건축물이나 역 또는 지하상가 등에서 수직형 교통기관으로서 중요한 위치를 차지하고 있는 엘리베이터와 관련 현재 주류인 견인식 엘리베이터 제어방식의 변천과 전기설비 보수 시의 중점사항에 대해 기술한다. 견인식 이외에도 유압식, 드럼식, 랙과 피니언Rack and pinion식 등이 있지만 여기서는 생략하기로 한다.

 

견인식 엘리베이터의 구성 예를 <그림 1>에 나타냈다. 권상기는 모터, 감속기, 브레이크(제동기), 망차로 구성되어 있다. 이전에는 고속기종에서만 사용되었던 감속기가 없는 것(기어리스)이 최근에는 주류가 되고 있다. 기어리스를 통해 구동효율이 상승되고, 이에 따라 속도제어장치의 전력 변환 부분이 소용량화되어 소비전력의 절감과 에너지 절약 및 자원 절약까지 도모할 수 있다. 승강실 내에 정격 적재량의 45~50% 정도 승차했을 시 승강실과 균형추의 무게가 같아지도록 설계되어 있다. <그림 2>에 머신룸 리스Machine-room-less(MRL, 기계실이 없는 엘리베이터) 타입의 구성 예를 나타냈다. 기계실이 불필요하기 때문에 널리 보급이 가능하고, 저층용에서 주류였던 유압식을 능가했다. 그리고 지금까지 기계실에 설치했던 제어반 및 권상기를 승강로 안에다가 설치했다. 이 밖에 권상기를 승강로 하부에 설치하는 제어반이 승강로 내부에 설치되는 등 다양한 타입이 존재한다.

 

<표 1>에 제어방식의 변천을 나타냈다. 70년대 이전에는 큰 변화가 없으며, 제조회사에 따라 차이가 있을 수 있다. 이 표에서 속도란은 정격속도를 나타낸다. 기기란에서의 제어방식은 속도제어방식을, 권상기는 모터 및 감속기의 종류를, 그리고 신호처리는 엘리베이터의 운행 관리 방식을 나타낸다.

AC2라고도 불리는 교류 2단 속도방식의 구성 예를 <그림 3>에 나타냈다. 통상 4/16P의 농형籠形 또는 6/24P의 권선형 모터가 사용된다. 농형에서는 이중권선이, 권선형에서는 탠덤 구조가 사용된다. 기동 시 또는 정격속도 주행 시는 고속측 권선을 사용하고, 정지 층의 일정거리 앞에서 저속측 권선으로 전환하여 감속시키며 착상 위치 직전에서 브레이크를 체결하여 정지시킨다. 승차감 개선을 위해 1차측(권선형 모터의 경우는 2차측)에 저항을 넣어 순차 단락시킨다. <그림 3>에서는 노치수 2의 예를 보여주고 있지만, 용도나 모터 용량 또는 모터 특성에 따라 달라지는 노치수도 있다. 구조가 간단하고 견고하기는 하지만, 승강실 내 부하변동에 따른 착상 오차를 줄이기 위한 저속운전시간(크리프 시간)이 있기 때문에 층간 운전시간이 길고, 노치 투입에 의한 토크 변동이 커 승차감이 떨어진다. 정격속도가 30m/분 이하에서는 저속측 모터를 사용하지 않는 '교류 1단 속도방식(AC1)'이 사용되기도 한다.


   

ACVV라고도 불리는 교류 귀환 제어방식의 구성 예를 <그림 4>에 나타냈다. 고속측은 사이리스터에 의한 1차 전압제어 또는 교류 2단 속도와 동일한 기동저항을 이용한 방식으로 하고, 제동측은 사이리스터에 의한 직류전압을 모터에 가하는 다이나믹 브레이크(DB제어)를 작동시킨다. 속도 지령에 따라 크리프 리스로 착상 가능하기 때문에 층간 운전시간이 짧고 승차감이 뛰어나지만, 모터의 발열이 크다는 것이 단점이었다. 2권선 모터를 사용하지 않고, 1권선 모터를 이용해 감속 시에는 구동 회로에서 모터를 전원으로부터 분리하여 제동 전류를 모터에 가하는 등 다양한 어레인지가 이루어졌다.

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.