KR900001961B1 - 엘리베이터의 속도 제어장치 - Google Patents

엘리베이터의 속도 제어장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터의 속도 제어장치
제1도는 본 발명의 한 실시예를 보인 블럭도.
제2도는 이 실시예의 작용을 설명하기위한 플로챠트.
제3도는 이 실시예의 연산부의 전체적인 작용을 설명하기 위한 기능블럭도.
제4도는 다른 실시예를 설명하기 위한 플로챠트.
제5도는 종래 장치의 구성을 보인 블럭도이다.
본 발명은 유도전동기에 펄스폭 변조된 교류전류를 공급하여 엘리베이터카(이하 카로 약칭함)를 구동하는 엘리베이터의 속도제어장치에 관한 것이다.
제5도는 예로서 일본국 특개소 56-123795호 공보에 개시된 종래의 속도제어장치의 구성을 카의 구동계와 합해서 나타낸 블럭도이다.
이 도면에서, 3상 교류전원(1)의 교류는 콘버터(2)에 의하여 정류되고, 이 정류출력은 콘덴서(3)로 평활함해서 나타낸 블럭도이다.
이 도면에서, 3상 교류전원(1)의 교류는 콘버터(2)에 의하여 정류되고, 이 정류출력은 콘덴서(3)로 평활된 다음 인버터(4)에 의하여 펄스폭변조된 교류가 유도전동기(5)에 가해진다.
이 유도전동기(5)에는 회전계 발전기(廻轉計發電機)등의 속도검출기(6)와 권상기의 활차(7)가 직결되고, 또 활차(7)에 감겨진 메인로프의 일단부에 카(9)가, 그리고 타단부에는 균형추(10)가 각각 결합되어있다.
또, 카를 적절한 속도로 구동시키기위한 기준으로서의 속도지령발생장치(11)의 속도지령(S11)과 상기 속도 검출기(6)의 속도검출신호(S6)가 마이크로컴퓨터(20)에 입력되고 여기서 유도전동기(5)를 벡터제어하도록 슬립(slip)주파수지령 및 1차전류지령을 연산함과 동시에 유도전동기(5)의 순간 전류지령(S20)을 구하고, 상기 인버터(4)의 출력을 검출하는 전류검출기(12)의 전류검출신호(S12)와 더불어 펄스폭변조회로(이하 PWM 회로라고 한다)(13)에 가한다.
이 PWM 회로(13)에서는 순간전류지령(S20)과 전류검출신호(S12)와의 편차를 연산하고, 이 편차를 영으로 하는 펄스폭 변조신호를 만들어서 베이스드라이브회로(14)에 가한다.
이 베이스드라이브회로(14)에서는 펄스폭변조신호에 따라 인버터(4)를 구성하는 트랜지스터의 베이스신호를 만들어 이 트랜지스터의 ON 시간을 제어한다.
또, 마이크로컴퓨터(20)는 속도지령(S11) 및 속도검출신호(S6)을 포함하는 인터페이스회로(21) 및 (22)와 마이크로프로세서(23)와, 이 마이크로프로세서의 데이터 및 프로그램을 기억하는 ROM(24) 및 RAM(25)과, 디지털량을 아날로그량으로 변환하여 출력하는 D/A 변환기(26)로 구성되어있다.
제5도에 표시된 제어회로에서는 유도전동기(5)를 슬립주파수 제어하므로 마이크로컴퓨터(20)는 다음 식의 연산을 행한다.
Figure kpo00001
단, I1: 1차 전류치, IM: 2차 여자전류, L2: 2차 인덕턴스, R2: 2차 저항이다.
그런데, (1)식 중의 2차저항 R2는 유도전동기의 주위온도 및 회전자의 온도에 따라 당연히 서로 다른것이 될것이며, 예를들면, 다음식에서 보이는 관계로 변환한다.
Figure kpo00002
단, R2: 온도 t에 있어서의 2차저항, R20: to에 있어서의 2차저항이다.
그러나, 제5도에 보인 종래의 속도제어장치에 있어서는, 이 2차저항으로서 일정치를 사용하였으므로, 회전자의 온도상승에 의하여 2차저항치가 큰 상황에서는 유도전동기에 과전압을 일으키고, 반대로 온도가 낮아 2차저항치가 작은 상황에서는 유도전동기의 전압이 저하하여 토크부족을 일으키는 등 결점이 있었다.
본 발명은 상기 결점을 제거함을 목적으로 한것이며, 유도전동기의 주위온도를 검출하는 온도검출기를 설치함과 아울러 마이크로컴퓨터를 사용한 연산부에 의하여 회전자의 온도상승분을 구하고, 이 온도상승분 및 상기 온도검출기의 온도검출신호를 사용하여 회전자의 저항치를 구하는 기능을 부가하고, 온도가 보상된 저항치를 사용하여 최적한 순간 전류지령을 구하고, 이에 의하여 유도전동기의 과전압 및 토크부족을 해소할 수 있는 엘리베이터의 속도제어장치를 제안하는 것이다.
제1도는 본 발명의 한 실시예의 구성을 나타낸 블럭도이며, 제5도와 동일부호를 붙인 것은 각각 동일요소를 나타내고 있다.
그리고, 유도전동기(5)의 주위온도, 가령 기계실의 온도를 검출하는 온도검출기(15)와, 이 온도검출기(15)의 온도검출신호를 마이크로프로세서(23)에 입력시키는 인터페이스(27)를 부가한 점이 제5도와 하드웨어상 다르다.
상기와 같이 구성된 본 실시예의 작용을, 새로운 요소를 부가시킨점을 중심으로하여 제2도의 플로차트 및 제3도의 기능블럭도를 참조하면서 아래에 설명한다.
지금, 1차로 환산(換算)한 2차전류, 즉 회전자전류를 I2로 하였을때 회전자의 발열량 Pw는 다음 식으로 산출된다.
Figure kpo00003
단 m : 1차측의 상수(相數), r : 1차측으로 환산한 2차저항이다.
따라서, 회전자의 열시정수(熱時定數)를 T, 방열저항을 Rc로 하면 회전자의 온도상승 △θr은 다음 식으로 구할수 있다.
Figure kpo00004
또, 기계실의 온도변화가 비교적 완만함을 생각하면 회전자의 온도 θr은
Figure kpo00005
로 구할수 있다.
단, θa는 기계실의 온도이다. 제2도는 마이크로컴퓨터(20a)에 있어서, 회전자의 저항치를 산출하는 수순의 한 예를 나타낸 것이며, 처음에 상기(3)식의 연산을 하여 회전자의 발열량 Pw를 구하고(S101), 다음에 상기(4)식의 차분(差分)방정식에 따라서 회전자의 온도상승을 구한다(S102).
또, 상기 (5)식의 연산을 하여 회전자의 온도를 구한뒤 상기(2)식을 사용하여 회전자의 저항치 R2를 연산한다(S103,S104).
그리하여 이 저항치 R2는 유도전동기의 주위온도 및 이 유도전동기에 공급되는 전류에 의한 온도상승분을 보상한것에 불과하다. 제3도는 이 저항치를 사용하여 유도전동기의 순간전류지령을 구하는 기능블럭도이다.
이 도면에 있어서 속도검출기(6)의 속도검출신호(11)의 속도지령(S11)과의 편차분에 PI(비례, 적분)연산블럭(31)에서 PI제어연산되며 소요의 토크에 상당한 토크전류 IT를 얻는 토크전류지령(S31)을 구한다. 다음에는, 토크전류지령(S31)에 의하여 1차블럭(32)에서는 다음식의 연산을 하여 1차전류지령을 (S32)을 구한다.
Figure kpo00006
단, IM은 여자전류성분이다.
또, 슬립주파수블럭(33)에서는 토크전류지령(S31)과, 제2도를 사용하여 설명한 회전자의 저항치 R2로부터 다음식의 연산에 의하여 슬립주파수지령(S33)을 구한다.
Figure kpo00007
다음에, 슬립주차수지령(S33)은 속도검출기(6)의 속도검출신호(S6)가 가산되고, 적분블럭(34)에 의하여 출력주파수의 위상각지령(S34)에 구해진다.
이어서, 이 위상각지령(S34)는 정현파연산블럭(35)에서 정현파연산이 행해지며, 그 정현치지령(S35)과 상기 1차전류지령(S32)이 곱셈블럭(36)으로 곱셈 되고, 제1도에 보인 D/A 변환기(26)를 거쳐서 순간전류지령(S20)이 마이크로컴퓨터(20a)로부터 출력된다.
이리하여, 회전자의 저항치를 보정함으로써, 최적한 순서전류지령이 구해지며, 유도전동기(5)의 과전압 및 토크부족이 해소된다.
다음에, 제4도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 처리단계(S203)~(S206)는 제2도에서 보인 처리단계(S101)~(S104)와 아주 같으며, 그 전단(前段)에 방열저항 Rc 및 열시정수 T를 구하는 단계를 부가하고 있다. 이것은 자기 통풍형의 유도전동기를 사용한 때, 회전수에 따라서 방열저항 Rc 및 열시정수 T가 변화하는 것에 대응시킨것이다. 즉, 엘리베이터처럼 가동할 때마다 운전속도가 변화하는 것에 있어서는 평균적인 운전패턴으로부터 구해지는 값을 사용하면, 온도의 연산과정에서 오차가 커지므로, 특히 자기 통풍형의 유도전동기의 경우 회전수 N에 대응하여 방열저항 Rc를 다음식
Figure kpo00008
로 구하고, 이어서 이 방열저항 Rc에서 열시정수 T를 다음식
Figure kpo00009
로서 구해서 회전자의 온도를 보다 높은 정밀도로 연산하고 있다. 이리하여, 제1도 내지 제3도를 사용하여 설명한 실시예보다도, 정밀도가 높은 순간전류지령을 얻을 수 있다.
또, 상기 실시예에서는 마이크로컴퓨터를 사용하여 순간전류지령을 구하고 있으나, 상술한대로의 연산조작을 행하는 것이라면, 1차전류지령과 슬립주파수지령을 구하여 양자를 곱함으로써 순간전류지령을 구하는 전류지령연산부와, 이 순간전류지령을 사용하여 회전자의 온도상승분을 구하고, 이 온도상승분 및 온도검출신호를 사용하여 회전자의 저항치를 산출하는 저항치 연산부가 있으면된다.
이상 설명에서 분명히 알수 있는 것과 같이, 본 발명에 의하면, 유도전동기의 주위온도를 검출하는 온도검출기와, 이 온도검출기의 온도검출신호 및 순간전류지령을 사용하여 회전자의 저항치를 산출하는 저항치연산부를 갖추고 있으므로 유도전동기의 주위의 온도변화분 및 회전자의 온도상승분의 두가지를 가미하여 최적한 온도보상이 행해지고, 이에 의하여 유도 전동기의 과전압이나 토크부족 등을 확실히 방지할 수가 있다.

Claims (3)

  1. 엘리베이터카를 구동하는 유도전동기에 교류전류를 공급하는 인버터와, 상기 유도전동기의 속도지령, 속도검출신호 및 상기 유도전동기의 회전자의 저항치신호를 사용하여 연산을 행하고, 상기 유도전동기의 순시 전류지령을 구하는 전류지령연산부와, 이 전류지령연산부의 순시전류지령 및 상기 인버터의 출력전류검출신호를 사용하여 상기 인버터를 펄스폭 변조제어하는 펄스폭변조회로를 갖춘 엘리베이터의 속도제어장치에 있어서, 상기 유도전동기의 주위온도를 검출하는 온도검출기와, 상기 온도검출기의 온도검출신호를 사용하여 상기 회전자의 저항치를 산출하고, 상기 순시전류지령의 연산을 위하여 상기 전류지령연산부에 상기 산출한 저항치를 공급하는 저항치 연산부를 갖춘 엘리베이터의 속도제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도검출기는 상기 전동기가 설치되어 있는 기계실의 온도를 검출하는 엘리베이터의 속도제어장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류지령연산부는 상기 유도전동기의 속도지령 및 속도검출신호에 따라 상기 유도전동기의 소요토크에 상당한 토크전류지령 및 1차 전류지령을 구함과 아울러, 이 토크전류지령 및 상기 유도전동기의 회전자의 저항치신호를 사용하여 슬립주파수지령을 구하고, 이 슬립주파수지령, 상기 속도검출신호 및 1차전류지령을 사용하여 상기 유도전동기의 순시전류지령을 구하는 엘리베이터의 속도제어장치.
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