EP2303744A2 - Procede de reglage de la boucle de vitesse d'un variateur de vitesse - Google Patents

Procede de reglage de la boucle de vitesse d'un variateur de vitesse

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EP2303744A2
EP2303744A2 EP09779628A EP09779628A EP2303744A2 EP 2303744 A2 EP2303744 A2 EP 2303744A2 EP 09779628 A EP09779628 A EP 09779628A EP 09779628 A EP09779628 A EP 09779628A EP 2303744 A2 EP2303744 A2 EP 2303744A2
Authority
EP
European Patent Office
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speed
motor
load
control loop
total mass
Prior art date
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Application number
EP09779628A
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German (de)
English (en)
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EP2303744B1 (fr
Inventor
Stéfan Capitaneanu
Duro Basic
François Malrait
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Schneider Toshiba Inverter Europe SAS
Original Assignee
Schneider Toshiba Inverter Europe SAS
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Publication date
Application filed by Schneider Toshiba Inverter Europe SAS filed Critical Schneider Toshiba Inverter Europe SAS
Publication of EP2303744A2 publication Critical patent/EP2303744A2/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2303744B1 publication Critical patent/EP2303744B1/fr
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
    • B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
    • B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor

Definitions

  • the present invention relates to a method of adjusting a speed control loop of a variable speed drive, the variable speed drive controlling a synchronous or asynchronous electric motor for driving a hoist load, in particular a booth. elevator.
  • a variable speed drive usually comprises a control system having a motor speed control loop and a current regulation loop sent on the various phases of the motor.
  • a hoisting application especially in an elevator, it is particularly important to adjust the parameters of the current control and speed control loops of the speed controller controlling the hoist motor of the cab. Indeed, the correct setting of these control loops directly affects firstly the overall performance of the elevator and secondly the feelings of comfort and safety that are perceived by the elevator users. However, this adjustment is sometimes long and / or complicated to implement at the time of commissioning of the drive controller.
  • the document US5929400 already describes a method allowing automatic commissioning of a variable speed drive in a lifting application.
  • this method includes a pre-start pre-calibration phase during which it is in particular necessary to inject current into the motor by keeping the rotor locked.
  • JP 08 012206 shows a device for adjusting the speed control loop of an elevator. This device nevertheless requires the use of a load sensor to determine the actual mass of the elevator car, so as to automatically adjust the proportional gain of the speed control loop.
  • the invention therefore aims to facilitate and simplify the commissioning of a variable speed drive driving a hoist motor, by providing an estimate of the proportional gain and the integral gain of the speed control loop.
  • These gains are calculated based only on a small number of user parameters to be filled in, without requiring current injection steps, which makes it possible to simply have a preset of the speed regulation loop.
  • this setting is done off-line, ie the gains are calculated only once from the parameters entered, and no longer requires adjustment of the gains according to the actual mass of the load during the operation of the elevator.
  • the method is therefore simple and economical because it does not require a load sensor.
  • said parameters to be filled in correspond advantageously to known physical quantities of the application. As they are easily identifiable, these physical quantities can thus be very simply introduced by a user.
  • the invention thus makes it possible to reduce the time and the cost of implementing a variable speed drive in a hoisting application, for example of the elevator type.
  • the invention describes a method of adjusting a speed control loop of a variable speed drive which is intended to drive a motor connected to a lifting load.
  • the method comprises a step of calculating a proportional gain and an integral gain of the speed regulation loop, as a function of the linear nominal speed of the car, the nominal frequency of rotation of the motor, the number of pairs motor poles and the total mass of the load.
  • the total mass is a predetermined parameter not measured by a sensor.
  • the load comprises an elevator car and the total mass of the load is proportional to the nominal capacity of the elevator car, to the mass of the elevator car or to the mass of a counterweight of the elevator car.
  • the method therefore takes into account not only the mass of the elevator car but the total mass of the entire system.
  • the method also comprises a step of calculating an inertia of the motor as a function of the nominal torque of the motor and the number of pairs of poles of the motor, in order to refine the calculation of the proportional gain and the integral gain of the loop. speed control.
  • the method also comprises a step of calculating a filtering time constant of the speed measurement as a function of the nominal torque of the motor and information representative of the resolution of a speed measurement encoder. of the motor, to refine the calculation of the proportional gain and the integral gain of the speed control loop.
  • FIG. 1 represents a partial view of a control system of a variable speed drive controlling a motor
  • Figure 2 shows a simplified block diagram according to the invention of the calculation of the proportional gain K P and the integral gain Ki of the speed control loop.
  • a variable speed drive comprises a control system for the purpose of driving an electric motor M.
  • the motor M is a synchronous or asynchronous motor which is intended to drive a lifting load, for example an application.
  • elevator type In this type of application, the load (not shown in the figures) then mainly comprises an elevator car, its counterweight and associated cables.
  • the drive control system includes a speed controller 5 which performs a speed control loop.
  • the speed controller 5 receives as input a setpoint from a deviation between a reference speed V M engine rotational ref and a velocity measurement V my engine rotation M.
  • the speed controller 5 uses a proportional gain K P and an integral gain K i to effect the speed control loop.
  • the output of the speed controller 5 provides a reference of the motor torque current lq ref .
  • the speed measurement V mes is provided for example by a measurement module 9.
  • the drive control system also performs a common regulation loop. For this purpose, it comprises a current regulator 6 of torque Iq and a current regulator 7 of flow Id.
  • the torque current regulator 6 receives as input a reference coming from a difference between the reference of the torque current lq ref and a measurement of the torque current lq mes -
  • the outputs of the current regulators 6 and 7 are then transformed into variable currents sent on each phase of the motor M by a transformation module 8.
  • FIG. 2 presents a block diagram showing different calculation blocks of the speed controller control system, making it possible to estimate a proportional gain K P and an integral gain K i of the speed regulation loop, according to the invention. These gains K P and Ki are used by the cruise control 5 to perform the speed control loop.
  • a first calculation block 10 has the function of determining the total mass M to t of the displaced load.
  • a second calculation block 20 has the function of determining the inertia of the load J
  • a third calculation block 30 has the function of determining K P and Ki using the inertia of the load J
  • the third calculation block 30 can use a value of the motor inertia J word calculated in a fourth calculation block 40. Similarly, the third calculation block 30 can use a value of bandwidth coefficient calculated in a fifth Calculation block 50 (see details below).
  • 0a d takes into account the inertia of the elevator car when it is loaded with a nominal capacity of the elevator as well as the inertia of the counterweight of the cabin, outside the inertia of the engine.
  • the inertia of the lift cables is considered negligible.
  • the nominal motor rotation frequency F nom represents the nominal rotor rotation frequency of the motor.
  • the nominal rotation frequency of the motor F name corresponds to the stator power supply frequency.
  • the rated rotational frequency of the motor F nom corresponds to the power supply frequency of the stator multiplied by a slip coefficient which is less than 1. This sliding coefficient can be considered as fixed for the nominal operating point.
  • the inertia of the hoisting motor J mo t is chosen to be a fixed value which is predetermined in the variable speed drive without the intervention of a user.
  • the total inertia of the application J to t is then determined as follows:
  • the third block 30 then calculates the proportional gain K P and the integral gain K i of the speed control loop. For this, the third block 30 uses the following formulas: where oc coefficient corresponds to a bandwidth of the speed control loop (sometimes referred to or BP) and ⁇ corresponds to an attenuation coefficient (also called coefficient of stability) of the speed control loop. In the first embodiment, the values of these coefficients oc and ⁇ are fixed and predetermined in the variable speed drive, at values of Oc 0 and ⁇ 0, respectively .
  • the method of adjusting the speed regulation loop therefore comprises a step of calculating the gains K P and K
  • the K P and K i are only calculated according to the following user parameters: linear nominal speed V load name , nominal rotation frequency F motor name , number of P N pole pairs of the motor and total mass M to t the displaced load.
  • the parameters F name! PN and V name correspond to physical quantities that are readily known by a user for a given application, while the total mass M to t can be difficult to know for a user.
  • the invention thus also proposes a simple estimate of the total mass M to t.
  • the total mass M to t of the displaced load is equal to the sum of the mass of the empty cab M cab , the mass of the counterweight M ctp of the cab and the mass M
  • the total mass M to t is proportional to the Mioad nominal capacity of the elevator car corresponding to a physical quantity which is readily known by a user for a given lift.
  • 0a d of the cabin can be entered by the user from a maximum number of people (for example 8 people) or directly from the equivalent weight (for example 600 Kg, taking an average of 75 Kg per person) .
  • the total mass M to t is proportional to the mass of the empty elevator cabin M c or to the mass of the counterweight M ctp of the elevator car.
  • the mass of the counterweight M ctp is approximately equal to the mass of the empty cabin M cab increased by half the nominal capacity M
  • the mass of the empty cab M cab is approximately equal to the nominal capacity M
  • the total mass M is proportional to t for each of the three physical quantities, allowing to quickly make an estimate.
  • the user has the choice to enter only one of these physical quantities, so that the first calculation block calculates an estimate of the total mass M to t of the displaced load.
  • the inertia of the lifting motor J mo t is not fixed and predetermined, but can be calculated in the fourth block 40 of calculation, as a function of the number of pairs of poles of the motor P N and the nominal torque of the motor T N.
  • the user To calculate an inertia of the hoisting motor J mo t, the user must therefore enter an additional parameter, namely the nominal torque of the motor T N which is an easy parameter to enter because it also corresponds to a known physical quantity of the engine.
  • This second embodiment makes it possible to improve the value of the total inertia of the application J to t and thus to refine the calculation of the gains K P and K
  • the inertia of the motor J word is calculated as being equal to:
  • Jmot J ⁇ * (T N / TQ) '* P N / 2 wherein T 0 represents a constant base pair equal to 1 N. m and in which Jo represents a fixed coefficient of inertia which is chosen to be substantially equal to 10 -5 kg.m 2 .
  • a third embodiment makes it possible to further refine the calculation of the gains K P and K
  • the control method calculates a value of the bandwidth OCAI ⁇ band coefficient, instead of taking the predetermined fixed value Oc 0.
  • the fifth calculation block 50 calculates a time constant T f , ⁇ t for the filtering of the speed measurement made by the measurement module 9.
  • This time constant T TM lies between a minimum value T f
  • tm ⁇ n is determined from the nominal torque of the motor T N and the resolution N s of an encoder used to measure the speed of rotation V mes of the motor, in the case where this speed of rotation is measured.
  • tm ⁇ n is for example chosen to have a maximum noise of 2% compared to the nominal torque T N.
  • the maximum value T fl ⁇ t ma ⁇ is imposed by the stability limits of the control system of the variator.
  • t is equal to T fl
  • ⁇ cai ((N s N * T) / (1000 * ⁇ * Jtot)) l / 2
  • the user in order to calculate an ocai value of the bandwidth coefficient ⁇ , the user must therefore provide an additional parameter, namely the encoder resolution N s, which is an easy parameter to be informed because it also corresponds to a physical quantity known to the user. application.
  • the invention thus determines the proportional gain K P and the integral gain K i of the speed control loop by using predetermined and known functional parameters, without the need for a measurement sensor.
  • the method is therefore very simple because the calculation of the gains K P and Ki can be performed once "off-line", that is to say before the actual operation of the elevator, since the gains do not need to be recalculated or readjusted in real time.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de réglage d'une boucle de régulation de vitesse d'un variateur de vitesse destiné à piloter un moteur relié à une charge de levage. Le procédé comporte une étape de calcul d'un gain proportionnel (KP) et d'un gain intégral (Ki) de la boucle de régulation de vitesse, en fonction de la vitesse nominale linéaire de la charge, de la fréquence nominale de rotation du moteur, du nombre de paires de pôles du moteur et de la masse totale de la charge.

Description

Procédé de réglage de la boucle de vitesse d'un variateur de vitesse
La présente invention se rapporte à un procédé de réglage d'une boucle de régulation de vitesse d'un variateur de vitesse, le variateur de vitesse pilotant un moteur électrique synchrone ou asynchrone destiné à entraîner une charge de levage, en particulier une cabine d'ascenseur.
Pour piloter un moteur électrique, un variateur de vitesse comporte habituellement un système de contrôle possédant une boucle de régulation de la vitesse du moteur et une boucle de régulation du courant envoyé sur les différentes phases du moteur. Dans une application de levage, en particulier dans un ascenseur, il est particulièrement important de bien régler les paramètres des boucles de régulation courant et de régulation vitesse du variateur de vitesse pilotant le moteur de levage de la cabine. En effet, le bon réglage de ces boucles de régulation influe directement d'une part sur les performances globales de l'ascenseur et d'autre part sur les sensations de confort et de sécurité qui sont perçues par les usagers de l'ascenseur. Cependant, ce réglage s'avère parfois long et/ou compliqué à mettre en œuvre au moment de la mise en service du variateur de vitesse.
Le document US5929400 décrit déjà un procédé permettant une mise en service automatique d'un variateur de vitesse dans une application de levage. Cependant, cette méthode comporte une phase de pré-calibrage avant démarrage durant laquelle il est notamment nécessaire d'injecter du courant dans le moteur en maintenant le rotor bloqué.
Le document JP 08 012206 montre un dispositif permettant d'ajuster la boucle de régulation de vitesse d'un ascenseur. Ce dispositif nécessite néanmoins l'utilisation d'un capteur de charge permettant de déterminer la masse réelle de la cabine de l'ascenseur, de façon à ajuster automatiquement le gain proportionnel de la boucle de régulation de vitesse.
L'invention a donc pour but de faciliter et de simplifier la mise en service d'un variateur de vitesse pilotant un moteur de levage, en proposant une estimation du gain proportionnel et du gain intégral de la boucle de régulation de vitesse. Ces gains sont calculés en se basant uniquement sur un faible nombre de paramètres utilisateur à renseigner, sans nécessiter des étapes d'injection de courant, ce qui permet d'avoir simplement un préréglage de la boucle de régulation de vitesse. Avantageusement, ce réglage est fait off-line, c'est-à-dire que les gains sont calculés une seule fois à partir des paramètres renseignés, et ne nécessite plus d'ajustement des gains en fonction de la masse réelle de la charge durant l'exploitation de l'ascenseur. Le procédé est donc simple et économique, car il ne nécessite pas de capteur de charge.
De plus, lesdits paramètres à renseigner correspondent avantageusement à des grandeurs physiques connues de l'application. Comme elles sont facilement identifiables, ces grandeurs physiques peuvent ainsi être très simplement introduites par un utilisateur. L'invention permet donc de réduire le temps et le coût de la mise en œuvre d'un variateur de vitesse dans une application de levage, par exemple de type ascenseur.
Pour cela l'invention décrit un procédé de réglage d'une boucle de régulation de vitesse d'un variateur de vitesse qui est destiné à piloter un moteur relié à une charge de levage. Le procédé comporte une étape de calcul d'un gain proportionnel et d'un gain intégral de la boucle de régulation de vitesse, en fonction de la vitesse nominale linéaire de la cabine, de la fréquence nominale de rotation du moteur, du nombre de paires de pôles du moteur et de la masse totale de la charge. La masse totale est un paramètre prédéterminé non mesuré par un capteur.
Selon une caractéristique, la charge comporte une cabine d'ascenseur et la masse totale de la charge est proportionnelle à la capacité nominale de la cabine d'ascenseur, à la masse de la cabine d'ascenseur ou à la masse d'un contrepoids de la cabine d'ascenseur. Avantageusement, le procédé prend donc en compte non pas uniquement la masse de la cabine d'ascenseur mais la masse totale de l'ensemble du système.
Selon une autre caractéristique, le procédé comporte également une étape de calcul d'une inertie du moteur en fonction du couple nominal du moteur et du nombre de paires de pôles du moteur, pour affiner le calcul du gain proportionnel et du gain intégral de la boucle de régulation de vitesse.
Selon une autre caractéristique, le procédé comporte également une étape de calcul d'une constante de temps de filtrage de la mesure de vitesse en fonction du couple nominal du moteur et d'une information représentative de la résolution d'un codeur de mesure de vitesse du moteur, pour affiner le calcul du gain proportionnel et du gain intégral de la boucle de régulation de vitesse.
L'invention concerne également un variateur de vitesse comportant un système de contrôle effectuant une boucle de régulation de vitesse et destiné à piloter un moteur relié à une charge de levage, le système de contrôle du variateur de vitesse comportant des blocs de calcul qui mettent en œuvre un tel procédé de réglage. D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue partielle d'un système de contrôle d'un variateur de vitesse pilotant un moteur, la figure 2 montre un synoptique simplifié conforme à l'invention du calcul du gain proportionnel KP et du gain intégral Ki de la boucle de régulation de vitesse.
En référence à la figure 1 , un variateur de vitesse comporte un système de contrôle dans le but de piloter un moteur électrique M. Le moteur M est un moteur synchrone ou asynchrone qui est destiné à entraîner une charge de type levage, par exemple une application de type ascenseur. Dans ce type d'application, la charge (non représentée sur les figures) comporte alors principalement une cabine d'ascenseur, son contrepoids ainsi que des câbles associés.
Le système de contrôle du variateur comporte un régulateur de vitesse 5 qui effectue une boucle de régulation de vitesse. De façon connue, le régulateur de vitesse 5 reçoit en entrée une consigne provenant d'un écart entre une référence de vitesse Vref de rotation du moteur M et une mesure de vitesse Vmes de rotation du moteur M. Le régulateur de vitesse 5 utilise un gain proportionnel KP et un gain intégral Ki pour effectuer la boucle de régulation de vitesse. La sortie du régulateur de vitesse 5 fournit une référence du courant de couple moteur lqref. La mesure de vitesse Vmes est fournie par exemple par un module de mesure 9.
Le système de contrôle du variateur effectue également une boucle de régulation courant. Pour cela, il comporte un régulateur de courant 6 de couple Iq et un régulateur de courant 7 de flux Id. Le régulateur de courant de couple 6 reçoit en entrée une consigne provenant d'un écart entre la référence du courant de couple lqref et une mesure du courant de couple lqmes- Les sorties des régulateurs de courant 6 et 7 sont ensuite transformées en courants variables envoyés sur chaque phase du moteur M par un module de transformation 8.
La figure 2 présente un synoptique montrant différents blocs de calcul du système de contrôle du variateur de vitesse, permettant de faire une estimation d'un gain proportionnel KP et d'un gain intégral Ki de la boucle de régulation de vitesse, conformément à l'invention. Ces gains KP et Ki sont utilisés par le régulateur de vitesse 5 pour effectuer la boucle de régulation de vitesse.
Un premier bloc de calcul 10 a pour fonction de déterminer la masse totale Mtot de la charge déplacée. Un deuxième bloc de calcul 20 a pour fonction de déterminer l'inertie de la charge J|0ad en utilisant la masse totale Mtot calculée dans le premier bloc 10. Un troisième bloc de calcul 30 a pour fonction de déterminer KP et Ki en utilisant l'inertie de la charge J|0ad calculée dans le deuxième bloc 20.
Optionnellement, le troisième bloc de calcul 30 peut utiliser une valeur de l'inertie moteur Jmot calculée dans un quatrième bloc de calcul 40. De même, le troisième bloc de calcul 30 peut utiliser une valeur de coefficient de bande passante calculée dans un cinquième bloc de calcul 50 (voir détails plus loin).
Dans le cas d'un ascenseur, l'inertie de la charge J|0ad prend en compte l'inertie de la cabine d'ascenseur lorsqu'elle est chargée avec une capacité nominale de l'ascenseur ainsi que l'inertie du contrepoids de la cabine, en dehors de l'inertie du moteur. L'inertie des câbles de l'ascenseur est considérée comme négligeable. L'inertie de la charge J|0ad est calculée à partir des paramètres suivants : Mtot = masse totale de la charge déplacée, Fnom = fréquence nominale de rotation du moteur, PN = nombre de paires de pôles du moteur, Vnom = vitesse linéaire nominale de la cabine, grâce à la formule suivante :
Jιoad = MM * (Vnom * PN / (2π * Fnom))2
La fréquence nominale de rotation du moteur Fnom représente la fréquence nominale de rotation du rotor du moteur. Dans le cas d'un moteur synchrone, la fréquence nominale de rotation du moteur Fnom correspond à la fréquence d'alimentation électrique du stator. Dans le cas d'un moteur asynchrone, la fréquence nominale de rotation du moteur Fnom correspond à la fréquence d'alimentation électrique du stator multipliée par un coefficient de glissement qui est inférieur à 1. Ce coefficient de glissement peut être considéré comme fixe pour le point nominal de fonctionnement.
Selon un premier mode de réalisation simple, l'inertie du moteur de levage Jmot est choisie comme étant une valeur fixe qui est prédéterminée dans le variateur de vitesse sans intervention d'un utilisateur. L'inertie totale de l'application Jtot est alors déterminée de la façon suivante :
Jtot = Jmot + Jloεid = Jmot + Mtot * (Vnom * PN / (2π * Fnom)) Le troisième bloc 30 calcule ensuite le gain proportionnel KP et le gain intégral Ki de la boucle de régulation de vitesse. Pour cela, le troisième bloc 30 utilise les formules suivantes : dans lesquels oc correspond à un coefficient de bande passante de la boucle de régulation de vitesse (parfois désigné par OÙBP) et ξ correspond à un coefficient d'atténuation (appelé aussi coefficient de stabilité) de la boucle de régulation de vitesse. Dans le premier mode de réalisation, les valeurs de ces coefficients oc et ξ sont fixes et prédéterminées dans le variateur de vitesse, à des valeurs respectivement de Oc0 et ξ0.
Le procédé de réglage de la boucle de régulation de vitesse comporte donc une étape de calcul des gains KP et K|. Avantageusement, les KP et Ki sont uniquement calculés en fonction des paramètres utilisateurs suivants : vitesse nominale linéaire Vnom de la charge, fréquence nominale de rotation Fnom du moteur, nombre de paires de pôles PN du moteur et masse totale Mtot de la charge déplacée. Les paramètres Fnom! PN, et Vnom correspondent à des grandeurs physiques qui sont aisément connues par un utilisateur pour une application donnée, alors que la masse totale Mtot peut être plus difficile à connaître pour un utilisateur. L'invention propose donc aussi une estimation simple de la masse totale Mtot.
La masse totale Mtot de la charge déplacée est égale à la somme de la masse de la cabine vide Mcab, de la masse du contrepoids Mctp de la cabine et de la masse M|0ad correspondant à la capacité nominale embarquée dans la cabine de l'ascenseur, en négligeant la masse des câbles.
Mtot = Mcab + Mctp + Mioad
Préférentiellement, la masse totale Mtot est proportionnelle à la capacité nominale Mioad de la cabine d'ascenseur qui correspond à une grandeur physique qui est aisément connue par un utilisateur pour un ascenseur donné. Ainsi, en renseignant uniquement cette capacité nominale de la cabine, le premier bloc 10 est capable de faire une estimation de masse totale de la charge Mtot. Indifféremment, cette capacité nominale M|0ad de la cabine peut être renseignée par l'utilisateur à partir d'un nombre maximal de personnes (par exemple 8 personnes) ou directement à partir du poids équivalent (par exemple 600 Kg, en prenant un moyen de 75 Kg par personne).
De même, la masse totale Mtot est proportionnelle à la masse de la cabine Mcab d'ascenseur vide ou à la masse du contrepoids Mctp de la cabine d'ascenseur. Ces deux paramètres correspondent aussi à des grandeurs physiques facilement connues par un utilisateur pour une application donnée. Les règles de calcul utilisées sont en effet les suivantes :
- on considère que l'ascenseur est équilibré, donc la masse du contrepoids Mctp est approximativement égale à la masse de la cabine vide Mcab augmentée de la moitié de la capacité nominale M|0ad de la cabine,
- la masse de la cabine vide Mcab est approximativement égale à la capacité nominale M|0ad de la cabine,
- la masse des câbles de l'ascenseur est négligeable.
On obtient alors :
Mtot ≈ 3,5 * M|0ad ou Mtot ≈ 3,5 * Mcab ou Mtot ≈ 2.33 * Mctp
La masse totale Mtot est donc proportionnelle à chacune des trois grandeurs physiques, ce qui permet d'en faire rapidement une estimation. L'utilisateur a le choix de ne renseigner qu'une seule de ces grandeurs physiques, pour que le premier bloc 10 de calcul calcule une estimation de la masse totale Mtot de la charge déplacée.
D'autres règles similaires pourraient évidemment être utilisées pour faire l'estimation de la masse totale Mtot. Par ailleurs, si l'utilisateur est capable de connaître chacun des trois grandeurs physiques : masse de la cabine vide Mcab, masse du contrepoids Mctp et capacité nominale M|0ad de la cabine, alors ces trois grandeurs peuvent évidemment être renseignées individuellement pour calculer plus précisément la masse totale Mtot dans le premier bloc 10. Dans tous les cas, on constate que la masse totale Mtot est un paramètre fixe et prédéterminé, qui n'a pas besoin d'être mesuré en temps réel par un capteur donnant la masse réelle de la cabine durant l'exploitation de l'ascenseur, pour tenir compte par exemple du nombre de personnes dans la cabine.
Selon un deuxième mode de réalisation, l'inertie du moteur de levage Jmot n'est pas fixe et prédéterminée, mais peut être calculée dans le quatrième bloc 40 de calcul, comme étant une fonction du nombre de paires de pôles du moteur PN et du couple nominal du moteur TN. Pour calculer une inertie du moteur de levage Jmot, l'utilisateur doit donc renseigner un paramètre supplémentaire, à savoir le couple nominal du moteur TN qui est un paramètre facile à renseigner car il correspond également à une grandeur physique connue du moteur. Ce second mode de réalisation permet d'améliorer la valeur de l'inertie totale de l'application Jtot et donc d'affiner le calcul des gains KP et K|. Dans le quatrième bloc 40, l'inertie du moteur Jmot est calculée comme étant égale à :
Jmot = Jθ * (TN / TQ) ' * PN / 2 dans lequel T0 représente un couple de base constant égal à 1 N. m et dans lequel Jo représente un coefficient d'inertie fixe qui est choisi comme étant sensiblement égal à 10"5 kg.m2.
Un troisième mode de réalisation permet d'affiner encore le calcul des gains KP et K|. Pour cela, le procédé de réglage calcule une valeur Ocai du coefficient de bande passante α, au lieu de prendre la valeur fixe prédéterminée Oc0. Pour cela, le cinquième bloc de calcul 50 calcule une constante de temps Tf,ιt pour le filtrage de la mesure de vitesse faite par le module de mesure 9. Cette constante de temps T™ est comprise entre une valeur minimale Tfl|tmιn et une valeur maximale Tflιtmaχ.
La valeur minimale Tfl|tmιn est déterminée à partir du couple nominal du moteur TN et de la résolution Ns d'un codeur servant à mesurer la vitesse de rotation Vmes du moteur, dans le cas où cette vitesse de rotation est mesurée. Cette valeur Tfl|tmιn est par exemple choisie pour avoir un bruit maximal de 2% rapporté au couple nominal TN. Par ailleurs, la valeur maximale Tflιtmaχ est imposée par les limites de stabilité du système de commande du variateur.
Pour avoir un réglage optimal, on doit s'assurer que Tfl|t est égal à Tfl|tmιn et que Tfπtmax reste supérieur ou égal à Tfl|tmιn. Ces conditions entraînent une valeur calculée Ocai du coefficient de bande passante α qui est égale à : αcai = ((Ns * TN) / (1000 * π * Jtot)) l/2
De plus, il est possible d'encadrer la valeur Ocai entre deux valeurs extrêmes minimales et maximales prédéterminées.
Ainsi, pour calculer une valeur Ocai du coefficient de bande passante α, l'utilisateur doit donc renseigner un paramètre supplémentaire, à savoir la résolution codeur Ns qui est un paramètre facile à renseigner car il correspond également à une grandeur physique connue de l'application.
L'invention détermine ainsi le gain proportionnel KP et le gain intégral Ki de la boucle de régulation de vitesse en utilisant des paramètres fonctionnels prédéterminés et connus, sans nécessiter de capteur de mesure. Le procédé est donc très simple car le calcul des gains KP et Ki peut être effectué une seule fois de façon "off-line", c'est-à-dire avant l'exploitation réelle de l'ascenseur, étant donné que les gains n'ont pas besoin d'être recalculés ou réajustés en temps réel.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réglage d'une boucle de régulation de vitesse d'un variateur de vitesse qui est destiné à piloter un moteur (M) relié à une charge de levage, caractérisé en ce que le procédé comporte une étape de calcul d'un gain proportionnel (KP) et d'un gain intégral (Ki) de la boucle de régulation de vitesse, en fonction de la vitesse nominale linéaire (Vn0m) de la charge, de la fréquence nominale de rotation (Fnom) du moteur, du nombre de paires de pôles (PN) du moteur et de la masse totale (Mtot) de la charge, la masse totale (Mtot) étant un paramètre prédéterminé non mesuré par un capteur.
2. Procédé de réglage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la charge comporte une cabine d'ascenseur et la masse totale (Mtot) de la charge est proportionnelle à la capacité nominale de la cabine d'ascenseur.
3. Procédé de réglage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la charge comporte une cabine d'ascenseur et la masse totale (Mtot) de la charge est proportionnelle à la masse de la cabine d'ascenseur.
4. Procédé de réglage selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la charge comporte une cabine d'ascenseur et la masse totale (Mtot) de la charge est proportionnelle à la masse d'un contrepoids de la cabine d'ascenseur.
5. Procédé de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comporte également une étape de calcul d'une inertie du moteur (Jmot) en fonction du couple nominal (TN) du moteur et du nombre de paires de pôles (PN) du moteur, pour affiner le calcul du gain proportionnel (KP) et du gain intégral (Ki) de la boucle de régulation de vitesse.
6. Procédé de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comporte également une étape de calcul d'un coefficient de bande passante de la boucle de régulation de vitesse en fonction du couple nominal (TN) du moteur et de la résolution (Ns) d'un codeur de mesure de vitesse du moteur, pour affiner le calcul du gain proportionnel (KP) et du gain intégral (Ki) de la boucle de régulation de vitesse.
7. Variateur de vitesse comportant un système de contrôle effectuant une boucle de régulation de vitesse et destiné à piloter un moteur relié à une charge de levage, caractérisé en ce que le système de contrôle du variateur de vitesse comporte des blocs de calcul (10, 20, 30, 40, 50) qui mettent en œuvre le procédé de réglage de la boucle de régulation de vitesse selon l'une des revendications précédentes.
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