인가하는 제동측 점호제어회로, (11)은 엘리베이터 구동용 유도전동기, (12)는 전동기(11)에 의해 구동되는 권상기의 활차, (13)은 활차(12)에 감아거는 로우프, (14)(15)는 로오프(13)에 직결된 승실 및 균형추, (16)은 전동기(11)에 결합되어 회전수 즉 승실(14)의 속도에 비례하는 속도신호(Vt)를 발하는 속도계용 발전기이다.

제2도중 (1)은 속도지령발생장치이고 (1a)은 직류전원, (1b)－(1e)는 가, 감속용 릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점(常開接點), (1f)(1g)는 저항(1h)(1k)는 콘덴서이다. 가속시 접점(1b)－(1e)는 순차로 폐로되고, 감속시 접점(1b)－(1e)은 순차로 개방됨으로써, 전원(1a)의 전압이 분할되어, 계단상으로 증가 또는 감소하는 신호가 얻어진다.

이 신호를 저항(1f)(1g), 콘덴서 (1h)(1k)으로 구성되는 필터(filter)를 통함으로써, 단자(101)(100) 사이에 연속적인 속도지령신호(Vp)가 얻어진다.

제3도중에, (2)는 감산기이며 (2a)－(2d)는 저항, (2e)는 연산증폭기이다.

(3)은 지연특성을 갖는 증폭기이며, (3a)－(3d)는 저항, (3e)는 콘덴서, (3f)는 연산증폭기이다. 정적(靜的)인 이득은 저항(3b)을 저항(3a)으로 나눈것에 의하여 결정되며 주파수특성은 저항(3a)－(3c) 및 콘덴서(3e)로서 결정된다.

(4)는 검출회로로서, (4a)－4c)는 저항, (4d)는 검출레벨(level) K를 결정하는 전원, (4e)는 전원(4d)의 출력과 감산기(2)의 출력을 비교하는 비교기(比較器), (4f)는 vd가(－)로서 lvdl＞K일 때, 즉 감산기(2)의 출력이 전원(4d)의 출력보다도 클 때 작동되고 vd가 (－)로서 lvdl≤K일 때, 즉 감산기(2)의 출력이 (＋) 또는 (－)로서 절대치가 전원(4d)의 출력과 동등하든가, 또는 적을 때 작동되지 않는 차신호 검출릴레이이며, (4fa)는 그 상폐접점, (4g)는 다이오드, (4h)는 가속중에 있는 어떤 싯점에서 순간적으로 작동하는 릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점, (4i)는 출력제한 릴레이이고, (4ia)는 그 상개접점, (4j)는 승실(14)이 주행중에는 작동하고 정지시에는 작동하지 않는 주행릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점, (4k)는 직류전원이다.

(5)는 포화신호 발생회로이며 (4ib)는 출력제한릴레이(4i)의 상개접점, (5a)－(5g)는 저항, (5h)는 연산증폭기, (5i)는 가속중에는 작동하다가 감속개시점에서 작동하지 않는 릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점, (5j)는 직류전원, (5k)는 콘덴서, (5l)는 다이오드이다.

접점(5i)이 개방되어 있을때에는 증폭기(3)의 출력이 그대로 포화신호 발생장치(5)의 출력이 되나, 접점(5i)이 가속도중에 폐로되면, 저항(5b)(5c) 및 콘덴서(5k)으로 구성된 지연회로의 출력이 연산증폭기(5h)에 입력되어 증폭기(3)의 출력에 관계없이 역행측 점호제어회로(8)를 포화시키도록 구성되어 있다. 또, 접점(4ib)이 폐로되면, 저항(5f)(5g)의 분압비로 결정되는 전압에 출력이 제한된다.

(6)은 분배회로로서, (6a)－(6c)는 저항, (6d)(6e)는 다이오드, (6f)는 연산증폭기이다.

입력신호가 (＋)의 경우에는 단자(104)(100)에 (－)의 출력을, 또 입력신호가 (－)인 경우에는 단자 (103)(100)에 동일하게 (－)의 출력을 나타내도록 구성되어 있다.

전자는 후술하는 제동측점호회로(10)에, 후자는 역행측 점호제어회로(8)에 각각 접속된다.

제4도중, R, S, T, 는 삼상교류전원, (7)은 역행증 사이리스터장치, (8)은 역행측 점호제어회로로서, (71)－(73)는 사이리스터 71a－73a는 각각 사이리스터(71)－(73)의 게이트, 71b－73b는 캐소드, (74)－(76)은 다이오드, U,V,W은 전동기(11)의 단자, (81)－(83)은 각각 사이리스터(71)－(73)의 점호회로용 동기 신호트랜스로서, 트랜스(81)의 1차권선(81a)은 S상과 R상에, 또 트랜스(82)의 1차권선(82a)은 S상과 R상에, 그리고 트랜스(83)의 1차권선(83a)은 T상과 S상에 접속되어 있다. (81b)(81c)－(83b)(83c)는 각각 트랜스(81)－(83)의 2차권선이다.

3개의 상(相)의 점호회로의 구성은 전부 동일한 것이므로 R상에 대하여만 설명한다.

(84)는 자기증폭기, (84a)는 그 출력권선, (84b)는 리셋트(reset)권선, (84c)는 제어권선, (85)(86)은 다이오드, (87)(88)은 저항, (71a)(71b)는 R상의 사이리스터(71)용 점호회로의 출력단자로서, 단자(71a)는 사이리스터(71)의 게이트(71a)에, 또 단자(71b)는 캐소드(71b)에 각각 접속되어 있다.

다이오드(85)는 사이리스터(71)가 역바이어스(逆 Bias)되어 있을때 게이트의 역전압을 저지하기 위한 것이며, 저항(87)(88)에 의해 자기증폭기(84)의 출력전압을 분압시켜 출력단자(71a)(71b)에 전압을 인가한다.

다이오드(86), 리셋트권선(84b), 저항(89)에 의해 리셋트회로가 구성되며, 사이리스터(71)가 역바이어스되어 있는 동안에는 자기 증폭기(84)의 포화를 리셋트하게 된다.

(103)(100)은 입력단자로서 분배회로(6)의 역행신호가 인가되어 제어권선(84c)에 흐르는 전류에 비례한 위상(位相)의 점호신호를 출력단자(71a)(71b)에서 얻을수 있고, 이것에 의해 사이리스터(71)를 제어한다.

제5도중, (9)는 제동측 사이리스터장치, (10)은 제동측점호 제어회로로서, (90a)는 S상과 T상에 접속된 센터탭트랜스(center－tap－Tran fomer)의 1차권선, (90b)는 2차권선(91)(92)는 사이리스터, (91a)(91b)는 각각 사이리스터 (91)(92)의 게이트, (91b)(92b)는 캐소드로서, 사이리스터의 캐소드(91b)(92b)는 전동기(11)의 단자, u.v.w중 단자(v)에, 트랜스의 2차권선(90b)의 센터탭은 단자(w)에 각각 접속되어 있다.

(104)(100)은 입력단자로서, 분배회로(6)의 제동신호가 인가되면 역행측 점호제어회로(8)와 같이 단자91a)(91b) 및 단자(92a)(92b)의 입력에 비례한 위상의 점호신호를 얻을수 있고, 이것에 의해 사이리스터 91)(92)를 제어한다.

그런데, 승실(14)이 전부 하상태에 있는 것으로 생각할때, 전등기(11)가 하강방향으로 기동하면, 속도계용 발전기(16)은 속도신호(vt)를 발하여 감산기(2)의 단자(102(100)사이에 입력된다.

또 속도지령신호(vp)는 단자(101)(100) 사이에 입력된다. 위의 양신호(vp,vt)는 감산기(2)에서 감산되고 이 차신호는 증폭기(3)에 입력된다.

부극성의 부하에서도 가속초기는 vp＞vt이므로, 연산증폭기(2e)의 입력은(＋)가 되므로 감산기(2)의 출력은 (－)가 된다.

위의 차신호는 증폭기(3)에서 증폭되고, 이 출력은 (＋)로 되며, 포화신호발생회로(5)에 입력된다.

또 감산기(2)의 출력은 (－)이지만 이때 전원(4d)의 출력(vc)는 감산기(2)의 출력의 절대치보다 크게 설정되어 있으므로, 비교기(4e)의 입력은 (＋)가 되며, 출력은 (－)가 된다.

이때문에 차신호 점출릴레이(4f)는 다이오드(4g) 때문에 작동하지 않으므로, 접점(4fa)은 폐로되며 또 주행릴레이접점(4j)은 폐로 된다.

증폭기(3)의 출력은 연산증폭기(5h)에서 증폭되어 그 출력은 (－)가 되며, 분배회로(6)에 입력된다. 분배회로(6)의 입력은 (－)이므로, 출력단자(103)(100)사이에서 출력이 발생한다.

분배회로(6)의 출력은 역행측 점호제어회로(8)의 자기증폭기(84)의 제어권선(84c)에 주어지게 된다.

이로 말미아마 출력단자(71a)(71b)－(73a)(73b)에서 점호신호가 발생하여, 역행측 사이리스터(71)－(73)의 게이트(71a)－(73a)에 가하여진다.

사이리스터(71)－(73)은 제어되며, 전원 R,9,T에서의 교류전압이 위상제어되어 전동기(11)에 인가된다.

이와 같이 하여 위의 차신호에 따라서 사이리스터(71)－(73)는 제어되며, 전동기(11)의 인가전압은 차차높아져 전동기(11)는 가속되고, 활차(12)를 통하여 승실(14)이 가속된다.

이때, 속도지령신호(vp), 전부하 하강시 속도신호(vtd) 및 전부하 상승시 속도신호(vtu)는 제6a도에 표시한 바와 같다. 감산기(2)의 출력(vdu)＝vp－vtu 및 출력(vdd)＝vp－vtd는 제6b도에 표시된 바와 같다.

가속도중의 싯점(時點)(To)에 있어서, 접점(4h)이 폐로 되면, (4k)－(4i)－(4fa)－(4h)－(4j)－(4k)의 회로에 의해 출력제한릴레이(4i)가 동작되어, 접점(4ia)이 폐로됨과 동시에 접점(4ib)도 폐로된다.

제7도는 동기속도 부근에 있어서의 전동기 토오크와 회전수의 관계를 표시하며, (20)은 정격전압을 인가하였을 경우, (21)은 정격전압보다도 낮은 전압(예컨데 반의전압)을 인가한 경우이다. 접점(4ib)의 폐로에 의해 포화신호발생회로(5)의 출력이 제한되면, 역행측 사이리스터장치(7)의 점호각은 제한되며, 전등기의 토오크는 제7도의 곡선(21)을 따르게 되며, 승실(14)의 탑승감은 제6c도의 곡선(22)에 표시된 바와 같이 원활하게 되어 가속 종료시의 탑승감을 개선할 수 있다. 또, 곡선(23)은 전등기(11)에 정격전압을 인가하였을 경우를 표시한다.

승실(14)이 감속개시점에 달하면, 분배회로(6)의 출력은 (104)(100)사이에서 발생한다.

이로 말미아마 제동축 점호제어회로(10)는 제어되며, 제동축 사이리스터장치(9)는 제어되어서 전동기(11)는 직류제동되나, 이것은 본 발명에 직접 관계가 없는 것으로 상세한 설명을 생략한다.

그리고, 승실(14)이 전부하상태로 상승할때에는 싯점 To에서, k＜vdu이므로, 감산기(2)의 출력은 (－)가 되며 또 비교기(4e)의 입력은 (－)가 되고 출력은 (＋)가 된다.

이 때문에, 차신호 검출릴레이(4f)는 작동되어 접점(4fa)은 개방된다.

따라서, 가속도중에 접점(4h)이 폐로되어도 출력제한 릴레이(4i)는 작동하지 않고 포화신호발생회로(5)의 출력은 제한되지 아니하므로 가속도중에 접점(5i)이 폐로되면, 증폭기(3)의 출력에 관계없이 역행측사이리스터장치(7)는 전점호(全點弧)되어 가속종료시까지 전동기(11)는 정격전압이 인가된다.

다음에, 제8도, 제9도에 의해 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

제8도중 제1도와 동일부분은 동일부호로 표시되었으며, (17)은 전동기의 부하가 부극성이고 그 크기가 소정치를 넘을때 출력을 발생하여, 포화신호 발생회로(5)의 출력을 제한하는 부하극성 검출회로이다.

제9도중, 감산기(2), 증폭기(3), 포화발생회로(5), 분배회로(6)는 제3도와 동일한 구성이며, 동일부분에는 동일부호를 붙인다.

(17a)는 직류전원, (17b)(17c)는 각각 승실내의 부하검출릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점으로서 (17b)는 승실내부하가 예컨데, 정격부하의 80％ 이상이 될때 폐로되며, (17c)은 예컨데, 20％ 미만이 될때 폐로 된다.

(17d)는 하강운전시에 작동하는 하강운전 릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점, (17e)는 상승 운전릴레이(도시하지 않았음)의 상개접점, (17f)는 승실내의 부하와 승실의 운전방향에 의해 전동기(11)의 부하가 부극성이고, 그 크기가 소정치를 초과하는 것을 검출하는 출력제한릴레이, (17fa)는 출력제한릴레이(17f)의 상개접점이다.

그런데, 승실(14)이 정격부하의 20％ 이상 80％ 미만의 부하상태에 있다면 접점(17b) 및 접점(17c)는 모두 개방되어 있어 출력제한릴레이(17f)는 작동하지 않으며, 접점(17fa)는 개방된다.

전동기(11)가 작동하게 되면, 속도계용 발전기(16)는 속도신호(vt)를 발하며, 감산기(2)의 단자(102)(100)사이에 입력된다. 또 속도지령신호 vp는 동일하게 단자(101)(100)사이에 입력된다. 양신호(vp,vt)는 감산기(2)에서 감산되어 그 차신호(vd)는 증폭기(3)에 입력된다.

승실(14)의 가속초기에는 vp＞vt이므로, 연상증폭기(2e)의 입력이 (＋)로 되어, 포화신호발생회로(5)에 입력된다.

이 입력은 연산증폭기(5h)에서 증폭되며, 그 출력은 (－)로 되어 분배회로(6)에 입력된다.

분배회로(6)의 입력은 (－)이므로 출력은 단자(103)(100)사이에서 나오게 된다.

분배회로(6)의 출력은 역행측 점호제어회로(8)를 동작시켜 역행측 사이리스터장치(7)을 점호제어하게되며, 교류전압이 위상제어되어 전등기(11)에 인가된다.

이와같이 하여, 위의 차신호(vd)에 따라서 사이리스터가 제어되며, 전등기(11)의 인가전압은 점차로 높아지고, 전등기(11)는 가속되며, 활차(12)를 통하여 승실(14)이 가속된다. 가속도중에 접점(5i)이 폐로되면, 증폭기(3)의 출력에 관계없이 역행측 사이리스터장치(7)는 전점호되며, 가속종료시까지 전동기(11)에는 정격전압이 인가된다.

다음에 승실(14)이 정격부하의 80％ 이상의 부하상태에서 하강 운전되어 있는 경우(이것을 전부하 하강시한다) 또는 정격부하의 20％ 미만의 부하상태에서 상승운전되어 있을 경우(이것을 무부하상승시라한다)에는 접점(17b)(17d) 또는 접점(17c)(17e)는 폐로되므로 이들의 회를 통하여 출력제한릴레이(17f)는 작동되며, 접점(17fa)은 폐로 된다.

접점(17fa)이 폐로되면, 기술한바와같이 포화신호발생회로(5)의 출력은 제한되며, 이로 말미아마 역행측 사이리스터(7)의 점호각은 제한되며, 전동기 토오크는 제7도의 곡선(21)에 따르게 되며, 승실(14)의 탑승감은 제6c도의 곡선(22)에 표시한 바와 같이 원활하게 되며, 가속종료시의 탑승감을 개선할 수 있다.

그리고 곡선(23)은 전동기(11)에 정격전압을 인가할 경우를 표시한 것이다.

즉, 전동기(11)의 부하가 정극성인 경우는 전동기(11)의 가속종료시까지 정격전압을 인가하며, 부극성의 경우는 인가전압을 제한하도록 한 것이다.

승실(14)이 감속 개시점에 달하면, 분배회로(6)의 출력은 (104)(100) 사이에서 발생한다.

이것에 의해 제동측 점호제어회로(10)는 제어되어 제동측 사이리스터장치(9)는 제어되며, 전동기(11)는 직류 제동된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 엘리베이터의 승실의 구동하는 유도전동기가 가속중에 있을때 속도지령신호와 속도신호의 차신호가 소정치보다도 낮을때, 또는 유도전동기의 부하가 부극성의 경우에, 가속중의 전동기의 인가전압을 제한하여, 전동기토오크의 변화를 원활하게 함으로써, 가속종료시에 있어서의 승실의 탑승감을 양호하게 할수 있다.

Claims (1)

1. 승실을 구동시키는 유도전동기(11)에 그 속도에 대응하는 속도신호(vt)와 속도지령신호(vp)와의 차신호(vd)에 따라 전압을 인가함으로써 유도전동기(11)를 가속시키고, 가속종료후는 유도전동기(11)에 정격전압을 인간하는 장치에 있어서, 가속중 차신호(vd)가 소정치보다 낮을때 동작하는 검출회로(4) 도는 부극성부하 검출회로(17)를 구비하고 이 검출회로의 동작에 의해 유도전동기(11)의 인가전압을 제한하도록함을 특징으로한 엘리베이터의 속도제어장치.

Images