KR100434446B1 - 엘리베이터용 무정전 전원공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터와 같은 부하에 사용하기 적합하도록 구성된 무정전 전원공급장치에 관한 것으로서, 3상 교류전원을 직류전원으로 변환출력하는 컨버터와, 상기 컨버터 출력을 교류전원으로 출력하는 인버터 및 상기 인버터 출력전원에 따라 구동되는 엘리베이터 모터를 포함하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치에 있어서, 상기 3상 교류전원을 상기 컨버터로 통전시키는 제 1 계전기와; 상기 3상 교류전원을 감압하여 출력하되 그 감압된 전원에 의해 통전되는 정전감지부와; 상기 정전감지부 출력전원으로 배터리를 충전시키고 충전된 배터리 전압을 교류전압으로 승압하여 출력하는 보조 전원공급부와; 상기 보조 전원공급부의 출력전원을 상기 컨버터로 출력할 수 있도록 상기 제 1 계전기와 인터로크(interlock)되어 작동되는 제 2 계전기와; 상기 제 2 계전기의 출력전원을 감압하는 트랜스와; 정상운전모드에서 상기 정전감지부의 출력으로부터 동작전원을 입력받아 엘리베이터 모터의 구동을 제어하고, 정전운전모드에서 상기 트랜스 출력으로부터 동작전원을 입력받아 엘리베이터 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘리베이터용 무정전 전원공급장치{Uninterruptible power supply for Elevator}

본 발명은 무정전 전원공급장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 엘리베이터와 같은 부하에 사용하기 적합하도록 구성된 무정전 전원공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 아파트나 빌딩에 설치된 엘이베이터에는 무정전 전원공급장치 (UPS:Uninterruptible power supply)가 설치되어 있어서 전력회사로부터 전원공급이 중단되는 경우가 발생되어도 엘리베이터에 계속 전원이 공급될 수 있도록 하고 있다.

도 1 은 종래 아파트나 빌딩의 엘이베이터에 설치된 무정전 전원공급장치의 개략적인 구성블럭도이다. 도시한 바와 같이, 종래 무정전 전원공급장치(30)는 3상교류전원을 정류하는 정류장치(31)와 배터리부(32)와 엘리베이터 모터(34)를 구동하기 위한 인버터부(33)와 컨트롤러(35)를 포함한다.

상기 정류장치(31)는 380V 외부 교류전원을 입력받아 이를 380V 직류전압으로 정류한다. 상기 정류장치(31)는 컨버터와 평활콘덴서로 구성된다.

상기 배터리부(32)는 상기 정류장치(31)로부터 380V 직류전압을 입력받아 충전되면서 동시에 전류를 통전시킨다. 상기 배터리부(32)는 보통 24V 납축전지 16개로 이루어져 380V 정도의 출력전압을 갖는다.

상기 인버터부(33)는 380V 직류전원을 입력받고 상기 콘트롤러(36)로부터 모터 구동제어신호를 수신하여 상기 엘리베이터 모터(34)를 구동한다. 상기 인버터부 (33)는 고속 스위칭소자로 이루어져 콘트롤러(35)의 제어신호에 따른 가변전압을 출력한다.

상기 콘트롤러(35)는 펄스폭 변조신호를 출력하여 상기 인버터부(33)의 출력전압을 제어한다. 상기 콘트롤러(35)는 엘리베이터의 구동속도를 60㎐정도로 일정하게 유지하도록 상기 인버터부(33)를 제어한다.

상기와 같이 구성된 종래 무정전 전원공급장치는 정상적으로 외부 교류전원이 입력될 때나 정전시에나 항상 배터리부로부터 출력되는 전원을 사용하여 엘리베이터를 구동하도록 구성되어 있다. 따라서 종래 무정전 전원공급장치는 정전시에도 정상일 때와 마찬가지로 380V전원을 공급하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같이 종래 무정전 전원공급장치를 구성할 경우 많은 배터리가 필요하다. 즉, 24V 납축전지 16개를 사용하여야 하므로 시스템 구축비용이 증가하고 또한 무정전 전원공급장치를 설치해야 하는 공간상의 부담이 커지는 문제점이 있었다. 또한 종래에는 엘리베이터 관리자가 쉽게 무정전 전원공급장치가 제대로 작동하고 있는지 관리하기가 어려운 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 시스템 구축비용 및 설치 공간상의 부담을 줄이고 관리를 보다 효율적으로 할 수 있는 무정전 전원공급장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 정전시 엘리베이터 모터를 구동하기 위한 배터리의 전력소모를 절감할 수 있는 무정전 전원공급장치를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1 은 종래 엘이베이터에 설치된 무정전 전원공급장치의 개략적인 구성블록도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 무정전 전원공급장치의 전체 구성블록도이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치는 3상 교류전원을 직류전원으로 변환출력하는 컨버터와, 상기 컨버터 출력을 교류전원으로 출력하는 인버터 및 상기 인버터 출력전원에 따라 구동되는 엘리베이터 모터를 포함하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치에 있어서,

상기 3상 교류전원을 상기 컨버터로 통전시키는 제 1 계전기와;

상기 3상 교류전원을 감압하여 출력하되 그 감압된 전원에 의해 통전되는 정전감지부와;

상기 정전감지부 출력전원으로 배터리를 충전시키고 충전된 배터리 전압을 교류전압으로 승압하여 출력하는 보조 전원공급부와;

상기 보조 전원공급부의 출력전원을 상기 컨버터로 출력할 수 있도록 상기제 1 계전기와 인터로크(interlock)되어 작동되는 제 2 계전기와;

상기 제 2 계전기의 출력전원을 감압하는 트랜스와;

정상운전모드에서 상기 정전감지부의 출력으로부터 동작전원을 입력받아 엘리베이터 모터의 구동을 제어하고, 정전운전모드에서 상기 트랜스 출력으로부터 동작전원을 입력받아 엘리베이터 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기본적인 양상은 전력회사로부터의 외부 교류전원을 엘이베이터 모터를 구동하기 위한 인버터에 입력하면서 아울러 상기 외부 교류전원으로 예비전원을 비축하기 위해 보조로 설치된 배터리를 충전시켰다가 정전시 상기 배터리의 전원을 상기 인버터로 공급하여 엘이베이터를 구동하도록 하는 것이다. 그리하여 종래에는 항상 배터리로부터 인버터로 엘리베이터 구동전원을 공급하기 때문에 고(高) 전력의 납축전지를 다수 개 사용해야 하고 그로 인해 많은 설치공간을 필요로 했지만, 본 발명은 상대적으로 저(低) 전력의 납축전지를 소정 개수만 사용하여 시스템을 구축할 수 있고 그로 인해 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치공간 상의 부담을 줄일 수 있는 것이다. 나아가 본 발명은 보조전원을 교류변환한 후 승압트랜스로 승압시킴에 의해 필요한 배터리의 수를 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 무정전 전원공급장치는 상기 콘트롤러가 상기 정전감지부로부터 정전감지신호 입력시 엘리베이터 모터를 저속 구동하는 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 정전(停電)시 모터의 구동속도를 저속으로 제어하여 모터 구동을 위한 소모전력을 줄여 보조 구동전원용으로 사용되는 배터리로 상대적으로 저(低) 전력의 납축전지들을 소정 개수만 사용하여도 안정적으로 모든 시스템에 전원을 공급할 수 있는 것이다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 무정전 전원공급장치는 트랜스로부터 출력되는 보조 구동전원에 의해 통전되는 고장감지 릴레이를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 양상에 따라 엘리베이터 관리자는 무정전 전원공급장치의 고장 유무를 쉽게 확인할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무정전 전원공급장치의 전체 구성블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치(10)는 제 1 계전기(11)와 컨버터(12)와 인버터(13)와 정전감지부(14)와 보조 전원공급부(15)와 제 2 계전기(16)와 트랜스(17)와 콘트롤러(18)를 포함한다.

제 1 계전기(11)는 3상 교류전원 입력시 스위칭되어 상기 3상 교류전원을 컨버터(12)로 통전시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에서 상기 계전기는 무극자 계전기나 혹은 유극자 계전기 등이 사용 가능하다.

컨버터(12)는 3상 교류전원을 입력받아 직류전원을 변환출력한다.

인버터(13)는 상기 컨버터(12)로부터 출력되는 직류전원을 가변 주파수의 교류전원으로 변환하여 출력한다. 상기 컨버터(12)와 인버터(13)의 구성은 본원 발명의 출원일 이전에 공지된 회로이므로 상세한 설명은 생략한다.

정전감지부(14)는 외부전원이 정전인지를 감지하는 것으로서, 도 2 에 도시된 바와 같이 380V 외부 교류전원을 220V 교류전원으로 감압하는 제 1 트랜스(141)와 다수의 릴레이(C, P2, P1, K)로 이루어져 있다. 상기 다수의 릴레이(C, P2, P1, K)는 정전을 감지하는 정전감지 릴레이(C)를 포함한다.

보조 전원공급부(15)는 외부전원이 정전시 모든 시스템에 예비전원을 공급하기 위한 것으로서, 도 2 에 도시된 바와 같이 상기 정전감지부(14)의 출력전원을 입력받아 배터리(152)를 충전하는 배터리충전부(151)와 상기 배터리 출력전원을 교류전원으로 변환하는 AC 변환장치(153)와 상기 AC 변환장치(153)의 교류전원을 엘리베이터 모터 구동전원으로 승압하는 승압 트랜스(154)를 포함한다.

바람직한 일 실시예에서, 상기 배터리(152)는 12V의 납축전지 8개로 이루어져 96V의 직류전원을 출력한다.

제 2 계전기(16)는 상기 승압 트랜스(154)로부터의 출력전원을 상기 컨버터 (12)로 통전시킨다. 본 발명에서 상기 제 2 계전기(16)는 제 1 계전기(11)와 인터로크(interlock)되어 있어 상기 제 1 계전기(11)가 접속되면 단전된다. 반대로 상기 제 2 계전기(16)는 제 1 계전기(11)가 단전되면 접속된다. 따라서, 본 발명은 평상시에는 상기 제 1 계전기(11)를 통해 통전되는 3상 교류전원을 엘리베이터 구동전원으로 사용하다가 정전시에는 제 2 계전기(16)를 통해 통전되는 배터리 전원을 엘리베이터 구동전원으로 사용하도록 하는 것이다.

제 2 트랜스(17)는 외부전원이 차단되었을 때 콘트롤러(18)로 상기 보조 구동전원을 통전시키기 위한 것으로서, 제 2 계전기(16)의 출력단에 연결되며 상기 승압 트랜스(154)의 출력전원을 감압하여 출력한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따라 상기 제 2 트랜스(17)와 콘트롤러(18) 사이에는 다수의 릴레이(C, TM, P1, P2, K)가 연결되어 있다. 상기 다수의 릴레이(C, TM, P1, P2, K)에는 상기 콘트롤러(18)로 통전되는 보조 구동전원을 소정 시간, 바람직하게는 5초동안 지연하는 타이머 릴레이(TM)와 상기 타이머 릴레이(TM)로부터 출력되는 전원에 의해 통전되며 시스템 고장을 감지하는 고장감지 릴레이(K)를 포함한다.

콘트롤러(18)는 엘리베이터 모터 구동을 제어하는 것으로서 평상시에는 정전감지부(14)의 출력전원을 공급받으며 정전 시에는 제 2 트랜스(17)를 통해 보조 구동전원을 공급받는다. 본 발명의 유리한 양상에 따라 상기 콘트롤러(18)는 평상시에는 60㎐ 정도의 모터 구동속도로 엘리베이터 모터를 제어하다가 정전 시에는 3㎐∼6㎐ 정도의 낮은 모터 구동속도로 엘리베이터 모터를 제어하는 것이 바람직하다.

이하, 위와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치의 정전시 동작설명을 도면을 참조하여 설명한다.

외부전원이 차단되면 제 1 계전기(11)와 인터로크된 제 2 계전기(16)는 상기 보조 전원공급부(15)의 보조 구동전원에 의해 온(ON)되어 컨버터부(12)로 상기 보조 구동전원을 통전시킨다.

그리고 제 2 트랜스(17)는 제 2 계전기(16)로부터 출력되는 보조 구동전원을 감압하여 콘트롤러(18)로 출력한다. 이때 상기 보조 구동전원은 타이머 릴레이(TM)에 의해 소정 시간 지연된다. 따라서 정전시 상기 소정 시간동안 콘트롤러(18)가 작동을 하지 못하게 되어 엘리베이터는 잠시 정지상태로 있게 된다. 이 때 상기 소정 시간내에 외부전원이 다시 공급되지 않으면 보조 구동전원이 상기 타이머 릴레이(TM)를 통해 콘트롤러(18)에 공급된다.

이후 콘트롤러(18)는 상기 정전감지부(14)로부터 입력되는 정전감지신호를 체크하여 정전이라고 판단하면 정전시의 엘리베이터 모터 구동제어신호를 출력한다.

따라서, 본 발명에 따른 엘리베이터용 무정전 전원공급장치는 정전시에도 엘리베이터를 안정적으로 구동할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 3상 교류전원을 메인 엘리베터 구동전원으로 사용하고 배터리를 보조 구동전원으로 사용하므로써 종래와 다르게 상대적으로 저(低) 전력의 납축전지를 소정 개수만 사용하여 배터리부를 구축할 수 있고 그로 인해 시스템 설치비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 설치공간 상의 부담을 줄일 수 있는 유용한 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다라는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 3상 교류전원을 직류전원으로 변환출력하는 컨버터와, 상기 컨버터 출력을 모터구동용 교류전원으로 변환출력하는 인버터 및 상기 인버터 출력전원에 따라 구동되는 엘리베이터 모터를 포함하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치에 있어서,

   상기 3상 교류전원을 상기 컨버터로 통전시키는 제 1 계전기와;

   상기 3상 교류전원을 감압하여 출력하되 그 감압된 전원에 의해 통전되는 정전감지부와;

   상기 정전감지부 출력전원으로 배터리를 충전시키고 충전된 배터리 전압을 교류전압으로 승압하여 출력하는 보조 전원공급부와;

   상기 보조 전원공급부의 출력전원을 상기 컨버터로 출력할 수 있도록 상기 제 1 계전기와 인터로크(interlock)되어 작동되는 제 2 계전기와;

   상기 제 2 계전기의 출력전원을 감압하는 트랜스와;

   정상운전모드에서 상기 정전감지부의 출력으로부터 동작전원을 입력받아 상기 인버터를 제어하여 엘리베이터 모터의 구동을 제어하고, 정전운전모드에서 상기 트랜스 출력으로부터 동작전원을 입력받아 상기 인버터를 제어하여 엘리베이터 모터의 구동을 제어하는 컨트롤러;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 보조 전원공급부가:

   상기 정전감지부의 출력전원을 입력받아 배터리를 충전하는 배터리충전부와;

   상기 배터리 출력전원을 교류전원으로 변환하는 변환장치와;

   상기 변환장치의 교류전원을 엘리베이터 모터 구동전원으로 승압하는 승압 트랜스;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치.
3. 청구항 1 에 있어서, 상기 콘트롤러가:

   상기 정전감지부로부터 정전감지신호 입력시 엘리베이터 모터를 저속 구동하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치.
4. 청구항 1 또는 2 에 있어서,

   상기 트랜스 출력단에 상기 콘트롤러로 입력되는 보조 구동전원을 소정 시간동안 지연하는 타이머 릴레이가 연결된 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치.
5. 청구항 1 또는 2 에 있어서,

   상기 트랜스 출력단에 상기 보조 구동전원에 의해 통전되는 고장감지 릴레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터용 무정전 전원공급장치.