KR100884041B1 - 엘리베이터 구조 작동 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

엘리베이터 드라이브용 파워 서플라이는, 전압 입력부, 입력 전압과 사전결정된 임계치를 비교하는 비교측정기, 제 1 권선 및 엘리베이터 드라이브에 연결되는 제 2 권선을 갖는 변압기를 포함하며; 상기 변압기는 단일의 태핑된 제 1 권선을 가지며, 입력 전압이 사전설정된 임계 입력을 초과하는 경우, 상기 비교측정기의 출력은 권선의 하나의 단부 또는 권선의 태핑을 통해 상기 제 1 권선으로 전력이 공급되도록 하고, 입력 전압이 사전설정된 임계치 아래에 있는 경우, 입력 전력은 제 1 권선의 다른 단부 및 권선의 태핑을 통해 제 1 권선으로 공급된다.

Description

엘리베이터 구조 작동 제어 시스템{ELEVATOR RESCUE OPERATION CONTROL SYSTEM}

본 발명은 정전(power failure)의 경우의 구조 작업에서 엘리베이터의 작동을 제어하는 시스템에 관한 것이다.

엘리베이터에 주 전원(mains power)의 공급이 실패한다면, 엘리베이터는 운행을 멈출 것이다. 엘리베이터가 층 사이에 있다면, 승객들은 엘리베이터를 벗어날 수 없으며, 이는 조급함(impatience)과 불안감(anxiety)을 야기할 수 있다. 대부분의 엘리베이터들에는 엘리베이터 내에 갇힌 승객들 또는 엘리베이터 밖의 사람들이 누를 수 있는 엘리베이터 캡의 내측 또는 외측에 경보 버튼이 제공된다. 이는, 엘리베이터 외부에 경보를 울리게 하고, 갇힌 승객들이 엘리베이터 외부의 사람들과 통신하고 도움을 요청할 수 있도록 텔레커뮤니케이션에 구조 센터에 접속될 수 있다. 경보 버튼은 자체 전원, 즉 배터리를 구비하여 주 전원의 공급에 실패하는 경우에도 작동 상태로 유지될 것이다.

승객들이 상당 시간(any length of time) 동안 엘리베이터 내에 갇혀 있는 것을 회피하기 위하여, 현재 많은 현대의 엘리베이터들에는 주 전원의 공급 실패의 경우에 엘리베이터 자동적으로 또는 엘리베이터 내의 버튼을 누름으로써 스위칭되 는 배터리 또는 축전지(accumulator) 형태의 백 업 파워 서플라이(back up power supply)가 제공된다. 배터리로부터의 전원은 엘리베이터 제어기가 엘리베이터를 가장 가까운 층으로 옮길 수 있도록 하는데 충분하다. 엘리베이터가 가장 가까운 층에 도달되면, 도어가 개방되고 승객들이 엘리베이터를 빠져나올 수 있다.

대부분의 엘리베이터들은 샤프트의 최상부에서 풀리에 걸쳐 이어지고 다른 단부에서 평형추에 부착되는 강 로프들 또는 케이블들로 승강로 또는 샤프트에 매달린 엘리베이터 카를 포함한다. 엘리베이터 제어기로부터의 명령들에 따라 엘리베이터 카를 구동시키기 위하여 메인 모터가 제공된다.

주 전원 공급 실패의 경우에, 모터는 운행을 중단하고 브레이크가 적용되어 엘리베이터가 승강로의 바닥으로 떨어지는 것을 방지하거나 평형추가 떨어지면서 승강로 위로 발사되는 것을 방지한다. 이는, 많은 경우에 엘리베이터가 층 사이의 정지지점( stop)으로 갑자기 옮겨지도록 할 수 있다.

몇몇 엘리베이터에서, 구조 기구는 배터리와 같은 위급시의 파워 서플라이로부터의 전력을 제어기에 제공함으로써 브레이크가 해제되도록 할 수 있다. 엘리베이터 카 및 평형추의 상대적인 무게들에 따라, 카는 다음 층에 도달할 때까지 상승하거나 하강할 것이다. 센서는 엘리베이터가 상기 층에 도달하는 때를 검출하고 브레이크를 재-적용할 것이며, 도어들은 승객들이 나갈 수 있도록 개방될 수 있다.

미국특허 공개공보 제 20040020726 호는 이러한 위급시의 작동에 대해 개시하고 있다. 카가 층 사이에 잡혀 있는 경우, 승객들은 브레이크를 해제시키는 위급 버튼을 눌러 카가 다음 층으로 이동할 수 있도록 한다.

또한, 미국특허 제 6,246,005 호는 다음 층으로의 이동시 카의 실제 속도가 단지 (승객의 부하에 따른) 카와 평형추 간의 무게 차이에만 따르지 않는 시스템을 개시하고 있다. 이 특허에서, 전력 공급 실패 동안 구조 작업은 자체 전기 생성 전력으로 영구 자석 타입의 동기 모터의 속도 및 토크를 제어함으로써 제어된다.

하지만, 두 시스템 모두는 전력 공급 실패로 인해 층 사이에 카가 멈춘 경우에 엘리베이터를 다음 층으로 옮기기 위하여 카와 평형추 간의 불균형에 의존한다. 이는 부하의 불균형이 존재하지 않는 경우 구조 작업이 이행되지 않는 다는 것을 의미한다. 또한, 엘리베이터는 (카와 평형추의 상대적인 무게들에 따라) 한 방향으로만 이동할 것이며, 반드시 가장 가까운 층으로 이동하는 것은 아닐 것이다. 또한, 부하의 불균형이 존재하지 않는 경우 구조 작업이 이행되도록 하려면, 구동 지원이 요구된다, 즉 위급시의 파워 서플라이에 의해 전력 공급되는 드라이브가 엘리베이터를 다음 층으로 구동시킬 수 있어야 한다.

구조 작업을 위한 모든 시스템들에서는, 주 전원 공급의 실패의 경우에 구조 작업을 이행하는데 필요한 시스템의 부분들에 위급시의 파워 서플라이로부터의 전력이 공급될 수 있도록 하는 회로가 제공된다. 위급시의 파워 서플라이는 통상적으로 배터리 또는 축전지이다. 따라서, 회로는, 통상적으로 주 전력으로부터 배터리 전력으로 스위칭하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이(swithched mode power supply)를 포함한다.

대부분의 이러한 시스템들은 배터리 또는 위급시의 제너레이터에 의하여 전력 공급되는 비중단(uninterruptible) 파워 서플라이를 사용한다. 주 전원 공급 실 패의 경우에, 이들 디바이스들은 메인 서플라이에 의하여 제공된 것과 같은 전압 레벨을 발생시킬 것이다.

이러한 장치들은 대형이고 고가이며, 상당히 복잡한 회로 및 보다 넓은 보드 공간 및 보다 많은 연결들(connections)을 요하는 상대적으로 큰 구성요소들을 필요로 한다. 따라서, 가령 전력 공급 실패의 경우에 엘리베이터가 다음 층으로 구동될 수 있도록, 엘리베이터용 구동 회로에 대한 파워 서플라이가 주 전력으로부터 배터리 전력으로 쉽게 스위칭될 수 있도록 하는 단순하고 효과적인 스위칭 모드 파워 서플라이에 대한 필요성이 존재한다.

따라서, 본 발명은 전압 입력부(voltage input), 입력 전압과 사전결정된 임계치를 비교하는 비교측정기(comparator), 엘리베이터 드라이브에 연결되는 제 1 권선 및 제 2 권선을 갖는 변압기(transformer)를 포함하는 엘리베이터 드라이브용 파워 서플라이를 포함하며; 여기서, 상기 변압기는 단일의 태핑된(tapped) 제 1 권선을 가지며, 입력 전압이 사전설정된 임계 입력을 초과하는 경우, 상기 비교측정기의 출력은 권선의 하나의 단부 또는 권선의 태핑(tapping)을 통해 상기 제 1 권선으로 전력이 공급되도록 하고, 입력 전압이 사전설정된 임계치 아래에 있는 경우, 입력 전력은 제 1 권선의 다른 단부 및 권선의 태핑을 통해 상기 제 1 권선에 입력 전력이 공급된다.

본 발명이 넓은 전압 범위에 걸쳐 작동할 수 있고 전압의 여하한의 사전-선택된 하강(drop) 동안 2 개의 SMPS 단계들 간에 스위칭될 수 있더라도, 전압 입력부는 비교 측정기의 입력부에 연결되는 배터리 및 주 파워 서플라이를 포함하는 것이 바람직하다. 주 파워 서플라이가 기능하고(function) 있는 경우, 비교측정기는 입력 전압이 사전설정된 임계치를 초과하는 지를 나타내는 신호를 출력한다. 주 전력 공급 실패의 경우에, 비교측정기로의 입력 전압이 배터리로부터 나오며, 이는 사전설정된 임계치 보다 작다.

이론상, 본 발명은 상기 주 파워 서플라이 및 배터리 모두가 비교측정기에 영구적으로 연결된 경우 작동하지만, 이는 분명히 배터리의 바람직하지 않은 연속적인 사용과 관련되어 있다. 따라서, 바람직한 실시예에서는, 배터리가 주 전력 공급이 실패하거나 주어진 값 아래로 떨어지는 경우 통상적으로 개방 및 폐쇄되는 스위치를 통해 비교측정기에 연결된다. 배터리 스위치는 자동적으로, 또는 버튼을 누르는 엘리베이터 외부의 사람 또는 승객에 의하여 수동적으로 폐쇄될 수 있다.

따라서, 본 발명은 엘리베이터 드라이브를 위한 2 가지 단계의 SMPS, - 즉 정상적인 주 작동 동안 활성화 되는 한가지 단계와, 드라이브가 배터리로 전력공급될 때 활성화될 수 있는 다른 한 단계를 제공한다. 단일의 SMPS 변압기는 단지 단일의 태핑된 제 1 코일만을 필요로 한다. 배터리 전압은 드라이브 입력으로 스위칭될 수 있으며, SMPS 자체는 제어 단계가 활성화되어야하는지를 결정할 것이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들이 예시의 방법으로 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 예시도이다.

드라이브 SMPS는 정류기(rectifier;1), DC 링크 캐패시터(2), 제어 회로 및 단일의 태핑된 제 1 권선을 갖는 변압기(8)로 이루어진다. SMPS에 의하여 전력이 공급될 드라이브 회로는 변압기 출력부에 연결된다. 모터 제어를 위한 전력 인버터(power inverter;11)는 정류기 및 DC 링크 캐패시터에 연결된다.

제어 회로는 전력 입력 신호들을 수신하고 입력 신호를 사전설정된 임계 값과 비교하는 비교측정기(3)를 포함한다. 또한, 제어 회로는 비교측정기의 출력부에 연결되는 제 1 펄스 폭 모듈레이터 유닛(4;PWM) 및 제 2 펄스 폭 모듈레이터 유닛(5;PWM)을 포함한다. PWM은 각각의 제 1 전력 스위치(6) 및 제 2 전력 스위치(7)를 제어하기 위해 연결된다. 제 1 전력 스위치는 제 1 권선의 일 단부에 연결된다. 제 2 전력 스위치는 제 1 권선의 다른 단부에 연결된다.

정상적인 작동 하에서 드라이브 회로는 주 전력에 의하여 전력을 받는다, 즉 SMPS는 주 공급(mains supplied) SMPS이다. 전압 비교측정기(3)는 그에 대한 입력이 주 전력 입력인지를 인식하고 제 1 전력 스위치(6)를 제어하는 제 1 PWM 유닛(4)을 이네이블링할(enable) 수 있도록 신호를 출력한다. 제 2 PWM(5)은 디세이블링된다(disabled). 제 1 전력 스위치는 태핑된 제 1 권선의 일 단부에 연결된다. 제 1 권선의 태핑은 정류기 및 DC 링크 캐패시터에 직접적인 연결이 존재하도록 양의(positive) 정류된 입력 전압에 연결된다.

비교측정기로의 입력 전압이, 예를 들어 주 전원의 실패로 인하여 주어진 임계치 아래로 떨어진다면, 비교측정기는 제 1 PWM(4)는 디세이블링하고 제 2 PWM(5) 는 이네이블링하는 신호를 출력한다. 따라서, 제 2 PWM은 제 1 스위치가 연결되는 것에 대해 제 1 권선의 대향되는 단부에 연결되는 제 2 전력 스위치(7)의 제어를 개시한다.

주 전원 실패의 경우에, 소형 DC 링크 캐패시터(2)는 매우 급속하게 방전된다. 그 다음, 배터리(10)는 드라이브 SMPS의 입력, 즉 콘택트(9)에 의하여 비교측정기의 입력으로 스위칭될 수 있다. 이는 자동으로, 또는 엘리베이터 안쪽의 위급시의 버튼을 누르는 승객이나 엘리베이터 바깥, 예를 들어 제어기 캐비넷 내에 배치되는 위급시의 버튼을 누르는 누군가에 의하여 수동으로 작동될 수 있다.

주 전원이 복원되는(restored) 경우, 배터리 콘택트가 개방되고 전압 비교측정기는 보다 높은 주 전압을 검출하며 제 1 PWM을 이네이블링한다.

따라서, 본 발명의 2가지 단계의 SMPS는 입력 전압들의 넓은 범위에 걸쳐 작동하며, 이는 단지 단일의 단순한 권선을 갖는 변압기에 의하여 달성될 수 없다. 낮은 입력 전압들에서, 변압기 출력 전력의 큰 리레이팅(re-rating)이 필요하다-하지만, 이것은 SMPS 디자인에 대해서는 받아들여지지 않는다. 도 1에 나타낸 것과 같은 시스템과 더 비교하여, 배터리를 위해 보다 적은 기계적 콘택트들을 필요로 하며, 변압기는 훨씬 더 단순하고 작다.

따라서, 본 발명의 구성은 2 개의 변압기들을 갖는 회로의 작동상의 장점은 유지하면서, 입력 전압들의 넓은 범위에 걸쳐 작동하는 단순하고, 콤팩트하며 적은 비용이 드는 디자인을 제공한다.

Claims (5)

1. 엘리베이터 드라이브용 파워 서플라이에 있어서,

   전압 입력부(voltage input),

   입력 전압과 사전결정된 임계치를 비교하는 비교측정기(comparator),

   단일의 태핑된 제 1 권선 및 상기 엘리베이터 드라이브에 연결되는 제 2 권선을 갖는 변압기(transformer)를 포함하며;

   상기 입력 전압이 사전설정된 임계 입력을 초과하는 경우, 상기 비교측정기의 출력은 전력이 상기 제 1 권선의 태핑과 상기 제 1 권선의 제 1 단부 사이에서 흐르도록 구성되고,

   상기 입력 전압이 사전설정된 임계치 아래에 있는 경우, 상기 비교측정기의 출력은 전력이 상기 제 1 권선의 태핑과 상기 제 1 권선의 제 2 단부 사이에서 흐르도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파워 서플라이.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전압 입력부는 상기 비교측정기의 입력부에 연결되는 주 파워 서플라이 및 배터리를 포함하고, 상기 주 파워 서플라이가 기능하고(function) 있는 경우, 상기 비교측정기는 상기 입력 전압이 상기 사전설정된 임계치를 초과하는 지를 나타내는 신호를 출력하고, 주 전력 실패(failure)의 경우에, 상기 비교측정기로의 입력 전압이 배터리로부터 나오며 이는 상기 사전설정된 임계치 보다 작은 것을 특징으로 하는 파워 서플라이.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 배터리는 평상시에는 개방되고 상기 주 전력이 실패하거나 주어진 값 아래로 떨어지는 경우 폐쇄되는 스위치를 통해 상기 비교측정기에 연결되는 것을 특징으로 하는 파워 서플라이.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 배터리의 스위치는 상기 주 전력이 실패하거나 또는 주어진 값 아래로 떨어지는 경우 자동적으로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 파워 서플라이.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 배터리의 스위치는 버튼을 누르는 엘리베이터 밖의 사람 또는 승객에 의하여 수동으로 폐쇄되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 서플라이.

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