Commande électrique, en particulier pour appareils de levage.
L'invention concerne une commande électrique, en particulier pour appareils de levage tels qu'ascenseurs etc., qui comporte un dispositif de régulation et un moteur asynchrone muni de
deux enroulements au moins, dont les moments de rotation, en vue
de l'entraînement et/ou du freinage du moteur, peuvent être influen cés par des appareils de commande agissant sur les phases, un
émetteur de valeurs théoriques ou nominales et un émetteur de valeurs effectives étant prévus pour la régulation de la vitesse.
Par le brevet allemand n[deg.] 299.477, il a déjà été proposé d'exercer une influence sur le courant parcourant les deux enroule- ments du moteur au moyen de résistances modifiées par l'intermédiaire de deux tambours de commutation. Les deux tambours de commutation sont actionnés indépendamment l'un de l'autre, ils sont simplement verrouillés l'un par rapport à l'autre de façon que l'enroulement actif du moteur ne puisse être déconnecté que lorsque l'autre enroulement est traversé par un courant continu tel que
la charge soit maintenue. Un tel agencement, connu selon l'état actuel de la technique, ne se prête toutefois pas à une régulation automatique.
De plus, il est déjà connu de "doser" le moment de freinage dans le cas d'un freinage par courant continu, de façon que l'enrou-
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redresseur pouvant être commandé. Dans la demande de brevet alle-
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ple un système de régulation selon lequel un courant continu destiné
à produire le moment de freinage, courant qui provient d'une source
de courant continu réglée, est superposé au courant débité par un convertisseur pour alimenter l'enroulement primaire d'un moteur à courant triphasé.
Le système permet bien la régulation automatique d'une vitesse fixée, mais il présente toutefois des inconvénients en ce sens qu'il nécessite l'emploi d'un moteur spécial à deux enroulements identiques montés en étoile et que la gamme de vitesses est limitée par la limite de fréquence inférieure du dispositif convertisseur. Autre inconvénient encore, la régulation dépend de la charge,
ce qui provient du fait que le dispositif de freinage à courant continu se présente sous la forme d'un circuit de régulation propre qui n'est actif que lorsque la puissance du convertisseur a prati- quement atteint zéro, c'est-à-dire que le dispositif de freinage ne peut qu'empêcher la marche de dépasser les conditions synchrones.Pour la gamme du moment de rotation, il n'est pas prévu de régulation auto-matique. Au lieu de ceci, pour une plus grande précision, on a proposé l'emploi d'un moteur synchrone à induction.
On peut éviter l'inconvénient décrit en utilisant un mo-
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mand n[deg.] 1.488.397, selon lequel, pour l'actionnement, l'enroulement! à faible nombre de pôles est alimenté en courant triphasé, alors que pour le freinage, l'enroulement à nombre de pôles élevé est alimenté en courant continu. Ces courants sont influencés par action sur les phases par l'intermédiaire de redresseurs à semi-conducteurs pouvant être commandés, ce qui est possible grâce à la mise au point des thyristors et des commutateurs à triode bilatérale. Pour la régulation automatique, il est prévu un régulateur spécial tant pour la partie entraînement que pour la partie freinage. Les deux régulateurs comparent la valeur effective de vitesse au programme de vitesse donné et modifient, en fonction de l'écart de régulation,l'angle de flux des redresseurs à semi-conducteurs correspondants
pouvant être réglés. On met ici à profit le principe selon lequel
on peut régler des moteurs asynchrones à courant triphasé en modifiant la tension d'alimentation dans une large gamme de vitesses, si le moteur est tel qu'il présente une caractéristique descendante et, par conséquent, pas de couple critique. La caractéristique du moment
de rotation d'un moteur asynchrone freiné par courant continu a toutefois, même lorsque le nombre de pôles est relativement élevé,
un couple critique assez fortement prononcé, qui a pour effet des retards de freinage inacceptablement élevés. Pour éviter ceci,
on munit le moteur connu d'un rotor spécial dont les barres sont isolées par rapport aux parois rainurées et on donne à l'enroulement de freinage un nombre de pôles si élevé que l'on obtient un moment
de freinage approximativement constant lors du freinage par courant continu. De plus, le rotor est un rotor à résistances, de façon que, lors du fonctionnement du moteur, on obtienne une caractéristique baissant de façon constante sans couple critique ou creux symétrique.
Pour que la transition de l'entraînement au freinage soit possible
de façon constante et sans à-coup, il faut que les deux circuits
de régulation ne puissent s'influencer réciproquement. Il faut donc, pour l'enroulement à nombre de pôles élevé, choisir un nonbre de pôles tel que l'enroulement à faible nombre de pôles n'induise aucune tension dans l'enroulement à nombre de pôles élevé .
Si cette condition ne peut être remplie, il est prévu un blocage pour l'élément qui n'est pas utilisé.
La commande décrite permet bien une régulation de vitesse automatique suivant un programme de vitesse donné dans une gamme de vitesses plus étendue, mais elle ne trouve dans la pratique qu'une application limitée, ne fût-ce que du fait de la nécessité d'utiliser un moteur spécial. En outre, les régulateurs pour l'entraînement et le freinage doivent être adaptés dynamiquement à la machine à commander, ce qui entraîne l'inconvénient que le comportement dans le temps des deux régulateurs doit être à peu près identique afin qu'il y ait une séparation nette lors du passage de l'entraînement au freinage. D'autre part, la dynamique de la distance de régulation pour la marche s'écarte, lorsqu'on utilise un moteur spécial, de la dynamique de la distance de régulation pour le freinage, ce qui entraîne un réglage différent des deux régulateurs.
Enfin,par la demande de brevet allemand publiée avant exa- men sous le n[deg.] 2.340.930,on connait un système de régulation qui évite largement les difficultés au point de vue de la dynamique. Selon ce système, le moteur présente également deux enroulements distincts, l'enroulement servant à la production du moment d'entraînement étant relié par une commande agissant sur les phases au réseau de courant triphasé et l'enroulement servant à la production du moment de freinage étant alimenté par l'intermédiaire d'un montage de redresseur commandé. Les deux commandes distinctes agissant sur les phases ne sont toutefois pas commandées ici par l'intermédiaire de régulateurs au sens étroit (c'est-à-dire qu'elles ne sont pas commandées par <EMI ID=4.1>
tion à circuit de réaction déterminant le comportement dans le temps), mais pour chaque commande agissant sur les phases, l'écart de régulation est formé par la différence entre la valeur effective de la vitesse et la valeur théorique de la vitesse et la commande agissant sur les phases est directement connectée. De cette façon, les commandes agissant sur les phases produisent des moments variables, qui dépendent de l'écart de régulation. Afin que dans la gamme des faibles écarts de régulation, il n'y ait pas de trou dans le moment total du moteur, les caractéristiques du moment sont décalées l'une par rapport à l'autre, en fonction de l'écart de régulation des deux commandes agissant sur les phases, de valeurs additionnelles super-
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posées à cet écart. Pour augmenter encore l'amplification des deux commandes agissant sur les phases, le moment produit de l'une au moins de ces commandes est couplé par réaction par l'intermédiaire de transducteurs appropriés, à l'autre commande agissant sur les phases.
Malgré cette mesure, dans le cas de la commande décrite, il n'est jamais produit de moment d'entraînement ou de freinage que lorsqu'il y a un écart de régulation net. C'est pourquoi il n'est pas possible qu'un programme de vitesse donné soit suivi avec une grande précision, raison pour laquelle on est forcé de faire démarrer par exemple un ascenseur en fonction de sa position et non en fonction du temps, ce qui est sensiblement plus compliqué.
La présente invention vise à mettre au point une commande du genre précité, de façon qu'elle ne présente pas les inconvénients énoncés plus haut et qu'elle soit à même de suivre, sans écart de régulateur perturbateur, un programme de vitesse donné dans une gamme de vitesses allant approximativement de l'état d'arrêt à la vitesse nominale du moteur, le système préconisé comportant, comme moteurs, des moteurs asynchrones à courant triphasé absolument courants'dans le commerce.
Suivant l'invention, l'écart est établi entre la valeur théorique de la vitesse et la valeur effective de la vitesse et
cet écart de vitesse est communiqué à un régulateur unique à très forte amplification, dont le signal de sortie est transmis en même temps aux commandes agissant sur les phases de deux enroulements au moins du noteur.
Grâce à cette régulation, un programme de vitesse prévu au choix peut être automatiquement suivi de façon progressive dans une gamme de vitesses étendue, notamment approximativement à partir de la vitesse zéro à la vitesse nominale, sans écart de régulation perturbateur. Afin qu'il y ait un moment de rotation variable et un moment de freinage variable, les courants sont "dosés" dans deux enroulements au moins du moteur, à l'intervention des commandes agissant sur les phases. Les entrées de ces deux commandes, par exemple, sont avantageusement réalisées de façon que pour une sortie négative du régulateur, la commande agissant sur les phases qui produit le moment de rotation d'entraînement soit actionnée et qu'en cas
de sortie positive du régulateur, la commande qui produit le moment
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lateur, les commandes agissant sur les phases sont au besoin complètement excitées sans qu'il y ait d'écart de régulation perturbateur. Les courants passant par les enroulements du moteur n'exercent aucune influence l'un sur l'autre si la sortie du régulateur n'actionne chaque fois que l'une des commandes agissant sur les phases. Mais la caractéristique de l'une au moins de ces deux commandes peut également être choisie de façon que déjà pour la tension de sortie zéro du régulateur, il se produise un moment. De ce fait, dans une gamme étroite de la tension de sortie du régulateur, les moments des deux enroulements du moteur sont superposés. Selon le rapport des nombres de pôles des enroulements, il peut dans ce cas y avoir influence des courants l'un sur l'autre.
Cette influence a bien un effet sur le moment résultant,mais, contrairement à ce qui se passe dans le cas des commandes connues,elle est claire et reproductible,
de sorte que la fonction de la régulation n'est pas perturbée.
Ce principe de régulation n'est pas lié à une caractéristique déterminée du moment de rotation du moteur, car la sortie du régulateur peut, selon les conditions du fonctionnement, admettre à
tout moment toutes les valeurs de tension au moyen desquelles les commandes agissant sur les phases produisent des moments allant du moment de rotation maximum au moment de freinage maximum.
Etant donné l'emploi d'un régulateur unique, la commande peut avoir très simplement, grâce à un circuit de réaction approprié du régulateur, un comportement dans le temps optimum pour le fonctionnement. Par exemple, au moyen d'un régulateur à action proportionnelle et par intégration, on peut obtenir que l'écart de régulation reste très faible sur toute la phase de rotation du moteur, même lorsque celui-ci est surchargé pendant un temps court au point que soit dépassé le moment maximum qu'il puisse fournir.
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me de vitesse dcnné avec de très faibles écarts de régulation,?! est possible que le programme de vitesse se déroule en fonction du temps pour la mise en marche d'un ascenseur par exemple, sans que des parties de trajet relativement longues doivent être couvertes
à une vitesse de cheminement. La marche de l'ascenseur a lieu sans à-coup et indépendamment de la charge. Cette régulation permet aussi qu'il y ait, pour le trajet entre deux étages, une vitesse intermédiaire qui soit inférieure à la vitesse de marche maximum, de
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tesse définie de la commande et que dans ce cas également,la mise en marche à un poste d'arrêt ait lieu sans cheminement.
Un autre avantage du système faisant l'objet de l'invention réside en ce que des différences éventuelles de niveau, par exemple entre la plate-forme de charge et un étage, différences de niveau dues à un allongement de cable déterminé par la charge de l'ascenseur, peuvent être facilement corrigées grâce à une faible vitesse de la commande, si bien qu'en tout cas, une présence de l'ascenseur en affleurement convenable à chaque poste d'arrêt est garantie.
La commande faisant l'objet de l'invention présente en outre l'avantage d'être de construction simple et de bonne disposition et de ne nécessiter, du système auquel elle obéit, que trois ordres, qui sont "Marche", "Ralentissement" et "Arrêt".
Enfin, un autre avantage encore du système faisant l'objet de l'invention est qu'il permet de se passer de toute masse
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nécessaire dans le cas des commandes à courant triphasé, et de ré- duire ainsi, lors de l'accélération de la charge à soulever et, par conséquent lors du démarrage, le courant nécessaire à celui-ci, ce qui se traduit par, un soulagement du réseau.
D'autres particularités de l'invention ressortiront des revendications données plus loin ainsi que de la description d'un exemple de réalisation donnée ci-après et illustrée par les dessins annexés, dans lesquels :
la Fig. 1 représente schématiquement le montage de la commande conforme à l'invention, et
la Fig. 2 représente un diagramme de fonctionnement et une courbe de consommation de courant que permet d'obtenir l'emploi d'une commande telle que celle que représente la Fig. 1.
La Fig. 1 représente l'émetteur de valeurs théoriques 1, qui, par des interrupteurs 2, reçoit du système de commande de l'appareil de levage, par exemple de l'ascenseur, les ordres "Marche", " Ralentissement" ou "Arrêt", et l'information relative- à
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Comme moteur de commande pour l'appareil de levage, il est prévu un moteur asynchrone à courant triphasé 3, qui, dans le stator, comporte, dans l'exemple considéré, un enroulement de commande à cou- <EMI ID=10.1>
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déjà dit, ceci n'est qu'une hypothèse d'exemple de réalisation,
et il pourrait tout aussi bien être- prévu deux enroulements à faible nombre de pOles ou deux enroulements à nombre de pOles élevé.
Il convient toutefois que l'enroulement de freinage 5 ait un nombre de spires aussi élevé que possible pour que l'on puisse se passer d'un transformateur dans la commande. Au moteur asynchrone 3 est relié un émetteur de valeurs effectives 6, se présentant sous forme de tachymètre ou l'équivalent, qui, par l'intermédiaire d'un
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! vitesse à la sortie 8 de l'émetteur de valeurs théoriques 1. L'écart de régulation résultant, c'est-à-dire la différence entre la
tension nominale et la tension effective, est transmis à un régulateur 9, à amplification importante ou illimitée, qui, de son coté, commande à la fois un appareil agissant sur les phases 10, de type connu, pour l'enroulement de commande 4 et un appareil agissant sur les phases 11, pour l'enroulement de freinage 5.
Le régulateur 9 comporte essentiellement un amplificateur de régulation et un dispositif de différentiation à réaction. L'appareil agissant sur les phases 10 doit,dans- l'exemple considéré, compor-
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dans chaque phase, qui libèrent un flux de courant grâce à des appareils de déclenchement commandés par le régulateur 9.En ce qui con cerne l'appareil agissant sur les phases 11, il se présente sous forme de pont et est muni tant de thyristors que de redresseurs, les thy-
- ristors intervenant également grâce à des appareils de déclenchement commandés par le régulateur 9. Comme ces dispositifs sont suffisamment connus et ne doivent pas être protégés en même temps que l'invention, ils n'ont pas fait l'objet d'une représentation dans les dessins.
Entre l'appareil agissant sur les phases 10 et l'enroulement de commande 4, il est encore prévu des contacteurs 12 pour le sens de rotation, qui Interviennent pour commander le trajet de montée ou le trajet de descente de l'appareil de levage.
Dans le diagramme que. représente la Fig. 2, le temps t est indiqué en abscisse, en 15, et la vitesse v de l'appareil de le-
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trajet, y compris, par conséquent, le démarrage et le freinage, et ce, jusqu'à l'arrêt, tandis que la courbe 18 représente la consommation de courant, qui varie au cours du trajet.
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L'émetteur de valeurs théoriques 1 reçoit par les interrupteurs 2 l'information relative à la vitesse que l'installation doit atteindre au cours du trajet suivant. Les contacteurs
12 pour le sens de rotation raccordent l'enroulement de commande 4, dans la succession de phases nécessaire pour le sens voulu du trajet, à l'appareil agissant sur les phases 10.
Au début du trajet, la sortie de l'émetteur de valeurs théoriques 1 est à zéro, le moteur de commande 3 est à l'arrêt, le frein mécanique de l'ascenseur, par exemple, est fermé et l'émetteur de valeurs effectives 6 n'émet aucun signal. Le régulateur 9 n'enregistre donc aucun écart de régulation et la sortie du régulateur est également à zéro. Le caractéristique de l'appareil agissant sur les phases 11 pour l'enroulement de freinage 5 est telle que déjà pour une tension d'entrée zéro, il y ait une tension constante à l'enroulement de freinage à nombre de pôles élevé 5 du moteur
3. De ce fait, il y a un moment de freinage qui maintient la commande à l'encontre du moment de charge, tandis que le frein mécanique est lâché. La tension de sortie de l'émetteur de valeurs théoriques 1 monte ensuite en fonction du réglage de l'accélération et de sa variation.
L'écart de régulation, c'est-à-dire la différence entre la <EMI ID=17.1>
lateur 9 qui, de son côté, commande les appareils agissant sur les phases 10, 11, de façon que l'angle de flux du courant des montages de redresseurs freinants soit réduit mais que l'angle de flux du courant du plateau entraînant à courant triphasé de l'appareil agissant sur les phases 10 soit augmenté. L'ascenseur se met en mouvement. La commande dépend de L'écart de régulation, qui est main-' tenu approximativement à zéro en raison de la très forte amplification du régulateur 9. La commande est ainsi sans à-coup et la vitesse s'élève régulièrement jusqu'à la vitesse finale donnée. Lorsque le point de ralentissement est atteint, l'indication de la vitesse à l'émetteur de valeurs théoriques 1 est ramenée à la vi- ' tesse de cheminement. La tension de sortie à l'émetteur de valeurs théoriques 1 redescend en fonction du réglage du ralentissement de
sa variation. Le régulateur 9 agit, par l'intermédiaire des appareils
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telle façon que l'ascenseur suive la courbe des valeurs théoriques à un écart de régulation très faible. Lorsque le point d'arrêt est atteint, l'indication de la vitesse est ramenée à zéro. L'ascenseur est freiné pratiquement jusqu'à l'arrêt par l'intermédiaire du freinage à courant continu du moteur 3 et c'est alors seulement qu'intervient le frein mécanique, sans qu'aucun choc soit perceptible pour les passagers de l'ascenseur.
REVENDICATIONS
1.- Commande électrique, en particulier pour appareils
de levage tels qu'ascenseurs etc., qui comporte un dispositif de régulation et un moteur asynchrone muni de deux enroulements au moins, dont les moments de rotation en vue de la commande et/ou du freinage du moteur peuvent être influencés par des appareils agissant sur
les phases, un émetteur de valeurs théoriques ou nominales de vitesse et un émetteur de valeurs effectives de vitesse étant prévus pour le réglage de la vitesse, la commande étant caractérisée en ce que l'écart de vitesse est formé par la différence entre la valeur théorique de vitesse et la valeur effective de vitesse et en ce que cet écart de vitesse est transmis à un régulateur unique (9), à très forte amplification, dont le signal de sortie est acheminé en même temps vers les appareils agissant sur les phases (10,11) de deux en-
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