KR890002456B1 - 에스컬레이터의 제어장치 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도 내지 제4도는 본 발명에 의한 에스컬레이터 제어장치의 한 실시예를 도시한 도면으로서, 제1도는 전기 회로 접속도.
제2도는 동작을 설명하기 위한 설명용 도면.
제3도는 절환장치를 상세하게 도시한 블럭도.
제4도는 프로그램의 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유도 전동기 11, 12 : 트랜스
13 : 제어장치 14 : 승객 검출장치
본 발명은 에스컬레이터를 가변속 제어하는 장치에 관한 것이다.
종래의 에스컬레이터의 제어장치에서, 보통때는 에스컬레이터를 중지시켜 놓고, 이용객이 있으면 광전장치 등으로 이를 검출하여 기동시키는 방식이 채용되어 왔다.
중지시키고 있는 것은, 에너지를 절약하고 제품수면을 연장하기 위한 것이다. 그러나, 점포등에서는 에스컬레이터를 중지시켜 놓으면, 에스컬레이터의 이용자가 감속하고 고층으로의 손님수가 감소하는 경향이 있다. 그래서, 이용객이 없을 때는 저속도로 에스컬레이터를 운전하고, 이용객이 오면 정격 속도로 절환하여 운전하는 방식이 생각되고 있다. 이 방식에서는, 교류 2단 속도 전동기를 사용하여 속도 절환을 하는 방법, 또는 실공 소 58-23824호 공보에 기재된 고안을 응용하여 구동용 유도 전동기의 1차 전압을 싸이리스터등으로 변화시켜서 속도를 제어하는 방법을 생각할 수가 있다.
그러나, 이들의 방법을 채용하는데는, 어느 것이나 문제가 있다.
즉, 교류 2단 속도 전동기를 사용하는 방법은, 고속용과 저속용의 2종류 권선을 사용하기 때문에 전동기의 외형이 크게 되어 에스컬레이터의 좁은 기계실에 수납하기 어렵다. 또, 속도 절환때 큰 쇼크가 발생하고 빈번한 절환은 오히려 제품 수명을 줄인다고 하는 문제가 있었다.
다음, 1차 전압제어는 속도 절환때의 쇼크를 작게 할 수 있지만, 저속도로 운전할 때 효율이 현저히 낮고, 통상 사용되는 전동기에서는 이상하게 온도가 상승하기 때문에 대용량의 것을 사용하지 않으면 아니되며 에너지 절약면에서도 바람직하지 못하다는 문제도 있었다.
본 발명은 상기 문제점의 관점에서 행하여진 것이며, 속도 절환을 원활하게 할 수 있고, 또한, 저속운전에서의 효율이 좋은 에스컬레이터의 제어장치를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 에스컬레이터의 이용자를 검출하는 승객 검출장치와 삼상 교류 전원의 교류를 저주파의 삼상 교류로 변화하는 변환장치를 설치하고, 이용자가 없을때는 저주파의 삼상 교류에 의하여 에스컬레이터를 저속 운전하고, 이용자가 검출되면 서서히 속도를 상승시킨 후 상기 삼상 교류 전원으로 절환하여 에스컬레이터를 고속 운전하도록 한 것이다.
본 발명에 있어서, 에스컬레이터의 제어장치는 변환장치에 의하여 변환된 저주파의 교류에 의하여 유도 전동기가 가동되기 때문에, 저속운전 상태라도 유도 전동기는 동기 속도 부근에서 운전된다.
제1도 및 제2도는 본 발명의 한 실시예를 예시한다. 제1도에 있어서, (R), (S), (T)는 삼상 교류 전원, (+), (-)는 제어전원, (1)은 에스컬레이터를 구동하는 유도 전동기, (U1)내지 (U3)은 운전 스위치(S)에 의하여 가동되는 상승(up)운전 접촉기(U)의 상개접점, (D1)내지(D3)는 마찬가지로 하강(down) 운전 접촉기(D)의 상개접점, (U4)는 상승 운전 릴레이(UR)의 상개접점, (D4)는 하강 운전 릴레이(DR)의 상개접점, (2)는 삼상교류를 직류로 변화하는 변환장치인 컨버터, (3)은 평활용 콘덴서, (4)는 희생 전력을 소비하는 저항기, (5)는 희생시에 도통하는 스위칭용 트랜지스터, (6)은 컨버터 (2)및 콘덴서(3)에 의하여 생성된 직류로부터 가변 주파수의 교류를 발생하는 변환장치이고, 이 실시예에서는 트랜지스터로 구성된 인버터가 사용된다. (7a)내지 (7c)는 인버터 접촉기(7)의 상개 접점, (11)및 (12)는 트랜스, (13)은 인버터인 변환장치(6)를 제어하는 제어장치이고, 승객 검출장치(14)로부터의 신호에 의하여 유도 전동기(1)를 제어하는 것이다.
이 인버터인 변환장치의 제어회로(13)를 상세히 설명하면, (15)는 위상 검출기가 사용된 위상 검출장치, 트랜스(11) 및 (12)를 통하여 삼상 교류전원(R),(S),(T)와 인버터인 변환장치(6)에 의한 삼상교류의 위상차Ψ를 출력하는 것이다. (16)은 위상차 신호,Ψ와 바이어스 신호ΨR를 가산하는 가산기, (17)는 신호 VP를 출력하는 증폭기, (18)은 기준회로이고, 승객 검출장치(14)가 승객 "있음" 을 검출하면 전원(R), (S), (T)의 주파수(예를들면 60Hz)에 상당하는 고레벨 신호를, 또 승객 "없음"을 검출하는 저레벨 신호를 각각 스텝형으로 발생하는 것이다. (19)는 경사신호 발생장치이고, 상기 스텝형 신호를 서서히 중감시켜서 명령신호 VR을 출력하는 이다. (20)은 명령신호 VR과 귀환신호 VP를 가산하여 전압신호 VF를 출력하는 가산기, (21)은 전압신호 VF에 의하여 발진 주파수 fi를 변화시키는 전압 제어 발진기가 사용된 발진 장치이고, 상기 주파수 fi에 의하여 인버터인 변환장치 (6)를 점호 제어하는 것이다. (22)는 명령신호 VR이 전원 주파수에 접측하였을 때(예를들면, 59.5Hz로 되었을때), 처음으로 위상차 신호Ψ에 응답하여 유도 전동기(1)의 전원을 절환하는 절환장치이고, 그 기능은 다음과 같다.
즉, 상기 접근 상태에 있어서,Ψ=0으로 접점(22a)이 개방되어 증폭기(17)가 유효과 되고, 또한 (가) 저속 운전에서 고속 운전으로 이행할 때는,Ψ=ΨR로 인버터 접촉기(7)를 개방하여 상승운전 접촉기(U)또는 하강 운전 접촉기(D)를 폐쇄하고, (나) 고속 운전에서 저속 운전으로 이행할때는,Ψ=ΨR로 상승 운전 접촉기(U) 또는 하강 운전 접촉기(D)를 개방하여 인버터 접촉기(7)를 폐쇄한다. 절환장치(22)의 상세한 설명은 제3도 및 제4도에 의하여 설명한다.
도면 중, (30)은 중앙처리장치(CPU), (31)은 위상차 신호Ψ와 명령신호 및 승객 유·무 신호가 입력되는 입력장치, (32)는 제 3도에서 도시하는 프로그램이 내장된 ROM, (33)은 RAM이고, 이것으로 데이타가 기억된다. (34)는 연산결과를 출력하는 출력장치이다.
다음에, 제4도에 의하여 절환장치(22)의 동작을 설명한다.
순서(100)에 있어서 승객이 검출되어서 이미 고속 운전으로 되어 있으면, "예"로 되어서 종료한다. 고속 운전이 되어 있지 않으면 "아니오"로 된다. 순서(101)에서 승객이 없고, 이미 저속 운전으로 되어 있으면 "예"로 되어서 종료한다. 저속 운전으로 되어 있지 않으면 "아니오"로 된다. 즉, 저속 고속에의 절환을 필요로 할 경우에는, 순서(102)로 움직인다. 순서(102)에서, VR 59.5HZ로 될 때까지 대기한다. 다음 순서(103)에서 △Ψ=0이 체크된다. 조건이 충족되면 순서(104)로 움직이고, 접점(22a)을 개방하도록 명령을 한다. 다음 순서(105)에서Ψ=ΨR가 체크된다. 순서(106)로 승객 "있음"이 검출되면 순서(107)로 움직이고, 접촉기(U) 또는 (D)를 폐쇄하여 고속 운전을 명령한다. 순서(106)로 승객"없음"이 검출되면 순서(108)로 움직이고, 인버터 접촉기(7)를 폐쇄하여 저속 운전을 명령한다.
다음에 제1 및 제2도에 의하여 본 발명의 에스컬레이터의 제어장치에 대한 동작설명을 한다. 삼상 교류 전원 (R), (S), (T)의 주파수는 60HZ로 한다.
(1) 에스컬레이터는 상승 운전되는 것으로 하고, 이용하고자 하는 승객은 없는 것으로 한다.
스위치(S)를 위쪽으로 동작시킨다. 상승운전 릴레이(UR)는 가동되어서 상개(개방되어 있는 것이 정상)접점(U4)은 폐쇄되지만, 절환장치(22)는 아직 작동상태로 되어 있지 않기 때문에, 상승 운전 릴레이(U)는 가동되지 않고, 인버터 접촉기(7)로 가동된다. 이때문에, 유도 전동기(1)는 인버터인 변환장치(6)에 의하여 제어된다. 이때, 승객 검출 장치(14)로부터는 승객"없음"이 출력되기 때문에, 기준 회로(18)에서 저레벨 신호가 출력된다. 명령신호 VR도 저레벨로 된다. 접점(22a)은 폐쇄되어 있기 때문에 전압신호 VF=명령신호 VR로 되고, 주파수 fi는 저주파수로 된다. 인버터인 변환장치(6)로부터는 상기 저주파에 균형맞는 삼상교류가 발생하고, 유도 전동기(1)는 저속 운전하게 된다.
(2) 다음에 , 에스컬레이터를 이용하는 승객이 승객 검출장치(14)에 의하여 검출되면, 기준 회로(18)는 고레벨 신호를 출력한다. 이 때문에, 경사 신호 발생장치(19)의 출력하는 명령신호 VR은 제 2도에 도시하는 바와 같이,시각 T로부터 서서히 증가한다. 시각 to일때 명령신호 VR이 59.5Hz 상당하게 형성되면, 절환장치(22)가 이것을 감지하여 접점(22a)을 개방하다. 이 개방에 의하여 증폭기 (17)가 유효로 되고, 위상차 신호Ψ와 바이어스 신호 ΨR의 가산치로부터 이루는 신호 VP가 명령신호 VR에 가산되고, 전압신호 VF로 된다. 즉, 인버터인 변환장치(6)는 삼상 교류 전원(R), (S), (T)보다도 약간 높은 주파수를 발생한다. 이와같이 약간 달리한 2개의 주파수의 위상차 신호Ψ는 0으로 되는 타이밍이 존재한다. 절환장치(22)에 있어서, 시각 t1으로 동기(즉,Ψ=0)가 검지되고, 시각 t2로 절환 명령이 나왔다고 한다. 적당한 시간 td만 늦어서 시각 t3로 인버터인 변환장치(6)의 전압이 0으로 된다. 시각 t3로부터 수 사이클 정도 지연된 인버터 접촉기(7)가 절환되어서, 그 상개 접점 (7a) 내지 (7c) 가 개방되고, 그 후 상승 운전 접촉기(U)가 가동되어서 그 상개 접점 (U1) 내지 (U3)가 시각 t4로 폐쇄한다. 즉, 유도 전동기(1)는 삼상 교류 전원(R),(S),(T)로부터 직접 전력의 공급을 받아서 고속 운전을 행한다.
여기서, 인버터인 변환장치(6)로부터 삼상 교류 전원(R), (S), (T)로 절환될때, 시각 t3로부터 t4까지 (수 사이클 정도) 전력의 공급이 차단되지만, 부하 (에스컬레이터)의 관성이 크기 때문에, 상기 순간에서는 유도 전동기(1)내부의 위상각의 삼상 교류 전원(R), (S), (T)에 대한 위상각의 변화는 20도 내지 60도라고 추정된다. 바이어스ΨR는 이 수단에 의한 위상각의 변화를 보상하는 것이다.
즉, 위상차 신호Ψ가 0일때, 바이어스 신호에 의한 값이 가산되어 있기 때문에, 인버터인 변환장치(6)에 의한 교류는 삼상 교류 전원(R), (S), (T)의 그것보다도 약간(20도 내지 60) 앞서게 되는 것으로 된다. 따라서, 시각 t4로 상개 접점(U1) 내지(U3)가 폐쇄되었을때, 그때까지 발생하고 있던 유도 전동기(1)에 의한 발생 전압의 위상각은 삼상 교류 전원(R), (S), (T)의 그것에 일치하는 것이다.
(3) 승객의 운송을 마친 후, 승객 검출장치(14)가 승객 "없음"을 검출하면 삼상 교류 전원 (R), (S), (T)로부터 인버터인 변환장치(6)에 전환하고, 이 인버터인 변환장치(6)에 의하여 서서히 감속시켜서 저속 운전으로 하는 경우도 상기 (가) 및 (나) 항과 마찬가지로 제어되는 것이다.
상기 실시예에 의하면, 저속 운전시는 인버터인 변환장치(6)에 제어되면서 전원의 주파수 그 자체가 저하하기 때문에, 유도 전동기(1)는 동기 속도 부근에서 운전된다. 이때문에 효율이 좋은 운전을 할 수 있다. 또 삼상 교류 전원(R), (S), (T)와 인버터인 변환장치(6)을 절환할때 위상을 맞추도록 하였기 때문에, 쇼크가 없고, 원활히 절환할 수가 있다.
그리고, 삼상 교류 전원(R), (S), (T)로부터 인버터인 변환장치(6)에 절환할 때에는 승객은 에스컬레이터에 타고 있지 않기 때문에, 쇼크가 발생하여도 지장은 없다. 따라서, 동기 확인은 반드시 필요치 않다.
또, 인버터인 변환장치(6)에 의한 운전은, 승객이 없는 상태이므로, 인버터인 변환장치(6)의 용량은 작고 좋은 것이다.
본 발명은, 이상 설명한 바와 같이, 에스컬레이터의 이용자가 없을때는 저속 운전을 하고, 이용자가 있을때는 고속운전을 하도록 한 에스컬레이터의 제어장치에 있어서 주파수를 변환하는 변환장치에 의하여 삼상 교류 전원의 교류를 저주파의 삼상 교류로 변환하고, 이 저주파의 교류로 유도 전동기를 가동하여 저속 운전을 하도록 하였기 때문에, 유동 전동기는 저주파에 대응한 동기 속도 부근에서 회전하고, 효율이 좋은 저속 운전을 할 수가 있는 것이다.
또, 이용자가 검출되었을때, 교환 수단으로부터의 교류의 주파수를 서서히 높인 후 삼상 교류 전원의 교류와 동기한 것을 검출하여 변환장치로부터 삼상 교류 전원으로 절환하도록 하였기 때문에 쇼크가 없는 원활한 절환이 가능하게 된다.
Claims (9)
- 에스컬레이터를 구동하는 유도전동기, 상기 에스컬레이터의 이용자 유·무를 검출하는 승객 검출장치(14), 삼상 교류 전원으로부터의 교류를 가변 주파수의 삼상 교류로 변환하는 변환장치(6), 상기 승객 검출 장치로부터 이용자 "없음"신호에 의하여 상기 삼상 교류 전원보다 저주파의 교류를 발생시켜, 이용자 "있음"신호에 의하여 서서히 상기 저주파를 증가시키도록 상기 변환장치를 제어하는 제어장치(13), 상기 이용자 "없음" 신호일때, 상기 유도 전동기를 상기 변환장치에 접속하여 저속 운전하고, 상기 이용자 "있음" 신호일때 상기 변환장치의 교류 주파수가 상기 삼상 교류 전원의 주파수에 가까운 값으로 됨에 의하여 상기 유도 전동기를 상기 삼상 교류 전원에 접속하여 고속 운전을 하는 절환장치(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제어장치(13)는 상기 승객 검출장치(14)의 출력이 이용자 "있음" 신호로부터 이용자 "없음" 신호로 변화하면, 상기 신호에 응답하여 상기 삼상 교류 전원의 주파수로부터 상기 저주파로 서서히 감소하도록 상기 변환장치(6)를 제어하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 제어장치(13)는, 상기 승객 검출장치(14)의 출력에 응답하여, 이용자 "없음" 신호가 출력되어 있을시에, 저주파의 교류를 생성하기 위한 신호를 출력하며, 이용자 "없음" 심호로부터 이용자 "있음" 신호로 변화하였을때 상기 저주파에서 상기 삼상 교류 전원의 주파수까지 서서히 증가하는 주파수를 가지는 교류를 생성하기 위한 신호를 출력하며, 상기 이용자 "있음" 신호로부터 이용자 "없음" 신호로 변화하였을때 상기 삼상 교류 전원의 주파수에서 상기 저주파까지 서서히 감소하는 주파수를 가지는 교류를 생성하기 위한 신호를 출력하는 신호 발생장치(19)와, 상기 시호 발생장치가 출력하는 신호에 응답하여, 상기 변환장치(6)를 제어하기 위한 주파수 신호를 변화시켜서 출력하는 발진장치(21)를 구비하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 제어장치(13)는 상기 삼상 교류 전원의 교류 위상과 상기 변환장치가 출력하는 교류 위상차를 검출하는 위상 검출장치(15)를 구비하고, 상기 발진장치(21)는 상기 신호 발생장치(19)와 상기 위상 검출장치(15)의 출력에 의하여 상기 변환장치(6)를 제어하기 위한 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 위상 검출장치(15)의 출력은, 상기 변환장치(6)에서부터의 교류 주파수가 상기 삼상 교류 전원의 주파수와 거의 같을때는 상기 절환장치(22)에 의하여 유효화 되어서 상기 발진장치(21)에 공급되고, 상기 변환장치에서부터의 교류 주파수가 상기 삼상 교류 전원의 주파수와 다를때는 상기 절환장치에 의하여 무효화되어 상기 발진장치에는 공급되지 않는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 4항에 있어서, 상기 위상 검출장치(15)의 출력하는 위상차 신호는, 미리 정해진 크기의 신호가 가산되어서 상기 발진장치(21)에 공급되는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 6항에 있어서, 저속 운전에서 고속 운전으로 이행할때. 상기 절환장치(22)는 상기 위상 검출장치(15)의 출력에 의하여 상기 양 위상의 동기를 검출하면, 상기 변환장치(6)를 상기 유도 전동기에서 분리시키고, 상기 삼상 교류 전원을 상기 유도 전동기에 접속하기 위해 절환 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 7항에 있어서, 상기 절환장치(22)는 상기 변환장치(6)와 상기 유도 전동기와의 분리시키기 위한 동작을 행한 후, 상기 삼상 교류 전원과 상기 유도 전동기의 접속을 위한 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
- 제 6항에 있어서, 고속 운전에서 저속 운전으로 이행할 때 상기 절환장치(22)는 상기 위상 검출장치(15)의 출력에 의하여 상기 양 위상의 동기를 검출하면, 상기 삼상 교류 전원을 상기 유도 전동기에서 분리되게 하고, 상기 변환장치(6)를 상기 유도 전동기에 접속시키기 위한 절환동작을 행하는 것을 특징으로 하는 에스컬레이터의 제어장치.
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