Brevet FR2561225A1 — publié le 19850920

La présente invention se rapporte à un procédé de freinage d'appareils de translation destines au transport des personnes, par exemple des escaliers roulants, dans lequel le mouvement de l'escalier est freiné de manière dé- terminée, sensiblement indépendante de la charge et de la direction de déplacement. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. La méthode usuelle de freinage consiste à régler le couple de freinage de l'escalier, mécaniquement ou élec- tiquement, à une valeur donnée qui ne tient pas compte des variations de charge. L'inconvénient d'un tel procédé est que, par exemple dans le cas d'un arrêt d'urgence, la dé- célération est trop rapide, en particulier lorsque quelques personnes seulement utilisent l'escalier roulant et que celui-ci se déplace vers le haut. Dans ces conditions, les passagers risquent de tomber et de se blesser. C'est seule- ment lors du déplacement vers le bas et à pleine charge qu'on obtient dans ce cas un arrêt qualitativement normal. La demande de brevet allemand n 2 003 951 décrit un dispositif de réglage de vitesse dans lequel un généra- teur tachymétrique (en bref, un tachymètre) est relié à un amplificateur de commande qui est d'autre part raccordé à la sortie d'une source de valeur de référence ou de pilota- ge. L'amplificateur agit sur un régulateur à thyristor qui détermine l'envoi de courant à un aimant, celui-ci comman- dant ensuite un frein mécanique pour régler la décélération de manière désirée. Ce dispositif présente l'inconvénient de provoquer une usure du frein et, du fait de son fonction- nement mécanique, il n'est pas parfaitement sûr. La présente invention évite les divers inconvé- nients ci-dessus. Elle a pour objet un procédé de freinage, de fonctionnement str, pour l'arrêt d'un escalier roulant, ledit procédé étant principalement caractérisé en ce que le processus de décélération est continuellement contrôlé et commande, au moyen d'un signal fourni par un transmet- teur de vitesse, par exemple un générateur tachymétrique, par envoi de courant continu dans les enroulements du mo- teur à courant alternatif servant de moteur d'entraînement, de sorte que l'effet de freinage électrodynamique engendré dans le moteur induit une caractéristique prédéterminée de ralentissement des mouvements de l'escalier. L'invention a notamment pour avantages que l'ar- rêt obtenu est le plus uniforme possible, quel que soit le nombre de personnes utilisant l'escalier. En outre, le frein mécanique faisant partie de l'appareil est protégé de l'usure mécanique. Dans un mode préféré de mise en oeuvre, le procé- dé suivant l'invention est caractérisé en ce que les enrou- lements du moteur d'entraînement sont alimentés, dans la situation de freinage, par une tension continue sous forme d'impulsions, cette tension étant engendrée et réglée au moyen d'un circuit à thyristor commandé par un dispositif électronique qui définit pour l'escalier roulant une valeur de vitesse de référence sur la base de la valeur réelle four- nie par un transmetteur de vitesse, par exemple un tachymè- tre. L'utilisation de la technologie moderne des thy- ristors permet d'obtenir un procédé de freinage souple, dans lequel la décélération est facilement réglable à vo- lonté et sans faire intervenir de parties mobiles. Un mode avantageux de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention est également caractérisé en ce que les dispositifs électroniques de commande du circuit à thyris- tor calculent dans chaque situation le courant de freinage nécessaire pour obtenir une décélération donnée, constante en fonction du temps, par comparaison de la valeur de vi- tesse de référence de l'escalier avec la valeur réelle de vitesse de l'escalier, et commandent le circuit à thyristor de manière à envoyer le courant voulu aux enroulements du moteur. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Ce dispositif. comprend l'équipement d'entraînement de l'escalier roulant, et notamment un moteur à courant alternatif et un généra- teur tachymétrique qui indique la vitesse de l'escalier. Le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce que, pour la commande de l'escalier, il comprend une unité de commande électronique, comportant principalement un cir- cuit d'élaboration de valeur de référence, un circuit de linéarisation de référence, un comparateur pour la détection des différences entre la valeur de référence et la valeur réelle, et un circuit à thyristor pour l'envoi d'un courant continu pulsé au moteur, sur la base du signal fourni par le comparateur. Dans un mode préféré de réalisation, le disposi- tif suivant l'invention est caractérisé en ce que la sortie du comparateur est raccordée à la commande d'un frein méca- nique, pour utiliser celui-ci en parallèle avec le freinage électrodynamique. Ce dispositif est avantageux dans les cas o le courant de freinage disponible n'est pas suffisant en toute circonstance pour freiner l'escalier de la façon dési- rée, ou lorsque des règlements de sécurité imposent l'exis- tence d'un frein mécanique. Outre les dispositions qui précèdent,l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère aux des- sins annexés dans lesquels: la figure 1 illustre un circuit simplifié dans le2 quel un courant de freinage approprié est engendré à l'aide d'un thyristor, la figure 2 est un schéma de principe d'un mode possible de commande du système de freinage, et les figures 3a à 3c représentent des courbes ca- ractéristiques des signaux de commande. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes, sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'in- vention, dont ils ne constituent en aucune manière une li- mitation. La figure 1 représente un circuit qui illustre la façon dont le courant de freinage est produit au moyen d'un thyristor. Le courant alternatif est redressé par un thyristor T et envoyé aux enroulements M du moteur, en pa- rallèle avec une diode de zéro D. Si on utilise les mêmes enroulements à la fois pour le fonctionnement du moteur et pour le freinage, il faut prévoir une temporisation appro- priée entre la marche et le freinage, afin que les circuits principaux ne-puissent pas être court-circuités. Le fonctionnement du dispositif de commande de vitesse est illustré par la figure 2, sous forme schémati- que, le principe de fonctionnement étant décrit ci-après. Lorsqu'on est par exemple dans une situation de freinage d'urgence, le contact So (figure 2) est fermé et les transistors à effet de champ F1 et F2 agissant comme interrupteurs deviennent non conducteurs. En même temps, la tension de tachymètre commence à abaisser la tension au point S défini par les résistances R1 et R2 (on suppose qu'elle a été réglée à 10 V), vers zéro, conformément à la formule es = -1/RC.JeTdt (1) dans laquelle RC est la constante de temps du circuit inté- grateur 2 et eT est la tension de sortie du tachymètre. Il faut garder à l'esprit que le tachymètre détecte continuel- lement la vitesse variable de l'escalier roulant. La dis- tance de freinage désirée est réglée avec le potentiomètre R. Pendant la décélération, la tension en S est pro- portionnelle à la partie de la distance de freinage désirée qui reste à parcourir, puisque la tension de tachymètre eT(t) est proportionnelle à la vitesse v(t) à laquelle l'escalier se déplace. Par substitution dans la formule (1), on trouve donc pour la distance de freinage: tr S= v(t)dt. avec tr = temps de décélération ou de ralentissement. La fonction de eS par rapport au temps, en décélé- ration, est donc une fonction du deuxième degré, de même que pour la distance parcourue (figures 3a et 3b). Puisqu'on désire une décélération uniforme, es doit être linéarisé dans un circuit 3 d'extraction de racine carrée, avant d'ê- tre utilisé comme référence de vitesse. On obtient ainsi le signal eR qui est envoyé à un amplificateur de commande A1, par l'intermédiaire d'un filtre R3C1R4, cet amplificateur comportant un circuit de réaction R6C3R4. La sortie du ta- chymètre 1 est également envoyée, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension P1, à la même entrée de l'amplificateur de commande, à travers un filtre R7C2R8. Avec le potentio- mètre P1I on ajuste la tension eV, de façon à ce qu'elle corresponde à la tension -eR (figure 3c). Dans la situation normale, le courant dans l'am- plificateur de commande A1 est donc nul et son signal de sortie eE, qui est une mesure du courant de freinage instan- tané, est déterminé par une résistance R5 et le réglage d'un potentiomètre P2 à une valeur eE = +10V, correspondant au courant de freinage nul. Si, lors du freinage, le signal eV venant direc- tement du tachymètre augmente et dépasse la valeur de ré- férence de vitesse eR obtenue par intégration, cela se tra- duit par une tension différentielle positive dans l'ampli- ficateur A1 de type proportionnel intégral. Cela signifie que la décélération de l'escalier roulant est trop faible, comparativement à la courbe de décélération qui a été fixée, et par suite la sortie eE de A1 diminue, ce qui a à son tour pour effet d'envoyer au thyristor Th un nombre croissant d'impulsions d'amorçage et donc d'augmenter de façon cor- respondante le courant de freinage gui circule dans les enroulements du moteur. Si la décélération est trop élevée, cela provo- que l'apparition d'une entrée négative à l'amplificateur A1 et, par suite, une réduction correspondante du nombre d'impulsions d'amorçage pour le thyristor Th et donc une diminution du courant de freinage. De cette façon, par commande du courant de freinage, on obtient une décéléra- tion uniforme de l'escalier roulant, indépendamment de la charge. A3 est un amplificateur de comparaison qui com- pare le signal eE avec la tension en dents de scie fournie par un générateur 4 d'onde en dents de scie. Si la tension en dents de scie est la tension la plus élevée, ep est alors positif et le thyristor Th reçoit alors sa tension d'amorçage. Afin d'assurer l'amorçage, la tension en P oscille, sous l'effet d'un circuit oscillateur C0D3R9. Dans le cas o on désire encore utiliser le frein mécanique, pour une raison quelconque, sa commande peut être obtenue simplement au moyen d'un amplificateur de comparaison A2 qui compare la demande de courant de frei- nage (eE) avec une valeur de seuil qui a été préréglée par un potentiomètre P3 et qui actionne, lorsque c'est nécessai- re, le frein mécanique en position active, par exemple au moyen d'un transistor et d'un relais comportant un contact S1i. Lorsque l'escalier est sur le point de s'arrêter, conformément à la valeur de référence, et que sa vitesse descend au-dessous d'une limite donnée, le thyristor de- vient non conducteur. La vitesse limite est déterminée par un amplificateur de comparaison A4 dont la sortie est re- liée, à travers une diode D4 et une résistance R10, à la sortie du générateur 4 d'onde en dents de scie. Une entrée de l'amplificateur A4 est raccordée au tachymètre et l'au- tre est raccordée à un diviseur de tension constitué par des résistances Rll et R12. Lorsque le seuil de comparai- son inverse l'état de A4, l'alimentation du moteur (ten- sion U1) est coupée par l'action d'un contact S2 Le blo- cage en position de l'escalier roulant se produit lorsque un amplificateur de comparaison A5 détecte une valeur de eS assez faible (par comparaison avec un diviseur de ten- sion R13,R14) et crue par changement d'état il actionne le frein de blocage, par l'intermédiaire d'un contact S3o Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre qui viennent d'être décrits de façon explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peu- vent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente inven- tion. Revendications 1. Procédé de freinaged'appareils de translation des- tinés au transport de personnes, tels que des escaliers roulants, dans lequel le mouvement de l'escalier est frei- né de manière déterminée, sensiblement indépendante de la charge et de la direction de déplacement, caractérisé en ce que la phase de décélération est contrôlée et commandée de façon continue, à l'aide d'un signal {eT) fourni par un transmetteur de vitesse, tel qu'un générateur tachymétri- que, par envoi de courant continu aux enroulements (L) du moteur à courant alternatif servant de moteur d'entraîne- ment, de sorte que l'effet de freinage électrodynamique engendré dans le moteur induit une caractéristique de dé- célération prédéterminée dans le mouvement de l'escalier. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements (L) du moteur d'entraînement sont alimentés, dans la situation de freinage, par une tension continue sous forme d'impulsions qui est engendrée et ré- glée au moyen d'un circuit à thyristor commandé par un dis- positif électronique qui établit pour l'escalier roulant une valeur de vitesse de référence (eR) sur la base de la vitesse (v(t)) de l'escalier fournie par un transmetteur de vitesse, tel qu'un tachymètre (1). 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que le dispositif électronique de commande du circuit à thyristor calcule le courant de freinage requis dans chaque situation, afin d'obtenir une décélération don- née constante en fonction du temps, par comparaison de la valeur de vitesse de référence (eR) de l'escalier avec sa valeur réelle (ev), et commande le circuit à thyristor de manière à envoyer le courant de freinage requis aux enrou- lements (L) du moteur. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé sui- vant la revendication 1, qui comprend une machinerie com- portant un moteur à courant alternatif d'entraînement de l'escalier et un générateur tachymétrique (1) indiquant la vitesse de l'escalier, caractérisé en ce que, pour la com- mande de l'escalier, le dispositif comprend une unité de commande électronique qui est principalement composée d'un circuit (2) d'élaboration de valeur de référence (eR), d'un circuit (3) de linéarisation de référence, d'un compa- rateur (A1) pour détecter les différences entre la valeur de référence (eR) et la valeur réelle (ev), et un circuit à thyristor pour envoyer au moteur un courant continu sous forme d'impulsions, sur la base d'un signal (eE) fourni par le comparateur. 5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la sortie (eE) du comparateur est raccordée à la commande (A2,S1) d'un frein mécanique, de manière à utili- ser celui-ci en parallèle avec le freinage électrodynamique du moteur.