KR20170036032A

KR20170036032A - 엘리베이터의 제어장치

Info

Publication number: KR20170036032A
Application number: KR1020177005134A
Authority: KR
Inventors: 도시아키 가토
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2014-08-06
Publication date: 2017-03-31
Also published as: US10081512B2; KR101886982B1; TW201605711A; JPWO2016021004A1; US20170057778A1; WO2016021004A1; JP6164369B2; CN106536393A; CN106536393B; DE112014006854T5; TWI605005B; DE112014006854B4

Abstract

모선 전압을 자동으로 적절히 설정할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 제공한다. 이를 위해, 엘리베이터의 제어장치는 전원측 전류 제어기(9)와, 주회로 모선(10)과, 인버터(14)와, 회생 저항(12)과, 모선 전압 제어기(16)와, 주회로 모선의 모선 전압이 전원으로부터의 수전 전압이 될 때의 주회로 모선의 모선 전압의 제1 기준치를 검출하고, 회생 저항(12)이 온이 될 때의 주회로 모선(10)의 모선 전압의 제2 기준치를 검출하여, 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값이 제1 기준치와 제2 기준치의 사이의 값이 되도록 모선 전압 제어기(16)를 제어하는 제어부(15)를 구비했다.

Description

엘리베이터의 제어장치{ELEVATOR CONTROL DEVICE}

이 발명은 엘리베이터의 제어장치에 관한 것이다.

예를 들면, 특허 문헌 1은 엘리베이터의 제어장치를 개시한다. 당해 제어장치는 회생(回生) 저항을 구비한다. 당해 회생 저항은 엘리베이터의 회생 운전시에 생성된 전력을 열로서 헛되이 소비한다. 이 때문에, 회생 저항을 구비한 제어장치에 대해, 전원 측으로 전력을 회생하는 장치를 추가하는 경우도 한다.

이때, 회생 저항이 온이 되는 모선 전압의 값을 고려하지 않으면, 전력이 회생 저항에 계속 공급된다. 이 경우, 회생 저항이 과열된다. 이에, 전원 측으로 전력을 회생하는 장치가 수동으로 조정된다. 그 결과, 모선 전압의 값이 적절히 설정된다.

특허 문헌 1: 일본 특개 2013－39984호 공보 그렇지만, 수동으로의 조정은 시간을 필요로 한다. 수동으로의 조정은, 모선 전압의 오설정의 요인이 된다. 수동으로의 조정은, 환경의 변화에 대응할 수 없다.

이 발명은 상술한 과제를 해결하기 위해서 이루어졌다. 이 발명의 목적은 모선 전압을 자동으로 적절히 설정할 수 있는 엘리베이터의 제어장치를 제공하는 것이다.

이 발명에 따른 엘리베이터의 제어장치는, 전원의 출력부에 접속된 입력부를 가진 전원측 전류 제어기와, 상기 전원측 전류 제어기의 출력부에 접속된 입력부를 가진 주회로 모선과, 상기 주회로 모선의 출력부에 접속된 입력부를 가지고, 엘리베이터의 엘리베이터 칸을 승강시키는 전동기의 입력부에 접속된 출력부를 가진 인버터와, 상기 주회로 모선에 접속된 회생 저항과, 상기 주회로 모선의 모선 전압을 제어하는 모선 전압 제어기와, 상기 주회로 모선의 모선 전압이 상기 전원으로부터의 수전(受電) 전압이 될 때의 상기 주회로 모선의 모선 전압의 제1 기준치를 검출하고, 상기 회생 저항이 온이 될 때의 상기 주회로 모선의 모선 전압의 제2 기준치를 검출하여, 상기 주회로 모선의 모선 전압의 값이 상기 제1 기준치와 상기 제2 기준치의 사이의 값이 되도록 상기 모선 전압 제어기를 제어하는 제어부를 구비했다.

이 발명에 의하면, 모선 전압의 값은 엘리베이터의 운전 모드가 역행(力行) 모드일 때의 모선 전압의 값과 엘리베이터의 운전 모드가 회생 모드일 때의 모선 전압의 값의 사이의 값이 된다. 이 때문에, 모선 전압을 자동으로 적절히 설정할 수 있다.

도 1은 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 모선 전압 제어기가 적용되기 전의 엘리베이터의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 모선 전압 제어기가 적용된 후의 엘리베이터의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치의 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 의한 제어 전압치의 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 이 발명의 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 의한 제어 전압치의 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 첨부 도면에 따라서 설명한다. 또한, 각 도면 중, 동일 또는 상당하는 부분에는 동일한 부호가 부여된다. 당해 부분의 중복 설명은 적당하게 간략화 내지 생략된다.

실시 형태 1.

도 1은 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 모선 전압 제어기가 적용되기 전의 엘리베이터의 구성도이다.

도 1에 있어서, 도시하지 않은 승강로는, 건축물의 각 층을 관통한다. 전동기(1)는 승강로에 마련된다. 시브(sheave, 2)는 전동기(1)의 회전축에 장착된다. 주(主)로프(3)는 시브(2)에 감겨진다. 엘리베이터 칸(4)은 승강로의 내부에 마련된다. 엘리베이터 칸(4)은 주로프(3)의 일측에 매달린다. 균형추(5)는 승강로의 내부에 마련된다. 균형추(5)는 주로프(3)의 타측에 매달린다.

예를 들면, 전원(6)은 상용 전원으로 이루어진다. 예를 들면, 제어장치(7)는 승강로의 내부에 마련된다. 제어장치(7)는 전원(6)과 전동기(1)의 사이에 접속된다. 제어장치(7)는 전력 변환 장치(8)를 구비한다. 전력 변환 장치(8)는 전원측 전류 제어기(9)와 주회로 모선(10)과 평활 콘덴서(11)와 회생 저항(12)과 저항 제어 소자(13)와 인버터(14)와 제어부(15)를 구비한다.

예를 들면, 전원측 전류 제어기(9)는 다이오드 브릿지로 이루어진다. 전원측 전류 제어기(9)는 복수의 다이오드 소자를 구비한다. 전원측 전류 제어기(9)의 입력부는 전원(6)의 출력부에 접속된다. 주회로 모선(10)의 입력부는 전원측 전류 제어기(9)의 출력부에 접속된다. 평활 콘덴서(11)와 회생 저항(12)과 저항 제어 소자(13)는, 주회로 모선(10)에 접속된다. 인버터(14)는 복수의 스위칭 소자와 복수의 다이오드 소자를 구비한다. 인버터(14)의 입력부는 주회로 모선(10)의 출력부에 접속된다. 인버터(14)의 출력부는 전동기(1)의 입력부에 접속된다.

제어부(15)의 출력부는 인버터(14)의 스위칭 소자의 제어 단자에 접속된다. 제어부(15)의 출력부는 저항 제어 소자(13)의 제어 단자에 접속된다.

엘리베이터의 역행 운전시에 있어서, 전원(6)은 교류 전력을 출력한다. 전원측 전류 제어기(9)는 당해 교류 전력을 정류함으로써 직류 전력으로 변환한다. 주회로 모선(10)은 당해 직류 전력의 공급을 받는다. 평활 콘덴서(11)는 당해 직류 전력을 평활하게 한다. 인버터(14)는 당해 직류 전력을 교류 전력으로 변환한다. 인버터(14)는 당해 교류 전력을 전동기(1)에 공급한다.

전동기(1)는 당해 교류 전력에 의해 회전한다. 시브(2)는 전동기(1)의 회전에 추종하여 회전한다. 주로프(3)는 시브(2)의 회전에 추종하여 이동한다. 엘리베이터 칸(4)과 균형추(5)는, 주로프(3)의 이동에 추종하여 승강한다.

엘리베이터의 회생 운전시에 있어서, 주로프(3)는 엘리베이터 칸(4)과 균형추(5)의 승강에 의해 이동한다. 전동기(1)는 주로프(3)의 이동에 추종하여 회전한다. 전동기(1)는 교류 전력을 발생시킨다. 인버터(14)는 당해 교류 전력을 직류 전력으로 변환한다. 이때, 제어부(15)는 저항 제어 소자(13)를 온으로 한다. 그 결과, 회생 저항(12)은 당해 직류 전력을 열로서 소비한다.

다음에, 도 2를 이용하여, 전원(6)의 측으로 전력을 회생하는 기능을 추가하는 방법을 설명한다.

도 2는 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 모선 전압 제어기가 적용된 후의 엘리베이터의 구성도이다.

도 2에 도시하는 것처럼, 모선 전압 제어기(16)는 나중에 추가된다. 모선 전압 제어기(16)의 입력부는, 전원(6)의 출력부에 접속된다. 모선 전압 제어기(16)의 출력부는, 주회로 모선(10)의 입력부에 접속된다. 모선 전압 제어기(16)는 주회로 모선(10)의 모선 전압을 제어한다.

예를 들면, 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값은, 저항 제어 소자(13)가 온이 될 때의 값보다도 작아지도록 제어된다. 그 결과, 엘리베이터의 회생 운전시에 있어서, 회생 저항(12)은 주회로 모선(10)에 공급된 직류 전력을 열로서 소비하지 않는다. 이때, 모선 전압 제어기(16)는 당해 직류 전력을 전원(6)의 측으로 회생한다.

다음에, 도 3을 이용하여, 제어장치(7)의 제어부(15)를 설명한다.

도 3은 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치의 제어부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 3에 도시하는 것처럼, 제어부(15)는 모선 전압 검출부(17)와 소비 전력 검출부(18)와 제어 전압 지령부(19)와 제어 전압 결정부(20)를 구비한다.

모선 전압 검출부(17)는 모선 전압 제어기(16)로부터 주회로 모선(10)의 모선 전압을 검출한다. 소비 전력 검출부(18)는 전원측 전류 제어기(9)의 소비 전력을 검출한다. 제어 전압 지령부(19)는 주회로 모선(10)의 모선 전압이 제어 지령치가 되도록 모선 전압 제어기(16)를 제어한다. 제어 전압 결정부(20)는 모선 전압 검출부(17)의 검출치와 소비 전력 검출부(18)의 검출 상태에 기초하여 제어 전압치를 결정한다.

구체적으로는, 제어 전압 결정부(20)는 주회로 모선(10)의 모선 전압이 전원(6)으로부터의 수전 전압이 될 때의 주회로 모선(10)의 모선 전압의 제1 기준치를 검출한다. 제어 전압 결정부(20)는 회생 저항(12)이 온이 될 때의 상기 주회로 모선(10)의 모선 전압의 제2 기준치를 검출한다. 제어 전압 결정부(20)는 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값이 제1 기준치와 제2 기준치의 사이의 값이 되도록 제어 전압치를 결정한다.

다음에, 도 4를 이용하여, 제어 전압치의 결정 방법을 설명한다.

도 4는 이 발명의 실시 형태 1에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 의한 제어 전압치의 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 가로축은 시간이다. 도 4의 세로축은 모선 전압이다.

도 4에 도시하는 것처럼, 제어 전압 결정부(20)가 제어 전압치를 결정하지 않으면, 모선 전압은 제어되지 않는다. 이때, 제어 전압 결정부(20)는 소비 전력 검출부(18)에 의한 소비 전력의 검출치의 양음에 따라 엘리베이터의 운전 모드를 판정한다.

운전 모드가 역행 모드일 때, 모선 전압의 값은, 전원(6)으로부터의 수전 전압의 파고치(波高値)가 된다. 그 결과, 모선 전압의 값은 일정하게 된다. 제어 전압 결정부(20)는 당해 모선 전압의 값을 역행 레벨의 제1 기준치로서 검출한다. 운전 모드가 회생 모드일 때, 모선 전압의 값은 운전 모드가 역행 모드일 때의 값보다도 커진다. 이때, 회생 저항(12)이 온이 된다. 그 결과, 모선 전압의 값은 일정하게 된다. 제어 전압 결정부(20)는 당해 모선 전압의 값을 회생 레벨의 제2 기준치로서 검출한다. 이때, 제어 전압 결정부(20)는 제1 기준치와 제2 기준치를 가산한 값을 2로 나눈 값을 제어 전압치로 한다.

이상에서 설명한 실시 형태 1에 의하면, 제어 전압치는 엘리베이터의 운전 모드가 역행 모드일 때의 모선 전압의 값과 엘리베이터의 운전 모드가 회생 모드일 때의 모선 전압의 값의 사이의 값이 된다. 이 때문에, 모선 전압을 자동으로 적절히 설정할 수 있다. 통상, 저항 제어 소자(13)는 모선 전압의 값이 회생 모드일 때의 값이 되었을 때에 온이 된다. 이 때문에, 본 실시 형태에 의한 자동 설정에 의하면, 엘리베이터의 회생 운전시에 있어서도, 회생 저항(12)이 온이 되지 않는다. 그 결과, 회생 저항(12)이 과열하는 것을 방지하면서, 전력을 효율 좋게 전원(6)에 회생할 수 있다. 또, 엘리베이터의 역행 운전시에 있어서도, 회생 저항(12)이 온이 되지 않는다. 그 결과, 엘리베이터의 역행 운전시에 있어서 전력이 회생 저항(12)에 헛되이 공급되는 것을 방지할 수 있다.

또, 제어 전압치는 모선 전압의 검출치와 소비 전력의 검출 상태에 기초하여 결정된다. 이 때문에, 용이하게 검출할 수 있는 값에 기초하여, 모선 전압을 자동으로 적절히 설정할 수 있다. 또, 회생 저항(12)을 구비한 제어장치(7)에 대해, 전력 회생 기능을 나중에 추가하는 경우에도, 제어 전압치를 자동으로 결정할 수 있다. 추가로, 제어장치(7)의 각 소자의 변화, 전원(6)의 출력 전압의 변화 등, 환경의 변화에도 대응할 수 있다.

실시 형태 2.

도 5는 이 발명의 실시 형태 2에 있어서의 엘리베이터의 제어장치에 의한 제어 전압치의 결정 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 가로축은 시간이다. 도 5의 세로축은 모선 전압이다. 또한, 실시 형태 1과 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호가 부여된다. 당해 부분의 설명은 생략된다.

도 5에 도시하는 것처럼, 제어 전압 결정부(20)는 제어 전압치를 서서히 작게 한다. 그 결과, 주회로 모선(10)의 모선 전압은 서서히 작아진다. 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값이 전원(6)으로부터의 수전 전압의 값보다도 작아지려고 하면, 전력이 전원측 전류 제어기(9)로부터 주회로 모선(10)에 유입된다. 이때, 모선 전압 제어기(16)는 주회로 모선(10)의 모선 전압의 제어 전압치를 유지하도록 주회로 모선(10)으로부터의 전력의 회생을 개시한다. 이 때문에, 회생 전력의 값이 급격하게 커진다. 이때, 제어 전압 결정부(20)는 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값을 역행 레벨의 제1 기준치로서 검출한다.

도 5에 도시하는 것처럼, 제어 전압 결정부(20)는 제어 전압치를 서서히 크게 한다. 그 결과, 주회로 모선(10)의 모선 전압은 서서히 커진다. 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값이 일정치보다도 커지려고 하면, 전력이 회생 저항(12)에 소비된다. 이때, 모선 전압 제어기(16)는 주회로 모선(10)의 모선 전압의 제어 전압치를 유지하도록 주회로 모선(10)으로의 전력의 공급을 개시한다. 이 때문에, 소비 전력의 값이 급격하게 커진다. 이때, 제어 전압 결정부(20)는 주회로 모선(10)의 모선 전압의 값을 회생 레벨의 제2 기준치로서 검출한다.

그 후, 제어 전압 결정부(20)는 제1 기준치와 제2 기준치의 사이의 값을 최종적인 제어 전압치로 한다. 예를 들면, 제어 전압 결정부(20)는 제1 기준치와 제2 기준치를 가산한 값을 2로 나눈 값을 최종적인 제어 전압치로 한다.

이상에서 설명한 실시 형태 2에 의하면, 제어 전압 결정부(20)는 제어 전압치를 적극적으로 변화시켜, 최종적인 제어 전압치를 결정한다. 이 때문에, 최종적인 제어 전압치를 자동으로 재빠르게 결정할 수 있다.

또한, 전원측 전류 제어기(9) 및 모선 전압 제어기(16) 중 적어도 일방의 다이오드 소자 또는 스위칭 소자를 와이드 밴드 갭 반도체로 형성해도 된다. 예를 들면, 스위칭 소자를 와이드 밴드 갭 반도체로 형성했을 경우, 스위칭 소자에서의 손실을 줄일 수 있다. 그 결과, 전력 변환 장치(8)의 성능을 향상시킬 수 있다.

추가로, 와이드 밴드 갭 반도체의 내열성은 높다. 와이드 밴드 갭 반도체의 허용 전류 밀도는 높다. 이 때문에, 스위칭 소자 또는 다이오드 소자를 작게 할 수 있다. 그 결과, 전력 변환 장치(8)를 작게 할 수 있다.

[산업상의 이용 가능성]

이상과 같이, 이 발명에 따른 엘리베이터의 제어장치는, 모선 전압을 자동으로 적절히 설정하는 시스템에 이용할 수 있다.

1: 전동기, 2: 시브,
3: 주로프, 4: 엘리베이터 칸,
5: 균형추, 6: 전원,
7: 제어장치, 8: 전력 변환 장치,
9: 전원측 전류 제어기, 10: 주회로 모선,
11: 평활 콘덴서, 12: 회생 저항,
13: 저항 제어 소자, 14: 인버터,
15: 제어부, 16: 모선 전압 제어기,
17: 모선 전압 검출부, 18: 소비 전력 검출부,
19: 제어 전압 지령부, 20: 제도 전압 결정부

Claims

전원의 출력부에 접속된 입력부를 가진 전원측 전류 제어기와,
상기 전원측 전류 제어기의 출력부에 접속된 입력부를 가진 주회로 모선과,
상기 주회로 모선의 출력부에 접속된 입력부를 가지고, 엘리베이터의 엘리베이터 칸을 승강시키는 전동기의 입력부에 접속된 출력부를 가진 인버터와,
상기 주회로 모선에 접속된 회생 저항과,
상기 주회로 모선의 모선 전압을 제어하는 모선 전압 제어기와,
상기 주회로 모선의 모선 전압이 상기 전원으로부터의 수전(受電) 전압이 될 때의 상기 주회로 모선의 모선 전압의 제1 기준치를 검출하고, 상기 회생 저항이 온이 될 때의 상기 주회로 모선의 모선 전압의 제2 기준치를 검출하여, 상기 주회로 모선의 모선 전압의 값이 상기 제1 기준치와 상기 제2 기준치의 사이의 값이 되도록 상기 모선 전압 제어기를 제어하는 제어부를 구비한 엘리베이터의 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는
상기 주회로 모선의 모선 전압을 검출하는 모선 전압 검출부와,
상기 전원측 전류 제어기의 소비 전력을 검출하는 소비 전력 검출부와,
상기 소비 전력 검출부에 의한 소비 전력의 검출치의 양음에 따라 상기 엘리베이터의 운전 모드를 판정하여, 상기 모선 전압 제어기가 상기 주회로 모선의 모선 전압을 제어하고 있지 않을 때 상기 엘리베이터의 운전 모드가 역행 모드인 경우에 있어서 상기 모선 전압 검출부에 의한 상기 주회로 모선의 모선 전압의 검출치를 상기 제1 기준치로서 검출하고, 상기 모선 전압 제어기가 모선 전압을 제어하고 있지 않을 때 상기 엘리베이터의 운전 모드가 회생 모드인 경우에 있어서 상기 모선 전압 검출부에 의한 상기 주회로 모선의 모선 전압의 검출치를 상기 제2 기준치로서 검출하는 제어 전압 결정부를 구비한 엘리베이터의 제어장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어부는
상기 주회로 모선의 모선 전압을 검출하는 모선 전압 검출부와,
상기 전원측 전류 제어기의 소비 전력을 검출하는 소비 전력 검출부와,
상기 주회로 모선의 모선 전압이 제어 전압치가 되도록 상기 모선 전압 제어기를 제어하는 제어 전압 지령부와,
제어 전압치를 서서히 작게 했을 때 상기 모선 전압 제어기가 상기 주회로 모선의 모선 전압의 제어 전압치를 유지하도록 상기 주회로 모선으로부터의 전력의 회생이 개시되었을 경우에 있어서 상기 모선 전압 검출부에 의한 상기 주회로 모선의 모선 전압의 검출치를 상기 제1 기준치로서 검출하고, 제어 전압치를 서서히 크게 했을 때 상기 모선 전압 제어기가 상기 주회로 모선의 모선 전압의 제어 전압치를 유지하도록 상기 주회로 모선으로의 전력의 공급이 개시되었을 경우에 있어서 상기 모선 전압 검출부에 의한 상기 주회로 모선의 모선 전압의 검출치를 상기 제2 기준치로서 검출하는 제어 전압 결정부를 구비한 엘리베이터의 제어장치.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원측 전류 제어기 및 상기 모선 전압 제어기 중 적어도 일방은, 스위칭 소자를 구비하고,
상기 스위칭 소자는 와이드 밴드 갭 반도체에 의해서 형성된 엘리베이터의 제어장치.