정격속도가 105m/분 이상의 기종에서는 속도제어 범위가 넓기 때문에 전동 발전기를 사용한 워드 레오나드 방식이 이용되었다. 이 방식의 구성 예를 <그림 5>에 나타냈다. 이 그림에서는 계자 전류의 제어에 사이리스터를 이용하고 있지만, 사이리스터가 널리 이용되기까지는 저항기를 보조계전기의 접점에서 순차 단락하여 제어하는 방식도 있었다. 또 옛날에는 직류전원의 확보가 어려웠기 때문에 전동 발전기에 직류 발전기를 동축同軸접속한 것도 있었다.
정지 레오나드 방식이라고도 불리는 사이리스터 레오나드 방식의 구성 예를 <그림 6>에 나타냈다. 이 방식은 대용량 사이리스터가 입수 가능해진 시점부터 사용되었지만, 이후 인버터 방식으로 대체되었다. 사이리스터의 전류轉流개폐 잡음(Switching Noise)이 발생하기 때문에 전원설비의 용량에 주의가 필요하다.
인버터 방식VVVF라고도 불리는 인버터 방식의 구성 예를 <그림 7>에 나타냈다. 최근 엘리베이터뿐만 아니라, 다른 기기에서도 널리 사용되고 있는 방식이다. 엘리베이터에서는 승강실 내 하중과 운전방향에 따라 회생전력이 발생한다.(승강실이 빈 상태로 상승하는 경우 등) 이 회생전력을 흡수하기 위해 인버터의 직류단에 회생전류 흡수용 저항기를 설치해 열을 발산하고 있다. 정격속도 120m/분을 넘는 것의 대부분은 컨버터를 정류회로로 바꾸어 회생전력을 전원으로 되돌리고 있다.(전원회생 타입)
신호처리
승강실 내에 설치된 버튼 신호를 통한 운전 방향의 결정과 목적 층의 운행 제어로는 릴레이를 이용한 릴레이 시퀀스가 사용되고 있었으나, 80년대에 들어 마이크로 컴퓨터와 PLC(프로그래머블 로직 컨트롤러Programmable Logic Controller)가 사용되었다. 마이크로 컴퓨터와 PLC의 사용을 통해 자기 진단 기능 및 보호 기능 등이 추가되어 신뢰성이 크게 향상되었다. 또 사양의 변화에 따른 하드웨어의 변경이 적어져 제어반의 소형화 및 생산성이 향상되었다. 또한 여러 대의 엘리베이터를 하나로 관리하여 대기시간의 단축 및 출퇴근 시 편리성의 향상 등 보다 나은 서비스를 제공하기 위한 군관리 방식이 있다. 릴레이 시퀀스 시대에는 수천 개의 릴레이를 이용하여 군관리를 하기도 했지만, 마이크로 컴퓨터의 사용을 통해 퍼지나 뉴로의 최신 제어 이론을 응용하는 등 제어 방식이 점점 고기능화되어가고 있다.
고조파에 대해
사이리스터를 이용한 속도제어장치와 인버터가 사용되면서 전원파형 왜곡이나 고조파 전류의 유출 등이 문제가 되기 시작했다. 현재에는 공조기기 등 다른 기기에서도 고조파가 발생하는 기기들이 사용되고 있어 그 사용상 주의사항이 널리 알려져 있기 때문에 문제가 발생하는 사례들이 줄어들고 있다.
에너지 절약에 대해
특히 2011년 3월에 발생한 동일본 대지진 이후 절전이 한층 요구되고 있다. 엘리베이터 등 승강기가 있는 빌딩 내에서의 소비전력은 건물의 용도나 이용 빈도 등에 따라 다르게 나타나지만, 대체로 건물 전체 소비전력의 3~5% 정도라고 한다. 엘리베이터 가동률이 높은 빌딩에서는 일부 엘리베이터를 정지시킴으로써 전력소비량의 절감을 도모할 수 있지만, 대기시간이 길어지는 사례도 있어 이용자의 편리성도 함께 감안할 필요가 있다. 적재량이 서로 다른 2대의 엘리베이터가 설치되어 있는 아파트에서 적재량이 적은 엘리베이터를 정지시킨 결과, 소비전력이 증가한 사례도 있다. 교통수요가 많은 출퇴근 시간이나 점심시간을 제외하고는 일부를 정지시키는 등 에너지 절약과 이용자의 편리성을 감안한 시책을 취해야 할 것이다. 또한 오래된 AC2방식을 최신의 VVVF방식으로 변경하면 대폭적인 에너지 절감을 기대할 수 있다.
수리에 대해
기설 엘리베이터 수리 시에는 속도제어방식도 변경되는 경우가 있다. 이 경우 전원설비의 용량, 자가 발전기의 용량, 전원 차단기의 종류와 용량, 급전선과 접지선의 길이와 지름 등 현 설비의 문제점들에 대해 엘리베이터 수리업자에게 확인을 받는 것이 사후 트러블 방지에 있어 도움이 된다.
트러블 사례에 대해
[사례 1] 엘리베이터의 급정지
■ 원인 1: 건물 내 설비의 증설로 전기실 내 차단기 용량이 부족해져 엘리베이터의 가속 시 차단기가 트립됐다. 또는 엘리베이터 가속 시 전원 전압의 강하로 보호회로가 동작하여 엘리베이터가 정지했다.
■ 원인 2: 건물측의 퓨즈가 용단되었다. 엘리베이터는 기동빈도가 높고, 기동전류로 퓨즈의 열화가 진행되어 용단되었다.
[사례 2] 엘리베이터가 기동되지 않는다.
■ 원인: 전원설비 수리공사 시 위상이 변경되었기 때문에 엘리베이터 제어반의 역상逆相검지기가 동작했다.
[사례 3] 엘리베이터가 주행하면 전화, 라디오, 방송설비에서 잡음이 발생한다.
■ 원인 1: 접지선의 미접속 혹은 엘리베이터용 접지선에 다른 기기가 접속되어 있었다. 인버터 사용 기종에서는 접지선에 고주파 누설전류가 타고 들어오지만, 접지선이 다른 기기와 공용되고 있으면 고조파 전류에 의해 다른 기기에서 고주파 노이즈가 발생하는 경우도 있다.
■ 원인 2: 엘리베이터용 전원간선과 스피커용 배선이 동일 경로에 있었다. 전원간선에 흐르는 고조파 전류를 통해 스피커선에 고조파가 타고 들어왔다.
[사례 4] 엘리베이터가 주행하면 형광등이 깜빡인다.
■ 원인: 전원용량의 부족(설비가 증설되었기 때문)
[사례 5] 엘리베이터의 역주행
■ 원인: 전원설비의 수리공사 시 위상이 변경되어 있었다. 오래된 기종에서는 역상 검지 릴레이가 설치되지 않은 것도 있다. 이 밖의 트러블 사례는 보고되지 않았지만 상용전원, 자가발전원의 전환을 포함한 자가 발전 설비의 점검·유지·관리도 중요하다.
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엘리베이터 등의 승강기는 건물 내의 수직 교통수단으로서 일반용으로 제공되고 있으며 공공 시설적인 면도 가지고 있다. 이러한 승강기를 보다 안전하게 이용할 수 있는 상태를 유지하기 위해서는 무엇보다 소유자 및 관리자가 그 특성을 잘 이해하는 것이 중요하다. 본고가 그 일조가 되었으면 하는 바람이다.
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