KR960013295B1

KR960013295B1 - 엘리베이터의 정전운전 장치

Info

Publication number: KR960013295B1
Application number: KR1019930008308A
Authority: KR
Inventors: 안종건
Original assignee: 엘지산전 주식회사; 이희종
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1996-10-02

Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터의 정전운전 장치

제1도는 일반적인 엘리베이터의 블록도.

제2도는 본 발명 엘리베이터의 정전운전 장치에 대한 블록도.

제3도는 제2도에서 제어부의 상세 블록도.

제4도는 (a)는 토오크 지령의 예시도이고,

(b)는 속도지령의 예시도.

제5도는 본 발명의 신호 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 컨버터 120 : 인버터

130 : 전류검출소자 140 : 모터

150A : 브레이크 코일 150B : 브레이크

160 : 제어부 161 : 속도지령 발생부

162 : 감산기 163 : 속도제어기

164 : 전류제어부 170 : 베이스 구동부

180 : 케이지 190 : 부하검출기

200 : 로터리 엔코더 210 : 카운터 웨이트

220 : 스위치

본 발명은 엘리베이터의 정전운전 기술에 관한 것으로, 특히 승객을 싣고 운행하는 도중 정전이 발생될 때 외부로부터 별도의 전원을 공급받지 않는 상태에서 자체적으로 희생운전을 수행하여 승객이 안전하게 내릴 수 있는 위치로 이동시키는데 적당하도록 한 엘리베이터의 정전운전 장치에 관한 것이다.

제1도는 일반적인 엘리베이터의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 3상입력 교류전원(V_in)을 직류로 변환하는 컨버터(1) 및 그 직류전원을 평활시키는 콘덴서(C₁)와, 상기 컨버터(1)로부터 직류전원을 공급받아 모터(4)의 구동전원을 생성하는 인버터(2)와, 브레이크 코일(5A)이 구동되지 않을 때 상기 모터(4)의 회전을 억제하는 브레이크(5)와, 상기 3상입력 교류전원(V_in)의 레벨을 시스템에서 필요로 하는 수준으로 변환시키는 트랜스(6)와, 상기 트랜스(6)의 일측 출력전원을 정류하여 이를 상기 브레이크 코일(5A)에 공급하는 정류기(7)와, 상기 트랜스(6)의 타측 출력전원을 체크하여 정전으로 판단되면 상기 인버터(2)에 게이트 구동전원을 공급하는 베이스 구동부(9)에 인버터 출력 차단신호를 출력함과 아울러, 상기 정류기(7)와 브레이크 코일(5A)의 사이에 접속된 스위치(14)에 제어신호를 출력하여 그 스위치(14)를 개방시키는 제어부(8)로 구성된 것으로, 여기서, 미설명된 부호 3은 전류검출소자, 10은 케이지, 11은 로터리 엔코더, 12는 카운터 웨이트, 13은 부하 검출기이며, 이와 같이 구성된 종래 엘리베이터의 작용을 설명하면 다음과 같다.

3상입력 교류전원(V_in)이 컨버터(1)를 통해 정류된 다음, 콘덴서(C₁)에 의해 평활되어 인버터(2)의 입력단에 직류전원이 공급되고, 제어부(8)는 전류검출소자(3)를 통해 모터(4)에 공급되는 전류를 체크하는 한편, 로터리 엔코더(11)를 통해서는 그 모터(4)의 실제 회전수를 검출하여 그 모터(4)가 목표속도로 회전하도록 베이스 구동부(9)에 해당 제어신호를 출력하게 되며, 이에 따라 그 베이스 구동부(9)에서 출력되는 베이스 구동신호에 의해 상기 인버터(2)의 파워트랜지스터가 구동되면서 해당 상전원이 상기 모터(4)에 공급되어 그 모터(4)가 목표속도로 회전하게 되고, 이에 의해 케이지(10)가 상·하로 운행된다.

한편, 상기 제어부(8)는 트랜스(6)의 출력전압을 체크하여 정전이 검출되면, 상기 베이스 구동부(9)에 정전 검출신호를 출력하여 상기 인버터(2)의 출력이 차단되고, 브레이크 스위치(14)를 개방시켜 브레이크 코일(5A)에 공급되던 전원이 차단되므로 그 브레이크 코일(5A)이 동작하지 않게 되고, 이로 인하여 브레이크(5)가 작동하게 되어 이때의 기계적 마찰에 의해 케이지(10)가 소정시간(수십 MS)내에 비상정지하게 된다.

이때, 상기 제어부(160)내의 마이크로 컴퓨터에서는 복전시 엘리베이터의 작동에 필요한 각종 데이타를 비휘발성 메모리에 저장한다.

그러나 이와 같은 종래의 엘리베이터에 있어서는 정전 발생시 곧바로 인버터의 출력을 차단하고, 브레이크를 작동시켜 비상정지하게 되므로 정전시 자동구출장치가 마련되어 있지 않거나 자가발전 시스템을 이용하여 전원을 재인가하지 않는 경우 기계실에서 수동으로 모터축에 연결된 레버를 돌려 승객을 구출하지 않는 한 복전될 때까지 승객이 갇히게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 정전시 외부로부터 별도의 전원을 공급받지 않고 케이지와 카운터 웨이트의 상대적인 무게 차이로 인하여 모터가 발전기로 동작하여 발생되는 전압을 이용하여 자체적으로 회생운전을 실시하여 근접된 층에 승객을 하차시킬 수 있게 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명 엘리베이터의 정전운전 장치에 대한 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 3상입력 교류전원(V_in)을 직류로 변환하는 컨버터(110)에서 출력되는 전압을 평활시켜 인버터(120)측으로 공급하고, 정전시 모터(140)에서 발전되는 전압을 충전하는 콘덴서(C₁₁)와, 상기 컨버터(110)로부터 직류전원을 공급받아 모터(140)의 구동전원을 생성하는 인버터(120)와, 상기 인버터(120)로부터 구동전원을 공급받아 케이지(180)를 주행시키고, 정전시 케이지(180)와 카운터 웨이트(210)의 상대적인 무게차에 의해 발전기로 동작하여 상기 콘덴서(C₁₁)에 전압을 공급하는 모터(140)와, 콘덴서(C₁₁)로부터 구동전원을 공급받고, 상기 3상입력 교류전원(V_in)을 체크하여 정전으로 판단될 때 케이지(180)와 카운터 웨이트(210)의 상대적인 무게차에 의해 발생되는 동력만으로 비상운전이 가능한지를 분석하여 불가능하다고 판단되면 스위치(220)를 개방시켜 케이지(180)가 곧바로 정지되게 하고, 희생운전이 가능하다고 판단되면 전기적, 기계적 효율에 의하여 모터(140)가 부담해야 하는 토오크가 부(-)의 값을 갖는 범주내에서 속도지령을 출력하는 제어부(160)와, 상기 콘덴서(C₁₁)로부터 전원을 공급받고, 상기 제어부(160)의 제어를 받아 브레이크 코일(150A)로 공급되는 전압을 단속하는 스위치(220)를 포함하여 구성하였으며, 여기서, 미설명부호 130은 전류검출소자, 190은 부하검출기, 200은 로터리 엔코더이다.

제3도는 제2도에서 제어부(160)의 상세 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 속도지령 발생부(161)에서 출력되는 속도지령(W^*r)에서 로터리 엔코더(200)에서 출력되는 속도 검출신호(W_r)를 감산하여 그 차성분을 출력하는 감산기(162)와, 상기 감산기(162)의 출력신호를 공급받아 모터(140)를 목표속도로 회전시키기 위한 토오크지령(T^*) 을 발생하는 속도제어기(163)와, 상기 토오크지령(T^*)에 상응되게 인버터(120)를 구동시키기 위하여 상기 베이스 구동부(170)에 제어신호를 출력하는 전류 제어부(164)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 제4도 및 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

승객의 부름등록이 발생되면, 제어부(160)가 이를 인지하여 베이스 구동부(170)에 해당 제어신호를 출력하게 되고, 이에 의해 인버터(120)로부터 모터(140)에 구동 상전원이 공급되어 그 모터(140)가 구동되면서 케이지(180)가 목적층으로 운행된다.

이와 같은 상태에서 제어부(160)는 3상입력 교류전원(V_in)을 스캔하여 정전이 검출되면, 부하검출기(190)를 통해 부하량을 감지하여 회생운전이 가능한 부하인지를 판단하여 가능한 부하가 아니면 스위치(220)를 개방시켜 브레이크(150B)를 작동시키고, 회생운전이 가능한 부하량이면 현재 상승운전모드인지 하강운전모드인지를 확인한 후, 속도지령 발생부(161)에서 출력되는 제4도의 (b)와 같은 속도지령(W^*r)과 속도제어기(163)에서 출력되는 제4도의 (a)와 같은 토오크지령(T^*)을 분석하여 현재 회생운전이 가능한 상태인지를 판별하게 되는데, 그 결과 회생운전이 가능한 상태이면 시스템을 회생운전모드로 전환하여 현재 목적하고 있는 층이나 승객이 안전하게 내릴 수 있는 층으로 운전하기 위하여 다음과 같이 제어하게 되며, 이때, 케이지(180)와 카운터 웨이트(210)의 상대적인 무게 차이로 인하여 샤프트가 회전됨에 따라 모터(140)가 회전되면서 이로부터 3상전류가 발생되고, 이렇게 발생된 전압이 콘덴서(C₁₁)에 공급되므로 그 콘덴서(C₁₁)의 양단 전압은 정전전의 레벨을 그대로 유지할 수 있게 되고, 제어부(160)는 그 콘덴서(C₁₁)에서 출력되는 전압을 공급받아 비상운전을 위한 제어기능을 수행할 수 있게 된다.

제4도의 (a)에 도시한 토오크지령(T^*) 곡선에서,는 케이지(180)가 전부하상태로 카운터 웨이트(210)보다 무거우면서 상승운전할 때의 토오크 지령이고,는 케이지(180)가 전부하상태로 카운터 웨이트(210)보다 무거우면서 하강운전할 때의 토오크 지령이다. 그리고,는 케이지(180)가 무부하상태로 카운터 웨이트(210)보다 가벼우면서 상승운전할 때의 토오크 지령이고,는 케이지(180)가 무부하상태로 카운터 웨이트(210)보다 가벼우면서 하강운전할 때의 토오크 지령이다.

따라서, 케이지(180)가 이의 토오크 지령으로 운행되고 있는 경우에는 상기 3상입력 교류전원(V_in)이 공급되지 않는 한 운행이 불가능한 경우이다. 즉,의 토오크 지령 영역은 모터(140)의 구동에 의해서만 운행이 가능한 모터링 영역이고, 케이지(180)가의 토오크 지령으로 운행되고 있는 경우에는 상기 3상입력 교류전원(V_in)이 공급되지 않더라도 회생운행이 가능하다.

한편, 제4도의 (b)에 도시한 엘리베이터의 속도지령(W^*r) 곡선에서, 상기 토오크지령(T^*)의 경우는 상승곡선로 엘리베이터를 운행하는 경우이고,의 경우는 하강곡선로 엘리베이터를 운행하는 경우이다.

상기 제4도의 (a)에서 T_μ는 엘리베이터 운전시 전기적, 기계적 효율에 의하여 엘리베이터 구동용 모터(140)가 기본적으로 부담해야 하는 토오크이다. 한편, 토오크곡선는 엘리베이터가 회생운전을 하고 있을 경우, 가감속시 토오크지령(T^*)에 의해 회생운전의 범주에서 벗어나지 않도록 상기 T_μ값 이하의 부(-)토오크를 지령해야 하는데, 이를 위해 토오크지령(T*)을 변화시키는 것을 보인 것이다.

상기와 같이 토오크 지령을 변환시키기 위해 제4도(b)에서 원래의 속도곡선를로 변환시키게 되는데, 이를 위해 속도모드 a~h로 운행도중 정전이 발생되면 어떤 모드에 있는가를 판별하여 상기 토오크 지령곡선이이고, 엘리베이터의 속도모드가 a인 경우, 토오크 지령을의경로로 발생시켜 일정 토오크시 -T_μ를 상회하지 않게 하고, 속도모드가 b인 경우, 토오크 지령을의 경로로 발생시켜 일정 토오크시 -T_μ를 상회하지 않게 하고, 속도모드가 c인 경우, 토오크 지령을의 경로로 발생시켜 일정 토오크시 -T_μ를 상회하지 않게 한다.

이와 동일한 방법으로 토오크 지령곡선를 변화시키기 위하여 속도지령(W^*r)을 변화시킨다.

결국, 무부하(또는 부하량이 적을때) 상승운전시 케이지(180)의 무게에 비하여 카운터 웨이트(210)의 무게가 상대적으로 무겁고, 전부하(또는 부하량이 많을때) 하강운전시에는 반대로 케이지(180)가 카운터 웨이트(210)에 비하여 상대적으로 무거워 인버터(120)를 통해 모터(140)에 구동전원을 공급하지 않더라도 상대적인 무게 차에 의하여 모터(140)에 연결된 샤프트가 회전되는 것을 감안하여 이때, 그 모터(140)에서 발생되는 3상전류가 콘덴서(C₁₁)에 충전되도록 하여 그 충전전압을 사용할 수 있도록 하였다.

상기와 같이 정전시 모터(140)를 통해 발전되는 전력량은 미약하지만 이때, 그 전력으로 모터(140)를 구동시키는 것이 아니라 단지 제어부(160)가 비상운전을 수행하는데 필요한 정도의 전력만이 소요되므로 별다른 문제가 발생되지 않는다.

또한, 상기와 같이 정전이 발생되어 비상운전을 수행할 때 모터(140)에 걸리는 부하가 최소가 되도록 설정하고, 정전전에 비휘발성 메모리에 저장된 각종 제어데이타를 활용하여 회생영역인지를 판단하고, 속도지령과 토오크 지령을 분석하여 회생운전이 가능하다고 판단되는 경우에 한하여 회생운전을 수행하고 그렇지 않은 경우에는 브레이크(150B)를 작동시켜 그대로 비상정지하도록 하였다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 정전시 별도의 전원을 공급받지 않고도 케이지와 카운터 웨이트의 상대적인 무게 차를 이용하여 회생운전을 수행해서 근접된 층에 승객을 하차시킬 수 있게 함으로써 정전에 의해 승객이 갇히게 되는 불상사를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

3상입력 교류전원(V_in)을 직류로 변환하는 컨버터(110)에서 출력되는 전압을 평활시켜 인버터(120)측으로 공급하고, 정전시 모터(140)에서 발전되는 전압을 충전하는 콘덴서(C₁₁)와; 상기 인버터(120)로부터 구동전원을 공급받아 케이지(180)를 주행시키고, 정전시 케이지(180)와 카운터 웨이트(210)의 상대적인 무게차에 의해 발전기로 동작하여 상기 콘덴서(C₁₁)에 전압을 공급하는 모터(140)와; 콘덴서(C₁₁)로부터 구동전원을 공급받고, 상기 3상입력 교류전원(V_in)을 체크하여 정전으로 판단될 때 현재 부하량과 출력되고 있는 속도지령(W^*r)을 토대로 회생운전이 가능한지를 분석하여 불가능하다고 판단될 때 스위치(220)를 개방시켜 케이지(180)가 곧바로 정지되게 하고, 회생운전이 가능하다고 판단될 때에는 전기적, 기계적 효율에 의하여 모터(140)가 부담해야 하는 토오크가 부(-)의 값을 갖는 범주내에서 속도지령을 출력하는 제어부(160)와; 상기 콘덴서(C₁₁)로부터 전원을 공급받고, 상기 제어부(160)의 제어를 받아 브레이크 코일(150A)로 공급되는 전압을 단속하는 스위치(220)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터 정전운전 장치.
제1항에 있어서, 제어부(160)는 속도지령 발생부(161)에서 출력되는 속도지령(W^*r)에서 로터리 엔코더(200)에서 출력되는 속도 검출신호(W_r)를 감산하여 그 차성분을 출력하는 감산기(162)와, 상기 감산기(162)의 출력신호를 공급받아 모터(140)를 목표속도로 회전시키기 위한 토오크지령(T^*)을 발생하는 속도제어기(163)와, 상기 토오크지령(T^*)에 상응되게 인버터(120)를 구동시키기 위하여 상기 베이스 구동부(170)에 제어신호를 출력하는 전류 제어부(164)로 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 정전운전 장치.
제1항에 있어서, 브레이크 코일(150A)은 상기 콘덴서(C₁₁)의 출력전압을 공급받아 구동되도록 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 정전운전 장치.