Brevet FR2487316A1 — publié le 19820129

DISPOSITIF DE COMMANDE DE L'ENTRATNEMENT DE LA PORTE D'UNE CABINE D'ASCENSEUR La présente invention concerne Les dispositifs de commande de l'entrainement de la porte d'une cabine d'ascenseur. L'invention peut être appliquée dans la construction des ascenseurs. Il existe un dispositif de commande de l'entrainement de porte d'ascenseur comportant un moteur à courant continu à excitation indépendante et un circuit de commande (voir certificat d'auteur soviétique nO 542706). Pour assurer un fonctionnement sans à-coups des portes de la cabine et du puits, et pour éviter des chocs au rapprochement des battants, leur vitesse est rendue variable en fonction de la course à faire. C'est ainsi qu'avant le rapprochement à la fermeture et en fin d'ouverture la vitesse de déplacement des battants diminue. La variation de la vitesse de déplacement des battants s'obtient par le réglage de la fréquence de rotation du moteur électrique. Ce réglage s'effectue par variation du courant d'induit du moteur électrique à l'aide d'un circuit à thyristors comportant un bloc de commande par programme. Ledit bloc permet de modifier la fréquence de rotation du moteur électrique et par conséquent la vitesse de déplacement des battants en un point donné du parcours à la fermeture ou à l'ouverture. Le dispositif existant représente pourtant un montage compliqué à plusieurs blocs et implique l'emploi d'un moteur à courant continu possédant un collecteur et des balais, ce qui réduit la fiabilité du dispositif. On connais bien un dispositif utilisant des moteurs asynchrones triphasés qui ont l'avantage d'être simples, faciles à exploiter et dépouvus de collecteur et de balais. Les moteurs électriques de ce type ont trois enroulements statoriques disposés à 1200 les uns des autres. En alimentation triphasée, le rotor du moteur tourne à une vitesse de rotation constante. Ces moteurs électriques présentent également l'avantage de pouvoir être alimentés tant sur un secteur triphasé (ce qui est relativement compliqué) que sur un secteur monophasé (ce qui est plus simple). Il est à noter à ce propos que pour pouvoir alimenter un moteur triphasé à partir d'un secteur monophasé il faut déphaser ses enroulements à l'aide d'un condensateur. Il existe un grand nombre de schémas de raccordement de trois enroulements statoriques du moteur électrique au secteur monophasé avec utilisation de condensateurs (voir le livre "Moteur asynchrone triphasé en montage monophasé à condensateur" par N.D. Toroptsev, Editions "Energia", Moscou, 1979, paragraphe 5, pages20 à 21). Pourtant ces moteurs électriques sont incompatibles avec les dispositifs de commande de l'entrainement de la porte impliquant la variabilité du processus de fermeture et d'ouverture (une ouverture rapide et--une fermeture plus lente, un freinage avant le rapprochement des battants et en fin d'ouverture). Cette incompatibilité réside dans une impossibilité de régler la fréquence de rotation du rotor de ces moteurs électriques qui tient uniquement à leur réalisation technologique. Il existe également des dispositifs de commande des mécanismes à moteurs électriques à condensateur n'utilisant que deux enroulements statoriques (voir "Thyristors", Manuel de référence sous la rédaction de V.A. Labuntsev, Editions "Energia", Moscou, 1971, paragraphe 10-5, page 265). La rotation du rotor d'un moteur électrique à condensateur s'opère par décalage des enroulements. L'utilisation par les dispositifs d'un moteur à condensateur avec deux enroulements statoriques a pour effet de réduire le coût en composants grâce à la réduction de l'appareillage de commande. On peut également noter qu'en cas d'un moteur électrique à trois enroulements deux seulement peuvent en être utilisés, le troisième étant réservé à un réglage spécial du moteur électrique. Le dispositif utilisant le moteur à condensateur et à deux enroulements statoriques constitue une solution technique qui présente des inconvénients qui s'opposent à une commande de l'entrainement de la porte dont la fermeture et l'ouverture doivent avoir un caractère variable. La présente invention a pour objectif d'éliminer les inconvénients ci-dessus. L'invention vise à créer un dispositif de commande de l'entrainement de la porte de la cabine d'ascenseur capable d'améliorer la fiabilité, la sécurité en utilisation et le confort grâce au réglage de la vitesse de rotation du rotor du moteur à courant alternatif. Selon l'invention le dispositif de commande de l'entrainement de la porte de la cabine d'ascenseur comporte un moteur asynchrone triphasé à caractéristique série, raccordé à une source de courant alternatif et dont deux enroulements constituent un montage monophasé réversible comportant de plus un condensateur de déphasage, et il est caractérisé en ce que le troisième enroulement du moteur asynchrone triphasé est alimenté en courant continu, et en ce que ses extrémités sont reliées à la bobine d'un relais de contrôle de circulation du courant en régime de fermeture de la porte, le contact dudit relais étant placé dans le circuit d'alimentation des deux autres enroulements du moteur asynchrone triphasé. Il est avantageux que l'alimentation du troisième enroulement, comportant en série un thyristor et une résistance réglable, s'effectue en courant redressé par un redresseur à une alternance doté d'une diode de référence et d'un condensateur. Ce dispositif offre la possibilité de faire largement varier la fréquence de rotation du moteur asynchrone triphasé, d'avoir un couple d'entrainement initial suffisamment grand, et de présenter un rapport réduit entre le courant de démarrage et le courant nominal. Ces avantages du dispositif selon l'invention sont à l'origine d'une bonne fiabilité, d'une sécurité en utilisation élevée et d'un confort amélioré de l'entralnement de la porte de la cabine d'ascenseur. Dans ce qui suit l'invention sera expliquée à l'aide des exemples de sa réalisation appuyés par les dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 représentent les formes de réalisation particulières des circuits électriques du dispositif de commande de l'entrainement de la porte de la cabine d'ascenseur selon l'invention ; la figure 3 représent les caractéristiques mécaniques du moteur asynchrone triphasé à divers régimes. Le dispositif de commande de l'entrainement de la porte de la cabine d'ascenseur de la figure 1 comporte un moteur asynchrone triphasé à caractéristique série dont les enroulements 1 et 2 sont montés, en vue de produire et de régler le couple d'entrainement, en circuit monophasé à condensateur de déphasage 3 et à résistance de réglage 4 de manière que les extrémités des enroulements 1 et 2 sont reliées à la borne 5 de la source d'alimentation. Les origines des enroulements 1 et 2 sont reliés entre elles par le condensateur 3 et la résistance de reglage 4 et à la borne 6 de la source d'alimentation à travers les contacts 7-1 et 8 lors de la fermeture de la porte et à travers le contact 9-1 lors de l'ouverture de celle-ci, au même régime d'ouverture de la porte d'ascenseur le contact 9-2 étant en shunt sur une partie de la résistance 4. Le troisième enroulement 10 du moteur asynchrone triphasé a son origine reliée à la borne 11 de la source d'alimentation et son extrémité raccordée à la borne 12 de celle-ci , d'autre part, l'origine de l'enroulement lo est reliée par le contact 7-2 à l'une des extrémités d'une bobine 13 d'un relais de contrôle de circulation du courant permettant de mettre en évidence la présence de courant continu dans l'enroulement 10, la seconde extrémité de la bobine 13 du relais de contrôle de circulation du courant étant reliée à l'extrémité de l'enroulement 10. La figure 2 représente la schéma électrique du dispositif de commande de l'entrainement de la porte de la cabine d'ascenseur illustrant le mode d'alimentation adéquat du troisième enroulement 10 du moteur asynchrone triphasé. Dans ce mode, l'alimentation de l'enroulement 10, placé en série avec le thyristor 14 et la résitance de réglage 15, s'effectue sur une source de courant alternatif dotée-de bornes 16 et 17 par l'intermédiaire d'un redresseur à une alternance à thyristor 18. L'anode du thyristor 14 et la cathode du thyristor 18 sont reliées à la borne 17 à travers la diode de référence 19 et le condensateur 20 en dérivation sur cette dernière, la cathode de la diode 19 étant reliée à celle du thyristor 18. Tous les régimes de fonctionnement nécessaires du dispositif s'obtiennent grâce à l'emploi comme entrainement d'un moteur asynchrone triphasé à caractérisitique série qui, à l'encontre du moteur à cage d'écureuil classique, jouit de caractéristiques mécaniques stables dans toute la gamme de vitesses de rotation du rotor, deux enroulements du moteur fournissant le couple d'entrainement et le troisième celui de freinage. Le point de glissement critique en freinage dynamique de ce moteur électrique se déplace du côté de la vitesse de rotation synchrone ce qui fait augmenter le couple de freinage dans cette zone. Une telle allure des caractéristiques mécaniques statiques au régime d'entrainement et au régime de freinage dynamique assure la stabilité des caractéristiques mécaniques d'un moteur électrique dont tous les enroulements sont branchés sur secteur simultanément. La figure 3 représente la caractéristique mécanique naturelle 21 du moteur asynchrone triphasé au régime d'entrainement. La caractéristique au régime d'entrainement 22 (figure 3) s'entend pour le cas où l'enroulement 1 (figures 1 et 2) comporte la résistance de réglage 4. L'allure des caractéristiques de freinage dynamique 23 et 24 (figure 3) tient au courant continu dans l'enroulement 10 (figures 1 et 2). La caractéristique 24 (figure 3) correspond à un courant plus grand de freinage dynamique dû à une réduction de la valeur de la résistance de réglage 15 (figure 2). La caractéristique 25 (figure 3) qui est la somme algébrique des caractéristiques 21 et 23 constitue la caractéristique de fonctionnement mécanique au régime d'ouverture de la porte. La caractéristique 26 est la somme algébrique des caractéristiques 22 et 23. Comparée à la caractéristique 25, cette caractéristique détermine un couple de démarrage réduit du moteur électrique et s'utilise au régime de fermeture de la porte. Les caractéristiques 27 et 28 représentent les sommes algébriques respectivement des caractéristiques 22 et 24 et des caractéristiques 21 et 24. La comparaison des caractéristiques de la figure 3 montre des possibilités étendues de commander le moteur asynchrone triphasé en question par variation du courant continu dans l'enroulement 10 (figures 1 et 2) et du courant alternatif dans les enroulements 1 et 2. Le fonctionnement du dispositif de commande de l'entraînement de la porte de la cabine d'ascenseur s'effectue de la manière suivante. Au régime d'ouverture de la porte les contacts 9-1 et 9-2 (figures 1 et 2) sont fermés. Le fonctionnement du moteur asynchrone triphasé s'effectue de façon que les enroulements 1 et 2 fournissant le couple d'entraînement et l'enroulement 10 produisant le couple de freinage sont tous sous tension. Dans ce cas, l'enroulement 1 est relié à la borne 6 de la source d'alimentation par le contact 9-1 et l'enroulement 2 est raccordé à la borne 6 par le circuit comportant : contact 9-1, résistance de réglage 4 shuntée en partie par le contact 9-2, condensateur de déphasage 3. L'amortissement partiel de la résistance 4 détermine un certain couple d'entraînement moyen à l'ouverture de la porte. L'enroulement 10 se branche sur la source de courant continu (figure 1). Comme dans la plupart des cas l'installation électrique des immeubles où sont installés les ascenseurs est à courant alternatif seul, examinons un mode de branchement de l'enroulement 10 (figure 2) sur la source de courant alternatif à travers un redresseur à une alternance utilisant le thyristor 18 est la diode de référence 19. L'alimentation en courant alternatif de l'enroulement 10 s'opère alors par un circuit : borne 16 de la source de courant alternatif, thyristor 18, thyristor 14, résistance de réglage 15, enroulement 10, borne 17 de la source d'alimentation. En parallèle sur la portion du circuit constituée par une suite de thyristor 14, de résitance de réglage 15 et d'enroulement 10 se trouvent la diode de référence 19 et le condensateur 20. Le condensateur 20 abaisse les ondulations du courant redressé ce qui fait augmenter sa moyenne. Par un réglage de courant de l'enroulement 10 de zéro au maximum, effectué à l'aide de la résistance 15, le dispositif permet de conditionner à volonté le processus d'ouverture de la porte. La vitesse d'ouverture est maximale lorsque les thyristors 18 et 14 sont bloqués et que l'effet de freinage dû a' l'enroulement 10 (caractéristique mécanique 21 à la figure 3) est nul. Or, la vitesse d'ouverture est minimale lorsque les thyristors 18 et 14 sont en débit (figure 2) et que la valeur de la résistance de réglage 15 est nulle. Dans ce cas l'effet de freinage dû à l'enroulement 10 est maximal (caractéristique mécanique 28 à la figure 3). Pour que le processus d'ouverture de la porte soit optimal, on doit faire tant à la vitesse de déplacement de la porte maximale que minimale. Généralement la vitesse minimale s'utilise en fin d'ouverture mais parfois à son début pour des raisons d'un fonctionnement sans bruit des mécanismes de fermeture des battants de la porte de puits. Le trajet sur lequel la vitesse de déplacement de la porte maximale doit être aussi long que possible en vue de minimiser le temps d'ouverture de la porte. Au régime de fermeture également, les enroulements 1, 2 et 10 du moteur électrique sont tous à la fois sous tension. Le régime de fermeture de la porte a le plus d'importance puisque c'est celui qui doit satisfaire à deux conditions principales de sécurité : limitation de l'effort de serrage des battants et celle de l'énergie cinétique de la porte en mouvement. Au régime de fermeture de la porte les contacts 7-1 et 7-2 sont fermés (figures 1 et 2). Pourtant le raccordement à la source d'alimentation des enroulements 1 et 2 du moteur asynchrone triphasé fournissant le couple d'entraînement n'a lieu qu'après la fermeture du contact 8 du relais de contrôle de circulation du courant continu. Le circuit d'alimentation de l'enroulement 10 (figure 2) au régime de fermeture de la porte est le même qu'au régime d'ouverture. Dans ce cas, la fermeture du contact 7-2 fait coller le relais de contrôle de circulation du courant dont la bobine 13 se met en dérivation sur l'enroulement 10. Le contact 8 du relais de contrôle de circulation du courant, placé dans le circuit des enroulements 1 et 2, se ferme pour relier l'enroulement 2 à la borne 6 de la source d'alimentation à travers les contacts 7-1 et 8, et l'enrou- lement 1 à travers la résistance de réglage 4, le condensateur de déphasage 3 et les contacts 8 et 7-1. La présence dans le dispositif d'un relais de contrôle de circulation du courant permet de contrôler le courant continu dans l'enroulement 10 qui détermine la vitesse de déplacement de la porte et par conséquent l'énergie cinétique. La condition de limitation de l'effort de serrage des battants à la fermeture est satisfaite par la résistance de réglage 4 dont dépend le couple d'entrainement. Le dispositif selon l'invention à son avantage de fournir le couple de freinage, c'est-à-dire d'offrir la possibilité de régler la fréquence de rotation du rotor du moteur électrique, sans qu'on ait à raccorder l'enroulement 10 aux bornes 16 et 17 (le thyristor 18 coupé et le thyristor 14 passant). Dans ce cas le courant à travers l'enroulement 10 est dû à la force électromotrice induite par les enroulements 1 et 2 branchés sur la source d'alimentation. Le dispositif permet éventuellement le freinage dynamique du moteur électrique en fin d'ouverture ou de fermeture de la porte par un retard momentané de blocage des thyristors 14 et 18 après l'ouverture des contacts 7-1 et 7-2 ou 9-1 et 9-2. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande de l'entraînement de la porte de la cabine d'ascenseur comportant un moteur asynchrone triphasé à caractéristique série, raccordé à une source d'alimentation en courant alternatif et dont deux enroulements (1,2) représentent un montage monophasé réversible, ce montage comportant de plus un condensateur de déphasage (3), caractérisé en ce que le troisième enroulement (10) du moteur asynchrone triphasé est alimenté en courant continu,en ce que les extrémités dudit enroulement (10) sont reliées à la bobine (13) d'un relais de contrôle de circulation du courant en régime de fermeture de la porte, et en ce que le contact dudit relais de con trôle de circulation du courant est placé dans le circuit d'alimentation des deux autres enroulements (1,2) du moteur asynchrone triphasé. 2. Dispositif de commande de l'entraînement de la porte de la cabine d'ascenseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'alimentation du troisième enroulement (10) du moteur asynchrone triphasé, mis en série avec un thyristor (14) et une résistance réglable (15), s'effectue sur une source de courant alternatif par l'intermédiaire d'un redresseur à une alternance (18) utilisant une diode de référence (19) et un condensateur (20).