BRPI0718416A2

BRPI0718416A2 - Sistema de geração, conversão, distribuição e partida elétrica a bordo de uma aeronave, e, aeronave

Info

Publication number: BRPI0718416A2
Application number: BRPI0718416-6A
Authority: BR
Inventors: Marc Duces; Jean-Louis Lando; Etienne Foch
Original assignee: Airbus France
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2007-10-25
Publication date: 2013-12-17
Also published as: EP2076952A1; FR2907762B1; JP2010507526A; RU2464689C2; FR2907762A1; EP2076952B1; US8136756B2; CA2667270C; WO2008049886A1; CN101529686A; RU2009120104A; US20100193630A1; JP5230636B2; CN101529686B; CA2667270A1

Description

“SISTEMA DE GERAÇÃO, CONVERSÃO, DISTRIBUIÇÃO E PARTIDA ELÉTRICA A BORDO DE UMA AERONAVE, E, AERONAVE” DESCRIÇÃO DOMÍNIO TÉCNICO

A invenção se refere a um sistema de geração, conversão, distribuição e partida elétrica a bordo de uma aeronave.

Vantajosamente essa aeronave é um avião no qual os sistemas não propulsivos são alimentados principalmente pela potência elétrica, um tal avião sendo dito “bleedless” quer dizer de arquitetura elétrica de potência sem rede pneumática.

Na seqüência da descrição, por razões de simplificação, considera-se, a título de exemplo uma aeronave de tipo avião de tipo “bleedless”.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

Os sistemas não propulsivos dos aviões da arte conhecida são alimentados por três redes de potência retirada nos reatores: uma rede de potência hidráulica, uma rede de potência elétrica, e uma rede de potência pneumática.

A potência hidráulica serve principalmente para alimentar os acionadores dos comandos de vôo primários e secundários, os sistemas de extensão e de retração dos trens de aterrissagem, de guia da roda dianteira e de frenagem.

A potência elétrica serve principalmente para alimentar as cargas técnicas como os equipamentos técnicos, a iluminação, as bombas de carburantes, diversos ventiladores e as cargas comerciais como as copas (zonas cozinhas ou “galleys”) e os sistemas de diversão dos passageiros.

A potência pneumática serve principalmente para alimentar o sistema de pressurização e de condicionamento de ar da cabine, o sistema de proteção do velame e das nacelas contra o orvalho congelado e a partida dos motores. Recentemente, novas arquiteturas de sistemas não propulsivos que necessitam uma utilização maior da eletricidade apareceram no âmbito de projetos de pesquisa ou de estudos de anteprojetos. Assim:

- um circuito hidráulico e os servocomandos que estão associados a ele podem ser substituídos por acionadores elétricos.

- A retirada de ar motor que alimenta as unidades (“packs”) de condicionamento de ar e o descongelamento do velame pode ser suprimida e substituída por uma geração elétrica mais potente.

Nesse último caso, a arquitetura é dita “bleedless”. Ela é descrita comparativamente a uma arquitetura convencional de avião no documento referenciado [1] no fmal da descrição. Como ilustrado na figura 1, essa arquitetura “bleedless” compreende notadamente os equipamentos seguintes:

- dois geradores-motores de arranque SG-Bl e SG-B2, acionados pelo menos reator Eng-1, que alimentam cada um deles uma barra de distribuição AC-Bl ou AC-B2 de tensão trifásica alternada de 230 volts de freqüência variável entre 360 e 800 Hz,

- essas barras de distribuição AC-Bl e AC-B2, que distribuem diretamente a potência dos geradores-motores de arranque a cargas trifásicas equilibradas alimentadas em 230 volts alternada, por exemplo resistências aquecedoras para evitar a formação de orvalho congelado nas bordas de ataque do velame, simbolizadas por duas meias-luas WIPS-Bl e WIPS-B2,

- um autotransformador ATU-B2, que converte os 230 volts alternada em 115 volts alternada para alimentar cargas de 115 volts trifásicas ou monofásicas, usualmente de menor potência do que as cargas de 230 volts, via uma barra de distribuição AC-2,

- autotransformadores-retificadores ATRU-Bl e ATRU-B2, que convertem a tensão de 230 volts trifásica alternada das barras de distribuição AC-Bl e AC-B2 em uma tensão contínua de +/- 270 volts bifásica nas barras de distribuição DC-Bl e DC-B2,

- onduladores MCU-B1 e MCU-B2 conectados aos bus de alta tensão contínua +/- 270 volts, que alimentam e comandam em tensão e corrente motores-compressores elétricos CAC-I e CAC-2 do sistema de condicionamento de ar ECS1, para regular sua velocidade e seu torque,

- um transformador-retificador TRU-B que converte os 230 volts alternada trifásica em 28 volts contínua monofásica que alimentam cargas de equipamentos técnicos de pequena potência via a barra de distribuição DC-B,

- um carregador de bateria BC-B e uma bateria B, ligados a uma barra de distribuição HOT-B sempre alimentada pela bateria.

Nessa figura 1, assim como nas figuras seguintes, os componentes referenciados, por exemplo SC-B1, SC-B2... são contactores que permitem realizar ou não as ligações entre os diferentes elementos definidos acima.

De maneira esquemática, a geração elétrica principal desse sistema da arte conhecida é baseada no caso de um avião bi-reator tal como ilustrada na figura 2, em quatro canais de distribuição BI, B2, Yl e Y2 que misturam as cargas elétricas ditas “convencionais”, e as novas cargas elétricas ditas de “potência”, específicas aos aviões “bleedless”. Essa geração retoma os elementos da arquitetura ilustrados na figura 1 assim como outros elementos que têm o mesmo objeto que esses elementos e que são referenciados de modo análogo. Essa figura ilustra também dois geradores- motores de arranque ASG-B e ASG-Y acionados pelo grupo de potência auxiliar APU-GT. Esses dois geradores-motores de arranque auxiliares podem alimentar as barras de distribuição AC-B1, AC-B2, AC-Yl e AC-Y2 quando os geradores-motores de arranque principais não estão disponíveis. Um gerador de emergência Emer-G acionado por uma ventoinha (RAT ou “Ram Air Turbine”) pode alimentar, em caso de perda da geração principal, a barra de distribuição AC-EMER, um transformador-retificador TRU-E sendo disposto entre essa barra de distribuição AC-EMER e uma barra de distribuição de corrente contínua DC-E.

Nessa figura 2, as entradas EP-B, EP-B2, EP-YI e EP-Y são

tomadas de parque para conectar ao solo grupos de potência elétrica externos.

Esses sistema de geração, conversão e distribuição elétrica da arte conhecida é, abaixo, intitulado “4M”, M para “misto” em referência aos quatro canais BI, B2, Yl e Y2 que misturam cargas de potência e cargas convencionais.

A arquitetura desse sistema “4M” da arte anterior, apresenta o principal inconveniente de necessitar de equipamentos elétricos pesados principalmente por causa das restrições de qualidade da potência elétrica impostas pelas normas aeronáuticas ou então pelas diretivas atuais dos construtores de aviões.

Assim, as restrições atuais de pequena taxa de rejeição harmônica impõem, por exemplo para realizar a conversão dos 230 volts alternada trifásica em +/- 270 volts contínua, a utilização de um autotransformador-retificador dito “ATRU” composto por um 20 autotransformador com defasagem de 40 graus, tal como descrito no documento referenciado [2], e de uma ponte retificadora de dezoito diodos, tal como descrita no documento referenciado [3].

Além disso, as restrições atuais impõem a utilização de grandes elementos de filtragem passiva tais como indutâncias e 25 condensadores, na entrada e na saída dos equipamentos elétricos tais como os geradores, os conversores eletrônicos de potência, os onduladores e as cargas elétricas. Tais elementos de filtragem são necessários a fim de que os harmônicos gerados pelas cargas de potência (condicionamento de ar...) não perturbem as cargas convencionais. Por outro lado, a rede elétrica de uma tal arquitetura “4M”, cuja tensão principal é de 230 volts alternada, necessita uma conversão da potência fornecida pelos grupos de parque externos, atualmente em 115 volts alternada. As soluções da arte anterior propõem uma conversão específica via os autotransformadores entre as barras 230 volts alternada e 115 volts alternada ou via os enrolamentos do autotransformador interno ao retificador “ATRU”.

Assim, o aumento dos sistemas elétricos nos novos aviões impõe redefinir a arquitetura da rede elétrica pois as tensões atuais 115 volts alternada e 28 volts contínua não são mais adaptadas às necessidades de potência. Um comportamento lógico consiste em aumentar as tensões e utilizar retificadores e onduladores para acionar e controlar a rotação dos motores elétricos. No entanto a arquitetura que corresponde a uma tal solução provoca grandes penalidades de massas ao nível avião.

A invenção tem portanto como objeto propor um conceito de arquitetura mais leve graças à separação entre as cargas que geram uma poluição harmônica e as cargas que exigem uma boa qualidade de tensão. EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

A invenção se refere a um sistema de geração, conversão, distribuição e partida elétrica a bordo de uma aeronave, por exemplo um avião, de tipo “bleedless” quer dizer de arquitetura elétrica de potência sem rede pneumática, caracterizado pelo fato de que os canais de distribuição elétrica para cargas de grandes potências específicas às aeronaves de tipo “bleedless” e os canais de distribuição elétrica para cargas convencionais que compreendem as cargas técnicas, tais como os equipamentos técnicos, a iluminação e as bombas de carburantes e as cargas comerciais são separados e são alimentados por geradores distintos acionados pelos reatores da aeronave.

Em modos de realização vantajosos esse sistema compreende:

- pelo menos dois primeiros canais de distribuição elétrica para cargas de grande potência, e

- pelo menos dois segundos canais de distribuição elétrica para cargas convencionais.

Vantajosamente cada primeiro canal é um sistema alternado trifásico em 115 volts ou 230 volts. A freqüência pode estar compreendida entre 360 e 800 Hz, ou entre 800 Hz e 2000 Hz.

Vantajosamente a freqüência para os canais de potência está compreendida entre 800 Hz e 2 KHz e a freqüência para os canais convencionais está compreendida entre 360 Hz e 800 Hz.

Vantajosamente cada gerador para um tal primeiro canal é uma

máquina polifásica da qual o número de fases é superior ou igual a três, preferivelmente igual a cinco ou a seis. Cada primeiro canal compreende uma ou duas pontes retificadoras polifásicas de seis diodos ou mais para passar de 230 volts alternada trifásica a +/- 270 volts contínua.

Vantajosamente todos os geradores podem ser idênticos. Cada

gerador é um gerador síncrono trifásico sem escova reversível ou não que fomece 115 volts ou 230 volts alternada com uma freqüência compreendida entre 360 Hz e 800 Hz.

Em um primeiro exemplo de realização (arquitetura “2P2C”) o

sistema da invenção compreende:

- dois canais de distribuição elétrica para cargas de grande

potência,

dois canais de distribuição elétrica para cargas

convencionais.

Cada canal de distribuição elétrica para cargas de grande

potência compreende:

- um gerador-motor de arranque elétrico,

- duas pontes retificadoras simples de seis diodos com uma filtragem reduzida, - duas primeiras barras de distribuição em corrente contínua,

- dois onduladores de filtragem reduzida,

- um transformador-retificador,

- uma segunda barra de distribuição em corrente contínua,

- uma bateria.

Cada canal de distribuição elétrica para cargas convencionais

compreende:

- um gerador-motor de arranque elétrico,

- uma primeira barra de distribuição de corrente alternada,

- um conversor,

- uma segunda barra de distribuição de corrente alternada.

Esse sistema compreende vantajosamente:

- um primeiro núcleo que agrupa dois primeiros canais de

potência,

- um segundo núcleo que agrupa dois segundos canais de

potência,

- um terceiro núcleo que agrupa canais convencionais em 230 volts e 115 volts alternada, e redes 28 volts contínuos, e

- um núcleo de emergência.

Em um segundo exemplo de realização (arquitetura “4P2C”)

esse sistema da invenção compreende:

- quatro canais de distribuição elétrica para cargas de grande

potência,

dois canais de distribuição elétrica para cargas

convencionais.

Ele compreende seis geradores-motores de arranque idênticos, e dois autotransformadores.

Ele compreende vantajosamente:

- um primeiro núcleo que agrupa dois primeiros canais de potência,

- um segundo núcleo que agrupa dois segundos canais de

potência,

- um terceiro núcleo que agrupa os canais convencionais em 230 volts e 115 volts alternada, e redes 28 volts contínuos, e

- um núcleo de emergência.

Vantajosamente ele compreende um cruzamento entre geradores-motores de arranque e núcleos correspondentes em posições diferentes na fuselagem. Em um terceiro exemplo de realização (arquitetura "4P*2C"),

o sistema da invenção compreende:

- quatro canais de distribuição elétrica otimizados para cargas de grande potência,

dois canais de distribuição elétrica para cargas

convencionais.

Vantajosamente, ele compreende quatro geradores-motores de arranque de potência dedicados aos canais de potência otimizados e dois geradores convencionais. Vantajosamente o estágio principal dos geradores- motores de arranque compreende um alternador síncrono polifásico do qual o número de fases é superior ou igual a três, notadamente os casos cinco ou seis fases, esse estágio principal podendo também ser composto por dois sistemas trifásicos de 30°. Os geradores convencionais podem ser máquinas síncronas trifásicas sem escova de três estágios. E utilizada uma gama de freqüência variável situada entre 800 a 2000 Hz para os canais de distribuição elétrica otimizados para cargas de grande potência.

Esse sistema compreende vantajosamente:

- um primeiro núcleo que agrupa dois canais de potência, uma barra de distribuição contínua e um ondulador trifásico,

- um segundo núcleo que agrupa dois canais de potência, uma barra de distribuição contínua e um ondulador trifásico,

- um primeiro meio núcleo que agrupa barras de distribuição técnicas em 115 volts alternada e barras de distribuição comerciais,

- um segundo meio núcleo que agrupa barras técnicas em 115 volts alternada e barras de distribuição comerciais,

- um terceiro meio núcleo que agrupa barras de distribuição, conversores de potência, e um transformador-retificador,

- um quarto meio núcleo que agrupa barras de distribuição, conversores de potência, e um transformador-retificador.

Em relação aos sistemas da arte conhecida, o sistema da

invenção apresenta as características vantajosas seguintes:

• uma arquitetura de geração e conversão de potência elétrica que separa, de acordo com canais de distribuição distintos, as cargas que geram poluição harmônica e as cargas que exigem uma boa qualidade de

tensão,

• uma arquitetura de geração e conversão de potência elétrica que aumenta a confiabilidade, a segurança e a disponibilidade graças a um número mais elevado de fontes de potência elétrica principal para assegurar uma melhor segregação dos canais de distribuição e uma melhor redundância,

· a segregação e as reconfígurações do sistema de geração,

partida, conversão e distribuição elétrica de acordo com três circuitos elétricos distintos "azul", "verde" e "amarelo" cada um deles decomposto em dois subcircuitos, o primeiro sendo alimentado por um primeiro reator e o segundo subcircuito sendo alimentado por um segundo reator,

· uma arquitetura de geração e conversão de potência elétrica

que assegura uma dissimilaridade tecnológica das fontes de potência elétrica principal para uma melhor segurança da alimentação das cargas críticas,

• a utilização de geradores-motores de arranque elétricos de freqüência mais elevada para aumentar a potência mássica e para reduzir os volumes em relação aos geradores elétricos atuais ((IDG ou "Integrated Driven Generator"), VSCF (ou "Variable Speed Constant Frequency"), VFG (ou "Variable Frequency Generator"), VFSG (ou "Variable Frequency Starter Generator")),

· a redução da massa do gerador-motor de arranque de cada

canal de potência graças à relaxação das restrições de concepção em relação à qualidade da tensão da rede,

• a redução da massa dos elementos de filtragem associados aos retificadores e onduladores eletrônicos de potência graças à separação

entre "canal de potência" com eletrônica de potência poluente e "canal convencional" com cargas que exigem uma boa qualidade da potência elétrica,

• a redução da massa dos elementos de filtragem associados aos retificadores e onduladores eletrônicos de potência graças a uma gama de

freqüências mais elevada da tensão gerada pelos geradores-motores de arranque em velocidade mais elevada,

• a utilização de pontes retificadoras simples e leves com filtragem reduzida, ao invés e no lugar dos conversores ATRU ("Auto- Transformer-Rectifier-Unit") pesados e complexos,

· o aumento da potência mássica dos geradores elétricos

acionados pelo grupo de potência auxiliar graças à escolha de uma velocidade de rotação mais elevada,

• a utilização em uma arquitetura de avião viável de geradores- motores de arranque de máquinas síncronas polifásicas cujo número de fases

é superior a três.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma representação esquemática de uma rede de potência elétrica associada a um motor de acordo com uma arquitetura "4M" da arte anterior. A figura 2 é uma representação esquemática de um sistema de geração, conversão, distribuição e partida elétrica em acordo com uma arquitetura "4M" da arte anterior.

A figura 3 é uma representação esquemática da rede de potência elétrica associada a um motor, de acordo com um primeiro exemplo de realização da arquitetura da invenção.

A figura 4 é uma representação esquemática desse primeiro exemplo de realização da arquitetura "2P2C" da invenção.

A figura 5 é uma representação esquemática de um segundo exemplo de realização de uma arquitetura da invenção: a arquitetura "4P2C".

A figura 6 é uma representação esquemática de um terceiro exemplo de realização de uma arquitetura da invenção: a arquitetura "4P*2C".

EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO ESPECIAIS

O sistema de geração, conversão, distribuição e partida elétrica, a bordo de um avião, da invenção utiliza canais de distribuição elétrica distintos para as cargas de potência por um lado e para as cargas convencionais por outro lado. Esses canais distintos são alimentados por geradores distintos acionados pelos motores do avião. No entanto, um mesmo motor pode acionar vários geradores.

Em relação à arquitetura "4M" da arte conhecida, descrita acima, a separação de acordo com canais de distribuição elétrica distintos das cargas que geram uma poluição harmônica e das cargas que exigem uma boa qualidade de tensão permite se liberar, para o canal de potência, das restrições de filtragem impostas pelas cargas convencionais, já presentes nos aviões existentes.

Esse sistema é constituído, no caso de um avião bimotor, por:

- um ou vários canais de distribuição elétrica para cargas de grande potência anotados "P",

- um ou vários canais de distribuição elétrica para cargas convencionais anotados "C".

Assim exemplos de realização de uma tal nova arquitetura são chamados na seqüência, de acordo com o número de canais de potência e de canais convencionais: "2P2C", "4P2C", e "4P*2C".

O sistema da invenção permite reduzir a massa global do sistema elétrico e o número dos equipamentos elétricos em um avião a saber: os geradores-motores de arranque principais e auxiliares, os conversores estáticos eletrônicos de potência, os retificadores, os onduladores, os transformadores, reduzindo para isso seus elementos de filtragem associados.

Diferentes modos de realização do sistema da invenção e dos equipamentos utilizados vão ser analisados abaixo. Esses modos de realização se referem a:

- uma arquitetura de canal de potência,

- uma geração para o canal de potência,

- conversores para o canal de potência, e

- um canal convencional.

A seleção entre esses modos de realização depende das vantagens das quais se quer tirar proveito.

Todas as considerações que vão se seguir são enunciadas no caso da geração principal, quer dizer acionada pelos reatores, mas elas também são válidas para a geração auxiliar acionada por um grupo de potência auxiliar (APU) de tipo turbomáquina ou pilha de combustível ou para a geração de emergência de tipo ventoinha, bateria ou pilha de combustível.

1. Arquitetura do canal de potência

Como ilustrado na figura 3, em um canal de potência,por razões de custos de manutenção, e a fim de limitar o número de geradores elétricos, um único gerador-motor de arranque SG-B alimenta, via a barra principal de alimentação em corrente alternada AC-B, o conjunto das cargas de potência simbolizadas por um sistema de proteção do velame contra o orvalho congelado WIPS-B e duas cadeias de alimentação com retificadores RU-Bl e RU-B2 e dois onduladores MCU-Bl e MCU-B2 para os motores- compressores CACl e CAC2 do sistema de condicionamento de ar ECSl.

Em um outro modo de realização como ilustrado nas figuras 5 e 6, a fim de evitar uma subutilização dos geradores dos canais convencionais no caso em que esses últimos têm um dimensionamento idêntico aos geradores dos canais de potência, são utilizados dois geradores para alimentar dois canais de potência distintos. Uma tal divisão da geração em vários subsistemas de geração permite reduzir o diâmetro de cada um dos geradores. Isso tem como conseqüência:

- permitir reduzir o diâmetro global da nacela e portanto diminuir o arrasto aerodinâmico,

- aumentar o número de fontes elétricas e permitir uma melhor redundância e uma segregação maior dos circuitos elétricos,

- aumentar a confiabilidade e a segurança da alimentação elétrica dos sistemas utilizadores assim como a disponibilidade e a confiabilidade operacional do avião,

- facilitar o acoplamento dessa arquitetura de geração elétrica com uma arquitetura de comando de vôo com acionadores elétricos devido ao aumento do número de fontes elétricas.

2. Geração para o canal de potência

A fim de conservar uma possibilidade de interconexão com um canal convencional, cada canal de potência é um sistema alternado trifásico, com um sem neutro distribuído, em 115 volts ou 230 volts para evitar uma massa de instalação elétrica muito grande de acordo com as necessidades de potência dos utilizadores, com uma freqüência constante igual a 400 Hz ou uma freqüência variável entre 360 e 800 Hz.

A fim de reduzir a massa dos geradores-motores de arranque para uma mesma potência dada, um aumento da freqüência elétrica pode ser realizado:

- aumentando-se a velocidade de rotação, ou

- aumentando-se o número de pares de pólos, ou

- combinando-se essas duas soluções.

A freqüência pode assim variar entre 800 e 2000 Hz, o que corresponde à freqüência de um gerador-motor de arranque de oito pólos que gira entre 12000 e 3000 rpm. Um tal aumento da freqüência permite reduzir o número e portanto o peso dos elementos de filtragem dos conversores estáticos eletrônicos de cada canal de potência.

Uma relaxação das restrições de qualidade da tensão dos canais de potência é possível: ela permite aumentar a potência mássica dos geradores-motores de arranque se focalizando para isso em uma concepção geométrica e mássica desses últimos sem levar em consideração as restrições dos parâmetros elétricos internos.

A fim de aumentar sua potência em massa e volume e a fim de otimizar sua estrutura de retificação, cada gerador para um canal de potência é realizado vantajosamente por uma máquina polifásica da qual o número de fases é superior ou igual a três, preferivelmente igual a cinco ou seis. 3. Conversores para o canal de potência

A função conversão-retificação da tensão primária 230 volts alternada trifásica em +/- 270 volts contínua, necessária em um variador de velocidade elétrico, é vantajosamente realizada por uma ponte retificadora trifásica de seis diodos leve e simples no caso das arquiteturas "2P2C" e "4P2C" enquanto que um autotransformador retificador de dezoito diodos e indutâncias de interfase pesado e complexo é necessário em uma arquitetura "4M", para satisfazer as normas de qualidade de rede convencionais. No caso de uma geração polifásica com um número de fases superior a três, como considerado acima, um retificador polifásico sem autotransformador reduz a ondulação de sua tensão de saída e lança menos harmônicos a montante na rede.

Se, como considerado acima, é realizada uma relaxação da

qualidade da tensão nos canais de potência, os filtros dos conversores estáticos eletrônicos de potência, onduladores ou redutores, conectados nos canais de potência podem ser reduzidos ao mínimo. Essa redução dos filtros, que é independente da redução dos elementos de filtragem considerada acima, pode se cumular a essa última. 4. Canal convencional

Vantajosamente todos os geradores que alimentam os canais de potência ou que alimentam os canais convencionais, podem ser idênticos por razões de custo de manutenção, a fim de conservar a intercambialidade entre eles. Esses geradores podem nesse caso ser geradores síncronos trifásicos sem escova de três estágios, chamados VFG ("Variable Frequency Generator") ou tais geradores tornados reversíveis para assegurar a função de partida elétrica dos reatores, chamados VFSG ("Variable Frequency Starter Generator"). Um gerador que fornece 115 volts alternada trifásica de freqüência constante igual a 400 Hz ou de freqüência variável entre 360 e 800 Hz permite suprimir a função conversão 230 volts alternada / 115 volts alternada tipicamente realizada por um autotransformador dedicado.

Mas é possível também utilizar dois tipos de geradores diferentes para os canais de potência e os canais convencionais de modo a assegurar uma dissimilaridade tecnológica das fontes de potência elétrica principal e manter assim uma melhor segurança da alimentação das cargas críticas.

Agora, vão ser descritos três exemplos de realizações do sistema da invenção chamados "2P2C", "4P2C" e "4P*2C" nos quais uma seleção dos diferentes modos de realização acima é realizada. Esses exemplos de realização são descritos em uma ordem de complexidade crescente, quer dizer em uma ordem de introdução de modificações cada vez mais complexas. A. Primeiro exemplo de realização: a arquitetura 2P2C Essa arquitetura "2P2C" é constituída, no caso de um avião

bimotor, por:

- dois canais de distribuição elétrica para cargas de grande potência anotados "P",

- dois canais de distribuição elétrica para cargas convencionais

anotados "C".

Na figura 4 são assim representados quatro geradores-motores de arranque idênticos SG-B, SG-G1, SG-G2 e SG-Y, quatro retificadores simples RU-B1, RU-B2, RU-Yl e RU-Y2, quatro onduladores MCU-B1, MCU-B2, MCU-Y2 e MCU-Y2 de filtragem reduzida, dois

autotransformadores ATU-Gl e ATU-G2 e três transformadores-retificadores TRU-B, TRU-Y e TRU-G.

De acordo com a figura 3, a potência elétrica extraída de um reator de avião Engl ou Eng2 é distribuída de acordo com os canais "P" e os canais "C".

Um canal de distribuição elétrica "Ρ" B (ou Y) compreende

notadamente:

- um gerador-motor de arranque elétrico SG-B (SG-Y),

- uma barra de distribuição primária preferivelmente em 230 volts alternada AC-B (AC-Y), que distribui diretamente a potência do

gerador-motor de arranque SG-B (SG-Y) a uma carga trifásica equilibrada WIPS-B (WIPS-Y),

- duas pontes retificadoras simples de seis diodos com uma filtragem reduzida RU-Bl e RU-B2 (RU-Y1 e RU-Y2),

- duas barras de distribuição preferivelmente em +/- 270 volts contínua DC-Bl e DC-B2 (DC-Yl e DC-Y2),

- dois onduladores de filtragem reduzida MCU-B1 e MCU-B2 (MCU-Y1 e MCU-Y2) que comandam em velocidade e torque motores de grande potência ou geradores-motores de arranque em modo motor de

arranque,

- dois motores-compressores CAC-I e CAC-2 (CAC-3 e CAC- 4) para o sistema de condicionamento de ar ECS-I (ECS-2),

- um transformador-retifícador TRU-B (TRU-Y),

- uma barra de distribuição DC-B (DC-Y), - uma bateria BATT-B (BATT-Y).

Um canal de distribuição elétrica "C" G1 (ou G2) compreende

notadamente:

- um gerador-motor de arranque elétrico SG-Gl (SG-G2),

- uma barra de distribuição primária preferivelmente em 230 volts alternada AC-Gl (AC-G2) que distribui diretamente a potência do

gerador-motor de arranque SG-Gl (SG-G2) a uma carga trifásica equilibrada WIPS-Gl (WIPS-G2),

- um conversor 230 volts alternada /115 volts alternada ATU- Gl (ATU-G2), se for necessário,

- uma barra de distribuição em 115 volts alternada AC-I (AC-

2)·

Como ilustrado na figura 4 o sistema da invenção associado a essa arquitetura compreende vantajosamente:

- um núcleo (ou armário elétrico) "azul" ou "Panei B", que agrupa meios canais de potência Bl e B2,

- um núcleo "amarelo" ou "Panei Y", que agrupa meios canais de potência Yl e Y2,

- um núcleo "verde" ou "Panei G", que agrupa canais convencionais Gl e G2 em 230 volts e 115 volts alternada, e as redes 28 volts contínuas DC-B e DC-Y, e

- um núcleo de emergência ou "EMER Panei", que compreende o canal convencional de emergência.

São encontrados em cada um desses circuitos elementos análogos àqueles ilustrados na figura 3, e que foram descritos precedentemente.

No conjunto das figuras, os estados dos contactores referenciados por exemplo C, GLC, EPC, EGC, BTC, SIC, e SC, abertos ou fechados correspondem a uma configuração em côo em condições normais.

Na arquitetura ilustrada na figura 3, quando, em vôo ou no solo, os reatores Engl e Eng2 são acionados e em configuração normal (nenhuma pane de equipamento), o reator Eng-I aciona mecanicamente o gerador-motor de arranque elétrico SG-B. Esse gerador SG-B alimenta as cargas elétricas do canal "de potência" conectado às barras de distribuição AC-B, DC-Bl e DC-B2.

O reator de avião Eng-I aciona também mecanicamente o gerador-motor de arranque elétrico SG-Gl. Esse gerador SG-Gl alimenta as cargas elétricas do canal "convencional" conectadas às barras de distribuição AC-G1.

Os geradores-motores de arranque elétricos SG-B e SG-Gl são equipamentos idênticos a fim de conservar uma intercambialidade de permitir reconfigurações da rede e de recuperar barras de distribuição em condições anormais. Em contrapartida, suas conexões à rede elétrica e suas funções respectivas na arquitetura "2P2C" diferem.

Tais geradores-motores de arranque podem ser máquinas síncronas trifásicas sem escova, de três estágios e reversíveis, utilizáveis em modo gerador ou em modo motor de arranque. Visto o aumento das necessidades de potência para os aviões futuros, é escolhida a tensão simples de saída desses geradores-motores de arranque que tem um valor eficaz de 230 Volts no lugar de 115 Volts correntemente utilizada em aeronáutica, a freqüência da rede sendo variável entre 360 e 800 Hz e proporcional ao regime da árvore de alta pressão (HP) do motor Eng-I.

Um canal de distribuição elétrica "C" alimenta cargas alternadas que exigem uma boa qualidade de tensão elétrica. Assim as cargas técnicas e comerciais são conectadas às barras de distribuição AC-G1.

Cargas não poluentes do ponto de vista da rejeição harmônica e que toleram uma baixa qualidade de tensão, tais como um sistema de resistências aquecedoras para assegurar a proteção do velame contra o orvalho congelado WIPS-B ou WIPS-G1, podem ser indiferentemente alimentadas pelos canais "convencional" ou "de potência", uma tal escolha de alimentação sendo efetuada de maneira a equilibrar o dimensionamento dos geradores SG- Be SG-Gl.

As cargas de baixa tensão contínua tal como os equipamentos técnicos, como ilustrado na figura 4, são conectadas às barras DC-B, DC-G e DC-Y e podem ser alimentadas de acordo com a configuração da rede pelos transformadores-retificadores TRU-B, TRU-G, e TRU-Y ou pelas baterias BATT-B, BATT-G e BATT-Y por intermédio dos carregadores de bateria BC-B, BC-G e BC-Y.

O canal de potência associado, em modo normal, ao gerador- motor de arranque SG-B alimenta retificadores trifásicos de seis diodos RU- BI e RU-B2 que asseguram a conversão da tensão alternada trifásica da barra AC-B em uma tensão contínua retificada distribuída graças às barras de distribuição DC-Bl e DC-B2. Como explicado acima, um leve retificador de seis diodos RU-Bl é suficiente em relação ao pesado autotransformador- retificador de dezoito diodos ATRU-B1 ilustrado nas figuras 1 e 2, mesmo se esse retifícador de seis diodos lança muitos harmônicos pois as cargas do canal dito "de potência" aceitam uma qualidade de tensão degradada em relação às normas atuais. As barras de distribuição DC-Bl e DC-B2 alimentam onduladores trifásicos MCU-Bl E MCU-B2 que alimentam os motores- compressores CACl E CAC2 do sistema de condicionamento de ar ECSl e regulam suas velocidade, torque e potência modificando para isso as ações de corrente e de tensão de acordo com as necessidades do sistema de condicionamento de ar ECSl do avião.

A separação das cargas que geram poluição harmônica e das cargas que exigem uma boa qualidade de tensão de acordo com canais de distribuição distintos permite reduzir bastante os elementos de filtragem associados aos onduladores MCU-Bl E MCU-B2 e assim diminuir a massa de tais equipamentos.

No exemplo de realização ilustrado na figura 4, quando o avião está no solo, os geradores-motores de arranque SG-B e SG-Gl são utilizados em modo motor de arranque para acionar mecanicamente o reator Eng-1 durante a seqüência de partida. Em seguida o reator Eng-2 é acionado a partir dos geradores-motores de arranque SG-G2 e SG-Y. As fontes de potência para a partida elétrica dos reatores podem ser o grupo de potência auxiliar APU-GT, um ou vários grupos de parque EP-B, EP-G1, EP-Y ou outro reator Eng-I ou Eng-2 se ele já está acionado.

Os onduladores MCU-Bl e MCU-B2, além de sua função de comando dos motores-compressores CACl e CAC2, podem também servir para alimentar e comandar os geradores-motores de arranque SG-B e SG-Gl em modo de partida do reator Eng-1. Por ocasião de uma partida alimentada no solo pelas tomadas de parque EP-B e EP-G1, um dos onduladores, por exemplo MCU-B1, pode também ser utilizado em modo retificador trifásico para converter a 115 volts alternada fornecida pelo grupo de parque conectado à tomada EP-B em uma tensão contínua para as barras de distribuição DC-Bl e DC-B2. O outro ondulador MCU-B2 assegura a alimentação e o controle do gerador-motor de arranque SG-Gl. Β. Segundo exemplo de realização: a arquitetura 4P2C

A arquitetura "4P2C" é constituída, no caso de um avião

bimotor, por:

- quatro canais de distribuição elétrica para cargas de grande potência anotados "P",

- dois canais de distribuição elétrica para cargas convencionais

anotados "C".

Como ilustrado na figura 5, esse exemplo de realização compreende quatro geradores-motores de arranque de potência idênticos SG- Bl, SG-Yl, SG-B2 e SG-Y2 e dois geradores convencionais G-Gl e G-G2. Ele compreende, como já ilustrado na figura 4: quatro retificadores simples RU-B1, RU-B2, RU-Yl, RU-Y2, quatro onduladores de filtragem reduzida MCU-B1, MCU-B2, MCU-Y1, MCU-Y2 e dois autotransformadores ATU- Gl e ATU-G2.

As vantagens listadas para a arquitetura "2P2C" são validas para a arquitetura "4P2C".

Em um tal exemplo cada canal "P" bastante carregado é dividido em dois canais "BI" e "B2" (ou "Yl" e "Y2"). Uma tal divisão permite, em relação à arquitetura "2P2C", obter um melhor dimensionamento dos geradores-motores de arranque de potência e uma redução da massa ao nível do avião.

Para conservar a intercambialidade dos geradores-motores de arranque e diminuir os custos de manutenção e de estocagem das peças de reposição, os seis geradores-motores de arranque SG-B1, SG-Yl, G-Gl, G- G2, SG-B2, SG-Y2 (seis ao nível do avião, ou seja três por motor Engl e Eng2 para um bi-reator), que alimentam cada um deles uma barra bus de distribuição AC-B1, AC-Y1, AC-G1, AC-G2, AC-B2, AC-Y2 são máquinas idênticas ainda que suas funções ou distribuições associadas sejam bem diferentes. São encontrados assim seis geradores-motores de arranque idênticos (mesmo se a função motor de arranque não é utilizada para os dois geradores associados aos canais convencionais) e dois autotransformadores ATU-Gl e ATU-G2.

A arquitetura "4P2C" aumenta a confiabilidade e a segurança operacional do avião graças a um número maior de fontes de potência elétrica. Além disso, ela assegura uma melhor segregação dos canais de distribuição e uma melhor redundância do sistema de alimentação elétrica.

Assim, a integração de uma arquitetura de comandos de vôo "mais elétrica" ou "tudo elétrico", acoplada a uma tal arquitetura de potência "4P2C", é facilitada.

Como ilustrado na figura 5, uma arquitetura de comando de vôo dita "3H" baseada em três circuitos hidráulicos referenciados por três cores diferentes, azul, verde e amarelo, é retomada para referenciar os seis canais elétricos presentes no caso da arquitetura "4P2C" implantada em um avião bimotor. Na parte esquerda da figura 5, o primeiro canal é anotado "Β 1" e o segundo canal é anotado "B2", esses canais "azuis" sendo reconfiguráveis entre si. Os dois canais verdes centrais são anotados "Gl" e "G2". A direita, os dois canais amarelos são anotados "Yl" e "Y2".

Como ilustrado na figura 5, os núcleos elétricos associados a essa arquitetura "4P2C" formam:

- um "núcleo azul" ou "Panei B", que agrupa os canais de potência B1 e B2,

- um "núcleo amarelo" ou "Panei Y", que agrupa os canais de potência Yl e Y2,

- um "núcleo verde" ou "Panei G", que agrupa os canais

convencionais Gl e G2 em 230 volts e 115 volts alternada, e que agrupa as redes 28 volts contínuas DC-B e DC-Y,

- um "núcleo de emergência" ou "EMER Panei" que compreende o canal convencional de emergência. O funcionamento da arquitetura "4P2C" é muito próximo daquele da arquitetura "2P2C". As ligeiras diferenças são compreendidas facilmente analisando-se para isso comparativamente as figuras 4 e 5.

No entanto, uma vantagem especial da arquitetura "4P2C" é de integrar um cruzamento especial entre geradores-motores de arranque e núcleos correspondentes em posições diferentes na fuselagem do avião, por exemplo os lados esquerdo e direito (chamados "Panei B" e "Panei Y" ou "lado 1" e "lado 2") a fim de evitar reconfigurações e transferências entre barras de distribuição muito grandes em caso de paralisação de um reator. O gerador-motor de arranque SG-Yl acionado pelo reator Engl alimenta o núcleo elétrico "Panei Υ". O gerador-motor de arranque SG-B2 acionado pelo reator Eng2 alimenta o núcleo elétrico "Panei B". Assim, em caso de paralisação do motor Eng2 por exemplo, é possível ter a configuração seguinte sem nenhuma transferência entre núcleos elétricos:

- O núcleo elétrico "Panei B" é sempre alimentado pelo gerador-motor de arranque SG-B1.

- O núcleo elétrico "Panei G" é sempre alimentado pelo

gerador G-G1.

- O núcleo elétrico "Tanel Y" é sempre alimentado pelo gerador-motor de arranque SG-Yl.

C. Terceiro exemplo de realização: a arquitetura 4P*2C

A arquitetura "4P*2C" é constituída, no caso de um avião

bimotor, por:

- quatro canais de distribuição elétrica otimizados para cargas de grande potência, anotados "P*", quer dizer que integram modificações complexas,

- dois canais de distribuição elétrica para cargas convencionais

anotados "C".

As vantagens listadas para a arquitetura "4P2C" são validas para a arquitetura "4P*2C" com exceção do ponto sobre a intercambialidade total entre os seis geradores-motores de arranque, vantagem não presente para a arquitetura "4P*2C" mas compensada pela supressão do conversor 230 volts alternada /115 volts alternada.

Como ilustrado na figura 6, essa arquitetura 4P*2C compreende quatro geradores-motores de arranque de potência SG-B1, SG- Yl, SG-B2, SG-Y2 e dois geradores convencionais G-Gl e G-G2 mas nenhum autotransformador. Ela introduz uma dissimilaridade tecnológica entre um gerador-motor de arranque de potência e um gerador convencional, dissimilaridade cujo benefício é medido na análise de segurança.

As restrições de dimensionamento do gerador-motor de arranque em relação à qualidade da tensão da rede são relaxadas e permitem uma redução da massa desse último.

Além disso, em relação à arquitetura "4P2C", é utilizada uma velocidade de rotação muito elevada e/ou um número de pólos otimizado do gerador-motor de arranque de potência. Isso permite:

- uma redução de sua massa e de seu diâmetro,

- uma freqüência elétrica compreendida em uma gama mais alta, o que permite reduzir ainda mais as massa dos filtros dos retificadores e dos onduladores em relação à arquitetura "4P2C".

A redução da massa dos geradores-motores de arranque principais acionados pelos reatores, permitida graças ao aumento da velocidade de rotação do rotor e/ou à relaxação das restrições de qualidade da potência elétrica da rede, é também aplicável aos geradores-motores de arranque auxiliares acionados pelo grupo de potência auxiliar (APU).

Os quatro geradores-motores de arranque principais SG-B1, SG-Y1, SG-B2, SG-Y2 dedicados aos canais de potência otimizados "P*" são máquinas elétricas projetadas especificamente para alimentar os canais de potência e se liberam totalmente das restrições de concepção dos geradores aeronáuticos atuais.

A fim de reduzir a massa dos geradores-motores de arranque para uma mesma potência dada, a velocidade de rotação e o número de pares de pólos podem ser aumentados sem procurar conservar uma freqüência variável entre 360 e 800 Hz, por exemplo entre 800 e 2000 Hz, o que corresponde à freqüência de um gerador-motor de arranque de oito pólos que gira entre 12000 e 30000 rpm.

Além disso, a relaxação das restrições de qualidade da tensão dos canais "P*" permite aumentar a potência mássica dos geradores-motores de arranque se focalizando para isso em uma concepção geométrica e mássica sem levar em consideração as restrições dos parâmetros elétricos internos.

O estágio principal dos geradores-motores de arranque SG-B1, SG-Yl, SG-B2, SG-Y2 dos canais "P*" é vantajosamente um alternador síncrono polifásico: trifásico, pentafásico, hexafásico ou de dois sistemas trifásicos defasados de 30° a fim de alimentar em paralelo duas simples pontes retificadoras trifásicas de seis diodos cada uma. Essas máquina, que podem ser qualificadas de polifásicas, permitem para assegurar um mínimo de qualidade de tensão de rede, evitar o recurso a um autotransformador defasador na função retificação da 230 volts alternada em +/- 270 volts contínua.

Os dois geradores G-Gl e G-G2 dos canais convencionais "C" são máquinas síncronas trifásicas sem escova de três estágios e fornecem preferivelmente uma tensão de 115 volts alternada ao ponto de regulação, o que permite suprimir o conversor 230 volts alternada /115 volts alternada necessário nas arquiteturas "2P2C" e "4P2C".

A arquitetura "4P*2C" permite reduzir o número e a massa dos elementos de filtragem associados aos conversores eletrônicos de potência, quer dizer os retificadores e os onduladores para as cargas de grande potência. Assim a função conversão da tensão primária da rede 230 volts alternada trifásica em bus +/- 270 volts contínua necessária em um variador de velocidade elétrica pode ser realizada por uma ponte retificadora polifásica de seis diodos, ou mais, leve e simples.

Por outro lado, a utilização de uma gama de freqüência variável mais elevada para os canais "P*", por exemplo de 800 a 2000 Hz, permite reduzir ainda mais a massa dos elementos de filtragem associados a esses canais.

Como ilustrado na figura 6, os núcleos elétricos associados a essa arquitetura "4P*2C" compreendem:

- um núcleo "Panei B", que agrupa os canais de potência Ble B2, uma barra de distribuição contínua DC-B12, e um ondulador trifásico INV-B,

- um núcleo "Panei Y", que agrupa os canais de potência Yle Y2, uma barra de distribuição contínua DC-Y12 e um ondulador trifásico INY-Y,

- um primeiro meio núcleo ("Half-panel") AC1, que agrupa as barras de distribuição técnicas em 115 volts alternada AC-B e AC-Gl e as barras de distribuição comerciais COM-B e COM-B1,

- um segundo meio núcleo ("Half-panel") AC2, que agrupa as barras técnicas em 115 volts alternada AC-G2 e AC-Y e as barras de distribuição comerciais COM-G2 e COM-Y,

- um terceiro meio núcleo ("Half-panel") DC1, que agrupa as barras de distribuição DC-B, DC-Gll e DC-G1, os conversores de potência BBCU-B, BBCU-Gl, um transformador-retificador TRU-Gl, que podem ser ligados aos instrumentos do comandante de bordo ("Cpt Instr"),

- um quarto meio núcleo ("Half-panel") DC2, que agrupa as barras de distribuição DC-G2, DC-Y e DC-G22, os conversores de potência BBCU-G1, BBCU-Y, um transformador-retificador TRU-G2, que pode ser ligados aos instrumentos de co-piloto ("F/O Instr"). Em relação à divisão dos núcleos elétricos proposta no segundo exemplo de realização "4P2c", esse terceiro exemplo de realização "4P*2C" é baseado em núcleos idênticos dois a dois e permite evitar um núcleo convencional de emergência "EMER Panei" de constituição diferente do núcleo convencional principal Panei G.

Na figura 6, quando, em vôo ou no solo, os motores são acionados e em configuração normal (nenhuma pane de equipamento), o reator de avião Eng-I aciona mecanicamente os geradores-motores de arranque elétricos SG-Bl e SG-Yl. O gerador-motor de arranque SG-Bl alimenta as cargas elétricas do canal "de potência" Bl conectadas às barras de distribuição AC-Bl e DC-Bl internas ao núcleo elétrico "Panei Β". O gerador-motor de arranque SG-Yl é conectado ao núcleo elétrico "Panei Y".

O gerador-motor de arranque SG-B2 alimenta as cargas elétricas do canal B2 dito "de potência" conectadas respectivamente às barras de distribuição AC-B2 e DC-B2.

Os geradores-motores de arranque SG-Bl e SG-B2 são equipamentos idênticos para permitir reconfigurações da rede interna aos canais Bl e B2 e recuperar barras de distribuição em condições anormais.

Um gerador-motor de arranque "de potência" é nesse caso uma máquina síncrona polifásica sem escova, de três estágios e reversível, utilizável em modo gerador ou em modo motor de arranque. Visto o aumento das necessidades de potência para os aviões futuros, a tensão simples de saída desses geradores-motores de arranque tem, de preferência, um valor eficaz de 230 Volts no lugar de 115 Volts correntemente utilizada em aeronáutica. A freqüência dos canais de potência é variável entre 800 e 2000 Hz e proporcional ao regime da árvore de alta pressão do motor Eng-1.

O reator Eng-I aciona também mecanicamente o gerador elétrico G-G1. o estator trifásico do estágio principal do gerador G-Gl alimenta em 115 volts alternada trifásica as cargas elétricas do canal "convencional" conectadas às barras de distribuição AC-G1. O canal "convencional" alimenta as cargas alternadas que exigem uma boa qualidade de tensão elétrica. Assim as cargas técnicas e comerciais são conectadas às barras de distribuição AC-Gl.

Cargas não poluentes do ponto de vista da rejeição harmônica e que toleram uma baixa qualidade de tensão, tais como um sistema de resistências aquecedoras para assegurar a proteção do velame contra o orvalho congelado WIPS-Bl ou WIPS-B2, podem ser indiferentemente alimentadas pelas barras de distribuição AC-B1, AC-B2 ou DC-B1, DC-B2. A escolha de uma tal alimentação é efetuada de maneira a equilibrar o dimensionamento dos geradores SG-Bl e SG-Gl e dos retificadores RU-Bl e RU-B2.

As cargas de baixa tensão 28 volts contínua, tal como os equipamentos técnicos, são conectadas às barras de distribuição DC-Gl e podem ser alimentadas de acordo com a configuração da rede pelo transformador-retificador TRU-Gl ou pela bateria BATT-Gl por intermédio do carregador de bateria BC-G1. A tecnologia e o dimensionamento dessa bateria 28 volts contínua dita "bateria de energia" são escolhidos a fim de assegurar o fornecimento de energia em modo último socorro.

O canal de potência Bl associado em modo normal ao gerador-motor de arranque SG-Bl alimenta um retificador hexafásico de doze diodos RU-Bl que assegura a conversão da tensão alternada hexafásica da barra de distribuição AC-Bl em uma tensão contínua retificada distribuída graças às barras de distribuição DC-Bl e DC-B. Como explicado acima, um leve retificador de doze diodos RU-Bl é suficiente mesmo se ele lança mais harmônicos do que o autotransformador ATRU, pois as cargas do canal "de potência" aceitam uma qualidade de tensão menor em relação às normas atuais.

As barras de distribuição DC-Bl e DC-B2 alimentam onduladores hexafásicos MCU-Bl e MCU-B2 que alimentam os motores- compressores CACl e CAC2 do sistema de condicionamento de ar ECSl e regulam suas velocidade, torque e potência modificando para isso as ações de corrente e de tensão de acordo com as necessidades do sistema de condicionamento de ar do avião.

A barra de distribuição DC-B, e seu simétrico a barra de

distribuição DC-Y, alimentam acionadores elétricos de comando de vôo não representados. O ondulador trifásico ESTV-B assegura a conversão da alta tensão +/- 270 volts contínua da barra de distribuição DC-B em 115 volts alternada trifásica de freqüência constante de 400 Hz para alimentar cargas técnicas na barras de distribuição AC-B ou cargas comerciais na barra de distribuição COM-B.

Os conversores eletrônicos de potência de tipo redutor reversível BBCU-B e BBCU-Gl permitem a alimentação em média tensão contínua, via as barras de distribuição DC-B e DC-G1, de acionadores de potência intermitentes tal como o sistema de frenagem elétrica. Quando a alimentação normal pela barra de distribuição DC-B12 é indisponível, esses acionadores podem ser alimentados pela bateria BATT-B. A tecnologia e o dimensionamento dessa bateria dita "bateria de potência" são escolhidos a fim de assegurar a alimentação de fortes mas breves picos de demanda de potência intermitente. No caso da perda da alimentação normal pela barra de distribuição DC-B12, o conversor BBCU-Gl e a barra DC-Gl permitem recarregar a bateria BATT-B.

Do mesmo modo que para os retificadores de doze diodos utilizados ao invés e no lugar do autotransformador-retificador de dezoito diodos, a separação, de acordo com canais de distribuição distintos, das cargas que geram poluição harmônica e das cargas que exigem uma boa qualidade de tensão permite reduzir bastante os elementos de filtragem associados aos onduladores MCU-Bl e MCU-B2 e assim diminuir a massa desses equipamentos. Na figura 6, quando o avião está no solo, os geradores-motores de arranque SG-Bl e SG-Yl são utilizados em modo motor de arranque para acionar mecanicamente o reator Eng-I durante a seqüência de partida. Em seguida o reator Eng-2 é acionado a partir dos geradores-motores de arranque SG-B2 e SG-Y2. As fontes de potência para a partida elétrica dos reatores podem ser o grupo de potência auxiliar APU-GT, um ou vários grupos de parque EP-B, EP-Y ou o outro reator Eng-I ou Eng-2 se ele já está acionado.

Os onduladores MCU-B1 e MCU-B2, além de sua função de comando dos motores-compressores CAC podem também servir para alimentar e comandar os geradores-motores de arranque SG-Bl e SG-Yl em modo partida do reator Eng-1. Por ocasião de uma partida alimentada no solo pelas tomadas de parque EP-B e EP-Y, certos onduladores, por exemplo MCU-B2 e MCU-Y2, podem também ser utilizados em modo retificador trifásico para converter a 115 volts alternada fornecida pelos grupos de parque conectados às tomadas EP-B e EP-Y em uma tensão contínua para as barras de distribuição DC-B1/DC-B2 e DC-Yl/DC-Y2. Os outros onduladores MCU-Bl e MCU-Yl asseguram a alimentação e o controle dos geradores- motores de arranque SG-Bl e SG-Yl. REFERÊNCIAS

[1]US 2004 129835

[2] FR 2 870 039

[3] FR 2 875 971

Claims

1. Sistema de geração, conversão, distribuição e partida elétrica a bordo de uma aeronave de tipo "bleedless", quer dizer de arquitetura elétrica de potência sem rede pneumática, caracterizado pelo fato de que os canais de distribuição elétrica para cargas de grandes potências específicas às aeronaves de tipo "bleedless" e os canais de distribuição elétrica para cargas convencionais que compreendem as cargas técnicas, tais como os equipamentos técnicos, a iluminação e as bombas de carburantes e as cargas comerciais são separados e são alimentados por geradores distintos (SG-B, SG-Y; SG-Gl, SG-G2) acionados pelos reatores (Engl, Eng2) da aeronave.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - pelo menos dois primeiros canais de distribuição *B, Y) elétrica para cargas de grande potência, e - pelo menos dois segundos canais (Gl, G2) de distribuição elétrica para cargas convencionais.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada primeiro canal (Β, Y) é um sistema alternado trifásico em 115 volts ou 230 volts.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a freqüência está compreendida entre 360 e 800 Hz.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a freqüência está compreendida entre 800 Hz e 2000 Hz.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a freqüência para os canais de potência está compreendida entre800 Hz e 2 KHz e pelo fato de que a freqüência dos canais convencionais está compreendida entre 360 Hz e 800 Hz.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada gerador (SG-B, SG-Y) para um primeiro canal é uma máquina polifásica da qual o número de fases é superior ou igual a três.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o número de fases é igual a cinco ou a seis.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que Cada primeiro canal compreende uma ou duas pontes retificadoras polifásicas de seis diodos ou mais para passar de 230 volts alternada trifásica a +/- 270 volts contínua (RU-B1, RU-B2, RU-Y1, RU-Y2).

10. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que todos os geradores são idênticos.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que cada gerador é um gerador síncrono trifásico sem escova reversível ou não.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada gerador é um gerador que fornece 115 volts ou 230 volts alternada com uma freqüência compreendida entre 360 Hz e 800 Hz.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - dois canais de distribuição elétrica (Β, Y) para cargas de grande potência, - dois canais de distribuição elétrica (Gl, G2) para cargas convencionais.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada canal de distribuição elétrica para cargas de grande potência compreende: - um gerador-motor de arranque elétrico (SG-B; SG-Y), - uma barra de distribuição em corrente alternada (AC-B; AC- Y), - duas pontes retificadoras simples de seis diodos com uma filtragem reduzida (RU-B1, RU-B2; RU-Y1, RU-Y2), - duas barras de distribuição em corrente contínua (DC-B1, DC-B2; DC-Yl, DC-Y2), - dois onduladores de filtragem reduzida (MCU-B1, MCU-B2; MCU-Y1, MCU-Y2), - um transformador-retificador (TRU-B, TRU-Y), - uma barra de distribuição (DC-B; DC-Y), - uma bateria (BATT-B, BATT-Y).

15. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada canal de distribuição elétrica para cargas convencionais compreende: - um gerador-motor de arranque elétrico (SG-G1, SG-G2), - uma barra de distribuição de corrente alternada (AC-G1; AC- G2), - um conversor (ATU-G1; ATU-G2), - uma barra de distribuição de corrente alternada (AC-1; AC-2)·

16. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - um primeiro núcleo que agrupa dois primeiros canais de potência (Β 1 e B2), - um segundo núcleo que agrupa dois segundos canais de potência (Y1 e Y2), - um terceiro núcleo que agrupa canais convencionais (G1 e G2)em 230 volts e 115 volts alternada, e redes 28 volts contínuos (DC-B e DC-Y), e - um núcleo de emergência.

17. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - quatro canais de distribuição elétrica (BI, B2, Yl, Y2) para cargas de grande potência, - dois canais de distribuição elétrica (Gl, G2) para cargas convencionais.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que ele compreende seis geradores-motores de arranque (SG-B1, SG-G1, G-G1, G-G2, SG-B2, SG-Y2) idênticos.

19. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - um primeiro núcleo que agrupa dois primeiros canais de potência (BI e B2), - um segundo núcleo que agrupa dois segundos canais de potência (Y1 e Y2), - um terceiro núcleo que agrupa os canais convencionais (Gl e G2) em 230 volts e 115 volts alternada, e as redes 28 volts contínuos (DC-B e DC-Y), e - um núcleo de emergência.

20. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que ele compreende um cruzamento entre geradores-motores de arranque e núcleos correspondentes em posições diferentes na fuselagem.

21. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - quatro canais de distribuição elétrica otimizados (BI, B2, Yl, Y2) para cargas de grande potência, - dois canais de distribuição elétrica (Gl, G2) para cargas convencionais.

22. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que ele compreende quatro geradores-motores de arranque de potência (SG-B1, SG-Y1, SG-B2, SG-Y2) dedicados aos canais de potência otimizados e dois geradores convencionais (G-G1, G-G2).

23. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o estágio principal dos geradores-motores de arranque compreende um alternador síncrono polifásico: trifásico, pentafásico, hexafásico ou de dois sistemas trifásicos defasados de 30°.

24. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de os geradores convencionais são máquinas síncronas trifásicas sem escova de três estágios.

25. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que é utilizada uma gama de freqüência variável situada entre800 a 2000 Hz para os canais de distribuição elétrica para cargas de grande potência.

26. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que ele compreende: - um primeiro núcleo que agrupa dois canais de potência (BI e B2), uma barra de distribuição contínua (DC-B12) e um ondulador trifásico (INV-B), - um segundo núcleo que agrupa dois canais de potência (Y1 e Y2), uma barra de distribuição contínua (DC-Y12) e um ondulador trifásico (INV-Y), - um primeiro meio núcleo (AC1), que agrupa barras de distribuição técnicas em 115 volts alternada (AC-B e AC-G1) e barras de distribuição comerciais (COM-B e COM-G1), - um segundo meio núcleo (AC-2) que agrupa barras técnicas em 115 volts alternada (AC-G2 e AC-Y) e barras de distribuição comerciais (COM-G2 e COM-Y), - um terceiro meio núcleo (DC1), que agrupa barras de distribuição (DC-B, DC-Gll e DC-G1), conversores de potência (BBCU-B, BBCU-G1), um transformador-retificador (TRU-G1), - um quarto meio núcleo (DC2) que agrupa barras de distribuição (DC-G2, DC-Y e DC-G22), conversores de potência (BBCU-G1, BBCU-Y), um transformador-retifícador (TRU-G2).

27. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que ele compreende acionadores de potência intermitentes alimentados por uma bateria (BATT-B) da qual a tecnologia e o dimensionamento são escolhidos a fim de assegurar a alimentação de fortes mas breves picos de demanda de potência intermitente.

28. Sistema de acordo com uma qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a aeronave é um avião.

29. Aeronave caracterizada pelo fato de que ela compreende um sistema de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 27.