KR100312771B1 - 엘리베이터의정전운전제어장치및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘리베이터에서 정전 발생시 충전전원으로 비상운전을 수행할 때 그 충전전원이 조기에 소모되어 최근접층으로의 비상운전이 불가능하게 되는 것을 방지하는데 목적이 있는 것으로, 이러한 목적을 달성하기 위하여, 입력되는 직류전압을 펄스폭변조신호에 따라 스위칭하여 교류전원으로 변환하는 인버터(7)와; 상기 인버터(7)의 출력전원에 상응되는 속도로 구동되는 교류전동기(9)와; 상기 교류전동기(9)의 회전속도를 검출할 수 있도록 하기 위하여 그 회전속도에 상응되는 개수의 펄스를 발생하는 로터리엔코더(10)와; 충전용 밧데리의 전원으로 비상운전을 수행할 때 전동기의 소비전력을 계산하여 그 계산된 소비전력이 전원공급장치의 용량을 초과하는 경우, 엘리베이터의 운행 속도가 상응되는 수준으로 제한되도록 펄스폭변조신호 발생기(20)에 공급하는 펄스발생을 제어하는 속도제어장치(19')와; 상기 속도제어장치(19')의 제어를 받아 상기 인버터(7)에 펄스폭변조신호를 출력하는 펄스폭변조신호 발생기(20)를 포함하여 구성한 것이다.

Description

엘리베이터의 정전운전 제어 장치 및 방법{DRIVING CONTROL APPARATUS AND METHOD IN POWER FAILURE FOR ELEVATOR}
본 발명은 엘리베이터에서 정전 발생시 충전전원으로 비상운전을 수행하는 기술에 관한 것으로, 특히 정전이 발생되어 충전전원으로 비상운전을 수행할 때 충전전원의 방전량을 최소화 하고 과전류가 흐르는 것을 방지하는데 적당하도록한 엘리베이터의 정전운전 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
엘리베이터의 운행도중 정전이 발생되어 케이지가 층과 층사이에 정지된 경우 최근접층으로 비상운전을 수행하여 승객을 하차시키게 되는데, 이를 위해 엘리베이터의 제어반에 별도의 전원공급장치가 구비되어 있다. 상기 전원공급장치는 통상적으로 충전기와 충전용 밧데리로 이루어져 평상시 수십 볼트의 직류전원을 충전한다.
주 전원이 오프되어 전원공급장치가 정전을 검출하면, 그 전원공급장치는 상기 충전된 직류전원을 교류전원으로 변환하고, 이는 다시 승압 변압기를 통해 주 전원과 동일한 전압,주파수의 교류전원으로 변환되어 정류기의 입력단으로 공급되므로 엘리베이터의 비상운전이 가능하게 된다.
도 1은 종래기술에 의한 엘리베이터의 정전운전 제어장치의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 평상시 주전원(1)을 입력받고 정전발생시 그 주전원(1)의 입력경로를 차단하기 위한 주전원투입용 컨텍터(2)와; 상기 입력되는 교류형태의 주전원을 직류형태의 전원으로 변환하고 평활하는 정류기(3) 및 평활용 콘덴서(4)와; 상기 콘덴서(4)의 충전전압이 일정 레벨 이상으로 상승되는 것을 제한하는 방전용 트랜지스터(5) 및 저항(6)과; 후술할 펄스폭변조신호 발생기(20)의 출력신호에 따라 상기 콘덴서(4)측에서 출력되는 직류전압을 스위칭하여 교류전원으로 변환하는 인버터(7)와; 상기 인버터(7)에서 교류전동기(9)측으로 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출소자(8A),(8B),(8C)와; 상기 인버터(7)의 출력전원에 의해 구동되는 교류전동기(9)와; 상기 교류전동기(9)의 회전속도를 검출할 수 있도록 하기 위하여 그 회전속도에 상응되는 개수의 펄스를 발생하는 로터리엔코더(10)와; 상기 교류전동기(9)의 구동축으로 부터 동력을 전달받아 케이지(13)를 수직방향으로 운행시키는 권상기(11)와; 상기 케이지(13)가 균형을 유지하도록 소정의 하중을 갖고 상반되는 방향으로 운행되는 균형추(12)와; 각 층상에 대기중인 승객의 부름등록을 위한 승강장 부름장치(14)와; 상기 케이지(13)에 탑승한 승객의 부름등록을 위한 케이지 부름장치(15)와; 상기 케이지(13)의 부하량을 검출하는 부하검출기(16)와; 정전시 엘리베이터의 비상운전을 위한 충전기가 내장된 전원공급장치(17)와; 상기 승강장 부름장치(14)와 케이지 부름장치(15)에 의한 부름등록에 따라 엘리베이터의 운행을 총괄제어하는 운전제어장치(18)와; 상기 운전제어장치(18)로부터 입력받은 속도지령에 추종하여 운전되도록 펄스폭변조신호 발생기(20)의 펄스발생을 제어하는 속도제어장치(19)와; 상기 속도제어장치(19)의 제어를 받아 상기 인버터(7)에 펄스폭변조신호를 출력하는 펄스폭변조신호 발생기(20)로 구성된 것으로, 이의 작용을 첨부한 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
엘리베이터에 주전원(1)이 정상적으로 투입되고 있을 때 운전제어장치(18)는 승강장 부름장치(14)와 케이지 부름장치(15)의 부름에 따라 엘리베이터가 운행되도록 속도지령(b1)을 발생하고, 부하검출기(16)에 의해 검출된 케이지(13)의 부하량을 근거로 균형추(12)와 케이지(13)의 무게차를 계산하여 그에 따른 부하보상신호(b2)를 출력한다.
속도제어장치(19)는 상기 운전제어장치(18)로부터 입력받은 속도지령(b1)에 따라 펄스폭변조신호 발생기(20)의 펄스발생을 제어하고, 이에 의해 인버터(7)로부터 교류전동기(9)에 공급되는 전류가 제어되므로 결과적으로, 그 교류전동기(9)의 회전속도는 상기 속도지령(b1)을 추종하게 된다.
이때, 전원공급장치(17)의 작용을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
주전원 정전검출장치(17A)는 주전원(1)의 상태를 항상 감시하고 있으며, 그 주전원(1)이 정상상태를 유지하고 있을 때 밧데리전압 검출장치(17G)는 충전용 밧데리(17F)의 전압을 체크하여 기 설정된 레벨 이하로 강하되면 밧데리 충전제어장치(17I)를 구동시킨다. 이에 따라 펄스폭변조신호 발생기(17K)에서 소정의 펄스폭변조신호가 출력되고, 이로 인하여 상기 주전원(1)이 변압기(17C), 전력변환장치(17D)를 순차적으로 통해 충전용 밧데리(17F)에 충전된다.
그러나, 상기 주전원 정전검출장치(17A)에 의해 주전원(1)의 정전이 검출되면, 주전원오프용 컨텍터구동장치(17B)에 의해 주전원투입용 컨텍터(2)가 오프된다. 이때, 교류전원 제어장치(17J)가 동작하여 상기 충전용 밧데리(17F)에 충전된 직류 전원이 상기 전력변환장치(17D)를 통해 교류전원으로 변환된 후 상기 변압기(17C)를 통해 상기 주전원(1)의 레벨로 승압되어 정류기(3)의 입력전원으로 공급된다.
상기 전원공급장치(17)에 의해 정전이 검출되면 그로부터 출력되는 정전검출신호(a1)가 운전제어장치(18)에 공급되고, 이에 따라 그 운전제어장치(18)는 운전모드를 정전운전모드로 절환하여 비상운전이 수행된다.
운전이 완료되면 상기 운전제어장치(18)로부터 전원공급장치(17)에 운전완료신호(a2)가 공급되어 그 전원공급장치(17)의 동작이 중지된다.
정전 검출시 상기 운전제어장치(18)는 부하검출기(16)의 부하검출신호를 근거로 균형추(12)와 케이지(13)의 무게차를 계산하여 균형추(12)가 더 무거우면 상승방향으로 운전방향을 결정하고, 반대인 경우에는 하강방향으로 운전방향을 결정한 후 상기 교류전동기(9)의 속도지령(b1)을 발생한다.
이와 같이 운전방향을 설정하여 운행을 시작하면 상기 교류전동기(9)는 발전기로 동작하게 되며, 발전된 에너지는 방전 트랜지스터(5)와 저항(6)에 의해 열로 소비된다. 따라서, 상기 전원공급장치(17)의 충전용 밧데리(17F)의 전원은 교류전동기(9)측에서 구동전원으로 사용되지 않고 단지 운전제어장치(18)와 속도제어장치(19)에서만 사용된다.
상기 속도제어장치(19)가 상기 운전제어장치(18)에서 출력되는 속도지령(b1)에 따라 속도제어기능을 수행하는 과정을 도 3을 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
전류검출기(19A)는 각각의 전류검출소자(8A-8C)를 통해 검출된 각 상의 전류량에 상응되는 전류검출신호를 출력하고 전류변환기(19B)는 그 검출된 전류성분을 토오크성분의 전류와 자속성분의 전류로 변환하여 출력한다. 또한, 속도검출기(19C)는 로터리엔코더(10)에서 출력되는 펄스를 근거로 교류전동기(9)의 회전속도를 검출하여 그에 상응되는 속도검출신호를 출력한다.
자속지령 발생기(19D)는 상기 교류전동기(9)의 자속지령을 발생하고, 자속추정기(19E)는 상기 전류변환기(19B)에서 출력되는 자속성분 전류로부터 자속을 추정하게 된다. 감산기(19F)는 상기 자속지령 발생기(19D)에서 출력되는 자속지령에서 자속추정기(19E)의 출력 자속을 감산하여 자속오차를 구하게 된다. 자속제어기(19G)는 상기 감산기(19F)에서 출력되는 자속오차를 고려하여 자속성분전류를 출력하고, 감산기(19H)는 그 자속제어기(19G)에서 출력되는 자속성분전류의 오차값을 연산하여 출력하게 되며, 자속전류 제어기(19I)는 그 오차에 비례하는 자속전압지령을 출력한다.
한편, 감산기(19J)는 상기 운전제어장치(18)로부터 입력되는 속도지령(b1)에서 상기 속도검출기(19C)에 의해 구해진 실제 속도를 감산하여 속도오차를 구하게 된다. 따라서, 속도제어기(19K)는 상기 속도오차를 고려하여 토오크전류를 출력하게 되고, 가산기(19L)는 그 토오크전류에 상기 운전제어장치(18)로부터 입력되는 부하보상전류(b2)를 더하여 그에 상응되는 토오크전류지령을 출력한다. 또한, 감산기(19M)는 상기 가산기(19L)에서 출력되는 토오크전류에서 상기 전류변환기(19B)의 출력 토오크전류를 감산하여 토오크성분의 오차를 출력하고, 토오크전류 제어기(19N)는 그 토오크성분의 오차에 비례하는 토오크전압지령을 출력한다.
슬립주파수 연산기(19O)는 토오크와 자속에 따른 슬립주파수를 연산하고, 가산기(19P)는 그 연산된 슬립주파수를 상기 속도검출기(19C)의 검출속도와 가산하여 그에 따른 주파수지령을 출력하게 된다.
이에 따라 전압변환기(19Q)는 상기 자속전류제어기(19I)와 토오크전류 제어기(19N)에서 각기 출력되는 전압지령과 상기 가산기(19P)에서 출력되는 주파수지령을 공급받아 3상전압지령을 발생하게 된다. 펄스폭변조신호 발생기(20)는 상기 3상전압지령을 펄스 형태로 출력하게 되며, 이에 의해 상기 인버터(7)의 내부 파워트랜지스터가 스위칭되어 상기 교류전동기(9)의 전류와 토오크가 제어된다.
상기 교류전동기(9)의 토오크(Tq)는 다음의 (식1)과 같이 표현되고, 소비전력(Power)은 (식2)와 같이 표현된다.
Power = Tq * Wr ---------------(식2)
여기서, λr= 회전자 자속, Iq = 토오크 전류
상기 (식1)과 (식2)에서 승강로 및 권상기(11)의 마찰을 무시한 경우 균형추(12)와 케이지(13)가 서로 평형을 유지한 상태에서 엘리베이터 주행시 교류전동기(9)의 소비전력은 도 4와 같이 나타난다.
상기 교류전동기(9)의 회전방향과 토오크전류(b2)의 부호가 서로 일치하면 상기 (식2)에서 소비전력은 정(+)의 값이 되고, 이와 같은 경우 그 교류전동기(9)가 모터로 작용하므로 필요로 하는 전력을 상기 전원공급장치(17)에서 공급해야 하며, 이때의 소비전력은 전원공급장치(17)의 최대용량보다 작아야 한다.
그러나, 상기 교류전동기(9)의 회전방향과 토오크전류(b2)의 부호가 서로 일치하지 않으면 소비전력은 부(-)의 값이 되고, 이와 같은 경우 그 교류전동기(9)는 발전기로 동작한다. 이때 발전된 전력은 상기 방전용 트랜지스터(5) 및 저항(6)을 통해 열로 소비되므로 전원공급장치(17)에서 별도의 전력을 공급할 필요가 없다.
상기의 설명에서와 같이 상기 운전제어장치(18)는 정전 발생시 운전방향을 결정할 때 상기 부하검출기(16)의 출력신호를 근거로 케이지(13)의 무게를 검출한 후 그 무게를 균형추(12)의 무게와 비교하여 케이지(13)가 더 무거우면 운행방향을 하강방향으로 결정하고, 반대의 경우에는 상승방향으로 결정하여 현재 위치에서 가장 가까운 층상으로 운행하게 된다. 이와 같이 상기 운전제어장치(18)는 운행방향을 결정할 때 전적으로 부하검출기(16)의 출력신호에 의존하게 되므로, 그 부하검출기(16)의 부하검출이 부정확하거나 고장으로 인하여 정상적으로 동작하지 못하게 되는 경우 상기와 반대 방향으로 운행될 소지가 있다.
정전시 상기 전원공급장치(17)의 충전용 밧데리(17F)의 전원으로 운행될 때 예로써, 도 5에서와 같이 균형추(12)가 케이지(13)보다 무거워 상승방향으로 운행될 때 소비전력은 부(-)의 값이 되어 교류전동기(9)가 발전기로 동작하고, 이때 발전 에너지는 상기 인버터(7)를 통해 평활용 콘덴서(4)에 충전되어 그의 양단전압이 상승된다.
상기 평활용 콘덴서(4)의 양단전압이 기 설정된 기준 레벨 이상으로 상승되면 상기 방전용 트랜지스터(5)가 동작하여 방전용 저항(6)을 통해 그 발전 에너지가 열로 소모되므로 발전 전원이 상기 전원공급장치(17)측으로 전달되지 않는다.
이에 따라 상기 전원공급장치(17)는 단지 운전제어장치(18)와 속도제어장치(19)에 소비전력을 공급하면 되므로 충전용 밧데리(17F)의 방전량이 최소가 된다. 상기 충전용 밧데리(17F)의 충전용량 및 전력변환장치(17D)의 용량은 일반적으로 상기 균형추(12)와 케이지(13)가 평형된 상태에서 가속시 전력과 승강로의 마찰에 의한 손실을 충분히 감안하여 설계된다.
그러나, 상기 부하검출기(16)의 오류로 인하여 운전제어장치(18)가 운행방향을 사실과 반대로 잘못 판단하면 즉, 교류전동기(9)가 모터로 동작하는 것으로 잘못 판단하면, 도 6에서와 같이 그 교류전동기(9)의 소비전력이 전원공급장치(17)의 정격전류 이상이 되고, 이로 인하여 전원공급장치(17)에 과전류가 흐르게 되므로 소자가 파괴되거나 충전용 밧데리(17F)의 방전량이 과다해져 케이지(13)가 최근접층에 도달하기도 전에 주행 정지상태에 놓이게 된다.
이와 같이 종래기술에 의한 엘리베이터의 정전운전 제어장치에 있어서는 운전제어장치는 정전 발생시 운전방향을 결정할 때 전적으로 부하검출기의 출력신호를 근거로 하여 운전방향을 결정하기 때문에 그 부하검출기의 부하검출이 부정확하거나 고장이 발생되는 경우 운전방향을 올바르게 결정할 수 없게 되고, 이로 인하여 케이지가 최근접층에 도달하기도 전에 정지하게 되는 경우가 발생되어 승객이 케이지에 갇히게 되는 문제점이 있있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 엘리베이터에서 정전이 발생되어 충전용 밧데리의 전원으로 비상운전을 수행할 때 전동기의 소비전력을 계산하여그 계산된 소비전력이 전원공급장치의 용량을 초과하는 경우 엘리베이터의 운행 속도를 제한하는 엘리베이터의 정전운전 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
도 1은 종래기술에 의한 엘리베이터의 정전운전 제어장치의 전체 블록도.
도 2는 도 1에서 전원공급장치에 대한 상세 블록도.
도 3은 도 1에서 속도제어장치에 대한 상세 블록도.
도 4는 엘리베이터 운전시 전동기의 소비전력 패턴 설명도.
도 5는 전동기 발전운전시 발전전력(무부하 상승운전)의 패턴 설명도.
도 6은 전동기 모터링 운전시 소비전력(무부하 하강운전)의 패턴 설명도.
도 7은 본 발명에 의한 엘리베이터의 정전운전 제어장치의 일실시 예시 블록도.
도 8은 본 발명에 의한 속도제한기의 동작 및 소비전력의 변화 설명도.
도 9는 본 발명에 의한 엘리베이터의 정전운전 제어방법의 신호 흐름도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
1 : 주전원2 : 컨텍터
3 : 정류기4 : 평활용 콘덴서
5 : 방전용 트랜지스터6 : 방전용 저항
7 : 인버터8A-8C : 전류 검출소자
9 : 교류전동기10 : 로터리엔코더
11 : 권상기12 : 균형추
13 : 케이지14 : 승강장 부름장치
15 : 케이지 부름장치16 : 부하검출기
17 : 전원공급장치18 : 운전제어장치
19 : 속도제어장치20 : 펄스폭변조신호 발생기
도 7은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 엘리베이터의 정전운전 제어장치의 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 직류전원으로 변환된 주전원을 평활하는 평활용 콘덴서(4)와; 상기 콘덴서(4)의 충전전압이 일정 레벨 이상으로 상승되는 것을 제한하는 방전용 트랜지스터(5) 및 저항(6)과; 후술할 펄스폭변조신호 발생기(20)의 출력신호에 따라 상기 콘덴서(4)측에서 출력되는 직류전압을 스위칭하여 교류전원으로 변환하는 인버터(7)와; 상기 인버터(7)에서 교류전동기(9)측으로 공급되는 전류를 검출하는 전류 검출소자(8A),(8B),(8C)와; 상기 인버터(7)의 출력전원에 상응되는 속도로 구동되는 교류전동기(9)와; 상기 교류전동기(9)의 회전속도를 검출할 수 있도록 하기 위하여 그 회전속도에 상응되는 개수의 펄스를 발생하는 로터리엔코더(10)와; 운전제어장치로부터 입력받은 속도지령에 추종하여 운전되도록 펄스폭변조신호 발생기(20)의 펄스발생을 제어함에 있어서, 충전용 밧데리의 전원으로 비상운전을 수행할 때 교류전동기(9)의 소비전력을 계산하여 그 계산된 소비전력이 전원공급장치의 용량을 초과하는 경우 엘리베이터의 운행 속도가 제한되도록 펄스발생을 제어하는 속도제어장치(19')와; 상기 속도제어장치(19')의 제어를 받아 상기 인버터(7)에 펄스폭변조신호를 출력하는 펄스폭변조신호 발생기(20)를 포함하여 구성하였다.
상기 도 7에서 속도제어장치(19')는 상기 인버터(7)의 출력단과 교류전동기(9)의 입력단 사이에 접속된 전류검출소자(8A-8C)를 통해 검출되는 각 상의 전류량에 상응되는 전류검출신호를 출력하는 전류검출기(19A)와; 상기 전류검출기(19A)에 의해 검출된 전류성분을 토오크성분의 전류와 자속성분의 전류로 변환하는 전류변환기(19B)와; 상기 로터리엔코더(10)에서 출력되는 펄스를 근거로 교류전동기(9)의 회전속도를 검출하여 그에 상응되는 속도검출신호를 출력하는 속도검출기(19C)와; 상기 속도검출기(19C)의 속도검출신호와 전류변환기(19B)에서 출력되는 토오크전류를 공급받아 교류전동기(9)의 구동에 필요한 소비전력을 계산하는 소비전력 검출기(19R)와; 정전검출신호가 입력되고 상기 교류전동기(9)가 모터로 동작할 때 상기 소비전력 검출기(19R)를 통해 검출한 그 교류전동기(9)의 소비전력이 전원공급장치(17)의 허용용량을 초과할 위험성이 있다고 판단되는 경우 운전제어장치로부터 입력받은 속도지령을 제한하여 허용용량이 초과되지 않도록 재설정하고, 그 이외의 경우에는 속도지령을 그대로 출력하는 속도제한기(19S)와; 상기 교류전동기(9)의 자속지령을 발생하는 자속지령 발생기(19D)와; 상기 전류변환기(19B)에서 출력되는 자속성분 전류로부터 자속을 추정하는 자속추정기(19E)와; 상기 자속지령 발생기(19D)에서 출력되는 자속지령에서 자속추정기(19E)의 출력 자속을 감산하여 자속오차를 구하는 감산기(19F)와; 상기 감산기(19F)에서 출력되는 자속오차를 고려하여 자속성분전류를 출력하는 자속제어기(19G)와; 상기 자속제어기(19G)에서 출력되는 자속성분전류의 오차값을 연산하는 감산기(19H)와; 상기 감산기(19H)에 의해 구해진 자속성분 전류의 오차에 비례하는 자속전압지령을 출력는 자속전류 제어기(19I)와; 상기 속도제한기(19S)에서 출력되는 속도지령에서 상기 속도검출기(19C)에 의해 구해진 실제 속도를 감산하여 속도오차를 구하는 감산기(19J)와; 상기 감산기(19J)에 의해 구해진 속도오차를 고려하여 토오크전류를 출력하는 속도제어기(19K)와; 상기 속도제어기(19K)에서 출력되는 토오크전류에 운전제어장치로부터 입력되는 부하보상전류를 더하여 그에 상응되는 토오크전류지령을 출력하는 가산기(19L)와; 상기 가산기(19L)에서 출력되는 토오크전류에서 상기 전류변환기(19B)의 출력 토오크전류를 감산하여 토오크성분의 오차를 출력하는 감산기(19M)와; 상기 감산기(19M)에서 출력되는 토오크성분의 오차에 비례하는 토오크전압지령을 출력하는 토오크전류 제어기(19N)와; 토오크와 자속에 따른 슬립주파수를 연산하는 슬립주파수 연산기(19O)와; 상기 슬립주파수 연산기(19O)에서 연산된 슬립주파수를 상기 속도검출기(19C)의 검출속도와 가산하여 그에 따른 주파수지령을 출력하는 가산기(19P)와; 상기 자속전류제어기(19I)와 토오크전류 제어기(19N)에서 각기 출력되는 전압지령과 상기 가산기(19P)에서 출력되는 주파수지령을 공급받아 상기 펄스폭변조신호 발생기(20)에 3상전압지령을 공급하는 전압변환기(19Q)로 구성하였다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 엘리베이터의 정전운전 제어방법은 정전검출신호가 입력되지 않거나, 그 정전검출신호가 입력되었지만 교류전동기의 소비전력이 부(-)의 값으로 나타나는 경우 운전제어장치에서 출력되는 속도지령을 그대로 통과시켜 통상의 속도제어가 이루어지도록하는 제1과정(S1-S4)과; 정전검출신호가 입력되고 교류전동기의 소비전력이 정(+)의 값으로 나타나는 경우 교류전동기의 소비전력을 확인하여 전원공급장치의 최대 허용용량을 초과하면 소정 범주내에 속하도록 속도명령을 재설정하는 제2과정(S5-S7)과; 상기 재설정한 속도명령이 운전제어장치의 속도지령의 수준을 상회하는지 확인하여 그 확인결과에 따라 재설정한 속도명령이나 운전제어장치의 속도지령을 선택적으로 출력하는 제3과정(S3,S8-S10)으로 이루어진다.
이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 1, 도 2, 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
정전이 발생되어 전원공급장치(17)내의 밧데리(17F) 전원으로 비상운전을 수행할 때, 그 전원공급장치(17)는 운전제어장치(18)측으로 정전검출신호(a1)를 출력한다.
이에 따라 상기 운전제어장치(18)는 부하검출기(16)의 출력신호를 근거로 케이지(13)의 무게를 검출한 후 그 케이지(13)의 무게와 균형추(12)의 무게를 서로 비교하고, 그 비교 결과를 근거로 운전방향을 판단하여 속도제어장치(19')측으로 속도지령(b1)을 출력한다.
따라서, 상기 속도제어장치(19')는 상기 속도지령(b1)에 따라 속도제어기(19K)와 자속전류제어기(19I) 및 토오크전류제어기(19N)를 구동시켜 교류전동기(9)를 제어한다. 이때, 소비전력검출기(19R)는 속도검출기(19C)의 속도검출신호와 전류변환기(19B)에서 출력되는 토오크전류를 공급받아 교류전동기(9)의 구동에 필요한 소비전력을 계산하게 되는데, 이때, 종래기술에서 밝힌 (식1),(식2)가 이용된다.
상기 소비전력검출기(19R)에서 계산된 소비전력량은 속도제한기(19S)에 공급된다. 이때, 그 속도제한기(19S)는 도 8에서와 같이 운전제어장치(18)의 방향판별 오류로 인하여 교류전동기(9)가 모터로 동작하고, 이의 소비전력이 전원공급장치(17)의 허용용량을 초과할 위험성이 있다고 판단되면 그 운전제어장치(18)로부터 입력받은 속도지령(b1)을 제한하여 허용용량이 초과되지 않도록 다시 설정한다.
이에 따라 속도제어기(19K)는 상기와 같이 동작하는 속도제한기(19S)에서 출력되는 속도제어명령에 따라 교류전동기(9)의 회전속도를 제어하게 되므로 상기 전원공급장치(17)에 과전류가 흐르거나 충전용 밧데리(17F)의 충전된 전원이 조기에 방전되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 7에서, 자속지령 발생기(19D) 및 감산기(19J)로부터 펄스폭변조신호 발생기(20)까지의 기본적인 동작과정은 도 3에서와 동일하므로 이에 대한 설명한 생략한다.
한편, 상기의 설명에서와 같은 엘리베이터의 정전운전 제어과정을 도 9를 참조하여 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 8에서 속도제한기(19S)는 상기 운전제어장치(18)로부터 속도지령(b1)을 입력받고, 상기 전원공급장치(17)에서 출력되는 정전검출신호(a1)를 입력받는다.(S1)
상기 정전검출신호(a1)가 입력되지 않거나, 그 정전검출신호(a1)가 입력되었지만 소비전력이 부(-)의 값으로 나타나는 경우에는 운전제어장치(18)에서 출력되는 속도지령(b1,W_REF)이 그대로 속도제한기(19S)를 통해 감산기(19J)에 전달되므로 도 3에서와 같은 통상의 속도제어가 이루어진다.(S2-S4)
그러나, 주전원(1)의 정전에 의해 상기 정전검출신호(a1)가 검출되고, 소비전력이 정(+)의 값으로 나타나는 경우에는 상기 소비전력 검출기(19R)에 의해 검출된교류전동기(9)의 소비전력을 확인하여 그 소비전력이 전원공급장치(17)의 최대 허용용량(MAX-POWER)을 초과할 위험이 있는 레벨(POWER LIMMIT)에 도달하면 상기 속도제한기(19S)는 상기 교류전동기(9)의 속도제한값(D_W_REF)을 증가시키게 되며, 소비전력이 그 최대 허용용량(MAX-POWER)의 범위내에 있으면 속도제한값(D_W_REF)의 증가동작을 멈추게 된다.(S5,S6)
상기 교류전동기(9)의 소비전력이 정(+)의 값으로 나타나면 운전제어장치(18)의 속도지령(b1,W_REF)에서 상기 계산된 속도제한값(D_W_REF)을 감산하여 교류전동기(9)의 속도를 제한하게 된다.(S7)
상기 속도제한기(19S)에 의해 제한된 속도지령(W_REF')이 상기 운전제어장치(18)의 속도지령(b1,W_REF)을 초과하는 것으로 판명되면 그 속도지령(b1,W_REF)을 속도제어장치(19')의 감산기(19J)의 일측 입력으로 공급한다.(S8,S3)
그러나, 상기 제한된 속도지령(W_REF')이 상기 운전제어장치(18)의 속도지령(b1,W_ REF)을 초과하지 않는 것으로 판명되는 경우에는 그 제한된 속도지령(W_REF')을 상기 감산기(19J)의 일측 입력으로 공급하게 된다.(S9,S10)
결국, 상기와 같이 속도지령을 공급함으로써 교류전동기(9)에서 소비하는 전력이 도 8에서와 같이 전원공급장치(17)의 허용용량을 초과하지 않게 되고, 이로 인하여 그 전원공급장치(17)에 고장이 발생되거나 충전용 밧데리(17F)의 충전전원이 조기에 방전되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 속도제한기(19S)를 운전제어장치(18)내에 포함시켜 구성하고, 속도제어장치(19')의 소비전력검출기(19R)에서 검출된 소비전력을 입력받아 그 소비전력이 전원공급장치(17)의 허용용량(POWER LIMMIT)을 초과하는 경우, 속도지령(b1)을 감산처리하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, 상기 소비전력검출기(19R)를 전원공급장치(17)내에 포함시켜 구성하고, 운전제어장치(18)가 교류전동기(9)의 속도지령(b1)을 발생할 때 그 전원공급장치(17)에서 검출된 소비전력에 따라 제한하여 출력하는 것을 들 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 엘리베이터에서 정전이 발생되어 밧데리 전원으로 비상운전을 수행할 때 전동기의 소비전력을 계산하여 그 계산된 소비전력이 전원공급장치의 용량을 초과하는 경우 엘리베이터의 운행 속도를 제한 함으로써 전원공급장치에 과전류가 흘러 소자가 파괴되는 것이 방지되고, 충전용 밧데리의 조기방전으로 인하여 엘리베이터가 최근접층에 도달하기도 전에 멈추고 이에 의해 승객이 갇히게 되는 등의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 입력되는 직류전압을 펄스폭변조신호에 따라 스위칭하여 교류전원으로 변환하는 인버터(7)와; 상기 인버터(7)의 출력전원에 상응되는 속도로 구동되는 교류전동기(9)와; 상기 교류전동기(9)의 회전속도를 검출할 수 있도록 하기 위하여 그 회전속도에 상응되는 개수의 펄스를 발생하는 로터리엔코더(10)를 포함하여 구성된 엘리베이터의 운전 제어장치에 있어서, 충전용 밧데리의 전원으로 비상운전을 수행할 때 상기 교류전동기(9)의 소비전력을 계산하여 그 계산된 소비전력이 전원공급장치의 용량을 초과하는 경우, 엘리베이터의 운행 속도가 제한속도 이하로 떨어지도록 펄스폭변조신호 발생기(20)의 펄스발생을 제어하는 속도제어장치(19')와; 충전용 밧데리의 전원으로 비상운전을 수행할 때 상기 속도제어장치(19')의 제어를 받아, 상기 교류전동기(9)의 소비전력이 전원공급장치의 용량을 초과하지 않도록 펄스폭변조신호를 생성하여 상기 인버터(7)에 출력하는 펄스폭변조신호 발생기(20)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 정전운전 제어장치.
  2. 제1항에 있어서, 속도제어장치(19')는 전류검출소자(8A-8C)를 통해 검출되는 교류전동기(9)의 각 상 전류량에 상응되는 전류검출신호를 출력하는 전류검출기(19A)와; 상기 전류검출기(19A)에 의해 검출된 전류성분을 토오크성분의 전류와 자속성분의 전류로 변환하는 전류변환기(19B)와; 상기 로터리엔코더(10)에서 출력되는 펄스를 근거로 교류전동기(9)의 회전속도를 검출하여 그에 상응되는속도검출신호를 출력하는 속도검출기(19C)와; 상기 속도검출기(19C)의 속도검출신호와 전류변환기(19B)에서 출력되는 토오크전류를 공급받아 교류전동기(9)의 구동에 필요한 소비전력을 계산하는 소비전력 검출기(19R)와; 정전검출신호가 입력되고 상기 교류전동기(9)가 모터로 동작할 때 상기 소비전력 검출기(19R)를 통해 검출한 소비전력이 전원공급장치(17)의 허용용량을 초과하는 경우 운전제어장치로부터 입력받은 속도지령을 제한하여 허용용량이 초과되지 않도록 재설정하는 속도제한기(19S)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 정전운전 제어장치.
  3. 정전검출신호가 입력되지 않거나, 그 정전검출신호가 입력되었지만 교류전동기의 소비전력이 부(-)의 값으로 나타나는 경우 운전제어장치에서 출력되는 속도지령을 그대로 통과시켜 통상의 속도제어가 이루어지도록하는 제1과정과; 정전검출신호가 입력되고 교류전동기의 소비전력이 정(+)의 값으로 나타나는 경우 교류전동기의 소비전력을 확인하여 전원공급장치의 최대 허용용량을 초과하면 소정 범주내에 속하도록 속도명령을 재설정하는 제2과정과; 상기 재설정한 속도명령이 운전제어장치의 속도지령의 수준을 상회하는지 확인하여 그 확인결과에 따라 재설정한 속도명령이나 운전제어장치의 속도지령을 선택적으로 출력하는 제3과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 정전운전 제어방법.
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