FR2521540A1 - Systeme d'ascenseur - Google Patents

Abstract

A.SYSTEME D'ASCENSEUR. B.INSTALLATION CARACTERISEE PAR UN CONVERTISSEUR DOUBLE 12 ET UN CIRCUIT DE COMMANDE DE PHASE 80 DONNANT DES SIGNAUX D'ENTRAINEMENT DE PORTE FPI, FPII POUR LE CONVERTISSEUR, UN SIGNAL DE REFERENCE RU LIE AU COURANT D'ARMATURE DU MOTEUR ETANT DEVELOPPE SUIVANT LE FONCTIONNEMENT DE L'ASCENSEUR, CE SIGNAL INDIQUANT LA COMMUTATION ENTRE LES ENSEMBLES DE CONVERTISSEURS SELON UN PROCEDE QUI CONSISTE 142, 140, 150 A RETARDER L'ANGLE D'ALLUMAGE DES SIGNAUX D'ENTRAINEMENT JUSQU'A L'EXTINCTION ET A APPLIQUER DES SIGNAUX D'ENTRAINEMENT 00, 90 DE PORTE A L'AUTRE ENSEMBLE DE CONVERTISSEURS. C.L'INVENTION CONCERNE LA COMMANDE DE MOTEUR A COURANT CONTINU.

Description

Système d'ascenseur

La présente invention concerne un système d'ascen-

seur et notamment un procédé et un appareil pour des systèmes d'ascenseur dont les machines d'entraînement comportent un moteur à courant continu alimenté par une

alimentation de puissance à double convertisseur.

Les systèmes d'ascenseur du type à tractioncom-

portent une cabine d'ascenseur reliée à un contrepoids par un ensemble de câbles d'acier passant sur une poulie

d'entrainement ou poulie de traction La poulie d'en-

tratnement est généralement entraînée par un moteur à courant continu dont la source d'alimentation est un

convertisseur double en technique état solide Le con-

1.5 vertisseur double se compose de deux convertisseurs dont chacun est, formé d'un ensemble de redresseurs commandés,

branchés et commandés pour échanger de l'énergie élec-

trique entre un circuit alternatif et un circuit à cou-

rant continu L'un des convertisseurs est branché de

façon qu'il donne du courant d'armature dans une direc-

tion et l'autre convertisseur de façon que lorsqu'il est mis en oeuvre il fournisse le courant dans la direction opposée Un signal de commande de référence ou d'erreur créé en fonction du double fonctionnement du système

d'ascenseur suivant la réponse souhaitée, choisit l'en-

semble convertisseur qui doit être mis en oeuvre et l'amplitude du courant d'armature que doit fournir lea

convertisseur mis en oeuvre.

Il est habituel au cours du fonctionnement du système d'ascenseur que le signal d'erreur demande au

moteur d'entraînement dinverser rapidement le couple.

La commutation de l'ensemble convertisseur est fait en retardant l'angle d'allumage des impulsions de commande de porte appliquées au convertisseur mis en oeuvre Jusqu'à une limite appelée butée de fin d'inversion pour assurer que le courant est coupé dans l'ensemble convertisseur qui fonctionne Lorsque le courant est coupé, l'autre ensemble convertisseur est autorisé et l'angle d'allumage des impulsions de commande de porte appliquées à ce convertisseur est avancé en direction du redressement pour développer le courant d'armature

à partir de l'ensemble convertisseur qui se met en oeu-

vre. S'il faut inverser rapidement le couple, il est important que la commutation de l'ensemble se fasse aussi rapidement que possible pour réduire le temps mort au cours duquel le convertisseur ne suit pas le signal d'erreur ou de référence Ainsi pour accélérer l'opération de déplacement de l'angle d'allumage en retour dans le sens du redressement, une polarisation d'entraînement de commutation de l'ensemble est injectée

dans la boucle de commande de courant à partir de l'ins-

tant auquel le nouvel ensemble convertisseur est auto-

risé jusqu'au début du passage du courant dans le nouvel

ensemble convertisseur.

Alors que l'injection d'une polarisation d'entrai-

nement au cours de la commutation de l'ensemble conver-

tisseur aide à accélérer l'opération de commutation,

cela présente également une difficulté dans des condi-

tions de charge équilibrée c'est-à-dire lorsque le poids de la cabine de l'ascenseur et de sa charge sont proches du poids du contrepoids Lorsque la cabine d'ascenseur transporte une charge équilibrée à vitesse constante, le courant d'armature est voisine de zéro Seules de petites variations de courant sont nécessaires pour vaincre les zones de friction élevées ou faibles par rapport aux conditions de friction normales dans la cage d'ascenseur ou pour vaincre le léger déséquilibre à com-

penser Or, la polarisation d'entralnement fait avan-

cer l'angle d'allumage plus qu'au cours des opérations normales c'est-àdire que cette opération a tendance à

dépasser l'angle d'allumage nécessaire lorsque le cou-

rant à fournir par le nouvel ensemble convertisseur est voisin de zéro Lorsque cela se produit, il peut y avoir un saut d'intensité de courant de 5 à 10 ampères

au début de la conduction Ce saut tend à mettre en oeu-

vre des oscillations dans le système d'ascenseur très

fortement résonnant généralement appelé par saut de com-

mutation d'ensemble convertisseur Ce saut de courant tend également à accélérer la cabine d'ascenseur au-délà de la valeur souhaitée, ce qui se traduit par un besoin immédiat à décélérer la cabine par commutation en retour de l'autre ensemble convertisseur Cette opération peut

de nouveau se répéter Si les sauts de courant se pour-

suivent, les oscillations de la cabine d'ascenseur peu-

vent atteindre un point gênant pour la qualité du mouve-

ment de l'ascenseur.

La présente invention a essentiellement pour but de créer un système d'ascenseur comportant une commande d'entraînement avec alimentation de puissance à double convertisseur remédiant aux difficultés d'inversion de

couple des systèmes connus.

A cet effet, l'invention concerne un procédé de

commutation d'un ensemble convertisseur à un autre en-

semble convertisseur dans un système d'entraînement à moteur à double convertisseur pour une cabine d'ascenseur, ce procédé consistant à fournir un signal de commande indiquant le courant de moteur souhaité, à détecter le 1540

besoin de changer les ensembles convertisseurs en fonc-

tion du signal de commande, à éteindre le courant dans l'ensemble convertisseur au repos, en réponse à la phase

de détection en retardant l'angle d'allumage des impul-

sions d'entrainement de porte appliquées à l'ensemble convertisseur mis en oeuvre jusqu'à une butée de fin d'inversion, prédéterminée, à fournir les impulsions d'entraînement de porte à l'autre ensemble convertisseur

et à avancer l'angle d'allumage des impulsions d'entrai-

nement de porte vers le redressement à une vitesse qui

dépend du signal de commande.

L'invention concerne en outre un système d'ascen-

seur fonctionnant selon le procédé décrit ci-dessus et

comportant une cabine d'ascenseur, un moyen d'entralne-

ment de la cabine comportant un moteur d'entraînement à

courant continu avec un circuit d'armature dans le cir-

cuit de charge du moteur d'entralnement à courant continu, relié électriquement à une source de tension alternative,, un double convertisseur comprenant un premier et un

second ensembles convertisseurs ayant chacun des redres-

seurs commandés, les redresseurs commandés étant branchés de façon à échanger de l'énergie électrique entre une source de tension alternative et le circuit de charge et

un moyen donnant un signal de commande indiquant le cou-

rant d'armature de moteur, voulu, un moyen donnant des

signaux d'entraînement de porte pour commander les re-

dresseurs commandés de celui des premier et second en-

sembles convertisseurs, choisi, avec un signal d'entrai-

nement de porte ayant un angle d'allumage en fonction du signal de commande, à l'intérieur de butées de fin de redressement et d'inversion, prédéterminées le moyen donnant le signal d'entraînement de porte comportant un moyen de commutation des impulsions d'entraînement de porte d'un ensemble convertisseur à l'autre ensemble convertisseur en fonction du signal de commande, le moyen

252154 (

dlentraînement de porte comportant des moyens pour re-

tarder l'angle d'allumage vers la butée de fin d'inver-

sion pour éteindre le courant dans l'ensemble convertis-

seur, mis en oeuvre, les moyens de commutation des im-

pulsions d'entraînement de porte sur l'autre ensemble convertisseur et des moyens pour faire avancer l'angle d'allumage des impulsions d'entraînement de porte en

retour dans le sens du redressement et un moyen répon-

dant au signal de commande pour commander la vitesse d'entraînement de l'angle d'allumage en retour dans le

sens du redressement.

La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels:

la figure 1 est un schéma d'un système d'ascen-

seur selon l'invention.

la figure 2 est un schéma détaillé d'un circuit utilisable pour la fonction correspondant au bloc de la figure 1, fonction consistant à détecter si l'ensemble convertisseur, commutant, doit recevoir une polarisation

d'entraînement.

la figure 3 est un schéma détaillé d'un circuit utilisable pour la fonction représentée par un bloc à la figure 1 et qui donne certains signaux en réponse au

courant de l'ensemble convertisseur.

la figure 4 est un schéma détaillé d'un circuit utilisable pour une autre fonction représentée par un bloc à la figure 1 et servant à lier de façon logique le signal du circuit de la figure 2 à d'autres signaux du

système pour autoriser et interdire correctement la pola-

risation d'entraînement.

la figure 5 est un chronogramme de certains signaux du système lorsque la commutation se fait avec

polarisation d'entraînement.

la figure 6 est un chronogramme de signaux du système représenté à la figure 5 pour une commutation d'un ensemble convertisseur se faisant sans polarisation d'entralnement. Schématiquement, la présente invention concerne un système d'ascenseur supprimant le saut de commutation des ensembles convertisseurs sans détériorer la vitesse de commutation de ces ensembles lorsqulune inversion rapide de couple est nécessaire Le système d'ascenseur

selon l'invention anticipe en fait l'amplitude du cou-

rant initial destiné au convertisseur qui se met en oeu-

1 Q vre et choisit automatiquement le degré selon lequel doit être avancé l'angle d'allumage Si le convertisseur

qui se met en oeuvre doit fournir une intensité de cou-

rant dépassant une valeur prédéterminée, la polarisation d'entraînement est appliquée et le système choisit une

valeur d'accélération pour faire avancer l'angle d'allu-

mage en direction de la butée de fin de redressement.

Si le convertisseur qui se met en oeuvre doit fournir

initialement un courant inférieur à l'amplitude prédéter-

minée, la polarisation d'entralnement n'est pas appliquée et l'angle d'allumage est avancé à une seconde valeur inférieure à la première Ainsi lorsque la demande réelle de courant descend jusqu'au voisinage de zéro, toute commutation d'ensemble convertisseur se produit sans dépassement de l'angle d'allumage nécessaire pour les impulsions d'entraînement de porte appliquées à l'ensemble convertisseur qui se met en oeuvre supprimant le saut de courant qui provoquerait des oscillations et

une accélération gênantes de la cabine.

Selon les dessins et en particulier selon la figure 1, le système d'ascenseur 10 selon l'invention est un système à traction avec un moteur d'entralnement 12 à courant continu comportant une armature 14 et un bobinage de champ 16 L'armature 14 est reliée électriquement aune

source réglable de courant continu constituée par un con-

vertisseur double 18 Le convertisseur double 18 se

compose d'un premier et d'un second ensembles convertis-

seurs I et Il; ces ensembles peuvent être des ponts redresseurs pleineonde, triphasés branchés suivant un montage anti-parallèle Chaque ensemble convertisseur comporte plusieurs redresseurs statiques, commandés, branchés de façon à échanger l'énergie électrique entre

un circuit de courant alternatif et un circuit de cou-

rant continu Le circuit de courant alternatif se compose d'une source 22 de tension alternative et des conducteurs

de ligne A, B, C Le circuit de courant continu se compo-

se des conducteurs 30, 32 auxquels est reliée l'armature 14 du moteur à courant continu Le convertisseur à double pont 18 permet le réglage de l'intensité du courant qui traverse l'armature 14 en réglant l'angle d'allumage ou de conduction des impulsions d'entralnement de porte appliquées au dispositif-redresseur commandé et permet d'inverser le sens de passage du courant dans l'armature, le cas échéant, en commandant sélectivement les ensembles convertisseurs Lorsque l'ensemble convertisseur I est mis en oeuvre, le courant dans l'armature 14 passe du conducteur 30 au conducteur 32; lorsque l'ensemble II est mis en oeuvre, le courant passe du conducteur 32 au

conducteur 30.

L'enroulement de champ 16 du moteur à courant con-

tinu 14 est relié à une source 34 de tension de courant continu représentée par une batterie à la figure 1;

toutefois toute source appropriée telle qu'un convertis-

seur à pont simple peut s'utiliser.

Le moteur à courant continu 12 comporte un arbre d'entraînement représenté de façon générale par une ligne en pointillés 36; la poulie d'entraînement ou de

traction 38 est portée par cet axe 36 Une cabine d'as-

censeur 40 est fixée à des câbles 42 passant sur la poulie de traction 38 Les autres extrémités des câbles sont reliées à un contrepoids 44 La cabine d'ascenseur est placée dans la cage 46 d-ascenseur d'un immeuble à, plusieurs niveaux ou étages tels que le niveau 48

ces niveaux sont desservis par la cabine d'ascenseur 40.

Le mode de déplacement de la cabine d'ascenseur 40 et sa position dans la cage 46 sont commandés par le sélecteur de niveau 48 L'amplitude et la polarité de la tension continue appliquée à l'armature 14 correspondent au signal d'ordre de vitesse VSP fourni par le-générateur de schéma de vitesse 50 Le générateur de schéma de vitesse 50 fournit un signal de schéma de vitesse VSP en fonction d'un signal du sélecteur de niveau 48 Un

sélecteur de niveau, approprié et un générateur de vites-

se utilisables selon l'invention sont décrits dans le

brevet GB 1 436 743.

Une boucle de commande appropriée pour commander la vitesse et la position de la cabine de l'ascenseur dans la cage 46 en fonction du signal d'ordre de

vitesse VSP comprend un générateur tachymétrique 52 don-

nant un signal correspondant à la vitesse réelle de la cabine d'ascenseur 40 Le signal de schéma de vitesse VSP est traité dans un circuit de traitement 54 tel que celui décrit au brevet U S 4 258 829 Le signal de vitesse traité VSP' est comparé au signal de vitesse réelle fourni par le générateur tachymétrique 52 dans un _ 25 amplificateur d'erreur tel que celui décrit par exemple

aux brevets G B 1 431 832 et 1 431 831.

Le signal de sortie ou signal d'erreur RB de l'amplificateur d'erreur 56 est compensé et est amplifié en différents points d'addition comme par exemple par un signal de réaction d'accélération développé par le moyen

de réaction d'accélération 57 et un signal pour suppri-

mer certaines oscillations ou rebondissements, signal qui

peut être développé par le moyen de réaction de suppres-

sion de rebondissement 58 Les brevets G B 1 436 892, et 1 550 520 décrivent des circuits de suppression

252154 C

d'accélération et de rebondissement, respectifs qui peu-

vent servir pour de telles fonctions Le signal d'erreur

RB et le signal de réaction d'accélération de la fonc-

tion 57 sont additionnés au point d'addition 59 et sont amplifiés par l'amplificateur 60 par exemple un amplifi- cateur opérationnel branché en additionneur Le circuit de réaction d'armature du moteur, non représenté, peut

également être relié au point d'addition 59.

Le signal de sortie de l'amplificateur 60 est ap-

pliqué au point d'addition 61 comme signal de suppres-

sion de rebondissement fourni par le moyen 58; les signaux additionnés, sont appliqués à l'amplificateur

de commutation 62 Une structure d'amplificateur de com-

mutation appropriée servant à la fonction 62 peut être décrite dans le brevet GB 1 431 832 Le signal RB après compensation constitue un signal de référence de courant

pour le fonctionnement du convertisseur double 18, l'ar-

mature 14 du moteur constituant la charge La fonction de l'amplificateur de commutation 62 consiste à fournir un signal de référence essentiellement unidirectionnel

RU en réponse au signal d'erreur, compensé RB, bidirec-

tionnel La sélection de l'ensemble convertisseur répond au niveau logique du signal Q O; le niveau logique de

ce signal est utilisé pour choisir une fonction de trans-

fert correspondant à + 1 ou -1 pour l'amplificateur de commutation 62 Comme cela sera décrit ci-après, le signal RE peut, dans certains cas, passer par zéro et arriver à une valeur négative maximale prédéterminée avant que l'amplificateur de commutation 62 ne modifie sa fonction de transfert pour revenir à la polarité de

son signal de sortie essentiellement unidirectionnel.

Le convertisseur fonctionne en mode de boucle de courant, fermée, utilisant la réaction de courant pour mettre en oeuvre le convertisseur double essentiellement comme amplificateur de courant Le circuit de comparaison de courant comporte un amplificateur de commutation 62

qui convertit le signal compensé RB en un signal essen-

tiellement unidirectionnel RU, auquel répond un détecteur réversible 63, une commande de boucle de courant 64 avec un amplificateur d'erreur et un redresseur de courant 68. Les transformateurs de courant ou d'intensité 70 A, 70 B, C donnent des signaux correspondant à l'intensité du courant passant dans les conducteurs de ligne A, B et C

pour l'ensemble convertisseur mis en oeuvre et le re-

dresseur de courant 68 donne des signaux unidirection-

nels TSA et IFB correspondant au courant de ligne Le conducteur PSC de l'alimentation correspond au conducteur commun.

Les signaux de réaction de courant, unidirection-

nels IFB et TSA sont proportionnels à l'amplitude du courant qui traverse le circuit de charge quelle que soit la direction du courant qui passe dans le circuit de charge ou dans l'armature 14 1 Le signal de référence unidirectionnel RU et le signal de réaction, unidirectionnel TSA sont comparés dans l'amplificateur d'erreur de la commande de boucle de courant 64 comme cela sera explicité; cette boucle

donne un signal d'erreur VC dont l'amplitude et la pola-

rité correspondent à la différence des deux signaux.

Le signal d'erreur VC est appliqué à un circuit de commande de phase 80 qui donne des impulsions d'allumage F Pl et FPII pour les ensembles convertisseurs 18 I et 18 II respectifs Les impulsions d'allumage commandent

l'angle de conduction des redresseurs commandés en fonc-

tion du signal d'erreur VC L'inversion de l'ensemble convertisseur et ainsi la sélection de l'ensemble de convertisseur doivent être mises en oeuvre en fonction du niveau logique du signal Q Pour maintenir le synchronisme entre la commande de phase 80 et le convertisseur double 18, on maintient 1 l l'angle de conduction entre des limites prédéterminées ou butées de fin de course, qui sont appelées "butées de redressement et de butées d'inversion" Un signal ESP est fourni par la commande de phase 80 lorsqu'on atteint la butée de fin d'inversion, ce signal étant appliqué à la boucle de commande de courant 64 La boucle de commande

de courant 64 donne un signal BS qui, pour un zéro logi-

que, force le circuit de commande 80 à l'état de butée

de fin d'inversion.

Le circuit de commande de phase 80 comporte un

oscillateur commandé en tension (encore appelé "oscilla-

teur VCO") 82, un générateur de courbe 84, un compteur en anneau 86, un générateur de fonction composée 88 et un contrôleur d'alimentation 89 Le signal de sortie du

contrôleur de phase 80 est appliqué au circuitsd'entral-

nement de porte 90 donnant à leur tour des impulsions d'allumage F Pl ou FPII suivant l'ensemble convertisseur mis en oeuvre Les circuits d'entraînement de porte 90 peuvent être réalisés comme ceux décrits dans le brevet GB 1 431 832 ou le brevet US 4 286 315 Le brevet US 4 277 825 décrit un circuit utilisable comme oscillateur VC O 82, comme compteur en anneau 86 et comme générateur de fonction composée 88 Le brevet US 4 286 222 décrit un circuit utilisable comme générateur de courbe 84 et

comme contrôleur d'alimentation 89.

La présente invention permet de prévoir si le cou-

rant destiné à être fourni initialement par un convertis-

seur mis en oeuvre après l'extinction de l'autre ensemble convertisseur doit être un courant minimum c'est-à-dire voisin de zéro ou plus important Si la référence de

courant oscille autour de zéro et change lentement com-

me par exemple lorsque la cabine d'ascenseur fonctionne

avec une charge pratiquement équilibrée, à vitesse cons-

tante, l'oscillateur VCO 82 retarde l'angle d'allumage lorsque le signal de référence VC se rapproche de plus en plus de la valeur zéro et finalement atteint la butée de fin d'inversion peu avant que le signal VC ne passe par zéro Lorsqu'on arrive sur la butée de fin d'inversion, on obtient un signal ESP L'autre ensemble convertisseur doit alors travailler mais sa demande initiale de courant sera voisine de zéro et cette demande restera faible pendant la partie à vitesse constante de

la course.

Si la demande de courant destinée à l'ensemble convertisseur qui se met en oeuvre est plus importante, c'est-à-dire lorsqu'il faut une variation rapide du couple, le signal de référence de courant RU change rapidement et lorsque la référence de courant RU passe par zéro, le courant réel TSA est en retard Dans ces conditions, la référence de courant RU atteint un seuil négatif prédéterminé avant que l'oscillateur n'arrive à

la butée de fin d'inversion.

L'invention concerne un procédé perfectionné de

commutation d'un ensemble convertisseur à l'autre ensem-

ble convertisseur dans un système d'entraînement de

moteur à double convertisseur pour un système d'ascen-

seur en donnant un signal de commande RU correspondant au courant voulu du moteur, en détectant le besoin de

changer les convertisseurs en réponse au signal de com-

m-ande RU, en éteignant le courant dans le convertisseur mis en oeuvre en réponse à la phase de détection, en

appliquant les impulsions d'entraînement de porte à l'au-

tre convertisseur, puis en faisant avancer l'angle d'allumage des impulsions d'entraînement de porte vers le redressement à une vitesse qui dépend du signal de commande.

De façon plus particulière, la fonction de détec-

tion d'inversion 63 (figure 1) détecte le passage d'un seuil prédéterminé par le signal RU et donne un signal BR à ce moment Ce seuil se règle à partir d'une valeur

légèrement positive jusqu'à une valeur négative prédé-

terminée-, le seuil étant réglé à une valeur négative

dans le mode de réalisation préférentiel de l'invention.

Le signal BR lorsqu'il est fourni par la fonction de détection inverse 63 est appliqué à la boucle de comman- de de courant 64 et lorsque le courant de l'ensemble convertisseur, mis en oeuvre est éteint, la commande de boucle de courant 64 donne un signal BS à l'oscillateur VCO 82 qui force cet oscillateur VCO 82 sur la butée de

fin d'inversion.

Dans ce mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple, il est prévu un moyen qui répond au signal de commande RU en distinguant deux différentes causes de commutation de l'ensemble convertisseur, causes qui correspondent au signal RU La première raison est la commutation provenant du détecteur d'inversion 63 fournissant un signal BR dont le niveau logique montre que le signal RU est arrivé au seuil prédéterminé et la

seconde cause de la commutation de l'ensemble convertis-

seur est la génération du signal ESP par l'oscillateur VCO 82 sans être forcé par le signal BS de la commande

de boucle de courant 64.

La figure 2 est un schéma d'un détecteur d'inver-

sion qui est utilisable pour la fonction de détecteur d'inversion 63 représentée par le schéma-bloc de la

figure 1 Le détecteur d'inversion 63 comporte un ampli-

ficateur opérationnel (encore appelé "OPAMP") 100, bran-

ché de façon à détecter la chute du signal RU à une

valeur de seuil prédéterminée Dans le mode de réalisa-

tion préférentiel, cette valeur prédéterminée est de l'ordre de + 0,08 V à 0,07 V, valeur choisie par une

résistance réglable 102; la valeur choisie de préfé-

rence est de l'ordre de -0,04 V Le signal RU est appli-

qué à l'entrée d'inversion de l'amplificateur OPAMP 100 par-les résistances 104 et 106 et la jonction entre ces résistances est reliée à la ligne d'alimentation commune PSA par l'intermédiaire d'une borne de la résistance réglable 102 L'autre borne de la résistance réglable

102 est reliée à une source positive de tension unidirec-

tionnelle L'entrée non inversée de l'amplificateur opé- rationnel OPAMP 100 est reliée à la ligne commune PSC par l'intermédiaire de la résistance 108 Une résistance de réaction 110 et un condensateur 112 branchés entre la résistance de réaction 110 terminent le montage du comparateur de l'amplificateur OPAMP 100 Le signal de

sortie de l'amplifioateur OPAMP 100 est normalement néga-

tit Lorsque le signal RU chute et devient voisin de

zéro et passe une valeur de seuil prédéterminée, de pré-

férence une tension légèrement négative, le signal de sortie de l'amplificateur OPAMP 100 commute sur une valeur positive Un transistor NPN 114 est utilisé pour indiquer que le seuil prédéterminé est atteint Le signal de sortie de l'amplificateur OPANP 100 est appliqué à

la base du transistor 114 par l'intermédiaire d'une ré-

sistance 116; le collecteur est relié à une source posi-

tive de tension unidirectionnelle par l'intermédiaire

d'une résistance 118 ainsi qu'à la borne de sortie BR.

L'émetteur du transistor 114 est relié à la ligne PSC; une diode 120 est branchée entre l'émetteur et la base, l'anode de la diode 120 étant reliée à l'émetteur Ainsi lorsquele signal RU est au-dessus du seuil prédéterminé, la sortie négative de l'amplificateur OPAMP 100 maintient le transistor 114 à l'état bloqué et le signal BR est au

niveau positif de la tension d'alimentation unidirection-

nelle Lorsque le signal RU chute à la valeur du seuil, le signal de sortie de l'amplificateur OPAMP 100 commute sur une valeur positive, le transistor 114 se débloque et la borne de sortie BR passe au niveau logique zéro du conducteur PSC Ainsi lorsque le signal BR atteint le niveau logique zéro, cela indique que la commutation de c

l'ensemble convertisseur est demandée.

La figure 3 est un schéma d:un circuit utilisable pour assurer la fonction de redressement de courant 68

représentée à la figure 1 Les ponts redresseurs pleine-

onde monophasés 230, 232 et 234 redressent les signaux de sortie des transformateurs de courant 70 A, 70 B et 70 C respectifs et leurs signaux de sortie sont ajoutés l'un à l'autre pour donner un courant i L Le courant i L est ainsi directement proportionnel au courant de charge du

convertisseur mis en oeuvre Une résistance R 1 est bran-

chée entre la borne de sortie négative 236 des redres-

seurs et la ligne PSC; une diode Zener 238 est branchée entre la borne de sortie positive 240 des redresseurs et la ligne PSC Au cours du fonctionnement normal, un courant négligeable traverse la diode 238 La raison en est de donner un chemin alternatif pour le courant i L dans lecas o la continuité du circuit auquel est relié le redresseur de courant 68 était coupée La résistance

R 1 combinée à la résistance R 1 ' de même valeur du cir-

cuit de commande de la boucle de courant 62 donne une division de i L fournissant des signaux de réaction de

courant de charge IFB et TSA.

La figure 4 est un schéma d'un circuit utilisable pour la fonction de commande de boucle de courant 64 représentée par un bloc à la figure 1 La fonction de

commande de boucle de courant 64 comprend un amplifica-

teur d'erreur 121 qui peut être un amplificateur opéra-

tionnel OPAMP 122 L'amplificateur d'erreur 121 compare le signal de référence de courant unidirectionnel RU et le signal unidirectionnel TSA correspondant au courant réel de convertisseur L'amplificateur d'erreur 121 donne un signal de sortie VC qui commande l'angle d'allumage des impulsions d'entraînement de porte appliquées à l'ensemble convertisseur mis en oeuvre pour donner le

courant d'armature voulu à l'armature 18 du moteur.

L'amplificateur d'erreur 121 est branché comme intégrateur avec un condensateur de réaction 124 Le signal de courant de redressement 1 L du redresseur de courant 68 traverse les diodes 126 et 128 et se divise à la jonction 127 pour traverser la résistance R 1 (figure 3) et la résistance R 1 ' (figure 4) pour donner une tension aux bornes de la résistance R 1 ' sur la borne 131, tensicn qui est proportionnelle au courant dans la

charge La tension sur la borne 131 et le signal uni-

directionnel RU de polarité opposée à la polarité de la tension aux bornes de la résistance R 1 ' sont additionnés

par les résistances d'addition 130 et 132 et sont inté-

* grés par l'amplificateur d'erreur 121 Ainsi, le signal

de sortie VC est proportionnel à l'intégale de la diffé-

rence entre le courant d'armature voulu dans le moteur (correspondant au signal RU) et le courant d'armature

réel du moteur correspondant aux signaux IFB et TSA.

Chaque fois qu'un thyristor ou qu'un redresseur

commandé de l'un des ensembles convertisseurs de puis-

sance est rendu conducteur, une impulsion de courte durée (environ 25 pjs) est appliquée à la borne d'entrée P' Ces impulsions peuvent être fournies par la sortie Q du circuit'monostable 110 de l'oscillateur VCO 82 (figure 2) selon le brevet US 4 277 825 Cette impulsion négative est appliquée à un transistor PNP 134 qui

devient conducteur; cette courte conduction du transis-

tor 134 commande brièvement les portes d'un dispositif decommutation 136 branché entre le condensateur de réaction 124 de l'amplificateur d'erreur d'intégration 121 Le dispositif de commutation 136 qui peut être un

transistor à effet de champ FET, comme représenté, dé-

charge le condensateur 124 et remet la tension VC à zéro et cela 360 fois par seconde pour supprimer efficacement la fonction de transfert 1/s dans cet étage tout en conservant la caractéristique d'intégration entre les

impulsions de remise à l'état initial.

Le-courant de charge, inverse, à travers l'armature 414 est mis en oeuvre en réponse à la détection de ce que ( 1) on veut une inversion de courant, ( 2) le courant de charge du convertisseur actuelle-

ment mis en oeuvre a cessé.

Lorsque ces deux conditions se présentent, la pré-

sente invention distingue entre les différentes causes du point ( 13 en mettant en oeuvre le circuit pour choisir la vitesse appropriée pour l'exécution de l'inversion de l'armature ou du courant de charge La logique de cette fonction de discernement comporte des portes NAND

(encore appelées "NON-ET") 140 et 142, des portes d'in-

version 144, 146, 148, des flip-flop 150, 152, 154, 156 de type D Le circuit de détection de l'extinction du courant de charge comporte un transistor PNP 158 et un

transistor NPN 160 Le circuit de sélection de la vites-

se de commutation de l'ensemble convertisseur se compose d'une résistance 162 et des diodes 164, 166 Les figures 5 et 6 sont des chronogrammes montrant différents signaux au cours du fonctionnement de la fonction de commande de boucle de courant 64 pour deux causes différentes d'inversion de l'ensemble de convertisseur; ces figures

seront utilisées au cours de la description suivante du

fonctionnement de la commande de la boucle de courant 64.

On suppose d'abord que l'inversion rapide de couple est demandée par le système d'ascenseur 10; ainsi, le signal RU change rapidement et atteint la tension de

seuil qui déclenche BR,comme décrit à propos de la figu-

3 b re 2 Le chronogramme de la figure 5 correspond à ce cas.

Lorsque le signal RU à changement rapide atteint le seuil de déclenchement d'inversion de l'ensemble convertisseur,

le signal BR passe à l'état logique zéro (comme repré-

senté en 168 à la figure 5) Le courant d'entraînement de base du transistor 158 répond au signal de courant de <t"' ' 2521540 charge IFB; la tension chute aux bornes des diodes 126 et 128 produite par le signal i Lorsque le signal IFB t chute à une valeur faible prédéterminée, le transistor 158 arrête son état conducteur et lorsque le transistor 158 reste bloqué pendant environ 1 ms, le transistor arrête sa conduction et la tension à la Jonction 170 a entre la diode 172 et la résistance 174 branchées en série entre la ligne PSC et le collecteur du transistor passant du niveau logique zéro au niveau logique un (comme représenté en 176 à la figure 5) La porte NAND 142 qui répond au signal BR par l'intermédiaire de la porte d'inversion 144, le niveau logique de la Jonction et la sortie Q du flip-flop 152 présentant tous des signaux d'entrée d'état logique un et la sortie passe au niveau bas (comme représenté en 178) Le signal de

sortie BS passe-ainsi au niveau bas et force l'oscilla-

teur VCO 82 vers l'état de butée d'inversion pour assu-

rer que le courant de charge soit éteint dans le conver-

tisseur mis en oeuvre Lorsque la sortie de la porte NANO 142 passe au niveau bas, la porte d'inversion 146 applique un signal d'état logique unau flip-flop 156 pour-commander en cadence le flip-flop 156 et sa sortie Q commute au niveau d'état logique un comme représenté en 180 à la figure 5) Cela autorise la polarisation

d'entraînement à augmenter la vitesse du courant d'inver-

sion, la polarisation d'entraînement étant fournie par la sortie Q du flip-flop 152, la résistance 162 et la diode 164 La diode 164 est reliée à la Jonction 182

entre la résistance 184 et l'anode de la diode 186.

L'autre borne de la résistance 184 est reliée à une source de potentiel unidirectionnel, négatif; la

cathode de la diode 186 est reliée à l'entrée d'inver-

sion de l'amplificateur OPANP 122 Lorsque la sortie Q du flip-flop 156 est au niveau bas, elle met l'anode de

la diode 164 à l'état logique zéro et ainsi la polarisa-

tion d'entraînement ne peut être appliquée Lorsque la

sortie Q du flip-flop 156 est au niveau hait cela auto-

rise la polarisation d'entratnement.

Lorsque le signal BS passe au niveau logique zéro, l oscillateur VCO 82 atteint l Vétat de butée de fin d'in-

version dans lintervalle d'un tiers de cycle de fréquen-

ce d'alimentation et l'oscillateur VCO 82 fournit un signal impulsionnel de fin ESP (voir 188, figure 5) La porte NAND 140 qui est mise en oeuvre par ce signal ESP et par le niveau logique de la Jonction 170 reçoit ainsi deux signaux d'entrée d'état logique un et sa sortie commute au niveau logique zéro La porte d'inversion 148 inverse la sortie basse de la porte NAND 140 et cadence le flip-flop 150 de façon que sa sortie Q passe à l'état

logique zéro (comme représenté en 190) Une seconde im-

pulsion ESP 192 se produit à un sixième de cycle de la fréquence d'alimentation après la première impulsion 188, si bien que le flip-flop 150 est de nouveau cadencé de façon que sa sortie Q passe à l'état logique un (comme représenté en 194) Cet état logique un de la sortie Q du flip-flop 150 sert de signal de cadence des flip-flop 152 et 154 Ainsi, la sortie Q du flip-flop 152 passe à

l'état logique un (comme représenté en 196) en appli-

quant une polarisation d'entraînement à l'amplificateur d'erreur 121 De même, la sortie Q du flip-flop 154 passe au niveau bas (comme représenté en 198), de sorte

que le signal Q O passe à l'état logique zéro et com-

mence la commutation des signaux d'entraînement de porte d'un ensemble de convertisseurs à l'autre Lorsque le signal Q O passe à l'état logique zéro, l'amplificateur de commutation 62 commute le signal RU à l'état positif

et le signal BR passe à l'état logique un comme repré-

senté en 199 Lorsque le flip-flop 152 est commandé en

cadence, sa sortie Q passe à l'état logique zéro entrat-

nant la sortie de la porte NAND 142 et ainsi le signal BS à l état logique un (comme représenté en 200) pour libérer le forçage de l'angle dallumage du circuit de commande de phase 80 à la butée de fin d'inversion La polarisation d'entraînement donne un signal de sortie négatif VC faisant avancer rapidement l'oscillateur VC O 82 pour l'éloigner de la butée de fin d'inversion vers

la butée de fin de redressement, pour accélérer l Péta-

-blissement d'un passage de courant dans l'ensemble con-

vertisseur qui se met en oeuvre Dès que l'angle d'allu-

mage se trouve suffisamment avancé pour que le courant d'armature passe dans l'armature 18, les transistors 158 et 160 deviennent conducteurs et la jonction 170 passe au niveau logique zéro comme représenté en 202, remettant à l'état initial les flip-flop 152 et 156 par l'intermédiaire d'une porte d'inversion 204 Ainsi la

polarisation d'entraînement se termine en 206 simultané-

ment avec la fin de l'autorisation de polarisation en 208.

Qn suppose maintenant que la commutation des en-

sembles-Te convertisseurs a été faite par le signal RU passant progressivement par zéro sans atteindre le niveau du seuil qui déclenche un signal bas BR Le chronogramme

de la figure 6 s'applique à ce fonctionnement de la com-

mande de boucle de courant 64 Lorsque le signal RU devient voisin de zéro, la commande de phase 80 tend à le suivre en retardant l'angle d'allumage des impulsions d'entraînement de porte Les transistors 158 et 160 détectent si le courant est pratiquement nul et mettent la jonction 170 au niveau logique un comme représenté par la référence 210 à la figure 6; l'angle d'allumage continuera à être retardé jusqu'à ce que l'on atteigne

l'état de butée de fin d'inversion A ce moment, l'oscil-

lateur VCO 82 donne une impulsion ESP (référence 212,

figure 5).

Avec l'impulsion ESP 2-12, la porte NAND 140 et

252154 (

l'inverseur 148 commandent en cadence le flip-flop 150 de façon que sa sortie Q passe au niveau logique zéro comme représenté en 214 Cela force le signal BS à l'état logique zéro à travers la diode 215 comme représenté en 217 à la figure 6 Il en résulte qu'à un sixième de cycle d'alimentation, suivant, le circuit fournit une seconde impulsion ESP 216 La seconde impulsion ESP 216 commande en cadence le flip-flop 150 et la sortie Q du flip-flop

passe à l'état logique un comme représenté en 218.

Lorsque la sortie Q du flip-flop 150 passe à l'état logique un en 218, le signal BS revient à l'état logique un en 219 et les flip-flop 152, 154 sont commandés en cadence, si bien que la sortie Q du flip-flop 152 passe à l'état logique un (référence 220) et la sortie Q du

flip-flop 154 passe à l'état logique zéro (référence 222).

Ainsi le signal QO passe au niveau bas en 222 et change l'entraînement de porte d'un ensemble convertisseur à l'autre La sortie Q de niveau haut du flip-flop 152 n'applique toutefois pas de polarisation d'entraînement à l'amplificateur d'erreur 121 puisque l'autorisation

de polarisation n'a pas été fournie par le flip-flop 156.

Le flip-flop 156 n'a pas été commandé en cadence au cours de cette opération et sa sortie Q reste au niveau bas

au cours de la commutation de tout-l'ensemble convertis-

seur, mettant la jonctionl 82 au niveau logique zéro.

On a ainsi la commutation de l'ensemble convertisseur mais l'angle d'allumage n'est pas forcé en retour vers la butée de fin de redressement à la vitesse à laquelle il avançait dans le premier exemple Le courant initial du convertisseur mis en oeuvre n'apparait pas comme un saut relativement important et le système d'ascenseur ne se met pas en oscillation pendant la commutation de l'ensemble convertisseur De plus, il n'y a aucune accélération gênante de la cabine d'ascenseur rendant inutile la commande pour commencer immédiatement la commutation de l'ensemble de convertisseur et donner une décélération antagoniste Lorsque le courant est établi dans le convertisseur qui se met en oeuvre, le transistor 160 conduit, la jonction 170 passe au niveau logique zéro (référence 224) et le flip-flop 152 est

remis à l'état initial (référence 226).

Dans ce second exemple de commutation de leensem-

ble de convertisseur, si le signal BR passait au niveau logique zéro à n'importe quel moment entre le début de la commutation de l'ensemble convertisseur en 212 et à la fin de la commutation de l'ensemble convertisseur en 224, le flip-flop 156 serait commandé en cadence pour autoriser l'application de la polarisation d'entralnement

à l'amplificateur d'erreur 121.

En résumé, l'invention concerne un procédé et un

appareil pour un système d'ascenseur permettant l'inver-

sion du courant du dispositif d'entraînement à moteur à courant continu L'installation d'ascenseur comporte deux ensembles convertisseurs réalisés en technique état

solide et une commande pour choisir la vitesse de com-

mutation de l'ensemble convertisseur, répondant au

besoin réel du système d'ascenseur au moment de la com-

mutation Le besoin réel du système d'ascenseur à ce

moment est déterminé par le signal de commande RU Lors-

que le signal RU change rapidement et atteint une am-

plitude de seuil prédéterminée, cela montre qu'il faut une inversion rapide du couple et l'anmplificateur d'erreur 121 est polarisé au cours de l'opération de commutation pour réduire le temps entre l'extinction du courant de charge dans un ensemble convertisseur et le début du courant de charge dans l'ensemble convertisseur qui se met en oeuvre Lorsque le signal de commande RU passe par zéro, mais n'atteint pas le seuil prédéterminé, Il n'est pas nécessaire d'avoir une inversion rapide du

couple et en fait cette inversion n'est pas souhaitable.

Dans ce cas, l invention assure la commutation de l'en-

semble convertisseur sans prévoir de polarisation d'en-

trainement.

REFERENCE NUMERIQUES UTILISEES AUX DESSINS:

LEGENDE REFERENCE FIGURE

SELECTEUR DE NIVEAU 48 1

GENERATEUR DE SCHEMA DE VITESSE 50 1

CIRCUIT DE TRAITEMENT DU SCHEMA DE

VITESSE 54 1

AMPLIFICATEUR D'ERREUR 56 1

REACTION D'ACCELERATION 57 1

SUPPRESSION DES REBONDISSEMENTS 58 1

AMPLIFICATEUR DE COMMUTATION 62 i

DETECTEUR D'INVERSION 63 1

COMMANDE DE LA BOUCLE DE COURANT 64 1

REDRESSEUR DE COURANT 68 1

OSCILLATEUR COMMANDE EN TENSION 82 1

COMPTEUR EN ANNEAU 86 1

GENERATEUR DE FONCTION COMPOSEE 88 1

CONTROLEUR D'ALIMENTATION 89 1

CIRCUIS D'ENTRAINEMENT DE PORTE 90 1

GENERATEUR DE COURBE 84 1

Claims (2)

R E V E N D I C A T I O N S

1 ) Procédé de-commutation d-un ensemble conver-

tisseur sur un autre ensemble convertisseur dans un sys-

tème d'entralnement à moteur à double convertisseur pour une cabine d:ascenseur, procédé caractérisé en ce qu'on

fournit un signal de commande (RU) correspondant au cou-

rant souhaité pour le moteur, on détecte ( 64) le besoin de changer d'ensemble de convertisseur en réponse au signal de commande, on éteint ( 142, 140, 150) le courant dans cet ensemble convertisseur en fonctionnement en réponse à la phase de détection, on retarde (BS) l'angle

d'allumage des impulsions d'entrainement de porte appli-

quées à l'ensemble convertisseur, mis en oeuvre jusqu'à une butée de fin d'inversion prédéterminée, on applique

(QO, 90) les impulsions d'entralnement de porte à l'au-

tre ensemble de convertisseur et on fait avancer (VC) l'angle d'allumage des impulsions d'entraînement de porte vers le redressement à une vitesse dépendant du signal

de commande.

2 ) Installation d'ascenseur mise en oeuvre

selon le procédé de la revendication 1, com-

prenant 'une cabine d'ascenseur ( 40), 'un moyen

d'entraînement de la cabine comportant un moteur d'en-

traînement à courant continu ( 12, 38) ayant un circuit d'armature ( 14) faisant partie du circuit de charge du

moteur d'entraînement à courant continu, relié électri-

quement à une source ( 22) de tension alternative, un double convertisseur ( 18) composé d'un premier ensemble et d'un second ensembles convertisseurs (I ou II) -ayant chacun des redresseurs commandés qui sont branchés ( 30, 32) de façon à échanger l'énergie électrique entre la source de tension alternative et les circuits de charge, installation caractérisée par un moyen ( 56, 59, 60, 61, 62) donnant un signal d commande (RU) correspondant au courant d'armature voulu pour le moteur, un moyen ( 64, 80, 90) donnant des signaux d'entraînement de porte F Pl ou FPII) pour les redresseurs commandés de celui des deux ensembles de convertisseurs qui est choisi, le signal d'entraînement de porte ayant un angle d'allumage répondant au signal de commande avec des contraintes de

butée de fin de redressement et de fin d'inversion, pré-

déterminées, le moyen à signal d'entraînement de porte comprenant un moyen ( 64) pour commuter les impulsions d'entraînement de porte d'un ensemble convertisseur à

l'autre en réponse au signal de commande, le moyen d'en-

tra Inement de porte comportant en outre un moyen ( 142, , 150) pour retarder (BS) l'angle d'allumage de la butée de fin d'inversion et pour éteindre le courant de l'ensemble convertisseur qui fonctionne, un moyen ( 154) pour commuter les impulions d'entraînement de porte sur l'autre ensemble convertisseur et un moyen (VC, 82) pour

faire avancer l'angle d'allumage des impulsions d'entraî-

nement de porte en retour vers le redressement et un moyen ( 152, 156, 162, 164, 166) répondant au signal de commande pour commander la vitesse à laquelle l'angle

d'allumage est rappelé vers le redressement.

) Installation d'ascenseur selon la revendica-

tion 2, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins

un premier ( 142) et un second ( 140, 150) moyens diffé-

rents répondant au signal de référence pour initialiser la commutation des ensembles de convertisseurs, le moyen de sélection de vitesse répondant au signal de référence

par l'intermédiaire du premier et du second moyens dif-

férents.

40) Installation j'ascenseur selon la revendica-

tion 3, caractérisée en ce que le premier et le second moyens initialisent la commutation des convertisseurs en fonction du paramètre du signal de référence indiquant

l'amplitude du courant fourni initialement par le con-

vertisseur qui se met en oeuvre, le second moyen

initialisant la commutation lorsque la demande en cou-

rant de mise en oeuvre est inférieure à une amplitude

prédéterminée et le premier moyen initialise la commu-

tation lorsque la demande de courant est supérieure à l'amplitude prédéterminée, et le moyen de sélection de valeur fournit une valeur inférieure Jlorsque le second moyen Initialise la commutation que lorsque le premier

moyen initialise la commutation.

) Installation d'ascenseur selon l'une quelcon-

que des revendications 2, 3, 4, caractérisée en ce que

le premier moyen comporte un moyen ( 63) indiquant (BR)

l'ensemble convertisseur dont la commutation est néces-

saire lorsque le signal de référence chute à une valeur de seuil prédéterminée ( 102) et le second moyen comporte -un moyen indiquant l'ensemble convertisseur dont la commutation est nécessaire lorsque l'angle d'allumage

des impulsions d'entraînement de porte est retardé jus-

qu'à une valeur de butée de fin d'inversion, prédéter-

minée (ESP), le moyen de sélection de valeur choisissant la première valeur ( 152, 156 tous deux de niveau haut) lorsque le premier moyen indique l'ensemble convertisseur dont la commutation est nécessaire et la seconde valeur ( 156 de niveau bas) qui est inférieure à la première valeurseulement si le second moyen indique l'ensemble

convertisseur dont la commutation est nécessaire.