Les fournisseurs de dispositifs de retour d'information d'urgence pour ascenseurs rappellent qu'avec les progrès technologiques constants et l'amélioration du niveau de vie, les exigences en matière de qualité de vie augmentent également. L'utilisation des ascenseurs s'est largement répandue et la sécurité ainsi que la protection de l'environnement sont devenues des axes prioritaires de leur développement. Face aux risques de coupures de courant soudaines pouvant entraîner le blocage de personnes ou d'objets à l'intérieur des ascenseurs, le dispositif d'urgence pour ascenseurs en cas de panne de courant a été mis au point.
Principe structurel d'un dispositif de secours en cas de panne de courant
Les dispositifs de secours d'urgence pour les pannes de courant peuvent être divisés en deux catégories en fonction de leurs principes structurels :
(1) Dispositif de secours d'urgence spécial pour les pannes de courant d'ascenseur
Il est indépendant de l'armoire de commande de l'ascenseur. En cas de coupure de courant, le dispositif prend le contrôle total de l'ascenseur, dirige la cabine vers l'étage le plus proche et ouvre les portes pour permettre l'évacuation en toute sécurité des passagers.
Ce type de dispositif de secours en cas de coupure de courant est généralement un ensemble complet, installé dans une armoire, et offre une grande universalité, compatible avec la plupart des armoires de commande d'ascenseur. Pour les fabricants d'ascenseurs, l'acquisition de l'ensemble complet, son installation à proximité de l'armoire de commande et le câblage d'interface correctement réalisé dispensent le personnel technique de toute connaissance approfondie du fonctionnement interne. De plus, la plupart des fabricants de dispositifs de secours en cas de coupure de courant proposent des services d'installation et de mise en service. C'est pourquoi ce type de produit est très répandu auprès des PME du secteur de l'ascenseur et des entreprises d'ingénierie, et a été le premier et le plus largement utilisé en Chine. Ce dispositif de secours se compose de deux parties : un circuit de commande et une batterie. Le circuit de commande comprend généralement un circuit de détection et de contrôle, un circuit de charge et un circuit d'onduleur. Le circuit de détection et de contrôle détecte l'alimentation électrique de l'ascenseur, active le dispositif de secours en cas de coupure de courant, puis détecte les signaux pertinents de l'ascenseur. Lorsque le circuit de sécurité de l'ascenseur est détecté comme étant connecté (en cas de relais de séquence de phases, celui-ci doit être court-circuité) et que l'interrupteur de maintenance/normal de l'ascenseur est en position normale, le dispositif se met en marche pour détecter la position de la cabine. Si la cabine est à niveau, le dispositif de secours en cas de coupure de courant fournit l'alimentation et le signal nécessaires à l'ouverture des portes, permettant ainsi l'évacuation des passagers. Si la cabine n'est pas à niveau, le circuit de conversion s'active pour transformer le courant continu de la batterie en courant alternatif basse tension et basse fréquence, alimentant ainsi le moteur de traction. L'ascenseur se déplace lentement jusqu'au niveau le plus proche, puis ouvre les portes pour permettre l'évacuation des passagers. Après quelques secondes supplémentaires, une fois les portes ouvertes, l'évacuation est terminée et le dispositif de secours se désactive.
Le circuit de traction principal et le circuit de commande d'ouverture des portes du système sont illustrés dans le schéma suivant. QA est l'interrupteur principal de l'ascenseur, MD est le moteur de traction, YC est le contacteur de sortie du convertisseur de fréquence, YC1 est le contacteur de sortie de secours en cas de coupure de courant, et YC et YC1 doivent être verrouillés électriquement en commande.
Brève discussion sur les dispositifs de secours d'urgence en cas de panne de courant dans les ascenseurs
Il convient de noter que ce type de dispositif de secours en cas de panne de courant fonctionne en boucle ouverte pendant le remorquage, et que la vitesse du moteur n'est pas renvoyée à l'onduleur. Pour les moteurs asynchrones classiques, cette commande est parfaitement réalisable, mais pour les moteurs synchrones, il est manifestement difficile d'obtenir un fonctionnement normal à la vitesse de consigne avec une commande en boucle ouverte. Par conséquent, ce type de dispositif de secours en cas de panne de courant n'est généralement pas adapté aux machines de traction synchrones.
Certains fabricants de dispositifs de secours en cas de panne de courant affirment que leurs produits disposent non seulement d'une fonction de secours automatique en cas de panne de courant, mais également d'une fonction de secours en cas de défaut. Ainsi, si l'ascenseur tombe en panne et s'arrête à un étage, le dispositif de secours détecte le défaut. Si les conditions de fonctionnement sont réunies, l'alimentation électrique de l'armoire de commande est coupée et le dispositif de secours met en œuvre l'opération de secours. Par exemple, si tous les circuits de commande de l'ascenseur fonctionnent correctement, mais qu'une panne du convertisseur de fréquence provoque l'arrêt de l'ascenseur à un étage, le dispositif de secours se déclenche. Si cette fonction s'avère nécessaire, son utilisation doit être extrêmement prudente, en contrôlant strictement les conditions de son activation, afin de prévenir tout accident.
(2) Dispositif de secours en cas de panne de courant contrôlé par un système d'alimentation sans interruption (UPS) universel
Lorsque l'alimentation électrique normale de l'ascenseur est interrompue, le dispositif alimente l'armoire de commande de l'ascenseur (y compris le convertisseur de fréquence), et l'ascenseur reste entièrement contrôlé par l'armoire de commande lorsqu'il est alimenté par l'alimentation de secours, fonctionnant à vitesse de maintenance ou d'auto-sauvetage jusqu'à la position de niveau.
Il s'agit d'un nouveau type de dispositif de secours en cas de coupure de courant, utilisé en Chine depuis quelques années seulement. Son utilisation reste toutefois limitée, principalement en raison des limitations de la fonction de conversion de fréquence. Actuellement, tous les convertisseurs de fréquence ne permettent pas ce type de commande. L'alimentation des systèmes d'alimentation sans coupure (UPS) étant généralement monophasée 220 V, le convertisseur de fréquence doit pouvoir faire fonctionner la machine de traction à basse vitesse lorsqu'il est alimenté par une telle tension.
La structure de ce type de dispositif de secours en cas de coupure de courant est très simple : elle se compose d'un onduleur standard et de ses circuits de commande. L'onduleur peut être installé à l'intérieur de l'armoire électrique ou à proximité. Son circuit de commande est généralement intégré à l'armoire électrique. Le schéma ci-dessous représente un circuit de commande courant, où QA est l'interrupteur principal de l'ascenseur, MD le moteur de traction, YC le contacteur de sortie du variateur de fréquence, AC le contacteur d'entrée triphasé du variateur de fréquence, TC1 le contacteur d'entrée monophasé 220 V du variateur de fréquence, DC le contacteur de puissance de l'armoire électrique en fonctionnement normal et TC2 le contacteur de puissance de l'armoire électrique en cas de coupure de courant. Les contacts AC et TC1, ainsi que DC et TC2, doivent être verrouillés électriquement. Le transformateur d'alimentation nécessite une tension d'entrée monophasée de 220 V.
Brève discussion sur les dispositifs de secours d'urgence en cas de panne de courant dans les ascenseurs
Bien que certains convertisseurs de fréquence ne disposent pas d'une entrée monophasée 220 V, ils fonctionnent en basse tension continue. Par exemple, les convertisseurs de fréquence Yaskawa G5 et L7 peuvent utiliser une tension continue de 48 V pour un fonctionnement à basse vitesse. Grâce à cette fonction, il est possible de concevoir un dispositif de secours en cas de coupure de courant, similaire à un système d'alimentation sans coupure (UPS). Ce dispositif comprend un chargeur/onduleur basse consommation et une batterie. En fonctionnement normal, le chargeur/onduleur recharge la batterie. En cas de coupure de courant, la batterie convertit le courant pour fournir une alimentation 220 V permettant le fonctionnement de l'armoire de commande. Simultanément, la batterie alimente l'entrée CC du convertisseur de fréquence, ce qui entraîne le fonctionnement du moteur à basse vitesse.
Comparaison des dispositifs de secours d'urgence en cas de panne de courant
L’analyse des principes structurels du dispositif de secours en cas de panne de courant présentée ci-dessus nous permet de comparer ses performances et de fournir des indications pour l’orientation du développement de ce secteur.
(1) Universalité
Le premier type présente une bonne généralité pour les machines asynchrones, mais son application aux machines synchrones est limitée. Le second type ne peut être appliqué à tous les convertisseurs de fréquence et est soumis à certaines limitations d'utilisation. Cependant, pour les fabricants de convertisseurs de fréquence, dès lors qu'il existe une demande du marché, il est relativement simple d'ajouter des fonctions de fonctionnement sur entrée monophasée 220 V ou sur entrée basse tension continue, sans surcoût. Par conséquent, en termes de généralité, la seconde catégorie offre un plus grand potentiel de développement.
(2) Sécurité
Le premier type de dispositif de secours en cas de panne de courant agit directement sur l'ascenseur. Sans contrôle strict, le risque d'accident est élevé. Le second type, quant à lui, ne contrôle pas directement le fonctionnement de l'ascenseur, mais alimente l'armoire de commande qui le gère. En termes de sécurité, il est quasiment identique au fonctionnement normal et ne présente aucune erreur de signal de position lors du rétablissement du courant. De toute évidence, le second type de dispositif de secours offre une meilleure sécurité.
(3) Viabilité économique
Du point de vue de sa structure interne, le premier type de dispositif de secours en cas de coupure de courant est bien plus complexe que le second. Outre la détection de sécurité, la sortie de contacteur et d'autres circuits dans sa partie commande, il intègre également un onduleur triphasé. Par conséquent, son coût des matières premières est nettement supérieur à celui du second type. De plus, en tant que produit spécialisé, son volume de production est bien inférieur à celui d'un onduleur (UPS), produit universel, ce qui contribue également à son coût. En termes de prix, le premier type de dispositif de secours en cas de coupure de courant est deux fois plus cher que le second.