엘리베이터의 제어방식

교류엘리베이터  속도제어

 

▪ 교류  1단  제어
가장  간단한  제어  방식으로  3상  교류  유도전동기를  사용하여  기동  및  정속운행.  정지  시에는  전원  차단  후  제동기에  의해  기계적으로  제동.  착상  불량하고  저속  엘리베이터에  적용한다.  정격속도  30m/min  이하.

 

 ▪ 교류  2단  제어

2단  속도  전동기를  사용하여  기동과  주행은  고속 권선으로,  감속시는  저속권선으로  감속하여  착상하 는  방식이다.  교류  1단  속도제어에  비해  착상이  우수하며,  주로  화물용으로  사용된다.  고속권선과  저속권선의  속도비는  착상오차,  감속도,  감속시의  잭 (감속도  변화율),  크리프(cleep)  시간(저속  주행시간 = 착상시간) 등을  고려하여  주로  4:1로  사용된다.

전동기내에  고속용  권선과  저속용  권선이  감겨져  있는  교류  2단속도  전동기를  사용하여  기동과  주행은  (고속  권선)으로  하고,  감속과  착상 은  (저속  권선)으로  하는  제어방식 으로써  고속과  저속을  (4:1)  의  속도  비율로  감속시켜  착상지점에  근접해지면  전동기에  가해지는  모든  연결접점을  끊고  동시에  브레이크를  걸게하여  정지시킨다.  교류  2단  전동기의 속도비는  착상  오차  이외에  감속도,  감속시의  저크(감속도  변화율),  크리프  시간(저속  주행시간),  전력회생의  균형으로  인하여  4:1이  가장  많이  사용된다.  속도  60m/min까지  적용  가능하다.

 

▪ 교류  귀환제어(싸이리스터  사용)
카의  실제속도와  지령속도를  비교하여  싸이리스터의  점호각을  바꿔  속도를  제어하는  방식이다.  감속 시에 는  전동기에  직류를  흐르게  하여  제동토크를  발생시 킨다.  정격속도  45 ~ 105 [m/min]에  적용된다.

교류귀환  속도제어방식은  카의  실제속도와  지령속도를  비교하여  싸이리스 터(Thyristor)의  위상제어로  유도전동기의  속도를  제어하는  방식이다. 유도전동기의  1  차측  각상에  (싸이리스터)와  (다이오드)를  역병렬로  접속 하여  토크를  변화시키는  방식으로  기동  및  주행을  하고  감속시에는  유도전 동기의  권선에  (직류)를  흘려  제동토크를  발생시킨다. 
또한,  가속  및  감속에는  카의  실제속도를  (속도발전기[Tacho  generator]) 에서  검출하여  그  전압과  속도발전기의  전압을  비교하여  지령값보다  카의  속도가  작을  경우는  싸이리스터의  (점호각)을  높여  가속시키고,  반대로  지령값보다  카의  속도가  큰  경우에는  제동용  싸이리스터를  점호하여  (직류) 를  흐르게  함으로써  감속시킨다.  이와  같이  카의  실제속도와  속도지령장치 의  지령속도를  비교하여  싸이리스터의  (점호각)을  바꿔  유도전동기의  속도 를  제어하는  방식을  교류귀환제어라  하며,  45m/min에서  105m/min까지의  엘리베이터에  주로  이용한다. 

 

▪ 가변전압  가변주파수  제어(VVVF)
가변전압  가변주파수)제어  :  유도전동기에  인가되는  전압과  주파수를  동시에  변환시켜  직류전동기와  동등한  제어성능을  갖는다.  기동전류가  낮아  소비전 력이  교류  귀환제어에  비해  약 50%  절감되며,  저속부터  고속범위까지  적용  가능하다.

3상  교류  인버터로  교류전원을  (직류전원)으로  변환하고,  다시  (인버터)로  재차  가변전압  가변주파수의  3상교류 로  변환되어  전동기에  가해지게  된다.  이때  인버터는  정현파  (PWM[펄스폭  변조]제어)에  따라  정현파에  근접된  임의의  전압과  주파수를  출력한다.  상기와  같이  회생전력이    비교적  작은  속도  105m/min이하의  중저속엘리베이 터에는  컨버터로서  전력용  다이오드  모듈을  사용하고  있으며,  엘리베이터  부하측으로부터  되돌려진  회생전력은  전원에  반환되지  않고  일반적으로  직류회로에  접속된  (저항기[제동저항])로  보내져  열로써  소모된다. 부하토크가  쿤  경우나  급속한  제동을  걸  필요가  없는  경우는  전동기  및  인버터에서의  열손실만으로  제동,  정지하 는  것이  가능하고(이때  전동기  및  인버텅의  열손실은  15~20%의  제동토크에  상당함),  급속제동을  할  경우에는  인버터의  중간회로에  에너지가  회생되어  중간회로의  콘덴서를  충전하여  전압을  상승시킨다.  이것을  방전하기  위하여  (제동저항)  및  (제동트랜지스터)가  적용된다.  이러한  가변전압  가변주파수  제어방식은  승차감  성능을  크게  향상시킴과  동시에  저속영역에서의  손실을  줄여  종래의  교류제어방식에  비하여  (소비전력)을  약  반으로  줄였으 며  승차감  향상  및  유도전동기를  적용함으로  인한  보수의  용이성  때문에  고속  엘리베이터에서도  직류전동기  대신  가변전압  가변주파수  제어방식을  확대  사용하고  있다.

 

직류엘리베이터  속도제어

 

▪ 위드레오나드(Ward  Leonard)  방식
직류발전기의  출력단을  직접  직류전동기  전기자에  연결 시키고,  직류발전기의  계자저항기로  계자전류를  조정 하여  발전전압을  엘리베이터  속도에  대응하여  연속 적으로  공급하는  방식이다.  유지보수가  어려우나,  교류  2단  속도제어에  비하여  승차감이  좋고,  착상 시간이  짧으며  연속적이고  약 1:20의  광범위한  속도조정이  가능하다.

즉  직류전동기는  계자전류가  일정하면  전기자에  주어진  (전압)에  비례하여  회전수가  변화하게  된다.  전동기에  직류전압을  공급하기  위하여  (교류전동기)로  직류발전기(M·G  :  Motor  Generator)를  회전시켜  여기에 서  나오는  직류를  직접  직류전동기  (전기자)에  연결시키고  직류발전기의  (계자전류)를  강하게  하거나  약하게  하여  발전기에서  발생되는  (전압)을  임의로  연혹적으로  변화시켜  직류전동기의  속도를  연속으로  광범위하게  제어 한다.  발전기의  계자에  소요량을  연결하여  대전력을  제어할  수  있기  때문에  손실이  작은  것이  특징이다. 
발전기의  출력단을  직접  직류전동기  전기자에  연결시키고,  직류발전기의  계자저항기로  계자전류를  조정하여  발전전압을  엘리베이터  속도에  대응하여  연속적으로  공급하는  방식이다.  유지보수가  어려우나,  교류  2단  속도제어 에  비하여  승차감이  좋고,  착상시간이  짧으며  연속적이고  약 1:20의  광범위한  속도조정이  가능하다.
  

▪ 정지레오나드(Static  Leonard)  방식 
사이리스터로  교류를  직류로  변환하여  전동기에  공급하고,  사이리스터의  점호각을  제어하여  직류 전압을  가변시켜  전동기의  속도를  제어하는  방식 이다.  워드  레오나드  방식에  비해  손실이  적고,  유지보수가  용이하다.  고속  엘리베이터에  사용된다.

(싸이리스터)를  사용하여  교류를  직류로  변환하여  전동기에  공급하고,  싸이리스터의  (점호각)을  제어하여  직류 전압을  바꿔  직류전동기의  (회전수)를  변경하여  (속도)를  제어하는  방식으로써  변화시의  손실이  워드  레오나드  방식에  비하여  적고,  유지보수가  쉽다는  장점이  있다.  속도제어는  엘리베이터의  실제속도를  속도지령값으로부터 의  신호와  비교하여  그  값의  차이가  있으면  싸이리스터의  (점호각)을  바꿔  속도를  바꾼다.  고속  엘리베이터에  사용된다.