KR840000235B1 - 교류 엘리베이터의 제어시스템 - Google Patents

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Description

교류 엘리베이터의 제어시스템

제1도는 본 발명의 제 1실시에 의한 교류 엘리베이터 제어시스템의 전반적 장치를 나타낸 블럭도.

제2도는 중부하 카 기동시에만 부하보상한 경우의 교류 엘리베이터의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제3도는 경부하가 카 기동시에만 부하보상한 경우의 교류 엘리베이터의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제4도는 경부하 카 기동시뿐만이 아니라 카 착상시에도 부하 보상한 경우의 교류 엘리베이터의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제5도는 중부하 카 기동시뿐만이 아니라 카 착상시에도 부하 보상한 경우의 교류 엘리베이터의 동작을 설명하기 위한 파형도.

제6a도는 중부하 동작의 부하보상 신호발생수단의 실시예를 나타낸 회로도.

제6b도는 제6a도에 나타낸 부하 보상신호 발생수단에서 발생된 출력신호의 파형을 설명하기 위한 파형도.

제7a도는 경부하 동작의 부하보상 신호 발생수단의 실시예를 나타낸 회로도.

제7b도는 제7a도에 나타낸 부하 보상신호 발생수단에서 발생된 출력신호의 파형을 설명하기 위한 파형도.

제8도는 본 발명의 다른 실시예에 의한 엘리베이터카의 구동회로의 변형예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 교류 엘리베이터의 제어시스템에 관한 것이며, 특히 속도 귀환제어계를 구비한 교류 엘리베이터의 제어시스템의 개량에 관한 것이다.

유도전동기가 각종의 공업분야에 이용되고 있는 것은 주지의 사실이지만, 최근에는 다이리스터 응용기술의 급속적인 발전에 의해 유도전동기를 다이리스터와 조합하여 사용하는 일이 많다. 예컨데, 종래의 엘리베이터 시스템의 경우에 있어서, 유도전동기의 통상적으로 엘리베이터의 구동원으로서 사용된다.

그러나, 정밀한 엘리베이터 시스템에 있어서는 직류전동기가 가끔 사용되어 왔는데, 이것은 보다 정밀한 속도제어를 할 수 있었기 때문이다.

최근에는 다이리스터회로와 조합될 경우 유도전동기를 사용함으로써, 매우 정밀한 속도 제어가 가능하였다. 이러한 상황하에서, 이 유도전동기는 종래의 직류전동기를 사용했던 곳에도 점차 응용하여 이용되어왔다

1973년 8월 9일에 고무로(Komuro) 등에 의해 출원되어 1975년 4월 8일에 공고된 미국특허 제3,876,918호에는 엘리베이터를 구동하는 유도전동기와, 엘리베이터의 속도 지령을 발생하는 수단과, 엘리베이터의 실속도는 검출하는 수단과, 상기 지령속도가 실속도보다 클 때 그 속도 편차에 따라 유도전동기에 발생된 전동 토오크를, 속도귀환 경로(a speed feedback path)를 통해 조정하는 전동제어수단과, 상기 실속도가 지령속도보다 클 때, 그 속도편 차에 따라 유도전동기에 발생된 제동 토오크를 속도궤환경로를 통해 조정하는 제동 제어수단과, 엘리베이터카의 소정 위치 또는 0속도(零速度)를 검출할 때, 엘리베이터 운동계를 정지 보존 유지하는 전자(電磁) 브레이크를 구비한 교류 엘리베이터 제어시스템이 개시되어 있다. 그러나 상술한 바와 같은 엘리베이터 제어시스템에 있어서는 다음에 설명하는 바와 같은 결점이 존재하는 것을 알았다. 통상 엘리베이터의 카와 균형추는 로우프를 개재하여 두레박 모양으로 활차에 매달려 있다.

엘리베이터 카의 중량은 카내의 부하 예컨대, 승객의 수에 따라 변동하기 때문에, 카내의 부하를 포함하는 카의 중량은 균형추의 중량과 거의 균형을 이룰 수가 없으며, 그 중량차이에 따른 불균형 부하 상태의 회전토오크가 항상 엘리베이터 운동계에 작용하게 된다. 물론, 균형추의 중량은 무부하인 때 엘리베이터카의 중량보다도 무겁고 소위 전(全) 부하인때 엘리베이터카보다도 가볍게 된다. 예컨대, 기동시에 있어서는 엘리베이터의 속도편차가 어느 예정값에 달할때까지는 전동 토오크제어가 적절하게 행해지지 않게 때문에, 카내의 부하상태에 따른 불균형회전 토오크에 의해 정해진 방향으로 엘리베이터카가 뛰어나와 버리는 현상이 발생한다. 또한, 엘리베이터의 정지동작시에도 다른 결점이 존재한다.

특히, 나중에 본 발명의 가장 적당한 실시예와 관련하여 상세하게 기술하겠지마는, 엘리베이터카가 착상점(着床點)에 가까웠짐에 따라 그 감소도가 점차 감소되어 착상점에서는 감속도가 거의 0이 되도록 속도 제어를 행하지만, 착상점에서 속도가 0이 되지 않을 경우, 전자브레이크로서 강제적으로 정지시켜 속도를 0으로 하기 때문에, 착상점에서 엘리베이터카가 진동하여 탑승자들에게 기분을 나쁘게 하는 현상이 일어난다.

엘리베이터까의 상기 진동발생은, 엘리베이터카가 활차로부터 가요성 로우프에 매달려 있고, 제어되어야 할 토오크는 이 가요성 로우프에 걸려 있는 활차에 가해져 있기 때문이다.

본 발명의 목적은 상술한 선행기술의 결점을 제거하여 엘리베이터카의 향상된 착상정밀도는 물론, 기동시 및 착상시의 탑승기분은 개량한 교류 엘리베이터 제어시스템을 제공하는데 있다.

본 발명의 주된 특징으로 하는바는 속도 지령에 의해 지령된 카의 감속도가 점차 감속되어 착상점 근방에서 유동전동기에 부가적으로 토오크를 발생시키는 부가토오크 발생수단을 설치하는 점에 있다.

본 발명의 그외의 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 다음과 같이 설명하면 더욱 명백하게 될 것이다. 먼저 제1도를 참조하여 본 발명의 가장 적당한 실시예인 교류 엘리베이터 제어시스템의 구성을 설명한다.

도면에 있어서, 1은 3상 교류전원을 나타내는데, 이것은 주접촉기(MC), 엘리베이터카(CA)가 상승운전시에만 ON되는 상접촉기(141), (142), 하강운전시에만 ON되는 하접촉기(151), (152) 전동 토오크발생권선(5)에 전력을 공급하는 접촉기(161), (162)와 예정된 수의 쌍으로 역병렬접속의 다이리스터로 형성된 전압조정회로(3) 등을 거쳐 엘리베이터 구동용 3상 유도전동기(IM)의 전동 토오크발생권선(5)에 전력을 공급한다.

한편 3상 유도전동기(IM)의 제동 토오크발생권선(6)에는 3상교류전원(1)으로부터 상기한 주접촉기(MC), 제어정류회로(4) 및 제동 토오크발생권선(6)에 전력을 공급하는 접촉기(171), (172)를 거쳐 직류 제동전류(IB)가 공급된다.

3상유도전동기(IM)는 출력축을 가지는데, 이 출력축에는 속도발전기(7), 전자 브레이크(8), 감속치차(9) 및 활차(TH)가 접속된다.

로우프(RP)는 활차(TH) 주면을 돌아 두레박 모양으로 매달려져, 이 로우프(RP)의 일단에는 엘리베이터카(CA)가 접속되고, 그 타단에는 균형추(CW)가 접속되어 있다.

다음에 속도 귀환 제어계는 다음과 같이 구성되어 있다.

제1도에서 10은 엘리베이터의 속도 지령 발생수단인데, 이 속도지령 발생수단(10)이 기동 가속시에는, 시간의 함수로서 선형으로 증가하는 속도지령신호를 발생하고, 엘리베이터카(CA)가 소정의 목표점에 정지하는 감속시에는, 목표정지점의 거리함수로서 감소되는 속도지령신호를 발생한다.

상기 속도 지령신호를 발생시키기 위해서 엘리베이터 카(CA)의 위치정보가 필요하다. 결국, 제1도에 도식적으로 나타낸 바와 같이 승강기통로내 엘리베이터카(CA)를 따라 소정수의 자로차단용(磁路遮斷用)의 판부재(P)가 정지하여 설치되어 있는데, 이 판부재(P)는 엘리베이터카(CA)와 대향하는 위치에 있을 때 작동하도록, 엘리베이터카(CA)상에 취부된 리이드 스위치군(91A~91C)에 조합하며 각 정지점과 관련되어 있다. 특히 엘리베이터의 감속 개시점은 리드 스위치(91A)의 작동으로 검출되고, 그후 엘리베이터카(CA)의 위치정보가 리드스위치(91B), (91C)의 연속작동으로 얻어지게 된다. 상기 얻어진 위치정보는 엘리베이터카(CA)를 감속시키기 위해 속도지령을 발생하는 속도지령발생수단(10)에 의해 최대로 이용된다. 그러나 실제로 엘리베이터카(CA)상에 취부된 스위치만으로 감속개시점을 검출하기는 곤란하다. 따라서, 실제 응용에 있어서 상기 위치신호는 비교적 고속 영역에서 그 자체 공지의 플로어 컨트로울러(도시않음)로부터 공급받는 한편, 엘리베이터카상에 취부된 스위치에서 발생된 위치정보신호는 비교적 저속영역(목표 정지점에 가까운 거리영역)에서 감속지령신호를 발생시키기 위해 최대로 이용된다. 또 공지된 방법에서 엘리베이터카의 주행에 따라 발생된 펄스를 계수함으로써 엘리베이터의 위치정보를 얻을 수 있다. 상기 전동 토오크발생권선(5)과 제동 토오크발생권선(6)은 각각 소수의 극(pole)의 유도전동기와 다수극의 유도전동기를 상호 기계적으로 접속된 출력축과 조합함으로써 대체될 수 있다.

그리고 속도 지령발생수단(10)으로부터의 속도지령 또는 제어신호(ES)출력은 제어기(11)내에 설치된 비교기(111)의 입력측에 인가된다. 한편 속도발전기(7)로 부터 발생된 출력신호(EP)는, 속도지령신호(ES)와 자동적으로 비교기(111)의 다른 입력측에 인가된다.

후술하는 비교기(111)의 제3의 입력에 공급되는 보상신호(EL₁)리 지금 고려하지 않는다면, 비교기(111)는 EP<ES일 때 출력신호를 발생하고, 이 출력신호는 속도편자(ES-EP)에 비례한 것이 되어 이상기(移相器)(112)에 인가된다. 공지의 방법으로 속도 편차신호에 따른 이상기(112)에 의해 전압조정회로(3)의 다이리스터의 위상 제어를 통하여, 상기 속도편차(ES-EP)에 대응하는 전류(IM)를 유도전동기(IM)의 전동토오크 발생권선(5)을 통해 흐르게 함으로써, 엘리베이터카(CA)의 실속도가 지령속도보다 작은 경우에는 전동토오크를 발생시켜 엘리베이터카의 실속도가 지령속도를 따라가게 하는 것이다. 상기한 방법에서, 이 전압조정회로(3)와 제어기(11)는 전동제어수단을 구성하고 있다.

한편 속도발전기(7)로부터의 출력신호(EP)는, 제어기(12)내에 설치된 비교기(121)의 입력측에도 인가되고, 속도지령 발생수단(10)으로부터의 속도지령신호(ES) 출력은 실속도신호(EP)에 차동적으로 비교기(121)의 다른 입력에 인가된다. 후술하는 비교기(121)의 제3입력에 인가되는 보상신호(EL₂)를 고려하지 않는다면, 이 비교기(121)는 EP>ES인 때 출력을 발생하고, 이 출력신호는 속도편자(EP-ES)에 비례한 것이 되어 이상기(122)에 인가된다.

공지된 방법으로 이상기(122)에 의해 제어정류회로(4)의 다이리스터의 위상제어를 통하여, 속도편차에 대응하는 직류제동전류(IB)를 유도전동기(IM)의 제동토오크 발생권선(6)을 통해 흐르게 함으로써, 엘리베이터카(CA)의 실속도가 지령속도보다 큰 경우에는 제동토오크를 발생시켜 엘리베이터카의 실속도가 지령속도를 따라가게 하는 것이다.

이 제어정류회로(4)와 제어기(12)는 제동제어수단을 구성한다. 상기 속도 궤환제어기를 통한 전동 제어 및 제동제어를 고려하여, 엘리베이터카(CA)의 속도를 기동가속에서 정기감속까지 전속도 영역에 걸쳐 지령속도를 따라가게 함으로써 제어할 수 있다.

한편 엘리베이터의 운전계에는 이미 상술한 바와 같이 엘리베이터카(CA)와 규형추(CW)간의 중량차에 따른 토오크가 엘리벼이터카(CA)상에 작용하고 있다.

특히, 제2도를 참조하며, 감속개시점(t₃)에서 엘리베이터를 타행(惰行) 또는 프리런시켰다고 가정하자, 또한, 엘리베이터카가 중부하 즉, 전부하시 상향이동 및 무부하시 하향이동하는 경우에는 직선분(D₁)을 따라 감속할 수 있는 한편, 엘리베이터카를 경부하 즉, 무부하시 상향이동 및 전부하시 하향이동하는 경우에는 직선분(D₂)에 따라 가속할 수 있는 균형추(CW)를 선정해 보자.

상술한 이외의 상태하에서는 엘리베이터카에 실제로 공급된 부하에 따라 직선(D₁), (D₂)간에 정해진 속도 영역에서 가속 또는 감속되는 경향을 가진다. 엘리베이터카의 상기실행은 이후 프리런 특성으로 언급될 것이다.

제2도는 시점(t₃)에서 감속되어 의거한 타행시에 있어서의 프리런특성을 설명하고 있으나, 이것은 어느 시점에 있어서도 적용된다.

예를들면, 기동시에 있어서, 발생되는 전동토오크 또는 제동토오크도 없이, 전자 브레이크가 해제된다고 하면 엘리베이터카는 프리런 특성에 따라 타행되는 것은 용이하게 이해될 것이다. 즉, 상술한 바와같이 기동시에 속도편차가 이루어지기 전에, 전자 브레이크(8)가 해제되거나 제거되면, 엘리베이터카(CA)와 균형추(CW)간의 불균형 부하상태로 인해 발생된 회전 토오크에 의해 선정된 방향으로 엘리베이터카가 이동하는 현상이 발생한다. 이것을 방지하기 위해 소위, 부하보상이 행해지는 것이다.

보상신호 발생수단(13)은 엘리베이터카(CA)의 하부에 설치된 부하 검출수단(WD)으로부터 발생된 부하신호(EW)를 발아, 이 부하신호(EW)에 따른 후술하는 보상신호(EL₁), (EL₂)를 선택적으로 발생시키기 위해 설치된다. 상기 발생된 보상신호(EL₁), (EL₂)는 비교기(111), (121)에 각각 인가되어 그 결과, 엘리베이터상의 부하에 따른 전동토오크가 전자 브레이크(8)를 해제하기 전에, 불균형 부하 상태로 인해 발생된 전동토오크를, 보상신호에 응동하여 현재 발생된 전동토오크 또는 제동토오크로서 무효화시키도록 유동전동기(IM)내에서 발생되기 때문에, 이 운동계는 정지 상태로 유지된다(즉, 0속도상태). 그 후 속도편차(ES-EP)가 확립(시점 t₂)되면, 보상신호(EL₁), (EL₂)의 크기는 점점 감소되어 기동시에 있어서의 불균형 부하상태에서 발생된 회전토의크에 의한 원하지 않는 임의 이동은 방지될 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 엘리베이터 제어시스템의 의한 엘리베이터의 운전제어를 제2도~제5도를 참조하여 설명한다. 제2도에서 제5도의 각각에 관해 속도패턴을 나타낸 파형도(a)에 있어서, 시점(t₁)에서 기동지령이 엘리베이터 제어시스템에서 발생될 때, 전자 브레이크는(8)는 해제되어 속도지령신호(ES)가 발생되기 시작한다.

속도발전기(7)로부터 나온 실속도신호(EP)와 상기 속도지령신호(ES)간의 속도편차는 t₂의 시점에서 이루어진다. 엘리베이터카(CA)는 t₂의 시점을 전후하여 기동된다.

시점(t₃)에서는 리드 스위치(91A)가 작동하여 엘리베이터카의 감속을 개시하고, 시점(t₄)에서는 시간함수로서 거의 선형으로 감소되는 속도지령신호의 속도를 점점 감소시타며, 시점(t₅)에서는 엘리베이터 운전계를 정지 보존 유지한다.

제2도~제5도에서 파형도(b)는 전동토오크(TM)의 프로필, 파형도(C)는 제동토오크(TB)의 프로필, 파형도(α)는 총합토오크(TMB=TM+TB)의 프로필, 파형도(e)는 실제로 엘리베이터카(CA)에 인가된 토오크(TT)의 프로필, 파형도(f)에 나타낸 파형(AD)은 엘리베이터카(CA)의 속도변화율을 나타낸다. 상기 파형(AD)의 상부반쪽(+측)은 가속도에 대응하는 반면 하부반쪽(-측)은 감속도에 대응한다.

제2도에 나타난 토오크 프로필과 속도패턴은 엘리베이터카가 중부하의 가정하에서 설명된다. 따라서 기동시에는 제2도의 파형도(b), (d)에서 할 수 있는데, 부가전동토오크는 속도편차(ES-EP)가 이루어질때가 즉, 제6b도에 나타낸 바와같이 시점(t₁)~(t₂)의 시간간격 동안의 보상신호에 의해 유도전동기(IM)내에서 발생된다. 또한, 불균형 부하상태로 인해 발생된 회전토오크가 부가전동토오크에 의해 무효화시킴으로써 기동시에 있어서의 엘리베이터카(CA)가 뛰어나오는 것을 방지하는 것이며, 제2도의 파형도(e)로서 용이하게 이해될 것이다. 보상신호는 t₂의 시점후에 점차 감소된다.

엘리베이터카(CA)가 기동시에 있어서 중부하일 경우, 제2도의 파형도(f)에 나타낸 바와같이 점차 감소 되므로 탑승기분은 보장된다.

특히, 제6b도의 보상신호(EL₁)의 a의 부분은 속도지령신호(ES)에 가산되기 때문에, 속도편차(ES+EL₁-EP)를 0으로 줄이는 제어를 실행하게 된다. 단, 중부하 기동시에 있어서의 이와같은 부하보상방법은 공지라는 것을 단언해 둔다.

한편 경부하시에 있어서, 부하보상이 이루어지지 않는다고 가정하면 회전토오크는 기동시에 전자브레이크(8)를 해제함에 따라 직선분(D₂)의 방향과 평행한 가속방향의 불균형하상태에 의해 회전토오크가 발생되고, 그결과 심지어 전동토오크(TMB)가 유도전동기(IM)에 발생되지 않을 경우 제3e도에 나타난 바와같이, 어떤 크기를 가진 토오크(TT)의 작용에 의해 엘리베이터카(CA)가 갑자기 구동되므로, 엘리베이터카(CA)는 상술한 바와같은 로우프의 존재로 인해 진동이 따르게 된다.

결과적으로, 엘리베이터카(CA)의 가속도(AD)는 경부하 기동시에 있어서 제3f도에 나타낸 바와 같은 방법으로 진동되기 때문에 탑승기분은 감소된다.

이 결점을 개선하기 위해서도 부하보상은 유효하다. 엘리베이터카의 경부하 기동시에 있어서, 부하보상은 본 발명에 근거한 것이다.

이 경우는 중부하시의 부하보상에 있어서 기술한 것과 유사하며 제어기(12)의 비교기(121)에 인가된 보상신호(EL₂) (제7b도)가 유효하게 작용한다.

즉, 부상신호(EL₂)의 a의 부분은 실속도신호(EP)에 가산되어 속도편차(EP+EL₂-ES)를 0으로 하도록 제동토오크가 발생된다.

제4도는 부하보상이 채택되는 경부하시 엘리베이터카의 기동 및 착상시에 발생된 여러 토오크는 물론, 엘리베이터카(CA)의 속도패턴을 나타낸다.

제4도의 파형도(C)에 나타낸 바와같이, 직류제동전류가 시점(t₁)에서 상기 보상신호(EL₂)(제7b도)의 a의 부분에 따라 제동토오크발생권선(6)을 통해 흐르게 하여 부가적인 제동토오크(TB)를 발생시킴으로써 불균형 부하상태의 회전토오크를 무효화시킨다. 엘리베이터카의 속도는, 속도지령신호에 응동하여 증가하기 때문에 보상신호(EL₂)는 시점(t₂)에서 점점 감소되어, 그로인해 직류제동전류는 감소된다. 한편, 전동토오크(TM)는 파형도(b)에서 나타낸 바와같이, 점차 증가하기 때문에 엘리베이터카의 가속도는 제4(f)도에 나타낸 바와같이 진동하지 않고 차츰 증가된다.

다음에 엘리베이터의 정지동작에 관하여 설명한다. 우선, 중부하시에 있어서, 정지 동작시에 부하보상을 행하지 않는 경우의 정지동작을 제2도를 참조하여 설명한다.

지금 시점(t₃)에서 감속을 개시하였다고 하자. 이 경우는 직선분(D₁)에 따라서 프리런 감속하려고 하는 엘리베이터카를, 대응하는 직류제동전류(IB)에 의해 유도전동기(IM)의 제동토오크(TB)를 발생시킴으로써 속도지령신호(ES)에 추종시킨다.

그리고 엘리베이터카가 리이드 스위치(91B)의 동작을 계속하여 정지목표점의 근방의 위치에 도달하면서(시점 t₄), 속도지령신호(ES)에 의해 지령된 감속도는 목표층에 원활하게 도달하기 위해 0의 속도로 점차 감소된다.

결과적으로 시점(t₅)에 가가운 영역에서는, 엘리베이터카의 실속도(EP)는 직선분(D₁)과 동일한 기울기(감속도가 일정함)로 감소되어, 그 결과 목표층상의 카착륙에 의한 직선분(D₁)의 기울기보다 완화되는 엘리베이터카의 감속도를 제어하기는 불가능하다.

즉, 기동시에도 기술한 바와 같이 속도편자(ES-EP)의 값이 양의 값이라 하더라도 어떤 크기로 얻어지지 않으면 전동토오크는 발생되지 않는다.

이 경향은 다음과 같은 이유에 따라서도 더욱 현저하게 나타난다. 엘리베이터카의 기동시 가속도는 가능한 원활해야 한다는 것을 요구한다. 그러나, 이 가속도 제어의 정밀도는 요구되지 않는다. 반대로, 엘리베이터의 감속제어시에는 착상 정밀도에 직접 영향을 미치기 때문에 속도지령에 충실하게 따르지 않으면 안된다. 이때문에, 제동 제어수단은 충분히 큰 이득을 가진 것이라야 될 것이다.

물론 전동 제어수단도 고이득을 가져야 할 것이다. 그러나 제어시스템이 고이득을 가질 경우 제어계의 조정이 대단히 어려운 문제점이 있다.

따라서, 전동 제어수단의 이득을 비교적 낮게 하고 제동 제어수단의 이득을 비교적 높게 설정하는 것이 바람직하다. 이와같은 관점에서, 엘리베이터 운동계의 관성능률(GD²)은 선정되어 프리런 특성이 상술한 곡선(D₁)과 곡선(D₂)간의 한정된 영역에서 이루어지므로, 운동계는 감속제어불능에 대해 보호될 수 있다.

그리고 운동계의 마찰토오크는 속도가 0에 가까워지면, 급격하게 증가하기 때문에, 그만큼 증가한 전동 토오크를 발생하지 않으면 신속하게 감소하여 속도지령(ES)을 따르는데 있어서, 엘리베이터카의 감속도(AD)를 점차 감소시키기는 불가능하다. 그러므로, 제어시스템의 이득과 관성능률(GD²)이 상술한 요구조건에 맞도록 선택되더라도 엘리베이터카의 감속도(AD)는 점차 감소하지 않는 경향을 가지게 된다.

상술한 바와같은 이유에서 제2도의 점선으로 나타낸 엘리베이터의 실속도(EP)는 시점(t₅)에 대응하는 착상점에서 어떤 크기의 감속도(AD)를 가진다. 따라서, 제2a도에 나타낸 바와같이 운전방향 및 속도방향을 시점(t₅)에서 반전한 후, 전자브레이크(8)에 의해 엘리베이터의 운동계를 강제적으로 정지시켜 엘리베이터카의 속도를 0으로 감소시키므로 엘리베이터카(CA)는 진동한다. 다시 말하면, 엘리베이터카(CA)의 감속도(AD)는 제2f도에 나타낸 바와같이 진동이 심해지므로 탑승기분을 저하시키게 된다.

이경우 착상점 근방의 위치에 엘리베이터가 도착하는 시점에서 부가신호(EW)에 따라 발생된 보상신호(EL₁)(제6b도)의 b의 부분을 최대로 이용함으로써 보상을 통해서 상술한 문제들을 해결할 수 있다.

제5도를 참조하면서, 중부하 착상시의 제어동작을 설명하면, 거의 일정한 속도로 감속한 엘리베이터가 리드스위치(91B)를 동작시키는 위치(시점 t₄)에 도달하면, 제5도의 파형도(a)에 나타낸 바와같이 속도지령신호(ES)의 감속도는 점점 감소된다. 동시에 전동토오크(TM)는 제5b도에 나타낸 바와같이 보상신호(EL₁)(제6b도)의 b의 부분을 따라 엘리베이터 부하로 결정되는 최대레벨가지 점차적으로 발생되기 시작한다.

결론적으로 엘리베이터카의 실속도(EP)는, 전동 토오크(TM)에 대응하여 증가된다. 그러나 속도지령신호(ES)에 의해 선정된 레벨을 약간 상회하는 전동토오크의 증가는 제동제어수단을 통해 발생된 제동토오크에 의해 억제되어, 결국 제동토오크(TB)의 감소률은 발생된 전동토오크(T M)의 크기로 감소되므로, 유도전동기(IM)의 총합토오크(TMB)는 파형도(d)에 나타낸 바와같이 변화를 가지게 된다.

이러한 방법으로 엘리베이터의 속도(EP)는, 속도 지령신호(ES)에 충실하게 따라가 착상점(t₅)에서 거의 0속도가 되고, 이 0속도의 검출 또는 리드스위치(91C)의 동작에 의해 전자브레이크(8)을 종작시키면 원활한 착상이 보장된다.

즉, 엘리베이터카(CA)에 작용하는 토오크(TT) 및 카(CA)의 속도변화율 또는 가속도/감속도(AD)는 제5도에 나타난 파형도(f)와 같이 원활하게 감소하므로 전자브레이크(8)가 동작하는 시점(t₅)에서 카(CA)의 가속도/감속도(AD)의 진동이나 파동이 최소로 억제될 수 있다.

경부하시, 특히 직선분(D₂)에 따른 프리런 특성의 경우에 있어서의 정지 또는 착륙 동작도 부하보상을 행하지 않으면 상술한 중부하의 경우와 마찬가지의 결점을 가지게 된다.

제3도를 참조하면, 이 경우는 감속개시 시점(t₃)에 있어서, 직선분(D₂)을 따라 프리런 특성으로 감속하려고 하는 엘리베이터카를, 직류 제동전류(I_B)에 의해 제동 토오크(TB)를 발생시켜, 속도 지령신호(ES)에 엘리베이터카의 실속도(EP)를 따르게 하는 것이다. 엘리베이터카가 정지목표점에 가까워진 시점(t₄)에서, 리드스위치(91B)가 작동하면, 속도지령신호(ES)에 의해 지령된 감속도는 감소되어 카(CA)의 속도는 시점(t₅)인 목표층에서 거의 0으로 된다.

그래서 직류전류에 의해 유도전동기에 발생된 제동토오크는 회전속도가 낮은 영역에서는 거의 유도전동기의 회전수에 비례한다. 따라서, 시점(t₅)에서 가까운 영역에서는 엘리베이터카의 실속도(EP)와 속도지령신호(ES)간의 속도편차가 착륙제어 동안에는 증가한다.

또한, 감속제어시의 제동 제어수단에서는 착상정밀도를 양호하게 하기 위해 이득을 크게 하고 응답속도를 빠르게 하는 것이 좋다. 그러나 너무 커서 속도지령이 충분하게 원활하지 못하면 오히려 탑승기분이 나빠진다. 따라서 이러한 점을 고려하여, 이득이나 응답속도를 선정하기 때문에, 시점(t₅)에 가까운 영역의 속도편차를 적게 하기 위해서만 큰 이득과 빠른 응답속도를 제어수단에 부여하는 것은 비현실적이다.

전동기의 회전수가 적은 영역을 제외하고는 직류제동전류가 일정한 경우 전동기의 회전수에 무관하여 거의 일정한 토오크를 발생시킬 수 있기 때문에 상기 정수의 선정은 상기 영역에서 행해진다.

이와같은 이유에서 제3도에 나타낸 파형도(a) 및 (f)에서와 같이 시점(t₅)에서 엘리베이터 운전계의 속도(EP)는 0으로 되지 않고, 어떤 값을 가지고 있으므로, 전자브레이크(8)의 작동으로 강제적으로 속도 0이 되게 하면 상술한 바와 같이 카(CA)는 다소 진동함으로써 탑승기분을 현저하게 저하시킨다.

이 경우도 부하보상은 유효하게 작용한다.

제4도를 다시 참조하여 설명한다.

거의 일정한 감속도로 감속한 엘리베이터가 시점(t₄)에서 리드스위치(91B)를 동작시키는 위치에 도달하면, 속도지령신호(ES)의 감속도는 점차 감소되기 시작한다.

동시에, 보상신호 발생수단(13)에서 발생된 출력신호(EL₂)(제7b도)의 b의 부분을 제어기(12)의 비교기(121)에 인가하기 때문에, 직류제동전류에 의해 발생된 직류제동토오크(TB)는 원활하게 증가하여 엘리베이터카상의 부하와 일치하는 값을 가지게 된다. 따라서, 유도전동기의 저속도 영역에서 제동제어수단의 이득저하량으로 인한 제동토오크의 감소량은 직류제동전류를 증가시킴으로써 보상될 수 있다.

이때문에 엘리베이터카의 속도(EP)는 속도지령신호(ES)에 충실하게 따라가 착상점(t₅)에서 거의 0속도가 이루어진다. 이 0속도의 검출 또는 리드스위치(91C)의 동작에 의해 전자브레이크(8)을 동작시키면 원활한 착상을 얻을 수 있게 된다. 즉, 엘리베이터카(CA)에 작용하는 토오크(TT) 및 엘리베이터카(CA)의 가속도/감속도(AD)는 부하보상을 통해 원활하게 감소하여 전자브레이크(8)와 동작하는 시점(t₅)에 있어서 가속도/감속도(AD)의 진동을 최소로 억제할 수 있다. 이와같이 하여 경부하시의 엘리베이터 착상정밀도 및 착상시의 탑승기분을 현저하게 향상시킬 수 있다.

제6a도는 제1도의 부하보상신호 발생수단(13)에 포함되는 중부하시 부하보상 신호발생수단의 가장 알맞은 실시에의 회로도이고, 제6b도는 제6a도의 부하보상신호 발생수단으로부터의 출력신호(EL₁)를 시간함수로서 나타낸 그래프이다.

부하검출기(WD)는 엘리베이터카(CA)상의 부하(LW)에 거의 비례하는 출력전압(EW)을 발생한다.

143, 144는 상승시에만 ON되는 상접촉기이다.

153, 154는 하강시에만 ON되는 하접촉기이다.

엘리베이터의 가동시점(t₁)에 있어서, 제1릴레이(도시하지 않음)에 전력이 공급되어 그 메이크 접점(CTD)이 ON하면 상접촉기(143), (144)(또는 하접촉기 153, 154), 아직 전력이 공급되어 있지 않은 제2의 릴레이의 브레이크접점(CTE₁), 저항(R₁) 등에 의해 충전됨으로써 콘덴서(C)의 단자전압은 상승한다. 이때문에 직류전원(EC), 트랜지스터(TR), 저항(R₃)으로 형성된 에미터 플로워회로의 출력전압(EL₁)은 콘덴서(C)의 단자 전압에 비례하여 상승한다.

전압(EL₁)에 최대값은 부하(LW)에 거의 비례한다. 시점(t₂)에 있어서는 제2릴레이 (도시되지 않음)에 전력을 공급하므로 그 브레이크접점(CTE₁)은 개방되어, 메이크접점(CTE₂)가 ON되므로 저항(R₁), 고접점(CTE₂), 아직 저력이 공급되어 있지 않은 제3릴레이 (도시하지 않음)의 브레이크접점(91B_B), 저항(R₄)으로서 형성된 회로에 의해 콘덴서(C)는 방전되기 때문에 출력전압(EL₁)은 감소된다.

시점(t₄)에 있어서 위치검출기(리드릴레이)가 작동되어, 이때문에 제3릴레이에 전력이 공급되어 메이크접점(91B_A)이 ON되면 그와 동시에 제3릴레이의 브레이크접점(91B_B)이 OFF하여 방전회로는 개방된다. 따라서 직류전원(EB), 부하검출기(WD), 상접촉시(143), (144) (또는 하접촉기 153, 154), 저항(R₂), 콘덴서(C)의 폐회로에 의해 콘덴서(C)는 다시 충전된다. 이때문에 전압(EL₁)은 다시 점점 상승한다.

그리고 직류전원(EB)에서 인가된 바이어스 전압은 부하신호(EL₁)의 크기를 조정하기 위해 사용하여 EW-EB>0이라면 상기한 회로동작에 따라서 출력전압(EL₁)(

EW-EB)이 되지만, EW-EB

0에서는 출력신호(EL₁)을 발행하지 않는다. 도면에 나타낸 바와 같이 상승운전에서는 릴레이접점(143), (144)을 ON하고 하강운전에서는 릴레이접점(153), (154)을 ON하면 동시에 50%의 부하에 있어서 EW-EB=0이 되도록 바이어스전압(EB)을 설정하면 상승이나 하강방향운전에 필요로 하는 신호를 얻을 수가 있다. 또한, 상승운전과 하강운전사이의 직류바이어스전압(EB)의 극성을 절환하여 직류바이어스전압(EB)을 0으로 하는 것에 의해 중부하시에만 보하보상제어를 할 수 있다.

제7a도는 제1도의 보상신호 발생수단(13)에 포함되는 경부하시 부하신호 발생수단의 가장 적당한 실시예를 나타낸 회로도이며, 제7b도는 제7a도의 부하보상신호 발생수단으로부터의 시간함수로서 발생되는 출력신호(EL₂)를 나타낸 그래프이다. 도면으로서 알 수 있는 바와같이 제7a도의 부하보상신호 발생수단의 구성은 제7a도의 상접촉기(143), (144)의 위치가 하접촉시(153), (154)의 위치와 교환되어 있는 점 및 제7b도에 나타낸 바와같은 부하보상신호(EL₂)가 제7a도 회로. 부터 발생되는 점을 제외하고는 제6a도의 부하보상신호 발생수단의 구성과 동일하다. 따라서 제7a도 회로의 기능은 설명할 것까지도 없는 것이다.

제8도는 제1도에 나타낸 주회로부의 변형예를 나타낸 것으로서 단일권선형 유도전동기(IM)를 채탁한것이다. 전압 조정회로(3)로서 역병렬 다이리스터(31), (32)를 사용하는 것은, 제1도에 나타낸 것과 마찬가지이지만, 제어정류회로(4)는 절연변압기(Tr)를 통해 2조의 다이리스터로 이루어진 전파정류회로에 의해 구성되어 있다. 유도전동기(IM)의 단일권선에는 전원단락방지용 저항(R)을 거쳐 직류전류(IB)가 공급된다. 이와같이 구성함으로써 단일권선형의 유도전동기(IM)에 대해서도 제1도와 동일한 제어계를 설치함으로써, 본 발명은 실현할 수 있다.

그리고 이상의 실시예에 있어서는 전동 토오크 조정회로로서 역병렬 다이리스터를 사용한 일차전류 제어회로에 관하여 기술하였으나 이것에만 한정되는 것이 아니라 연속적으로 전동토오크를 조정할 수 있는 구성이라면 어떠한 것이라도 채용할 수 있다. 또, 제동토오크로서 직류제동토오크를 채용하는 경우에 관하여 기술하였으나, 예컨대 상접촉기(141), (142)와, 하접촉기(151), (152)를 상호 절환하여 역병렬다이리스터(3)를 위상제어하도록 한 역상(逆相) 제동토오크제어 등 각종 형(型)의 변형이 가능한 것은 말할 것도 없다. 상기한 1실시예에 의하면 기동시의 부하보상을 하는 부하신호수단을 착상제어에 겸용했으므로 부가해야할 부속요소는 매우 적게 된다.

Claims (1)

1. 엘리베이터를 구동하기위한 유도전동기(IM)엘리베이터의 실속도 신호(EP)를 검출하는 속도발전기(7)와, 엘리베이터의 위치를 검출하는 판부재(P) 및 리이드스위치(91A~91C)와, 상기판부재(P) 및 리이드스위치(91A~91C)에 응답하여 속도지령신호(ES)를 발생하는 속도지령발생수단(10) 등을 구비하여, 상기 속도지령신호(ES)는 엘리베이터의 기동 동작시에는 소정의 가속도로써 엘리베이터를 가속하고, 정지 동작시에는 엘리베이터가 목표착상위치에 가까와짐에 따라 감속도를 점차 감소시키도록 구성한 것에 있어서, 상기실속도신호(EP)와 속도지령신호(ES)를 비교하여 그 편차를 출력하는 비교기(121)와, 상기비교기(121)에 응답하여 실속도신호(EP)가 속도지령신호(ES)보다 클 때 그 편차에 따른 제동토오크를 상기 유도전동기(IM)에 발생시키는 제동토오크 제어기(122)와, 상기 착상위치 근방에서 엘리베이터의 부하(LW)에 따른 토오크를 유도전동기(IM)에 부가적으로 발생시키는 보상신호발생수단(13) 등을 구비한 것을 특징으로 하는 교류 엘리베이터의 제어시스템.

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