Brevet FR3002766A1 — publié le 20140905

La présente invention concerne un système de contrôle de freins pour ascenseur. Les ascenseurs actuels comportent un moteur équipé de freins à manque de courant qui, en mode de fonctionnement normal, sont alimentés lorsque la cabine se déplace. Des fonctions de test et de secours sont prévues. Les fonctions de fonctionnement en mode normal, de test et secours sont actuellement réalisées séparément. Il existe un câblage par fonction, ce qui nécessite des interconnexions entre ces câblages. Il est également parfois nécessaire de prévoir trois ou 10 quatre alimentations électriques. De plus, certains cas de secours ne sont pas toujours couverts. La conception, la qualification et la fiabilisation de ces fonctions reste une tâche délicate. En général, un relayage est utilisé. Il existe une combinatoire de commande assez complexe entre les ordres d'ouverture des freins en service normal, en mode test et 15 en mode secours. De plus, les freins restent des organes délicats à piloter, car ils génèrent des surtensions lorsque leur courant d'alimentation est coupé sur le circuit continu, ce qui est le cas de modes test et de secours. Par conséquent, des défaillances de boîtiers d'alimentation sont assez régulièrement observées. Il existe aussi un, besoin de supprimer les contacteurs pilotant les alimentations 20 de freins, en vue d'opérer une réduction du bruit et une suppression des défaillances possibles des contacteurs. L'invention a pour objet de remédier à tout ou partie des inconvénients rencontrés avec les systèmes connus. Selon l'un de ses aspects, l'invention a pour objet un système de contrôle de 25 freins pour un ascenseur comportant un moteur électrique d'entraînement de la cabine et au moins deux freins électromagnétiques, à manque de courant, de blocage en rotation de l'arbre du moteur, le système comportant : - des bornes de raccordement aux freins, à une alimentation électrique des freins, et à diverses entrées de commandes et/ou d'indication d'état de l'ascenseur et/ou du 30 moteur, et un circuit électronique relié électriquement auxdites bornes, ce circuit électronique étant agencé pour contrôler le fonctionnement des freins selon divers modes de fonctionnement, dont : un mode normal de fonctionnement, dans lequel les freins sont alimentés 5 par ladite alimentation électrique, l'ouverture des freins étant contrôlée par une entrée de contrôle correspondante, - un mode de test dans lequel l'un ou l'autre des freins peut être maintenu ouvert en étant alimenté en permanence, par action sur une entrée de test correspondante, tandis que l'état de l'autre frein est commandé par ladite entrée de contrôle, 10 - un mode secours, déclenché par action sur une entrée dite de secours, le passage en mode de secours inhibant l'entrée de contrôle et les entrées de test. La vitesse et/ou la tension du moteur est avantageusement surveillée dans ce mode secours et, en cas de détection d'une défaillance du moteur, les freins sont alimentés de façon intermittente de manière à permettre un déplacement de la cabine. La surveillance 15 de la tension peut se faire grâce à une connexion électrique des bornes d'alimentation du moteur au circuit électrique. La vitesse peut être calculée à partir de la fréquence de la tension aux bornes du moteur. La vitesse peut encore être déterminée par le circuit électrique grâce à une connexion à un capteur de vitesse, tel qu'un capteur inductif. Le système de contrôle de freins selon l'invention rassemble toutes les 20 fonctions nécessaires au pilotage des freins. Un câblage complexe à l'extérieur du système est évité. Le système peut être qualifié et approuvé pour garantir que la totalité des fonctions soit satisfaite avec une fiabilité maximale. L'intégration du système selon l'invention dans un ascenseur est grandement facilitée. De plus, il est possible de mutualiser les composants nécessaires aux trois 25 fonctions et ainsi de bénéficier d'une réduction de coûts. En particulier, une seule alimentation peut être utilisée, si on le souhaite. Le fonctionnement en mode secours peut être garanti, si cela est recherché, dans un grand nombre de situations telles que l'absence de courant, une défaillance de la manoeuvre, une défaillance du codeur moteur ou une défaillance du variateur alimentant le 30 moteur, ... certaines de ces situations n'étant aujourd'hui pas couvertes par certains câblages. La fonction secours opérée en mode secours grâce au- système de contrôle selon l'invention ne fait de préférence pas intervenir de couple de freinage moteur par court-circuit des phases moteur. Cela garantit un secours beaucoup plus efficace en cas de charge de la cabine proche de l'équilibre. Le circuit électronique est de préférence agencé de telle sorte qu'en cas d'action simultanée par un opérateur sur les entrées de test des freins, ceux-ci ne sont pas alimentés. Le circuit électronique comporte avantageusement une unique carte de circuit imprimé. L'alimentation des freins est avantageusement le réseau monophasé 110 V ou 230 V, via un onduleur éventuellement. Le circuit électronique est de préférence agencé pour mesurer, en mode secours, la vitesse du moteur à partir de la tension à ses bornes, et pour interrompre l'alimentation des freins en cas de dépassement d'une tension de seuil représentative d'une vitesse excessive. En variante, le moteur comporte un capteur inductif relié au circuit électronique et permettant de renseigner celui-ci sur la vitesse du moteur. En cas de vitesse excessive détectée, l'alimentation des freins est interrompue. Le déclenchement intermittent des freins en mode de secours comporte de préférence des phases d'alimentation des freins pendant une durée comprise entre 2 et 8 secondes. Le déclenchement intermittent des freins en mode de secours comporte également, de préférence, des phases de non alimentation des freins pendant une durée comprise entre 2 et 8 secondes. Les freins sont de préférence alimentés, en mode de fonctionnement normal, via des bornes d'alimentation reliées électriquement en série et en interne avec une coupure d'urgence. Ainsi, cette coupure d'urgence peut interrompre l'alimentation des freins en cas d'urgence. Les freins sont de préférence alimentés, en mode secours en parallèle, en forçant la fermeture de cette coupure d'urgence. L'avantage d'une coupure interne en remplacement d'un contacteur externe est de réduire le bruit généré par le changement d'état du contacteur, en modifiant 30 l'emplacement où se situe habituellement le contacteur. Le système peut comporter une entrée de détection d'arrivée à l'étage de la cabine, qui change d'état à l'arrivée de la cabine à l'étage ; le fonctionnement en mode secours peut être modifié pour interrompre l'ouverture des freins lorsque ladite entrée de détection d'arrivée à l'étage est dans un état qui correspond à l'arrivée de la cabine à l'étage. Le système comporte avantageusement un circuit d'écrétage de la tension à diode, résistance et varistance, en parallèle de chaque sortie d'alimentation d'un frein. Le circuit électronique comporte avantageusement une unité d'autocontrôle à microprocesseur/microcontroleur qui surveille la cohérence des états des différentes entrées et sorties et active un relais électromagnétique lorsque le fonctionnement du circuit électronique est considéré comme non défaillant. La sortie de ce relais peut être utilisée 10 dans une chaîne de sécurité de l'ascenseur. L'invention a encore pour objet un ascenseur équipé d'un système de contrôle selon l'invention. L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin 15 annexé, sur lequel : - la figure 1 représente de façon schématique un système de contrôle réalisé confonnément à l'invention. On a représenté à la figure 1 un système 1 de contrôle des freins. Ce système 1 comporte une carte de circuit électronique, de préférence unique, 20 supportant un certain nombre de composants agencés pour réaliser les fonctions recherchées. Le circuit électronique peut comporter un microcontrôleur 20 et les interfaces et relais de puissance adaptés. Le circuit électronique comporte des bornes qui permettent sa connexion 25 électrique aux différents éléments commandés par le système ou commandant le fonctionnement des freins. Une alimentation 2, par exemple 230V 50Hz monophasé, qui correspond au réseau ou à un onduleur, est raccordée au circuit. Des freins 4 et 5 sont raccordés à des couples de bornes « Brakel » et 30 « Brake2 » respectivement du circuit. Lorsqu'un frein 4 ou 5 est commandé en ouverture par le système, la commande se fait de préférence selon la séquence suivante : 207V pendant 1 s (tension d'appel), tension obtenue par exemple grâce à un redressement par pont complet, 103.5V le reste du temps (tension de maintien), tension obtenue par exemple par redressement semi-onde. Les freins 4 et 5 sont à manque de courant, c'est-à-dire qu'à l'état non alimenté, ils bloquent la rotation de l'arbre du moteur. En mode normal, les deux freins 4 et 5 sont alimentés simultanément, l'énergie nécessaire à leur alimentation étant prélevée sur l'alimentation 2. L'ordre d'ouverture des freins est reçu par le système 1 par une entrée logique 10. Cette entrée 10 est reliée à un 10 variateur qui alimente le moteur ou à un contrôleur du fonctionnement de l'ascenseur. En mode test, afin de tester successivement et indépendamment les freins 4 et 5, on maintient un frein alimenté en permanence pendant que l'autre suit le fonctionnement normal. En mode normal ou de test, la tension de sortie du variateur est présente sur les 15 bornes de contrôle moteur 25 à 27 du circuit électronique. On sélectionne le frein à maintenir ouvert à l'aide de deux entrées logiques respectives T1 et T2, reliées par exemple chacune à un bouton-poussoir ou autre interrupteur. Le frein qui reste en fonctionnement normal est piloté par l'entrée logique 10 et 20 l'énergie est prélevée sur l'alimentation 2. Le circuit électronique est agencé de telle sorte que si les entrées T1 et T2 sont fermées simultanément, les freins ne sont pas alimentés. Le passage en mode secours est validé à l'aide d'une entrée logique 12 (encore appelée « enable »), reliée à un interrupteur à clé ou à une chaîne de secours, par exemple. 25 Lorsque l'entrée 12 indique le passage en mode secours, les entrées de contrôle 10 (encore appelée « open ») et de test T1 et T2 sont alors inhibées et les deux freins 4 et 5 sont commandés simultanément, l'énergie d'alimentation des freins étant prélevée sur l'alimentation 2. Les freins sont contrôlés en mode secours par une entrée logique 14, reliée à un 30 bouton-poussoir ou à un contrôleur du fonctionnement de l'ascenseur. Lorsque les freins sont ouverts, du fait de l'état imposé à l'entrée 14, le moteur synchrone M est susceptible d'être entrainé par la charge de la cabine. On mesure sa vitesse à l'aide de la tension induite à ses bornes, reliées aux entrées 25 à 27 du circuit électronique. Lorsque la tension entre phases atteint une tension de seuil, par exemple 280V crête, le système 1 coupe le courant dans les freins 4 et 5, afin d'arrêter la rotation du moteur. Le variateur de fréquence (non représenté) pilotant le moteur M passe dans un mode où sa sortie ne délivre plus aucune tension au moteur lors du fonctionnement en mode secours. La tension induite aux bornes du moteur lors de sa rotation, indépendamment du variateur, est alors sinusoïdale. Lorsque le moteur est piloté en mode de fonctionnement normal ou en mode 10 test, la tension de sortie du variateur est présente sur les bornes 25 à 27. Le secours doit pouvoir être réalisé en toute sécurité même si le moteur est défaillant. Ainsi, lors du secours, l'absence de retour de tension sur les bornes 25 à 27 ne° signifie pas que la cabine ne bouge pas, car il peut exister des câbles débranchés ou un moteur brûlé par exemple. L'absence de tension est détectée par le système 1 et, dans ce 15 cas, on réalise une succession d'ouvertures/fermetures, par exemple 5s d'ouverture et 5s de fermeture des freins 4 et 5 jusqu'à l'arrêt de la commande de secours, ou jusqu'à ce que la commande d'arrivée à l'étage sur une entrée correspondante 16 soit donnée. Les freins 4 et 5 sont alimentés respectivement par les bornes Brakel et Brake2. Afin de satisfaire l'exigence de la norme EN81-1 et A3 §12.4.2.3.1, le circuit 20 électronique dispose de deux coupures indépendantes de l'alimentation de chaque frein : une coupure réalisée par l'électronique de redressement, appelée « coupure de service », par exemple grâce à un ou plusieurs composants à semi-conducteur, tels que des transistors, thyristors ou triacs, et une coupure réalisée par un relais électromécanique à recopie d'état, appelée « coupure d'urgence ». La coupure de service est pilotée par 25 l'entrée de contrôle 10 et la coupure d'urgence est pilotée par l'entrée 12. Une sortie logique CS recopie l'état passant ou non de la coupure de service et une sortie logique CU recopie l'état passant ou non de la coupure d'urgence. Cela permet au contrôleur du fonctionnement de l'ascenseur de connaître l'état de ces coupures, comme cela serait le cas des contacteurs électromécaniques conventionnels. 30 Afin de s'affranchir de la coupure d'urgence, qui est ouverte en cas d'absence de réseau, le 'système 1 alimente en mode secours les freins 4 et 5 en direct par les sorties Brakel et Brake2 en forçant la fermeture de la coupure d'urgence. Le mode secours doit pouvoir fonctionner en présence d'un premier défaut sur les circuits utilisés en mode normal. La redondance des circuits d'alimentation des freins peut donc être exploitée pour assurer le mode secours en présence d'un premier défaut. On intègre sur chaque sortie Brakel et Brake2 un ensemble 5 diode/résistance/varistance, pour dissiper l'énergie magnétique des freins dans le cas de la coupure du courant. Dans le cas de la coupure en mode de fonctionnement normal, l'énergie est dissipée dans la résistance du frein uniquement. Le circuit électronique comporte un relais 30 qui est alimenté par une unité d'autocontrôle à microprocesseur/microcontrôleur 35 dont le rôle est de vérifier la 10 cohérence des états des différentes entrées et sorties du circuit électronique. En cas d'anomalie, l'alimentation du relais électromagnétique 30 cesse, et la sortie correspondante 40 change d'état, ce qui permet par exemple d'arrêter le fonctionnement de l'installation d'ascenseur et/ou de signaler le dysfonctionnement. Les connexions avec les entrées ou sorties logiques sont avantageusement 15 regroupées au sein d'un bomier débrochable avec détrompeur. Les connexions de puissance, telles que l'alimentation du circuit par le réseau 230 V AC, les connexions au moteur et aux freins sont également avantageusement regroupées sur un bornier débrochable avec détrompeur. L'invention n'est pas limitée à l'exemple illustré. 20 On peut par exemple réaliser les différentes fonctions avec un circuit analogique plutôt que numérique. L'entrée logique 16 est facultative. Dans une variante, le circuit électronique ne reçoit pas la tension aux bornes du moteur. Dans ce cas, le moteur peut être équipé d'un capteur inductif qui délivre par une 25 ligne 60, illustré en pointillés sur la figure 1, au circuit électronique une information concernant la vitesse de rotation de l'arbre. Ce capteur inductif délivre par exemple un signal carré à 16 périodes par révolution. En variante encore, le circuit électronique reçoit à la fois la tension aux bornes du moteur et l'information transmise par le capteur inductif via la ligne 60. 30 REVENDICATIONS1. Système (1) de contrôle de freins pour un ascenseur, comportant un moteur électrique d'entraînement de la cabine et au moins deux freins électromagnétiques (4,5), à manque de courant, de blocage en rotation de l'arbre du moteur, le système comportant : - des bornes (Brakel, Brake2) de raccordement aux freins, à une alimentation électrique (2) des freins, et à diverses entrées (10, Ti, T2, 12, 14, 16, 25, 26, 27) de commande et/ou d'indication d'état de l'ascenseur et/ou du moteur, et - un circuit électronique relié électriquement auxdites bornes, ce circuit électronique étant agencé pour contrôler le fonctionnement des freins selon divers modes de fonctionnement, dont : - un mode normal de fonctionnement, dans lequel les freins (4, 5) sont - alimentés par ladite alimentation électrique (2), l'ouverture des freins étant contrôlée par 15 une entrée de contrôle (10) correspondante, - un mode de test dans lequel l'un ou l'autre des freins peut être maintenu ouvert en étant alimenté en permanence, par action sur une entrée de test correspondante (Tl ; T2), tandis que l'état de l'autre frein est commandé par ladite entrée de contrôle (10), - un mode secours, déclenché par action sur une entrée (12) dite de secours, 20 le passage en mode de secours inhibant l'entrée de contrôle (10) et les entrées de test (Ti ; T2). 2. Système selon la revendication 1, la tension et/ou la vitesse aux bornes du moteur étant surveillée dans le mode secours et, en cas de détection d'une défaillance du moteur, les freins (4, 5) sont alimentés de façon intermittente de manière à permettre un 25 déplacement de la cabine. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, le circuit électronique étant agencé de telle sorte qu'en cas d'action simultanée par un opérateur sur les deux entrées de test (Ti, T2) des freins, ceux-ci ne sont pas alimentés. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, le circuit électronique 30 comportant une unique carte de circuit imprimé. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'alimentation (2) des freins étant le réseau monophasé 110 V ou 230 V. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le circuit électronique étant agencé pour mesurer en mode secours la vitesse du moteur à partir de la tension à ses bornes et pour interrompre l'alimentation des freins en cas de dépassement d'une tension de seuil représentative d'une vitesse excessive. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, le circuit électronique étant agencé pour recevoir un signal d'un capteur de vitesse inductif du moteur et pour interrompre l'alimentation des freins en cas de vitesse excessive. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le déclenchement intermittent des freins en mode de secours comportant des phases 10 d'alimentation des freins pendant une durée comprise entre 2 et 8 secondes. 9. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, le déclenchement intermittent des freins en mode de secours comportant des phases de non alimentation des freins pendant une durée comprise entre 2 et 8 secondes. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, les freins 15 étant alimentés via des bornes d'alimentation reliées électriquement en série et en interne avec une coupure d'urgence, notamment un relais électromagnétique à recopie d'état, et une coupure de service, notamment réalisée par une électronique de redressement de la tension envoyée aux freins. 11. Système selon la revendication 10, comportant une sortie logique recopiant 20 l'état passant ou non de la coupure d'urgence. 12. Système selon la revendication 10 ou 11, comportant une sortie logique recopiant l'état passant ou non de la coupure de service. 13. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, les freins étant alimentés en mode secours en parallèle. 25 14. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une entrée (16) de détection d'arrivée à l'étage de la cabine, qui change d'état à l'arrivée de la cabine à l'étage, le fonctionnement en mode secours étant modifié pour interrompre l'ouverture des freins (4, 5) lorsque ladite entrée de détection d'arrivée à l'étage et dans un état qui correspond à l'arrivée de la cabine à l'étage. 30 15. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un circuit à diode, résistance et varistance, en parallèle de chaque sortie d'alimentation d'un frein. 16. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une unité (35) d'autocontrôle à microprocesseur ou microcontrôleur, notamment de surveillance de la cohérence des états des différentes entrées et sorties, et un relais (30) cessant d'être alimenté par l'unité d'autocontrôle (35) en cas de détection d'une anomalie de fonctionnement. 17. Ascenseur équipé d'un système tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes.