KR930009957B1 - 일반산업용 모터와 범용 인버터를 갖는 승용vvvf방식 엘리베이터 시스템의 착상 정도 보정장치 - Google Patents

일반산업용 모터와 범용 인버터를 갖는 승용vvvf방식 엘리베이터 시스템의 착상 정도 보정장치 Download PDF

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Abstract

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Description

일반산업용 모터와 범용 인버터를 갖는 승용VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상 정도 보정장치
제 1 도는 일반산업용 모터와 인버터를 갖는 통상의 승용VVF방식 엘리베이터 시스템에 따른 엘리베이터의 운행특성 곡선도.
제 2 도는 범용인버터의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
제 3 도는 제 2 도에 도시된 인버터에 설정된 최적주파수에 의한 엘리베이터의 운행곡선을 설명하는 도면.
제 4 도는 본 발명의 착상정도 보정장치에 사용된 렐레이와 부하스위치의 접속상태를 나타낸 도면.
제 5 도는 제 4 도에 도시된 착상정도 보정장치의 릴레이와 제 2 도의 범용 인버터 단자의 접속상태를 설명하는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정회전운전신호 입력단자 2 : 역회전운전신호 입력단자
2,4,5 : 다단속지령 입력단자 L30,L70 : 릴레이
UP : 상승스위치 DN : 하강스위치.
본 발명은 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도 보정장치에 관한 것으로, 특히 일반산업용 모터와 범용 인버터를 사용하는 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템에 대해 벡터제어식 인버터와 이와 관련된 모터를 사용한 시스템에 비해 월등한 비용절감과, AC 1차 전압제어방식의 시스템에 비해 소비전력절감, 신뢰도향상, 전원설비용량감소 및 승차감 향상등을 실현하도록 된 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도 보정장치에 관한 것이다.
종래에, 엘리베이터의 속도 및 토크제어를 수행하기 위해 그 기동에서 정지시까지 전영역에 걸쳐 그 속도 및 토크를 폐쇄루프(close loop)방식으로 제어하도록 벡터(vector) 제어식 인버터(inverter)와 이와 관련된 모터를 사용한 승용 VVVF(variable voltage variable frequency)방식 엘리베이터 시스템이 제안되어 왔다.
그러나, 이러한 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템에서는 그 시스템에 사용되는 인버터와 모터가 일반산업용 모터와 범용 인버터에 비해 그 가격이 2배 정도로 고가이어서 그 실용성이 저감된다는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템에 대해 상기한 벡터제어식 인버터와 이와 관련된 모터대신에 비교적 저가의 일반산업용 모터와 범용 인버터를 사용할 경우, 그러한 시스템은 개방루푸(open loop) 방식으로 그 속도 및 토크를 제어할 수 밖에 없으므로 엘리베이터의 레벨링(leveling) 속도영역(즉,저주파영역 3.5Hz)에서 속도변동율이 상당히 증대되어 엘리베이터의 착상오차허용치를 +10㎜ 이내로 유지시키기가 어렵고, 게다가 엘리베이터의 착상의 고정도를 유지하기 위해서는 7.5Hz(최소 100%토크 주파수) 이상의 속도에서 기계식 브레이크(break)가 작동되어야 하므로 엘리베이터의 정지시 쇼크가 발생되어 이러한 엘리베이터는 화물용 엘리베이터 밖에는 사용할 수 없다. 다시 말하면, 일반산업용 모터와 범용 인버터를 사용한 종래의 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템에 따르면, 엘리베이터가 제 1 도에 도시된 바와 같이 감속하는 경우 레벨링속도가 부하(load) 변동에 따라 변화하게 되고, 그에 따라 착상오차가 심하기 때문에 100% 토크가 발생될 수 있는 최저주파수 7.5Hz에서 기계식 브레이크가 작동되어 엘리베이터가 정지되어야 하므로 엘리베이터의 정지시 쇼크가 발생되기 때문에 이 방식을 승용 엘리베이터에 적용하는 경우에는 승차감이 열화된다. 한편, 상기 최저주파수 이하로 레벨링이 행해지는 경우 부하변화에 따라 정지위치 및 크리핑(creeping) 거리가 변화되고, 이 경우 45 M/Min. 이상의 속도에서는 엘리베이터에 대한 적용이 불가능하게 된다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 일반산업용 모터와 범용 인버터를 사용하여 부하의 변화에 대해서도 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도를 향상시킴과 더불어 승차감을 향상시킬 수 있는 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도 보정장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제 2 도는 본 발명에 채용된 범용 인버터의 내부단자기능을 설명하기 위해 범용 인버터의 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 이 범용 인버터는 엘리베이터의 정회전운전신호를 입력하기 위한 정회전운전신호입력단자(1)와, 엘리베이터의 역회전운전신호를 입력하기 위한 역회전운전신호입력단자(2)와, 30% 이하의 부하상태에서의 엘리베이터의 상승을 기준으로 설정된 최적주파수, 30%이상-70% 이하 부하에서의 표준 크리핑속도주파수(3.5Hz) 및 30% 이하의 부하시 엘리베이터의 하강을 기준으로 설정된 최적주파수를 각각 입력하기 위한 3개의 다단속지령입력단자(3,4,5)와, 공통단자(COM)를 구비하고 있다.
제 4 도와 제 5 도는 일반산업용 모터와 제 2 도에 도시된 범용 인버터를 갖는 통상의 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템에 대한 본 발명의 착상정도 보정장치의 회로도로서, 제 4 도에 도시된 바와 같이 VVVF방식 엘리베이터 시스템에 대한 본 발명의 착상정도 보정장치는 엘리베이터이 게이지(cage)의 하측에 부착되어 엘리베이터의 30% 이상의 부하에서 차단되는 스위치(B)와 이 스위치(B)의 접속상태(즉, 30% 이하의 부하시)에 구동되는 릴레이(L30), 상기 30% 이하의 부하에서 접속상태를 유지하는 스위치(B)와 병렬접속되어 엘리베이터의 70% 이상의 부하에서 차단되는 스위치(A)와 이 스위치(A)와 이 스위치(A)가 70% 이상의 부하시 접속되는 상태에서 구동되는 릴레이(L70)를 갖추어 구성한다. 또, 제 5 도에 도시된 바와 같이 상기 릴레이(L30,L70)는 각 접점이 제 2 도에 도시된 범용 인버터의 공통단자(COM)와 엘리베이터의 상승스위치(UP) 및 하강스위치(DN)를 개재하여 인버터의 다단속지령입력단자(3,5)에 접속되는 한편 다단속지령입력단자(4)에 접속된다.
이어, 상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 제 2 도에 도시된 인버터는 일반적으로 제 3 도에 도시된 엘리베이터의 운행곡선을 기초로 입력단자(1)에 정회전운전신호가 입력되면 설정된 가속시간 후 엘리베이터가 정격주파수로 운전되도록 하고, 입력단자(3,4,5)중 엘리베이터의 부하상태 및 상승/하강상태에 따라 대응하는 어느 하나의 단자에 감속신호가 입력되면 설정된 감속시간의 경과후 다단속 지령주파수로 엘리베이터가 운전되도록 하며, 다시 입력 단자(1)에 정지신호가 입력되면 설정된 최저출력주파수로 엘리베이터가 운전되도록 하는 한편 그 시점에서 기계식 브레이크를 동작시켜 엘리베이터가 정지하도록 하는 기능을 수행하게 된다. 여기서, 상기 인버터의 각 단자에 인가되는 신호들은 엘리베이터의 부하상태와 상승 또는 하강에 따라 엘리베이터 시스템의 LDS(Landing Control System)의 제어판넬(도시생략)로 부터 인가된다.
제 4 도와 제 5 도를 참조하면, 릴레이(L30)는 30% 이하의 부하에서 온되는 반면 릴레이(L70)는 70%이상의 부하에서 온되고, 이 릴레이(L30,L70)는 엘리베이터의 케이지 하측에 설치된 스위치(A,B)에 의해 감지되는 엘리베이터의 부하상태에 따라 구동된다. 따라서, 제 5 도에 도시된 바와 같이, 부하변화에 따른 이러한 릴레이들(L30,L70)의 온/오프 동작에 의해 인버터의 다단속지령입력단자(4)에는 3.5Hz의 표준 크리핑 속도주파수가 입력되고, 다단속지령입력단자(3)에는 30% 이하의 부하상태에서 상승을 기준으로 설정된 최적주파수가 입력되며, 다단속지령입력단자(5)에는 30% 이하의 부하상태에서의 하강을 기준으로 설정된 최적주파수가 입력된다.
대체로, 엘리베이터는 균형추(도시생략)를 구비하기 때문에 30%이하의 부하에서는 상승시 브레이크동작, 하강시 모터동작을 하게 된다. 엘리베이터에 대해 제공되는 균형추의 무게는 0.5x 정격부하+빈 케이지 무게로 나타낼 수 있다.
따라서, 상기 인버터의 최적주파수는 케이지와 균형추에 서로 무게가 같도록 부하를 싣고(일반적으로 엘리베이터 적재량의 50%) 중간층을 기준으로 해서 같은 거리에서 상승/하강동작을 10회 이상 반복해서 실시하여 상승시와 하강시의 착상오차를 같도록 정해주고, 이와 같이 해서 결정된 각 부하별 인버터의 다단속지령입력단자(3,4,5)에 설정되는 엘리베이터의 상승/하강시 최적주파수 입력상태는 다음과 같다.
이러한 인버터의 다단속지령입력단자(3,4,5)의 최적주파수는 상기한 바와 같은 실험에 의해 기준주파수(단자4)를 먼저 설정하고, 단자(3,5)의 주파수는 같은 비율로 정하여 구한다.
따라서, 본 발명의 착상정도 보정장치에 의해 다단속지령을 제공하는 엘리베이터의 운행을 제어하는 범용 인버터에 대해서는 각 단자의 주파수를 최적상태로 설정 가능하게 됨과 더불어 부하변화에 따라 착상정도가 보정되므로 엘리베이터의 정밀한 착상정도가 유지될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 일반산업용 모터와 범용 인버터를 사용하는 통상의 승용VVVF방식 엘리베이터 시스템에 본 발명의 착상정도 보정장치를 적용하면, 이 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템은 기존의 벡터제어식 인버터와 이와 관련된 모터를 사용한 시스템에 비해 월등한 비용절감과, AC 1차 전압제어방식의 시스템에 비해 소비전력 절감, 신뢰도 향상, 전원설비용량감소 및 승차감향상등을 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 착상정도 보정장치에 따르면, 부하변화에 따라서 착상정도가 보정되므로 엘리베이터의 정밀한 착상정도가 유지될 수 있다.

Claims (2)

  1. 정회전운전신호입력단자(1), 역회전운전신호입력단자(2), 3개의 다단속지령입력단자(3,4,5) 및 공통단자(COM)를 구비한 범용 인버터와 이와 관련된 일반산업용 모터를 갖는 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도 보정장치에 있어서, 상호 병렬로 접속된 상승스위치(UP) 및 하강스위치(DN)와, 일단이 상기 범용인버터의 공통단자(COM)에 접속되고 30% 이하의 부하에서 온(ON)되는 릴레이(L30)와, 일단이 상기 릴레이(L30)의 타단에 직렬로 접속됨과 아울러 타단이 상기 상승스위치 및 하강스위치를 개재하여 상기 범용인버터의 다단속지령입력단자(3,5)에 접속되는 한편 상기 다단속지령입력단자(4)에는 직접 접속되며 70%이상의 부하에서 온(ON)되는 릴레이(L70)와, 상기 릴레이(L30)에 접속되어 이 릴레이(L30)를 30%이하의 부하에서 온시키는 부하스위치(A)와, 상기 릴레이(L70)에 접속되어 이 릴레이(L70)를 70%이상의 부하에서 온시키는 부하스위치(B)를 구비하여, 부하변화에 따른 상기 릴레이(L30,L70)의 온/오프 동작에 따라 착상정도를 보정하여 엘리베이터의 정밀한 착상정도를 유지시키는 것을 특징으로하는 일반산업용 모터와 범용 인버터를 갖는 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도 보정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 범용 인버터의 3개의 다단속지령입력단자(3,4,5)에는 엘리베이터의 30%부하상태에서의 상승을 기준으로 설정된 최적주파수, 30%이상-70%이하 부하에서의 표준 크리핑속도주파수(3.5Hz) 및 30% 부하상태에서의 하강을 기준으로 최적주파수가 설정된 것을 특징으로하는 일반산업용 모터와 범용 인버터를 갖는 승용 VVVF방식 엘리베이터 시스템의 착상정도 보정장치.
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