KR900000172B1

KR900000172B1 - 엘리베이터의 제어장치

Info

Publication number: KR900000172B1
Application number: KR1019850001948A
Authority: KR
Inventors: 오까 다까시 기다; 에이끼 와따나뻬
Original assignee: 미쓰비시전기주식회사; 카다야마 히도하지로
Priority date: 1984-10-05
Filing date: 1984-10-05
Publication date: 1990-01-23
Also published as: US4678063A; GB2167252B; CN85106646A; SG85888G; GB8524115D0; GB2167252A; CN1005910B; JPS6188774A; KR860003156A

Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터의 제어장치

제1도-제3도는 본 발명의 한 실시예를 나타내며, 제1도는 전체구성도.

제2도는 회로구성도, 제3도는 프로그램의 프로세스도이다.

제4도 및 제5도는 종래의 엘리베이터의 제어장치의 회로구성도이다.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 콘버터 2 : 평활콘덴서

3 : 인버터 4 : 3상 유도전동기

5 : 권상기 6 : 제동기

7 : 메인로프 8, 9 : 균형추

10 : 속도계 11 : 변류기

12 : 제어장치 13 : 저항기

14 : 트랜지스터

본 발명은 가변전압, 가변주파수제어(이하 VVVF 제어라 한다)를 사용한 엘리베이터의 제어장치에 관하여, 특히 엘리베이터의 회생전력의 처리에 관한 것이다. 제4도는 종래의 엘리베이터의 제어장치를 나타낸 것이다. 이 도면에서 (1)은 3상 교류전원 R.S.T의 교류를 직류로 변환하는 다이오드로 된 콘버터, (2)는 콘버터 (1)의 직류 측에 접속된 평활콘덴서, (3)은 역시 콘버터(1)의 직류측에 접속된 주지의 PWM 방식의 인버터이며, 이 실시예에서는 트랜지스터(3a)와 다이오드(3b)로 구성되며, 일정한 직류전압을 펄스폭 제어하여 가변 전압·가변주파수의 교류전압으로 변환한다. (4)는 인버터 (3)에 접속된 3상유도전동기, (5)는 축 (4a)을 거쳐서 전동기(4)에 결합된 권상기, (6)은 이 권상기(5)를 제동시키는 제동기, (7)은 권상기(5)에 감긴 메인 로프, (8),(9)는 각 메인로트(7)에 결합된 엘리베이터(이하 카라고 약칭함) 및 균형추, (10)은 속도계, (11)은 전동기(4)의 전류를 검출하는 변류기, (12)는 속도계(10) 및 변류기(11)의 신호가 입력되어 인버터(3)의 출력전압 및 출력주파수를 제어하는 제어장치, (13)은 진동기(4)의 회생전력을 소비하는 저항기, (14)는 저항기(13)을 ON, OFF 제어하는 트랜지스터, (15)는 평활콘덴서(2)의 양단전압을 검출기(15a)로 검출하여 미리 정해진 소정치를 넘을 때 작동하여 트랜지스터(14)를 도통시키는 회생전력 검출수단이며, 종래 과전압 검출장치가 사용되어 전력이 회생된때 작동하는 것이다. 이 같은 장치와 유사한 것이 일본국 특개소 59-163276호에도 제시되어 있다. 다음에 제4도에 나타낸 제어장치의 작동에 관하여 설명한다. 엘리베이터에서는 승객을 포함한 카(8)쪽의 중량과 균형추(9)쪽의 중량 및 운전방향에 따라 역행(力行)이든 회생이든 결정된다. 즉, 카(8)에 정원에 상당한 하중이 실려서 상승할 경우, 전동기(4)는 역행이 된다. 역행의 경우는 콘버터(1)에서 전력은 공급되며 과전압검출장치(15)가 작동하는 일은 없다. 반대로 하강할 경우는 회생된다. 콘버터(1)는 다이오드로 구성되어 있으므로 이 회생전력을 전원 R.S.T로 반환할 수는 없다. 이 때문에 회생전력이 발생한때는 평활콘덴서(2)의 양단의 전압이 상승하여 과전압 검출장치(15)가 작동하여 트랜지스터(14)를 도통시킨다. 이 도통에 의하여 회생전력이 저항기(13)에서 소비된다. 이같이 소비되므로 카(8)는 과속도가 되는 일은 없으며, 소정의 속도로 운전되는 것이다. 그러나, 저항기(13)은 통상 전동기(4)등이 놓인 기계실(도면에는 없음)에 설치된다. 이 때문에 저항기(13)에서 소비된 열은 기계실의 온도를 상승시키는 결과가 된다. 전동기(4)의 용량이 비교적 적은 때는 그다지 문제가 되지 않지만 카(8)의 속도가 빨라지든지 적재용량이 많아지면 전동기(4)의 용량도 커진다. 전동기(4)의 용량이 큰 경우는 회생전력도 커져서 기계실의 발연도 높아진다. 이 때문에 기계실은 냉각시키기 위한 냉방용량이 커져서 빌딩전체로 본 경우 에너지의 소비가 많아져 이롭지는 못하다. 또 제5도에 보인 것도 종래 사용되던 것이다. 제5도중 제4도와 같은 부호는 역시 동일부분을 가리키며, (20)은 사이리스터를 사용한 콘버터, (20a)은 이 콘버터(20)를 점호시키는 점호회로, (21)은 회생전력을 전원 R.S.T에로 반환하는 회생용 인버터이며, 사이리스터(21t)가 6개 사용되고 있다. (21a)이 회생용 인버터(21)을 점호시키는 점호회로, (22)는 회생용 인버터(21)의 직류 측에 접속된 리액터이며, 전원 R.S.T가 정전이 되어 콘버터(20)가 출력하지 않게 되었을 때 회생용 콘버터(21)의 보호용으로 사용된다. (23)은 회생용 인버터(21)의 전류(電流)를 확실히 하기 위한 오트트랜스이며, 회생용인버터(21)측의 전압이 전원 R.S.T 전압보다도 약간 높게 되어 있다. 제5도에 보인 엘리베이터의 제어장치에서는 제4도에 보인 것과 마찬가지로 역행시는 과전압 검출장치(15)가 작동하지 않으므로 점호회로(20a)가 작동하여 콘버터(20)에서 전력이 공급된다. 한편 회생시는 과전압 검출장치(15)가 작동하여 점호회로 (20a)를 부작동하고, 대신 점호회로(21a)를 작동시켜서 회생용 인버터(21)를 점호시킨다. 이 점호로 회생전력은 회생용 콘버터(21) 및 오트트랜스(23)를 거쳐서 전원 R.S.T로 반환된다. 제5도에 보인 것은 사이리스터(21t)는 회생전력을 전원 R.S.T측으로 반환시키는데 충분한 용량을 가진 것이 아니면 아니된다. 이 때문에 값이 비싸게 되는 문제점이 있었다. 또다른 종래 기술로서 일본국 특개소 58-154380호 공보(대응 미국출원 470955, 1983-3-1)에는 회생전력의 처리장치가 제시되고 최초의 단계에서는 회생전력을 엘리베이터의 각종 제어장치의 전원으로 사용하고, 이어서 회생전력이 더 커지면 저항에서도 소비시키도록 하여 전력회생용의콘버터를 없앤 것이 제시되고 있다. 그러나 실제로는 상기와 같이 전력회생용 콘버터를 아주 생략해 버리는 것을 적용할 수 없는 일도 있으며, 반드시 충분한 실용성이 있다고는 단언할 수가 없다. 또 UK Patent Application GB 211125A(대응 미국출원 440350, 1982-11-9)에는, 정전시에 회생전력의 이용에 관하여 제시되고 회생전력을 사용하여 엘리베이터의 각종 제어회로를 정전후로 구동시켜 엘리베이터를 가장 가까운 층상에 정지시키도록 한 것이 제시되어 있다. 그러나 , 이러한 장치에 있어서 정상운전상태에 있어서 회생전력은 회생용 콘버터로 처리되고 전원에 반환되도록 되어있기 때문에 제5도에서 설명한대로 값비싼 회생용 콘버터가 필요하게 되는 것이다. 이상과 같이 종래의 엘리베이터의 제어장치에서는 회생전력을 기계실내에서 소비시킬 경우는 실내온도를 과도로 상승시키든지 또는 전원측으로 반환할 경우는 회생용 인버터가 비싸지는 등 문제점이 있었다. 이 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 이룩된 것이며, 회생전력의 일부분을 기계실내에서 소비하여, 기타를 전원측처리가능환하도록 하여 회생전력을 값싼 장치로 처리가능토록 한 것을 목적으로 한 것이다. 이 발명에 관련된 엘리베이터의 제어장치는 교류를 직류로 변환하여, 이 직류를 가변전압 가변주파수의 교류로 변환하며, 엘리베이터의 권상기를 제어하는 제어장치에 있어서, 직류회로에 저항기를 접속하고 권성전동기가 회생전력을 발생한때 이 저항기에서 소비시키고, 이 소비가 소정치를 넘은 때는 상기 회생전력을 전원측으로 반환하는 회생용 인버터를 마련한 것이다. 본 발명에 있어서 엘리베이터의 제어장치는 소정치 이하의 회생전력은 저항기에서 소비하고 소정치를 넘은 회생전력은 회생용 인버터에서 전원측으로 반환된다. 제1도는 본 발명에 의한 엘리베이터의 제어장치의 한 실시예의 전체구성도이다. 이 실시예는 제1도에서 분명하듯이 교류전원 R.S.T에서 공급되는 교류를 콘버터(1)에 의하여 직류로 변환하고 이 직류를 인버터(3)에서 교류로 변환하여 권상전동기(4)를 제어하는 엘리베이터의 제어장치에 있어서 회생전력 검출수단으로 권상전동기(4)가 회생전력을 발생하고 있는 것을 검출하면 이 회생전력을 저항기(13)로 소비시키고, 이 소비전력이 소정치를 넘었을 때 소비전력 검출수단(40)을 작동시켜서 회생용 인버터(30)로 회생전력을 교류전원 R.S.T로 반환시키는 것이다. 제2도 및 제3도는 제1도의 실시예에 사용되는 엘리베이터의 제어장치의 회로구성도이다. 우선 제2도에 있어서 제4도 및 제5도와 같은 부호는 동일부분 및 상당부분을 나타낸다. (30)은 트랜지스터(30t)와, 다이오드(30d)의 역병열 회로가 6조 사용되어서 3상 브리지로 구성된 회생용 인버터, (30a)는 이 회생용인버터(30)의 점호회로, (31)은 저항기(13)에 흐르는 전류를 검출하는 검출기, (32)는 이 검출기(31)의 신호 및 평활콘덴서(2)의 양단전압의 신호를 디지털 신호로 변환하여 조립하는 인푸트포트(이하 I/P 라고 칭한다), (33)은 이 I/P(32)의 신호를 처리하는 마이크로 컴퓨터이며, 중앙 연산처리장치(이하 CPU 이라고 한다) (33u)와, 외부로부터의 데이터나 연산결과를 기억하는 랜덤 액서스메모리(이하 RAM 이라고 한다) (33a)와, 제3도에 보인 프로그램이나 기준치가 기억된 리드온리 메모리(이하 RAM 이라고 한다) (33m)으로부터 이루어진 것이다. (34)는 마이크로컴퓨터(33)의 연산결과에 따라 점호회로(30a)를 작동시키는 아우트포트(이하 O/P라고 한다), (35)는 마찬가지로 트랜지스터(14)를 도통시키는 O/P이다. 다음에 제3도를 바탕삼아 동작을 풀이한다.

(1) 역행운전의 경우

카(8)에 정원에 상당한 하중이 실려서 상승 운전할 경우는 전력이 전원 R.S.T로부터 공급되어 전동기(4)는 역행운전된다. 이 상태로 제3도의 수순(手順) (100)에서 검출기(15a)의 값이 판독되고, 수순(101)으로 이 판독치와 ROM (33m)에 기억된 기준 전압치가 비교된다. 역행운전때는 기준전압치를 넘는 일은 없으므로 "NO"라고 판단되어 수순(102)로 옮아간다. 수순(102)에서는 트랜지스터(14) 및 회생용인버터(30)를 다같이 부도통이 되도록 신호를 보내고, 다시 수순(100)으로 돌아온다. 이 때문에 전력은 저항기(13)에서 소비되지도 않고 또 전원 R.S.T에로 반환되는 일도 없다.

(2) 회생운전의 경우

가령 카(8)가 무부하일지라도 상승운전되는 경우는 회생운전이 된다. 즉, 검출기(15a)의 값이 기준전압치를 넘는다. 이 때문에 수순(101)에서 "YES"가 되어 수순(103)으로 옮아지고 O/P (35)를 거쳐서 트랜지스터 (14)를 도통시킨다. 이 도통에 의하여 전력이 저항기(13)에서 소비된다. 수순(104)에서 검출기(31)의 값이 판독되고 다시 수순(105)에서 이 판독치와 ROM (33m)에 기억되어 있는 기준 소비 전력치가 비교되고 판독치가 이 기준소비전력치를 넘고있지 않으며 "NO"로 판단되어 수순(106)으로 되돌아간다. 넘어있을 경우는 "YES"로 판단되어 수순(106)으로 옮아나간다. 이 수순(106)에서는 O/P (34)를 거쳐서 신호가 보내어져서 점호회로 (30a)가 작동하고 회생용 인버터(30)에 의하여 회생전력을 전원 R.S.T측으로 반환한다. 상기 실시예에 의하면 회생전력의 일부가 저항기(13)에서 소비되므로 전원 R.S.T측으로 반환되는 양이 그 분량만큼 감소한다. 이 감소에 의하여 전원 R.S.T를 구성하는 트랜스(도시에는 없음)의 용량이 감소한다. 특히 자가용 발전기에 의하여 전원 R.S.T를 공급하는 경우 일반적으로 손실이 적고, 또 발전기에 접속되는 부하가 적은 일도 있어서 회생전력의 거의 전부를 발전기의 손실로 소비하지 않으면 안되는 일이 많다. 이 때문에 회생전력을 흡수한다는 조건에서 발전기의 용량이 결정되어 엉뚱하게 큰 발전기를 필요로 하는 일이 종래는 있었는데, 이 발명에 의하면 저항기(13)에서 소비되므로 발전기의 용량을 적게 할 수 있어서 값을 싸게 할 수가 있다. 또 저항기(13)에서 소비하는 분만큼 회생용 인버터(30)로 변환하는 전력이 적어진다. 이 때문에 트랜지스터(30t) 및 다이오드(30d)의 용량이 적어진다. 이 회생용 인버터(30)에서는 6조 트랜지스터(30t) 및 다이오드(30d)가 사용되어 있으므로 이들 6조분이 모두 소용량이되며, 저항기(13)등의 증가 분에 비하여 값싼 정도가 커지는 것이다. 또 제2도에 보인 것은 트랜지스터(30t)가 사용되어 있으므로, 제6도에 나타낸 사이리스터(21t)에 비하여 전압파형의 문란(파형의 요철(凹凸)이 생김)이 없다. 본 발명은 이상 설명한 대로 교류를 직류로 변환하고 이 직류를 가변전압·가변 주파수의 교류로 변환하여 엘리베이터의 권상전동기를 제어하는 엘리베이터의 장치에 있어서 직류회로에 저항기를 접속하고, 권상전동기가 회생전력을 발생한때 이 저항기에서 소비시켜 이 소비량이 소정치를 넘은 때는 회생용 인버터를 작동시켜서 전원측으로 반환하도록 하였으므로 저항기의 발열이 제어되어서 기계실 온도의 이상상승을 막을 수가 있으며, 또 저항기에서 소비되는분 , 회생용 인버터의 용량을 적게 할 수 있어서 값싼 것이 생산되는 효과가 있다.

Claims

전원에서 공급되는 교류를 콘버터로 직류로 변환하고, 이 직류를 인버터로 가변전압·가변주파수의 교류로 변환하여 권상전동기를 제어하는 엘리베이터의 제어장치에 있어서, 상기 권상전동기가 회생전력을 발생하고 있을 때 작동하는 회생전력 검출수단과, 상기 직류회로에 접속되고 상기 회생전력검출수단의 작동에 의하여 상기 회생전력을 소비하는 저항기와, 이 저항기에서의 소비전력이 소정치를 넘은 것을 검출하는 소비전력검출수단과, 이 소비전력 검출수단의 검출신호에 의하여 작동하여 상기 회생전력을 상기 전원측으로 변환하는 회생용 인버터를 설치한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 제어장치.
청구범위 제1항에 있어서, 상기 저항기에서의 소비전력이 소정치를 넘을 때에는 상기 저항기와 상기 회생용 콘버터의 쌍방에 의하여 회생전력이 처리되는 엘리베이터의 제어장치.
청구범위 제1항에 있어서, 상기 회생전력 검출수단과, 상기 소비전력검출 수단에 접속되어 이들 두 검출수단의 출력이 공급되는 처리수단을 지니고 있으며, 이 처리수단은 (a)상기 회생전력검출수단으로부터 회생전력의 발생을 나타내는 출력이 공급되면, 상기 저항기에 회생전력을 공급하여 이로부터 전력소비를 행하게 하고, (b)상기 소비전력 검출수단으로부터 상기 저항기의 소비전력이 과대함을 나타내는 출력이 공급되면 상기 회생용 콘버터를 동작시켜서 이에 따라서 회생전력을 전원으로 반환시키는 엘리베이터의 제어장치.
청구범위 제3항에 있어서, 상기 저항기는 상기 인버터의 직류측 단자사이에 걸쳐서 접속되고, 또 이 저항기와 직렬로 스위칭수단이 접속되어 있으며, 이 스위칭수단은 상기 처리수단에 의하여 도통 제어되는 엘리베이터의 제어장치.
청구범위 제1항에 있어서, 상기 저항기는 상기 인버터의 직류측 단자 사이에 걸쳐서 접속되어 있으며, 또 상기 소비전력 검출수단은 상기 저항기를 지나서 흐르는 전류를 검출함으로써 저항기의 소비전력을 검출하는 엘리베이터의 제어장치.
청구범위 제1항에 있어서, 상기 회생용 콘버터는 다이오드와 트랜지스터와를 역극성으로 병열 접속한 병렬 접속체가 두 개 직렬 접속됨으로써 구성되는 직렬접속체를 전원의 상수(相數)에 맞추어 복수개 병렬 접속하여 구성되어 있는 엘리베이터의 제어장치.