FR2890929A1 - Procede et dispositif de controle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire pour installation de transport a cable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de contrôle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire pour installation de transport (10) à câble entraînant des véhicules, comportant un moteur principal (18). Durant la dernière étape, on actionne l'organe pour réaliser son contrôle lorsque les véhicules sont à vide, et on pilote simultanément le moteur principal (18) pour obtenir un couple reproduisant au niveau de la poulie motrice (12) les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus aux charges habituellement installées dans les véhicules pour contrôler l'action de l'organe.

Description

Procédé et dispositif de contrôle d'un organe de freinage ou de mise en

mouvement auxiliaire pour installation de transport à câble

Domaine technique de l'invention L'invention concerne un procédé de contrôle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire pour une installation de transport à câble entraînant des véhicules, ledit câble s'étendant en boucle fermée entre au moins deux poulies dont l'une au moins est motrice par des moyens d'entraînement comportant un moteur principal, ledit organe étant destiné à transmettre un couple à la poulie motrice.

L'invention porte également sur un dispositif permettant la mise en oeuvre du 15 procédé ci-dessus.

État de la technique Le contrôle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire pour une installation de transport à câble est imposé par les règlements administratifs. Ce contrôle doit être réalisé par des essais réels selon une périodicité définie, classiquement tous les ans.

Les installations de transport à câble, par exemple du type aérien (télécabines, télésièges) ou du type funiculaire, sont obligatoirement équipées d'un frein de sécurité appelé aussi frein 2 palliant une défaillance des moyens d'entraînement du câble, et d'un frein de service appelé aussi frein 1. Généralement, le frein de sécurité agit directement sur la poulie motrice, et le frein de service sur l'arbre de sortie du moteur principal. Un réducteur est interposé entre ce dernier et la poulie motrice. Dans certains cas, le frein de service agit sur l'arbre de sortie du réducteur ou sur la poulie motrice. L'entrée du réducteur peut aussi être entraînée par un moteur de secours ou un moteur auxiliaire, par exemple à énergie thermique, pour se substituer au moteur principal en cas de défaillance.

L'invention concerne le domaine du contrôle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire. Ces organes sont destinés à transmettre directement ou indirectement un couple à la poulie motrice. Dans la plupart des cas, ces organes sont constitués par le moteur de secours auxiliaire, le frein de service et io le frein de sécurité. Actuellement, ce contrôle se pratique avec des essais réels durant lesquels on vérifie le bon fonctionnement de ces organes. Par exemple, pour le cas des freins de l'installation de transport, des charges sont installées dans les véhicules entraînés par le câble pour simuler les conditions habituelles de chargement. On installe alors dans chaque véhicule une série de charges de 80 kg correspondant par exemple à la capacité de chaque véhicule. L'installation est mise en service jusqu'à un régime stabilisé de fonctionnement, puis les freins en cours de contrôle sont actionnés. Le temps d'arrêt de l'installation doit alors être compris entre deux valeurs extrêmes prédéterminées pour correspondre à un fonctionnement normal et sécurisé. Dans le cas du contrôle de frein sur dévirage, l'installation chargée est mise en service en marche arrière jusqu'au régime stabilisé correspondant dans ce cas au seuil de vitesse de dévirage. Suivant les règlements administratifs, ces essais peuvent être réalisés avec un chargement total de la ligne inférieur à sa capacité maximale.

On comprend bien que ces contrôles sont fastidieux, car ils nécessitent la mise en place d'une grande quantité de charges, ce qui est long, difficile et coûteux. Ce problème devient majeur à cause de la fréquence élevée des contrôles imposée par les règlements administratifs.

Lors du contrôle du fonctionnement du moteur de secours, on vérifie la capacité de ce dernier à tracter la charge totale maximale en terme d'accélération depuis l'état d'arrêt de l'installation, et en terme de vitesse stabilisée. Ce contrôle implique également la mise en place de charges, et présente donc les mêmes inconvénients que le contrôle des freins de l'installation.

Objet de l'invention L'invention a pour but de pallier à ces inconvénients en proposant un procédé de contrôle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire pour une installation de transport à câble, permettant de faciliter l'étape proprement dite du contrôle, et de diminuer le temps nécessaire à sa réalisation.

Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'il comprend les étapes successives suivantes: a) à partir d'un régime stabilisé de l'installation, on détermine une courbe représentative de la variation de vitesse des véhicules lorsque l'organe se trouve dans un état normal actif, les véhicules étant en charge et le moteur principal n'étant pas alimenté ; b) on détermine la valeur du couple instantané à transmettre à la poulie motrice pour reproduire au niveau de la poulie motrice les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus, pendant l'étape a), aux charges installées dans les véhicules; c) à partir du même régime stabilisé de l'installation que pour l'étape a), on actionne l'organe vers son état actif pour réaliser son contrôle lorsque les véhicules sont à vide, et on pilote simultanément le moteur principal pour obtenir un couple égal à chaque instant à la valeur déterminée dans l'étape b).

Le type de régime stabilisé dépend de l'organe en cours de contrôle. Par exemple, pour le contrôle d'un frein de l'installation de transport, le régime stabilisé initial pour les étapes a) et c) du procédé de contrôle correspond à un régime stabilisé au cours duquel la vitesse de défilement des véhicules est constante, ou alors le seuil de dévirage de l'appareil. Par contre, pour le contrôle du moteur de secours, le régime stabilisé initial pour les étapes a) et c) du procédé de contrôle correspond au régime d'arrêt de l'installation, c'est-à-dire au cours duquel la vitesse des véhicules est nulle.

On comprend bien que le contrôle proprement dit du fonctionnement de l'organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire est grandement facilité car il se pratique à vide et il n'est pas nécessaire de disposer des charges dans les véhicules de l'installation, contrairement à l'art antérieur. En effet, lors du contrôle proprement dit, c'est-à-dire pendant l'étape c) du procédé conforme à l'invention, les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus aux charges habituellement installées dans les véhicules sont reproduites au niveau de la poulie motrice par une action adéquate du moteur principal. Tous les problèmes liés à la manutention de ces charges sont supprimés.

L'invention porte également sur un dispositif de mise en oeuvre du procédé comprenant un dispositif de commande agissant sur un convertisseur statique d'une part intercalé entre le moteur principal et la source d'énergie, et d'autre part géré par un automate de contrôle/commande communiquant avec ledit dispositif de commande, ledit dispositif de commande étant apte à : - acquérir et traiter des signaux représentatifs de la vitesse de rotation de la poulie motrice et de la valeur du couple délivré par le moteur principal, - délivrer des signaux de consigne, respectivement de vitesse et de couple, au convertisseur statique afin de réaliser l'asservissement du moteur principal.

Dans certaines variantes, le dispositif de commande est intégré au système de contrôle/commande de l'installation, et à son automate en particulier.

Description sommaire des dessins

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une installation de transport à câble pour laquelle un exemple de procédé de contrôle conforme à l'invention est mis en oeuvre, la figure 2 est une représentation schématique d'un exemple de dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, appliqué à l'installation de la figure 1.

Description d'un mode particulier de réalisation

Sur la figure 1, une installation de transport 10 comporte des moyens d'entraînement 11 d'une poulie motrice 12 pour mettre en mouvement un câble 13. L'installation 10 comporte en outre une poulie de renvoi 14, et le câble 13 s'étend en boucle fermée entre la poulie motrice 12 et la poulie de renvoi 14. Chacune des poulies 12 et 14 est logée par exemple dans une station, respectivement supérieure 15 et inférieure 16. Des véhicules 17 sont maintenus solidaires du câble 13 pour être entraînés. L'installation 10 et ses véhicules 17 peuvent prendre différentes formes suivant les applications. Pour la suite de la description, on entend par véhicule le support de la charge, quelle qu'en soit sa forme et son agencement, par exemple sous forme de télésiège, télécabine, funiculaire, transport de matériau...

De manière connue, les moyens d'entraînement 11 comportent un moteur principal 18 électrique à vitesse variable, du type à courant continu ou alternatif. Le moteur principal 18 entraîne en rotation un arbre de sortie à grande vitesse GV qui est accouplé à un réducteur 19. L'arbre de sortie à petite vitesse PV du réducteur 19 peut être associé à un renvoi d'angle 32, par exemple à 90 , grâce à des pignons coniques. L'installation de transport 10 comporte un frein de service 20 qui agit par exemple sur l'arbre GV et un frein de sécurité 21 agissant directement sur les flancs de la poulie motrice 12. Les freins 20 et 21 peuvent être de tout type connu. Par ailleurs, le frein de service 20 peut également être io prévu pour agir sur l'arbre PV. En cas de défaillance du moteur principal 18, le réducteur 19 peut également être entraîné par un moteur de secours 22. Les poulies 12 et 14, ici horizontales, sont montées à pivotement autour d'un axe, ici vertical. La position de l'axe de la poulie de renvoi 14 peut être ajustée sur un chariot mobile (non représenté) pour pratiquer le réglage de la tension du câble 13.

Comme l'illustre la figure 2, le moteur principal 18 est alimenté par une source d'énergie électrique 23, notamment à courant alternatif triphasé. Un convertisseur statique 27 comprenant une commande intégrée permet de piloter le moteur principal 18. Le type de convertisseur statique 27 dépend du type de moteur principal 18. Pour un moteur principal 18 à courant continu, le convertisseur statique 27 peut être un circuit redresseur-hacheur ou un pont en Z . Dans le cas d'un moteur principal 18 du type asynchrone, le convertisseur 27 peut être constitué par un circuit redresseur-onduleur. La vitesse de rotation de l'arbre GV est donnée typiquement par une génératrice tachymétrique 25. Cette vitesse de rotation est représentative de la vitesse des véhicules 17. Elle est utilisée par le convertisseur statique 27 pour la régulation du moteur principal 18, et par un dispositif de commande 24 servant à la mise en uvre du procédé de contrôle. De manière générale, un automate de contrôle/commande 26 et son appareillage électrique pilote l'ensemble de l'installation de transport 10. L'automate de contrôle/commande 26 de l'installation 10 reçoit également le signal de vitesse. L'automate 26 gère le convertisseur statique 27 et communique avec le dispositif de commande 24 pour interagir entre eux sur leurs modes de fonctionnement.

Le dispositif de commande 24 fait l'acquisition, l'enregistrement et le traitement des signaux de vitesse délivrés par la génératrice tachymétrique 25 ainsi que du signal représentatif du couple délivré par le moteur principal 18. Ce signal est, par exemple, recueilli par l'intermédiaire d'un shunt (non représenté) ou sur une sortie analogique du convertisseur statique 27. Le dispositif de commande 24 est apte à délivrer des signaux de consigne de vitesse et de couple au convertisseur 27.

Le procédé conforme à l'invention vise au contrôle d'un organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire destiné à transmettre directement ou indirectement un couple à la poulie motrice 12. Dans le cas de l'installation de transport 10, les organes de freinage sont constitués par le frein de service 20 et le frein de sécurité 21, et l'organe de mise en mouvement auxiliaire est constitué par le moteur de secours 22.

Pour mettre en oeuvre le procédé de contrôle conformément à l'invention, on dispose dans les véhicules 17 des charges amovibles comme dans l'art antérieur, par exemple à l'aide de bidons. Le nombre de charges dépend du type de contrôle à effectuer, en fonction des règlements administratifs. L'installation de transport 10 est ensuite mise dans un régime stabilisé qui dépend de l'organe à contrôler. Pour le contrôle d'un frein 20 ou 21, le régime stabilisé initial correspond à un régime stabilisé au cours duquel la vitesse des véhicules 17 est constante ou atteint le seuil de dévirage. Par contre, pour le contrôle du moteur de secours 22, le régime stabilisé initial correspond au régime d'arrêt de l'installation 10, c'est-à-dire au régime au cours duquel la vitesse des véhicules 17 est nulle.

A partir de ce régime stabilisé et dans la première étape de l'exemple de procédé de contrôle conforme à l'invention, on enregistre d'abord dans le dispositif de commande 24 la courbe de variation de la vitesse des véhicules 17 lorsque l'organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire se trouve dans un état normal actif procurant un fonctionnement sécurisé conforme aux règlements administratifs, les véhicules 17 étant chargés pour le contrôle à effectuer et le moteur principal 18 n'étant pas alimenté. Pendant cette première étape, le signal représentatif de la valeur relevée de la vitesse de rotation de l'arbre GV par la génératrice tachymétrique 25 est transmis directement au dispositif de commande 24. Cette courbe de variation de vitesse de l'arbre GV est représentative de la variation de la vitesse des véhicules 17 et de celle de la poulie motrice 12.

Il va de soi que la génératrice tachymétrique 25 peut être agencée pour relever la vitesse de rotation de l'arbre PV sans sortir du cadre de l'invention, les vitesses de rotation des arbres PV et GV étant proportionnelles. D'autres dispositifs de détermination de la vitesse de rotation de la poulie motrice 12 (par exemple un codeur) peuvent être utilisés, intégrés ou non au moteur principal 18. La vitesse des véhicules 17 peut également être mesurée directement sur le câble 13. Si l'organe contrôlé est un frein 20 ou 21, la courbe de vitesse de la poulie motrice 12 en fonction du temps est une courbe décroissante. Si l'organe contrôlé est le moteur de secours 22, cette courbe est croissante.

Dans la deuxième étape de l'exemple de procédé, les véhicules 17 sont toujours chargés en fonction du contrôle à effectuer. Le dispositif de commande 24 pilote alors le moteur principal 18 en délivrant un signal de consigne de vitesse 30 au convertisseur statique 27 pour que la poulie motrice 12 reproduise la courbe de vitesse enregistrée dans l'étape précédente. Pendant cette phase de pilotage, l'organe de freinage ou de mise en mouvement auxiliaire est dans un état inactif.

L'asservissement de la vitesse de rotation de la poulie motrice 12 est réalisé par la commande intégrée du convertisseur statique 27 à partir du signal de vitesse délivré par exemple par la génératrice tachymétyrique 25.

Simultanément, on enregistre dans le dispositif de commande 24 une première courbe caractéristique représentative du couple instantané délivré par le moteur principal 18. Par exemple, dans le cas d'un moteur principal 18 à courant continu, un signal repéré 33 représentatif de la valeur instantanée du couple provient d'un shunt (non représenté) disposé en série entre le moteur principal 18 et le convertisseur 27, ou d'une sortie analogique du convertisseur statique 27. Ce signal 33 est proportionnel au courant d'induit du moteur principal 18 si celui-ci est à courant continu excité à flux constant.

La troisième étape de l'exemple de procédé est identique à l'étape précédente, sauf que les véhicules 17 sont vides après enlèvement des charges. L'acquisition et l'enregistrement d'une deuxième courbe caractéristique représentative du couple instantané délivré par le moteur principal 18 sont à nouveau réalisés par le dispositif de commande 24.

Dans les deuxième et troisième étapes, tout autre moyen connu de détermination du couple instantané délivré par le moteur principal 18 peut être mis en oeuvre, notamment en fonction du type de moteur principal 18 et du type d'appareillage électrique, ou par calcul à partir de sa puissance consommée. Dans d'autres variantes de procédé selon l'invention, le couple instantané que le moteur principal 18 doit transmettre à la poulie motrice 12 pour reproduire la courbe de vitesse enregistrée dans la première étape est obtenu par des calculs cinématiques théoriques de la chaîne cinématique de l'installation de transport 10.

Dans la dernière étape de l'exemple de procédé, les véhicules 17 sont toujours à vide. Depuis le même régime stabilisé que pour les étapes précédentes, on actionne l'organe de frein ou de mise en mouvement auxiliaire vers l'état actif pour réaliser le contrôle. Simultanément, on pilote le moteur principal 18 pour obtenir un couple reproduisant au niveau de la poulie motrice 12 les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus aux charges utilisées pour la première étape. Ledit couple est égal à chaque instant à l'écart entre les couples instantanés des première et deuxième courbes caractéristiques. On vérifie alors le fonctionnement normal et sécurisé de l'organe contrôlé. Par exemple pour le cas d'un frein 20 ou 21, le temps d'arrêt de l'installation de transport 10 doit être compris entre deux valeurs extrêmes prédéterminées par les règlements administratifs avec une courbe de décroissance en vitesse proche de la courbe relevée à la première étape du procédé décrit. Pendant la phase d'arrêt, le moteur principal 18 délivre un couple alternativement moteur et résistant. Dans le cas où l'organe à contrôler est le moteur de secours 22, le moteur principal 18 délivre un couple résistant pendant la dernière étape.

Pendant la phase de pilotage du moteur principal 18, le dispositif de commande 24 pilote celui-ci à l'aide d'un signal de consigne de couple 31. A chaque instant, ce signal de consigne 31 est représentatif d'un couple référence calculé par le dispositif de commande 24 et égal à l'écart entre les couples instantanés des courbes caractéristiques des deuxième et troisième étapes du procédé de contrôle. Le couple de référence est calculé en fonction du temps écoulé depuis le début de l'actionnement de l'organe à contrôler ou en fonction de la vitesse de rotation relevée de la poulie motrice 12. L'asservissement du couple délivré par le moteur principal 18 est assuré par la commande intégrée du convertisseur 27, adapté au type de moteur principal 18.

Les signaux de consigne 30, 31 délivrés par le dispositif de commande 24 sont transmis directement au convertisseur statique 27 ou par l'intermédiaire de l'automate de contrôle/commande 26.

En pratique, les trois premières étapes de l'exemple de procédé sont pratiquées lors de l'implantation de l'installation de transport 10 ou lors d'un changement d'organe de frein ou de mise en mouvement auxiliaire, en s'assurant dans la première étape que l'état normal actif de l'organe procure un fonctionnement sécurisé de l'installation de transport 10 conforme aux règlements administratifs. Seule l'étape contenant le contrôle proprement dit, c'est-à-dire la dernière étape du procédé, est renouvelée suivant la fréquence imposée par les règlements administratifs de sécurité. Or, à la lecture de ce qui précède, on comprend bien que le procédé de contrôle conforme à l'invention est particulièrement avantageux car cette dernière étape se pratique avec les véhicules 17 à vide.

La première étape de l'exemple de procédé de contrôle selon l'invention est donc destinée à déterminer, à partir d'un régime stabilisé de l'installation (10) correspondant au type de contrôle, une courbe représentative de la variation de vitesse des véhicules (17) lorsque l'organe (20, 21, 22) se trouve dans un état normal actif, les véhicules (17) étant en charge et le moteur principal (18) n'étant pas alimenté. Dans certaines variantes, ladite courbe de vitesse des véhicules 17 est déterminée par calcul.

Les deuxième et troisième étapes permettent quant à elles la détermination de la valeur du couple instantané à transmettre à la poulie motrice (12) pour reproduire au niveau de la poulie motrice (12) les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus, pendant la première étape, aux charges installées dans les véhicules (17). Toute méthode de détermination des courbes caractéristiques de couple peut être utilisée dans les deuxième et troisième étapes, en particulier par le calcul. Plus généralement, on peut envisager toute autre méthode de détermination de la valeur du couple instantané à transmettre à la poulie motrice (12) pour reproduire au niveau de la poulie motrice (12) les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus aux charges installées dans les véhicules (17) pendant la première étape, notamment en menant directement des calculs io cinématiques théoriques à partir de la chaîne cinématique de l'installation de transport 10.

De plus, toutes les variantes de procédé selon l'invention et qui viennent d'être décrites peuvent être appliquées à toute installation de transport à câble, du type aérien ou funiculaire. D'autres dispositifs de mise en oeuvre du procédé selon l'invention peuvent être envisagés. En particulier, l'Homme du Métier peut avoir recours à toute structure adaptée pour la réalisation du dispositif de commande 24.

Claims (8)

Revendications

1. Procédé de contrôle d'un organe de freinage (20, 21) ou de mise en mouvement auxiliaire (22) pour une installation de transport (10) à câble (13) entraînant des véhicules (17), ledit câble (13) s'étendant en boucle fermée entre au moins deux poulies (12, 14) dont l'une (12) au moins est motrice par des moyens d'entraînement (11) comportant un moteur principal (18), ledit organe (20, 21, 22) étant destiné à transmettre un couple à la poulie motrice (12), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes successives suivantes: a) à partir d'un régime stabilisé de l'installation (10), on détermine une courbe représentative de la variation de vitesse des véhicules (17) lorsque l'organe (20, 21, 22) se trouve dans un état normal actif, les véhicules (17) étant en charge et le moteur principal (18) n'étant pas alimenté ; b) on détermine la valeur du couple instantané à transmettre à la poulie motrice (12) pour reproduire au niveau de la poulie motrice (12) les effets de l'inertie et/ou du couple résistant dus, pendant l'étape a), aux charges installées dans les véhicules (17) ; c) à partir du même régime stabilisé de l'installation (10) que pour l'étape a), on actionne l'organe (20, 21, 22) vers son état actif pour réaliser son contrôle lorsque les véhicules (17) sont à vide, et on pilote simultanément le moteur principal (18) pour obtenir un couple égal à chaque instant à la valeur déterminée dans l'étape b).

2. Procédé de contrôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de couple déterminée dans l'étape b) correspond à chaque instant à l'écart entre les couples instantanés de première et deuxième courbes caractéristiques, respectivement représentatives du couple instantané à transmettre à la poulie motrice (12) pour reproduire la courbe de vitesse selon l'étape a) lorsque les véhicules (17) sont en charge et à vide, et l'organe (20, 21, 22) étant dans un état inactif.

3. Procédé de contrôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que, pour obtenir les première et deuxième courbes caractéristiques de couple, on pilote le moteur principal (18) depuis le régime stabilisé de l'étape a) pour reproduire ladite courbe de vitesse des véhicules (17) et simultanément on enregistre le couple instantané délivré par le moteur principal (18).

4. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce qu'on fournit à un dispositif de commande (24) un signal représentatif de la vitesse instantanée de rotation de la poulie motrice (12) pour obtenir la courbe de vitesse selon l'étape a).

5. Procédé de contrôle selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de commande (24) transmet un signal de consigne de vitesse (30) à un convertisseur statique (27) intercalé entre le moteur principal (18) et la source d'énergie (23) pour assurer l'asservissement de la vitesse de rotation de la poulie motrice (12) durant l'étape b).

6. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'on fournit au dispositif de commande (24) un signal (33) représentatif du couple instantané délivré par le moteur principal (18) pour obtenir les première et deuxième courbes caractéristiques de couple.

7. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le dispositif de commande (24) transmet au convertisseur statique (27) un signal de consigne de couple (31) pour assurer l'asservissement du couple instantané délivré par le moteur principal (18) selon l'étape c).

8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande (24) agissant sur un convertisseur statique (27) d'une part intercalé entre le moteur principal (18) et la source d'énergie (23), et d'autre part géré par un automate de contrôle commande (26) communiquant avec ledit dispositif de commande (24), ledit dispositif de commande (24) étant apte à : io - acquérir et traiter un signal représentatif de la vitesse de rotation de la poulie motrice (12) et un signal (33) représentatif de la valeur du couple délivré par le moteur principal (18), - délivrer des signaux de consigne (30, 31), respectivement de vitesse et de couple, au convertisseur statique (27) afin de réaliser l'asservissement du moteur principal (18).