KR900004038Y1 - 엘리베이터의 속도제어장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

엘리베이터의 속도제어장치

제1-제3도는 본 고안의 한 실시예를 설명한 것이다.

제1도는 본 고안의 제어수단인 1차전류지령연산회로도.

제2도는 계자(界磁) 지령회로도.

제3도는 제2도에 의한 자속지령치 φ2R의 특성도.

제4-5도는 종래의 엘리베이터의 속도제어장치를 설명하는 것으로, 제4도는 일반적인 속도제어장치의 구성도, 제5도는 제1도에 대응한 종래의 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 속도지령 발생장치 2 : 제어장치

6 : 전류제어회로 7 : 주파수변환장치

11 : 유도전동기 15 : 엘리베이터카

17 : 계자지령회로 23 : 1차전류지령 연산회로(제어수단)

본 고안은 인버터로 구동되는 엘리베이터의 속도제어장치에 관한 것이며, 특히 엘리베이터 기동시에 승차감의 개선을 도모한 것이다.

근년, 견고하고 값싼 교류전동기에 주파수 변환장치를 조합한 교류가변속도 제어방식이 엘리베이터에 적용되어가고 있다.

특히, 종래에는 유도전동기의 1차전압을 제어하고 있던 저속영역의 엘리베이터에 대해서는 에너지절약이란 관점에서 매우 주목되고 있다.

그런데, 상기 제어방식에 있어서, 직류전동기와 동등이상의 제어성능을 얻기위하여, 직류전동기와 마찬가지로 교류전동기에도 1차전류를 그 계자에 기여하는 성분(계자분전류(id)과 이것과 직교(直交)하는 토크에 기여하는 성분(토크분전류 iq)으로 분리하여 각각을 독립적으로 제어할 필요가 있다.

이 제어방시을 제4,5도를 사용하여 설명하면, 1은 속도지령신호 WrR을 발생하는 속도지령발생장치, 상기 속도지령신호 WrR과 유도전동기(11)의 속도검출기(12)에 의한 속도검출신호 Wr을 입력하여 이 전동기로의 1차전류지령 iuR, ivR, iwR을 출력하는 제어장치이고, 속도지령신호 WrR와 속도검출신호 Wr의 편차를 구하는 가산기(21)와, 이 편차신호에 의하여 토크지령 T_R을 연산하는 속도연산회로(22), 그리고 이 토크지령 T_R,과 속도검출신호 Wr에 따라 상기 1차전류지령 iuR, ivR, iwR을 연산하는 1차전류지령연산회로(23)를 갖추고 있다.

여기서 3-5는 1차전류지령 iuR, ivR, iwR과 전류검출기(8)-(10)에 의하여 검출된 모터의 실전류 iu, iv, iw의 편차를 구하는 가산기이며, 이 편차신호는 전류제어회로(6)에 입력되고, 전류제어회로(6)는 이 편차 신호를 바탕으로 상기 1차전류 iu, iv, iw가 전류지령 iuR, ivR, iwR과 일치하겠금 주파수변환장치(7)를 제어하도록 되어있어, 이로 인하여 주파수변환장치(7)의 출력전류가 제어되어 유도전동기(11)로 소정의 교류 전력이 공급된다.

13은 활차, 14는 토프, 15는 엘리베이터카(이하 카로 약칭함), 16은 균형추를 나타낸다.

여기에서, 제어장치(2)의 1차전류지령연산회로(23)로서는 제5도의 구성을 포함하고있다.

도면에서, 23a,23b,23c는 곱셈기, 23d는 가산기, 23e는 가산기(23d)의 출력에 따라 cosθ, sinθ 및의 성분을 출력하는 정현파발생기, 23f는 토크분전류지령치(iqR), 자속분전류지령치(idR) 및 정현파발생기(23e)의 출력에 따라 1차전류지령iuR, ivR, iwR을 연산출력하는 2상 3상변환기이며, 이들 각 구성요소는 아래식으로 연산한다.

이제, 2차자속지령치를 φ2R(지령치에 대해서는 R을 부가한다)이라고 하면, 토크분전류지령치iqR은

여기서, L2 : 모터의 2차 인덕턴스, M : 모터의 상호인덕턴스, P : 극짝수이고, 또 자속분전류지령치 idR은

(여기서, R₂: 모터2차저항)으로 주어진다.

또, 식(2)에서 분명하듯이 모터내부에 있어서 자속φ2는

로 도되어 자속분전류에 대하여 2차자속이 1차지연되어 추종한다.

또, 슬립각주파수지령 WsR은

1차전류지령 iuR. ivR, iwR은

가 된다.

통상, 엘리베이터의 제어에 있어서는 자속일정제어(磁束一定制御)가 채용되어 있으므로

이며, 이로부터, (2)식에서,

으로된다.

즉, 곱셈기(23a)는 식(1)에 따라서 토크전류지령치 iqR를, 곱셈기(23b)는 식(4)에 따라서 슬립각주파수지령 WsR을, 또 2상 3상 변환기(23f)는 식(5)-(6)에 따라서, 1차전류 iuR, ivR, iwR을 각각 연산한다.

그런데, 모터의 실제의 2차차속은 식(3)에서 분명히 알수있듯이 모터의 d축전류 id에 대하여 1차지연되어 추종한다.

여기서, idR을 φ2R/M으로 주어지도록 구성한 제5도의 회로에 있어서는, 우선 계자를 확립하기 위하여 엘리베이터가 기동시 브레이크를 개방하기전에 미리 d측전류를 흘려서 계자가 인정하게된 싯점에서 브레이크를 개방하여 소망하는 토크가 선형적(線形的)으로, 즉

여기서 K : 일정인 관계에 의해서 출력되도록 되어있다(이것을 사전여자라고 한다).

또, 미리 d축전류를 흘려서 계자를 일정하게 하기위한 기간(사전여자기간)은 통상 200-400mesc필요하며, 운전효율 등의 점으로 봐서도 이 기간은 가급적 짧게하는 것이 바람직하다.

그런데, 고급엘리베이터에서는 엘리베이터의 언밸런스부하를 보상하는 저울장치가 카(15)안에 설치되어 기동시 언밸런스 부하를 보상하는 토크를 발생토록하고, 브레이크를 개방하여도 카가 언밸런스량의 크기에 따라 갑자기 튕기는 일 없도록 한것이 있다.

그러나, 속도가 느린 엘리베이터에서는 이와같은 장치가 없기 때문에 기동시 브레이크를 개방한 뒤에 갑자기 카가 튕겨지므로 기동충격을 받아 승차감 악화의 원인이 되어있었다.

본 고안은 상기 결점을 해소하기 위하여 발명된 것으로서, 저울장치가 설치되어 있지않은 엘리베이터에 있어서도 기동충격이 생기지 않고, 또 사전여자기간도 짧게한 속도제어장치를 제공하려는 것이다.

이하 본 고안의 실시예를 제1-3도를 사용하여 설명한다.

도면에 보인 실시예는 엘리베이터를 기동시에만 모터의 2차자속을 강한 계자로 하고(사전여자기간중부터), 이렇게 함으로써, (1) 사전여자기간은 모터에 직류전류를 흘리고 2차자속을 형성하지만, 이 자속을 강화시킴으로써 직류제동효과를 보다 강하게 하여 브레이크를 개방하여도 언밸런스 부하에 의하여 카가 움직이는 것을 극력 억제하고, (2) 또, 2차자속을 강한 계자로 함으로써 식(1)에서 이해되듯이 토크보다 크게 발생시켜, 결과적으로 엘리베이터의 속도제어계(系)의 응답 속도를 빠르게 함으로써 엘리베이터의 기동충격의 개선을 도모한 것이다.

제1도는 제5도에 대응한 본 고안의 실시예이며, 제5도와 동일부분은 동일부호를 붙였으며, 231,238은 제산기, 232-234, 23,239는 곱셈기, 235는 미분기, 236은 가산기를 나타낸다.

통상, 모터내부에서는 2차자속 φ2는 1차 d측전류 ild의 1차지연으로 되므로, 이때문에 자속지령 φ2R이 주어진 경우, 지연없이 모터의 실제의 자속 φ2를 φ2R과 동일하게 하기 위해서는 d축전류지령으로서

와 같이, φ2R 미분량을 포함한 전류지령을 줄 필요가 있다(즉 강제 요건을 주지 않으면 안된다).

제1도의 구성은, 자속가변제어를 하도록 한 것이며, 자속지령과 모터의 실제의 자속이 같아지도록 idR의 연산식으로서 위의 식(12)를 채용하고 있다.

이로 인하여, 이미 말한 바와같이 모터의 2차자속은 2차자속지령에 대해 거의 지연됨 없이 추종하며 사전여자 기간 tp(제3도)를 단축할 수가 있다.

그리고, 제1도의 구성에서는 d축전류지령에 미분항이 포함되어 있으므로 가변제어는 가능하다.

다만 이 구성에는 저울장치가 포함되어 있지않다.

그래서 브레이크를 개방하기 전에 직류여자전류를 흘려서 모터를 직류 여자하여 둔다.

이로인하여 브레이크를 개방하여도 모터는 직류제동효과에 의하여 회전하기 힘들게되고, 기동충격도 감소시킬 수 있다.

이 효과는 모터의 여자를 더 강하게 해 놓으면 보다 한층 현저하게 된다. 또, 이 강화된 계자는 정상상태의 2배정도이다.

이 이상 강화계자지령을 내어도 모터의 철심의 포화등으로 계자는 더 강화되지 않는다.

여기서, 정상의 계자라는 것은 무부하시의 모터에 정격전압을 인가한때의 계자이며, 이 강화계자시간은 엘리베이터가 기동할 때쯤까지면 된다.

그 이유는 강화계자로 함으로써 모터의 자기 소음이 증가하기 때문에 긴 동안 계속해 놓는 것은 바람직하지 않기 때문이다.

다음에 계자지령회로(17)의 구성을 제2도에 보인다.

도면중 171-173은 저항기, 174는 콘덴서, 175는 연산증폭기, 176은 기준전압원(전압치=Vref), 177은 엘리베이터의 정지시 및 기동후 속도가 어느값에 도달하기 전에 접점이 개방되고, 속도가 어느값 이상에 도달하면 엘리베이터 정지까지 접점이 닫겨있는 스위치이며, 이 회로에 의하여 자속지령치 φ2R을 제3도에 나타낸 바와 같이 제어한다.

이상 설명하였듯이, 본 발명은 엘리베이터가 기동시 미리 모터의 계자를 강화하고, 기동후 일정치까지 감소시키도록 한 것이며, 이로 인하여 기동이 개선된다.

Claims (9)

1. 직류를 전류형 인버터에 의하여 가변전압 가변주파수의 교류로 변환하고, 이 변환된 교류전력으로 유도전동기(11)를 구동시켜 엘리베이터카(15)를 운전하도록 한 엘리베이터의 속도제어장치에 있어서, 엘리베이터의 기동시, 미리 상기 유도전동기(11)의 계자를 강화하고 기동후 일정치까지 감소시키는 제어수단(23)을 갖춘 것을 특징으로 하는 엘리베이터의 속도제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어수단(23)은, 전동기(11)의 1차전류를 제어하기 위한 자속분 전류지령(idR)을 발생하며, 이 지령을 증대시킴으로써 상기 계자의 강화제어를 하는 엘리베이터의 속도제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 제어수단(23)이 출력하는 자속분전류지령(idR)은, 통상 운행시의 약 2배의 계자를 발생시키도록 하는 강화계자지령이 되는 엘리베이터의 속도제어장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제어수단(23)이 출력하는 자속분전류지령(idR)은 엘리베이터가 기동후에는 계자가 감소되도록 하는 엘리베이터의 속도제어장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어수단(23)은, 전동기(11)의 토크를 제어하기 위한 토크지령(T_R)과, 전동기(11)의 계자를 제어하기 위한 자속지령(φ2R)을 입력하여 전동기(11)의 1차전류지령(iuR)(ivR)(iwR)을 연선하여 출력하며, 상기 자속지령(φ2R)을 입력하여 연산하는 회로에는 자속지령을 미분하는 미분회로(235)가 포함되어 있는 엘리베이터의 속도제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 제어수단(23)중 상기 자속지령(φ2R)을 입력하여 연산하는 회로는, 입력된 자속지령에 소정의 계수(係數)를 곱셈하는 곱셈기(233)(234)와, 이 곱셈기의 출력을 미분하는 미분회로(235)와, 이 미분회로의 출력과 상기 곱셈기의 출력과를 가산하는 가산기(236)를 갖춘 엘리베이터의 속도제어장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 제어수단(23)에 입력되는 자속지령을 발생하는 지령회로(17)가 더 설치되어 있고, 이 지령회로는 엘리베이터의 정지시 및 엘리베이터의 기동후의 속도가 소정치에 도달할 때까지 고출력을 발생하고, 속도가 소정치에 도달한후 엘리베이터가 정지하기까지 저출력을 발생하는 엘리베이터의 속도제어장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 지령회로(17)는, 엘리베이터정지시 및 기동후의 속도가 소정치에 도달할 때까지 기간 및 상기 속도가 소정치에 도달한 후 엘리베이터가 정지하기까지의 기간에 있어서 개폐상태를 절환시키는 스위치수단(177)을 갖춘 엘리베이터의 속도제어장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 지령회로(17)는, 상기 고출력에서 상기 저출력으로 그 출력을 전환할때, 그 출력을 서서히 변화시키는 엘리베이터의 속도제어장치.