FR2769043A1 - Dispositif de demarrage a courant alternatif d'un groupe turbo-moteur d'helicoptere - Google Patents

Abstract

Le dispositif de démarrage d'un groupe turbo-moteur (22) d'hélicoptère (1) comprend un démarreur (23) à moteur électrique, alimenté à partir d'une source de puissance électrique, qui peut être extérieure (24) à l'hélicoptère (1) et temporairement connectée au dispositif de démarrage par une prise de connexion (29), ou embarquée (25) sur l'hélicoptère (1). Le démarreur (23) est alimenté en courant alternatif et comprend un moteur électrique à courant alternatif, de préférence un moteur synchrone auto-piloté, et la source de puissance électrique embarquée (25) est de préférence un alternateur entraîné, lors d'un démarrage autonome, à partir d'une unité de puissance auxiliaire (31) à turbo-machine (32) et elle-même démarrée par des batteries à courant continu (33). Application aux hélicoptères à groupe turbo-moteur.

Description

"DISPOSITIF DE DEMARRAGE A COURANT ALTERNATIF
D'UN GROUPE TURBO-MOTEUR D'HELICOPTERE"
L'invention concerne les dispositifs de démarrage de groupes turbo-moteurs d'hélicoptères, du type qui comprend un démarreur à moteur électrique, alimenté à partir d'au moins une source de puissance électrique, qui peut être extérieure à l'hélicoptère et temporairement connectée au dispositif de démarrage par une prise de connexion, ou embarquée sur l'hélicoptère.

On sait que les aéronefs sont équipés de prises dites "de parc", permettant la connexion à des unités extérieures de puissance à courant continu ou à courant alternatif, appelées groupes de parc extérieurs à courant continu ou à courant alternatif, pour l'alimentation des aéronefs en courant continu ou alternatif, selon les différentes caractéristiques de tension et de fréquence utilisées pour les équipements embarqués dans les aéronefs, lorsque ces derniers sont immobilisés sur des aérodromes, les groupes de parc extérieurs pouvant être à postes fixes ou, le plus souvent, mobiles car installés sur des véhicules de service.

Par rapport aux avions, le principal avantage des hélicoptères est de pouvoir se déplacer d'un point à un autre sans besoin impératif d'infrastructure extérieure telle qu'une piste, une borne d'alimentation électrique ou groupe de parc extérieur.

Cette autonomie nécessite qu'un hélicoptère soit équipé de moyens embarqués lui permettant de démarrer de façon autonome son groupe moto-propulseur, et en particulier son groupe turbo-moteur à une ou plusieurs turbine(s).

Les utilisations spécifiques des hélicoptères, les amenant à décoller en dehors d'aérodromes, rendent ainsi nécessaire de disposer en permanence, à bord de chaque hélicoptère, d'un dispositif de démarrage comportant au moins une source d'énergie permettant le démarrage autonome du groupe turbo-moteur de l'hélicoptère.

Actuellement, les sources d'énergie permettant un démarrage autonome de la ou des turbine(s) d'un hélicoptère se présentent principalement sous deux formes
- des réservoirs de gaz comprimé, en général de l'air, associés à une installation dédiée et à au moins un démarreur pneumatique
- au moins une batterie d'accumulateurs électrochimiques, associée à une installation dédiée et à au moins un démarreur électrique à courant continu, cette batterie pouvant, en outre, participer à l'alimentation électrique d'autres installations de l'hélicoptère.

Dans le second cas précité, le dispositif de démarrage peut comprendre au moins une génératrice-démarreur, qui est un démarreur électrique réversible qui, une fois le démarrage effectué, alimente le réseau électrique de bord de l'hélicoptère, ou au moins un démarreur électrique classique (non réversible).

Le schéma de principe d'un circuit de démarrage de turbines d'hélicoptère de l'état de la technique est représenté sur la figure 1. Des courbes caractéristiques du couple moteur du démarreur à courant continu du circuit de la figure 1 et du couple résistant du à la turbine entraînée par ce démarreur, en fonction de la vitesse de rotation, sont représentées sur le graphique de la figure 2.

A bord de l'hélicoptère, dont le contour est indiqué en 1 sur la figure 1, le dispositif de démarrage comprend un alternateur triphasé 2, normalement entraîné mécaniquement par la boîte de transmission principale de l'hélicoptère, elle-même entraînée par le groupe turbo-moteur de cet hélicoptère après son démarrage, cet alternateur 2 pouvant être connecté, par la fermeture d'un contacteur de ligne 3, à un ensemble 4 de trois barres bus de distribution de courant alternatif triphasé, auquel peut être connecté, en parallèle, un groupe de parc extérieur 5 à courant alternatif, par la fermeture du contacteur 6 de prise de parc à courant alternatif. Le contacteur 3 est fermé en mode alternateur lorsque l'ensemble des conditions nécessaires est réuni et le contacteur 6 est fermé en mode "groupe de parc" lorsque l'ensemble des conditions nécessaires est également réuni pour alimenter en courant alternatif triphasé les barres de distribution 4, qui alimentent ellesmêmes en parallèle par exemple une installation de climatisation et des systèmes d'armes (non représentés) de l'hélicoptère, ainsi qu'un transformateur redresseur 7 qui transforme le courant triphasé alternatif en courant continu (28 V) pour les applications correspondantes. En particulier, le transformateur redresseur 7 a sa borne positive connectée par le contacteur 8 du transformateur redresseur à une barre bus 9 de distribution de courant continu, tandis que sa borne "-" est connectée en permanence à une référence de masse 10. En parallèle, la barre bus 9 de courant continu est connectée, par le contacteur 11, à la prise de parc 12 de connexion à un groupe de parc extérieur à courant continu, la borne "-" de cette prise 12 étant également connectée en permanence à la référence de masse 10. En parallèle également, la barre bus 9 de courant continu peut être connectée par la fermeture du contacteur de batterie 13 à la borne "+" d'une batterie 14 embarquée, qui est chargée par la barre bus 9 en fonctionnement normal après démarrage du groupe turbo-moteur, et qui permet le démarrage autonome de ce groupe (non représenté). La barre bus 9 à courant continu alimente elle-même le démarreur 15 à moteur électrique à courant continu par la fermeture d'un contacteur de démarrage 16, qui est un contacteur de puissance.

Comme le démarreur de turbine 15 à courant continu est un démarreur par nature non facilement réglable en couple, deux résistances 17 et 18 sont montées en série entre le démarreur 15 et la référence de masse 10 pour éviter "l'emballement à vide" du démarreur 15, un second contacteur de démarrage 19 étant connecté en parallèle sur la résistance 17. Bien que le démarreur 15 à courant continu soit toujours chargé mécaniquement par le couple résistant dû à la ou aux turbine(s) entraînée(s), son courant de pointe au démarrage est tel qu'il faut le limiter par les résistances 17 et 18, et donc limiter le couple moteur délivré par le démarreur à courant continu 15. Selon qu'il est fermé ou ouvert, le contacteur 19 permet l'action de la seule résistance 18 ou celle des deux résistances 17 et 18 en série, respectivement.

En se référant à la courbe en traits interrompus 20 de la figure 2, exprimant le couple moteur du démarreur 15 à courant continu en fonction de sa vitesse de rotation, il apparalt que si le courant n'était pas limité par les résistances 17 et 18, le couple de départ (à vitesse nulle) serait au niveau A et appliqué presque instantanément, d'où des risques de rupture de l'arbre de transmission (non représenté) reliant le démarreur 15 à la turbine. Le contacteur 19 étant ouvert, l'action des résistances 17 et 18 en série est de ramener le couple moteur de départ au niveau B, le couple résistant étant alors nul. A partir du point B, la caractéristique de fonctionnement évolue selon
B D. Au point D, le couple moteur Cm devient trop faible par rapport au couple résistant Cr associé au point D' sur la courbe 21 en trait plein. Pour éviter un ralentissement trop important, on court-circuite alors la résistance 17 en fermant le contacteur 19, de sorte que la caractéristique du couple moteur Cm remonte au point C, vers la caractéristique initiale A Z, et le démarrage se poursuit selon le tronçon
C Z de la courbe 20. L'intensité du courant continu est de 1000 à 1200 A aux niveaux B et C, sous une tension de base d'environ 28 V qui diminue ensuite, et en D l'intensité est de l'ordre de 800 A.

Un tel démarrage est donc très brutal, et peu contrôlable en couple, et le circuit de démarrage nécessite des conducteurs de sections importantes, donc lourds, compte tenu de l'intensité élevée (de l'ordre de 1200 A) du courant continu transporté.

En résumé, un dispositif de démarrage avec démarreur électrique à moteur à courant continu de type série, nécessite des résistances électriques insérées et des contacteurs de puissance permettant de commuter ces résistances, ainsi que des câbles conducteurs de forte section (67 mm2 en cuivre par exemple) pour le circuit de puissance, ces câbles ne pouvant être remplacés par des câbles de section plus réduite en un métal ou alliage de moindre densité que le cuivre, tel que l'aluminium, lorsque les câbles conducteurs sont installés sur l'hélicoptère en des emplacements, tels que le plancher mécanique, où les températures de fonctionnement sont élevées.

Un tel dispositif de démarrage a pour inconvénient que le couple moteur fourni par le démarreur à courant continu est brutal à la mise en route et très peu pilotable et adaptable au couple résistant, puisque le seul réglage du couple moteur s'obtient par le seul réglage du courant possible par la commutation de la résistance 17. Ceci entraîne deux fortes contraintes, qui sont un courant de forte intensité sur le réseau électrique, d'où l'utilisation, comme mentionné ci-dessus, de conducteurs de forte section, donc plus lourds, et une contrainte mécanique sur l'ensemble de la liaison mécanique d'entraînement, entre l'arbre de sortie du démarreur et la turbine, et plus précisément son boîtier d'accessoire par l'intermédiaire duquel s'effectue le démarrage.

Le problème à la base de l'invention est de remédier aux inconvénients précités et de proposer un dispositif de démarrage satisfaisant mieux aux diverses exigences de la technique que ceux à démarreur électrique à moteur à courant continu, et en particulier qui offre un gain de masse significatif et une nette amélioration des performances de démarrage.

Un but de l'invention est de proposer un dispositif de démarrage permettant d'effectuer un démarrage "souple", en limitant les contraintes sur le réseau électrique et les contraintes mécaniques sur la ligne de transmission, entre l'arbre du démarreur et le groupe turbo-moteur à démarrer.

A cet effet, le dispositif de démarrage de l'invention, du type général présenté ci-dessus et comprenant au moins un démarreur à moteur électrique, alimenté à partir d'au moins une source de puissance électrique, extérieure à l'hélicoptère et temporairement connectée au dispositif de démarrage par une prise de connexion, ou embarquée sur l'hélicoptère, se caractérise en ce que ledit démarreur est alimenté en courant alternatif et comprend un moteur électrique à courant alternatif. On obtient ainsi un gain de masse très important, cet avantage résultant en particulier d'une réduction de la section des câbles conducteurs à 9 mm2, dimensionnés pour une intensité maximum de 80 A en courant alternatif, alors qu'en courant continu l'intensité maximum atteint 1200 A. Les gains de masse résultent également de la suppression des résistances de démarrage, du transformateur redresseur et des contacteurs associés, et simultanément la la fabrication du dispositif de démarrage est largement facilitée.

Avantageusement, le moteur à courant alternatif est alimenté en courant électrique par au moins une unité de conversion de puissance, pilotant le moteur en courant et elle-même alimentée en courant électrique à partir d'au moins une source de puissance électrique. Ainsi, les performances au démarrage peuvent être accrues, par un contrôle du courant de démarrage, procurant un couple de démarrage progressif et non brutal à la mise en route, et par la limitation des contraintes mécaniques sur la transmission entre le démarreur et la turbine en conséquence du couple de démarrage ainsi contrôlé.

Avantageusement, le moteur à courant alternatif est un moteur synchrone, ce qui permet d'améliorer le contrôle du courant de démarrage, et donc du couple moteur et/ou de la vitesse de démarrage. En effet, le moteur synchrone, grâce à un résolveur intégré dans ce moteur, délivre à l'unité de conversion de puissance, des informations électriques de positions angulaires du rotor dudit moteur, afin de surveiller et ajuster la vitesse de rotation du moteur à une valeur de consigne.

Avantageusement, l'unité de conversion de puissance peut comprendre un étage de puissance de sortie, délivrant une loi de courant au moteur à courant alternatif, ainsi qu'au moins une mémoire dans laquelle est emmagasinée au moins une loi de pilotage en couple et/ou en vitesse.

Le moteur synchrone est de préférence auto-piloté et coopère avec un résolveur et l'unité de conversion de puissance, utilisant une cartographie pour délivrer au moteur une loi de courant fonction d'une loi de couple et/ou de vitesse de consigne emmagasinée en mémoire.

L'utilisation d'un moteur synchrone, de préférence auto-piloté, impose que le démarreur soit alimenté en courant alternatif triphasé, de préférence à 200V et 400 Hz.

Ce type de démarreur convient donc particulièrement aux hélicoptères munis d'une source de puissance électrique triphasée au moment du démarrage. A cet effet, le dispositif de démarrage peut comprendre au moins une prise de connexion à au moins une source de puissance électrique constituée d'au moins une unité de puissance externe d'alimentation en courant alternatif, ou groupe de parc externe à courant alternatif. En parallèle, le démarreur à courant alternatif peut être alimenté par au moins un alternateur embarqué sur l'hélicoptère.

Mais en l'absence de source triphasée de puissance sur l'hélicoptère au moment du démarrage de son groupe turbo-moteur, il reste possible d'alimenter le démarreur à courant alternatif à partir d'au moins une batterie d'accumulateurs à courant continu, embarquée sur l'hélicoptère, et par l'intermédiaire d'au moins un convertisseur embarqué de courant continu en courant alternatif.

Si le dispositif de démarrage comporte un tel convertisseur embarqué, il est alors également possible de prévoir au moins une prise de connexion à au moins une source de puissance électrique constituée d'au moins une unité de puissance externe d'alimentation en courant continu, ou groupe de parc extérieur à courant continu, bien que cette solution ne soit pas préférée.

Selon une réalisation avantageuse, le démarreur à courant alternatif est alimenté par au moins un alternateur embarqué, comme déjà mentionné ci-dessus, et ledit alternateur est lui-même alimenté par au moins une boîte de transmission auxiliaire embarquée et entraînée à son tour par au moins une turbo-machine d'au moins une unité de puissance auxiliaire embarquée et pouvant elle-même être démarrée par au moins une batterie d'accumulateurs à courant continu de l'hélicoptère. Ainsi, l'alternateur peut être alimenté lorsque l'hélicoptère est au sol, pour un démarrage autonome, sans l'assistance de groupe de parc extérieur à courant alternatif.

De manière pratique, le démarreur à courant alternatif est alimenté en courant alternatif par l'intermédiaire d'au moins un contacteur de démarrage, lui-meme alimenté depuis au moins une barre bus de distribution de courant alternatif et connectée en parallèle au moins à un alternateur embarqué sur l'hélicoptère et à au moins une prise embarquée pour la connexion à au moins une unité de puissance externe d'alimentation en courant alternatif.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention découleront de la description donnée ci-dessous, à titre non limitatif, d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est un schéma de principe d'un circuit de démarrage de l'état de la technique déjà décrit cidessus,
- la figure 2 est un graphique représentant notamment des courbes de couple moteur et couple résistant en fonction de la vitesse du démarreur de la figure 1,
- la figure 3 est un schéma de principe du disposi tif de démarrage d'un groupe turbo-moteur d'hélicoptère selon l'invention,
- la figure 4 est un schéma du démarreur à courant alternatif du dispositif de la figure 3,
- la figure 5 est un autre schéma du démarreur a moteur synchrone auto-piloté,
- la figure 6 est un diagramme représentant une courbe de couple moteur particulière, mémorisable dans le dispositif de la figure 5 pour obtenir un mode de démarrage particulier en fonction de la courbe du couple résistant de la figure 6,
- la figure 7 est un schéma simplifié et partiel du dispositif de démarrage du groupe turbo-moteur d'un hélicoptère non équipé d'une source de puissance triphasée au démarrage.

Le dispositif de démarrage de la figure 3, pour démarrer le groupe turbo-moteur 22 d'un hélicoptère 1, comprend un démarreur électrique 23 à moteur synchrone autopiloté, également appelé moteur autosynchrone, alimenté en courant alternatif triphasé à 220 V et 400 Hz à partir d'une source de puissance triphasée, qui peut être un groupe de parc extérieur à courant alternatif 24 ou un alternateur embarqué 25. Le démarreur 23 à courant alternatif est alimenté en courant triphasé par la fermeture du contacteur de démarrage 26 le connectant à un ensemble 27 de barres bus de distribution de courant triphasé. Ces barres bus 27 sont connectées en parallèle à l'alternateur 25 et au groupe de parc 24 à courant alternatif respectivement par un contacteur de ligne 28 et un contacteur 29 de prise de parc de courant alternatif.

En dehors des aérodromes, c'est-à-dire en l'absence de groupe de parc extérieur 24 à courant alternatif, le démarrage autonome du groupe turbo-moteur 22 est possible de la manière suivante : l'alternateur 25 est entraîné mécaniquement par une boîte de transmission auxiliaire embarquée 30, elle-même entraînée par la turbo-machine 32 d'une unité de puissance auxiliaire 31 embarquée sur l'hélicoptère 1, la boîte de transmission auxiliaire entraînant en parallèle un générateur auxiliaire 34 alimentant d'autres réseaux de bord, tandis que la turbo-machine 32 de l'unité de puissance auxiliaire 31 est elle-même démarrée par une batterie d'accumulateurs à courant continu 33 embarquée.

Plus précisément, lorsque le groupe de parc 24 ne peut être utilisé, l'ordre des opérations pour le démarrage autonome du groupe turbo-moteur 22 est le suivant : à partir de la batterie 33, on démarre tout d'abord l'unité de puissance auxiliaire 31, dont la turbo-machine 32 entraîne mécaniquement la boîte de transmission auxiliaire 30. Cette dernière entraîne à son tour divers équipements et en particulier, d'une part, un générateur auxiliaire ou de secours 34, pour alimenter divers équipements en courant électrique, et, d'autre part, l'alternateur 25 qui, lorsqu'un régime seuil de rotation est atteint, est conjoncté et délivre un courant triphasé.

La figure 4 montre que le démarreur à courant alternatif 23 comprend essentiellement un moteur synchrone auto-piloté 35 et une unité de conversion de puissance 36, qui est alimentée en courant électrique triphasé par la ligne d'entrée 37 reliée au contacteur 26. L'unité 36 comprend un étage de puissance de sortie 38, par lequel elle alimente en courant triphasé le moteur synchrone 35 que l'unité 36 pilote en courant. A cet effet, le moteur synchrone 35 comporte un résolveur intégré 39, représenté par commodité contre l'unité 36, à laquelle le moteur 35 transmet des informations électriques de position angulaire de son rotor, afin que la vitesse de rotation du rotor du moteur 35 soit surveillée et ajustée à une valeur de consigne. Des instructions de commande et de modes de fonctionnement peuvent être transmises à l'unité 36 par la ligne de commande 40.

L'utilisation d'un moteur synchrone auto-piloté 35 permet d'effectuer un démarrage souple, limitant les contraintes sur le réseau électrique par le contrôle du courant de démarrage, le courant Ica consommé par le démarreur à courant alternatif 23 étant représenté par la courbe 41 sur le graphique de la figure 2. Il en résulte une limitation du courant d'appel sur le réseau. Le démarrage souple permis par le moteur synchrone auto-piloté 35 limite également les contraintes mécaniques, par l'établissement d'un couple moteur plus progressif selon le segment E F de la courbe 42 à trois segments représentant , sur le graphique de la figure 2, l'évolution du couple moteur en courant alternatif, en fonction de la vitesse. Par comparaison, avec la courbe 20 représentant le couple moteur en courant continu, la limitation des contraintes mécaniques permises par le moteur synchrone 35 peut être interprétée comme résultant du décalage du point B vers le point F sur la figure 2, le couple moteur en courant alternatif de la courbe 42 évoluant ensuite selon le segment F G, à couple moteur constant, puis diminuant progressivement selon le segment G H lorsque la vitesse V augmente. Le démarreur à courant alternatif 23 délivre ainsi, lors du démarrage, un couple moteur Cm ayant une forme E F G H (courbe 42) qui est de même allure que la forme de l'intensité consommée (courbe 41), réduisant de façon très significative la durée de démarrage (par rapport à un démarreur à courant continu) à environ 30 s. On note que les courants élevés aux points A et B, inutiles à l'instant initial, n'existent plus, et qu'entre les points F et G le couple moteur Cm, et donc aussi la puissance, sont maximum. On note également que la courbe 41 du courant consommé présente l'allure de la courbe 21 du couple résistant Cv. Ensuite, entre G et H, la vitesse
V continue à augmenter, mais le courant Ica et le couple moteur Cm diminuent, ainsi que la puissance.

En conséquence, le démarreur à courant alternatif 23 avec moteur synchrone auto-piloté 35 permet un gain de masse très significatif, pouvant dépasser 20 % sur l'ensemble du dispositif de démarrage électrique, par l'utilisation de conducteurs de plus faible section transportant des courants de plus faible intensité que dans une installation à démarreur à courant continu, ainsi qu'un pilotage beaucoup plus fin de la caractéristique du couple moteur Cm, qui peut être adaptée au travers de l'unité de conversion de puissance 36 associee au moteur synchrone 35.

On rappelle qu'un moteur synchrone auto-piloté tel que 35 est un moteur dont le stator comporte des repères permettant, lors du passage du rotor de ce moteur en regard de ces repères, de transmettre des informations, grâce au résolveur, sur la position angulaire du rotor, et donc sur sa vitesse de rotation. En fonction de la vitesse, ces informations électriques correspondent à des tensions, dépendant des fréquences et amplitudes mesurées, et qui sont transmises à l'unité de conversion de puissance 36, laquelle pilote son étage de puissance de sortie 38 de sorte à piloter le courant alternatif triphasé d'alimentation du moteur 35, et donc le couple moteur délivré par ce dernier.

Ces informations, provenant de l'ensemble moteur synchronerésolveur, positionnent la vitesse de rotation du moteur 35 du démarreur 23, et par suite le couple moteur par rapport à des valeurs de consigne, définies par exemple dans les spécifications du motoriste ayant fabriqué le groupe turbomoteur 22 ainsi démarré. Selon ces spécifications, le couple moteur doit être compris entre une limite maximum et une limite minimum, qui ont chacune l'allure de la courbe F G H de la figure 2, de sorte que le couple moteur réel peut être proche des spécifications et correspond à une loi simplifiée.

A cet effet, et comme représenté sur la figure 5, l'unité de conversion de puissance 36 comporte, en plus de son étage de puissance de sortie 38 et de l'ensemble résolveur qu'elle constitue avec le moteur synchrone 35, une mémoire 43 dans laquelle sont enregistrées, en cartographie, des lois de pilotage en couple et/ou en vitesse, par exemple telle que la courbe E F G H ou courbe 42 de la figure 2 et représentée schématiquement sur la figure 5. Cette cartographie permet une évolution très fine du couple moteur Cm à respecter en fonction de la vitesse de rotation V. En effet, l'ensemble résolveur réalisé avec le moteur synchrone 35 fonctionne en lui-même sur un point de consigne, et fixe le couple moteur Cm pour une vitesse V donnée.

De manière pratique, les circuits électroniques de l'unité 36 sont réalisés pour donner une loi de couple moteur Cm qui est directement proportionnelle à l'intensité du courant alternatif de commande Ica, soit la formule
Cm = K.Ica, ou K est fonction de nombreux paramètres internes, liés aux circuits électroniques ainsi qu'au moteur synchrone 35. Le réglage des paramètres de détermination du coefficient K permet d'obtenir des points de cartographie (Cm, V) désirés, et un tel réglage peut se faire en laboratoire. La cartographie du couple moteur Cm, en évitant tout réglage point par point, autorise un fonctionnement du dispositif de démarrage en dynamique, et il est ainsi possible de suivre avec précision le couple moteur requis en fonction de la vitesse mesurée.

L'étage de sortie 38 de l'unité 36 délivre ainsi au moteur 35 une loi de courant qui correspond, en fonction de la vitesse de rotation, à la loi de couple moteur emmagasinée en cartographie dans la mémoire 43 de l'unité 36.

L'exemple de la figure 5, dans lequel l'unité de conversion de puissance 36 utilise une cartographie pour délivrer au moteur 35 une loi de courant fonction d'une loi de couple moteur de consigne emmagasinée en mémoire 43, permet la mise en oeuvre d'une loi plus évoluée pour optimiser l'installation, comme représenté par exemple sur la figure 6.

La figure 6 est un graphique indiquant, en ordonnée, le couple moteur Cm ou le couple résistant Cr du démarreur en fonction de sa vitesse de rotation V en abscisse. Sur la figure 6, on a à nouveau indiqué la courbe 21 du couple résistant Cr qui est celle de la figure 2, et on a repré senté en 42' une courbe du couple moteur Cm correspondant à une cartographie pouvant etre emmagasinée dans la mémoire 43 de la figure 5, et ayant un profil adapté à celui de la courbe 21 du couple résistant de sorte que la différence
Cm - Cr soit sensiblement constante. Comme on sait que cette différence est directement proportionnelle à l'accélération angulaire du moteur 35 du démarreur, on comprend qu'une cartographie de couple moteur selon la courbe 42' de la figure 6 permet d'obtenir un démarrage à accélération sensiblement constante.

Pour le cas où l'hélicoptère n'est pas muni d'une source triphasée de puissance au moment du démarrage, on peut cependant utiliser un démarreur à courant alternatif 23 à moteur synchrone auto-piloté comme décrit ci-dessus en adoptant un dispositif de démarrage tel que partiellement représenté sur la figure 7. Sur cette figure, le dispositif de démarrage comprend une batterie d'accumulateurs 44 à courant continu, embarquée sur l'hélicoptère et connectée à un convertisseur 45 de courant continu en courant alternatif, également embarqué sur l'hélicoptère et tranformant par exemple le courant continu en 28 V reçu de la batterie 44 en courant alternatif triphasé à 200 V et 400 Hz pour l'alimentation du démarreur à courant alternatif 23, qui peut avoir les configurations des figures 4 et 5 décrites ci-dessus.

Dans le cas où le dispositif de démarrage comporte un convertisseur tel que 45 de courant continu en courant alternatif, le dispositif peut également comporter une prise de parc pour la connexion à un groupe de parc extérieur à courant continu permettant, sur un aérodrome, le démarrage du groupe turbo-moteur avec l'assistance du groupe de parc extérieur et sans décharger la batterie 44, réservée pour des démarrages autonomes.

Claims (13)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de démarrage d'un groupe turbo-moteur (22) d'hélicoptère (1), comprenant au moins un démarreur (23) à moteur électrique (35), alimenté à partir d'au moins une source (24 ; 25) de puissance électrique, extérieure (24) à l'hélicoptère (1) et temporairement connectée au dispositif de démarrage par une prise de connexion, ou embarquée (25) sur l'hélicoptère (1), caractérisé en ce que ledit démarreur (23) est alimenté en courant alternatif et comprend un moteur électrique à courant alternatif (35).

2. Dispositif de démarrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur (35) à courant alternatif est alimenté en courant électrique par au moins une unité de conversion de puissance (36), pilotant le moteur (35) en courant et elle-même alimentée (37) en courant électrique à partir d'au moins une source de puissance électrique (24, 25).

3. Dispositif de démarrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur à courant alternatif est un moteur synchrone (35).

4. Dispositif de démarrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur synchrone (35), grâce à un résolveur intégré dans ce moteur, délivre à l'unité de conversion de puissance (36), des informations électriques de positions angulaires du rotor dudit moteur (35) afin de surveiller et ajuster la vitesse de rotation du moteur (35) à une valeur de consigne.

5. Dispositif de démarrage selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'unité de conversion de puissance (36) comprend un étage de puissance de sortie (38), délivrant une loi de courant au moteur (35) à courant alternatif, ainsi qu'au moins une mémoire (43) dans laquelle est emmagasinée au moins une loi de pilotage en couple et/ou en vitesse.

6. Dispositif de démarrage selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le moteur synchrone (35) est auto-piloté et coopère avec un résolveur (39) et l'unité de conversion de puissance (36) utilisant une cartographie (42) pour délivrer au moteur (35) une loi de courant fonction d'une loi de couple et/ou de vitesse de consigne emmagasinée en mémoire (43).

7. Dispositif de démarrage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une cartographie (42') mémorisée dans l'unité de conversion de puissance (36) donne une loi de couple moteur telle que la différence couple-moteur - couple résistant dû au groupe turbo-moteur (22) est sensiblement constante, de sorte à assurer un démarrage à accélération sensiblement constante.

8. Dispositif de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le démarreur (23) est alimenté en courant alternatif triphasé, de préférence à 200 V et 400 Hz.

9. Dispositif de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une prise de connexion (29) à au moins une source de puissance électrique constituée d'au moins une unité de puissance externe (24) d'alimentation en courant alternatif ou en courant continu.

10. Dispositif de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le démarreur (23) à courant alternatif est alimenté à partir d'au moins une batterie d'accumulateur (44) à courant continu, embarquée sur l'hélicoptère (1), et par l'intermédiaire d'au moins un convertisseur (45) embarqué de courant continu en courant alternatif.

11. Dispositif de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le démarreur (23) à courant alternatif est alimenté par au moins un alternateur (25) embarqué sur l'hélicoptère (1).

12. Dispositif de démarrage selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit alternateur (25) est luimême entraîné par au moins une boîte de transmission auxiliaire (30) embarquée et entraînée à son tour par au moins une turbo-machine (32) d'au moins une unité de puissance auxiliaire (31) embarquée et elle-même démarrée par au moins une batterie d'accumulateurs (33) à courant continu de l'hélicoptère (1).

13. Dispositif de démarrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le démarreur (23) à courant alternatif est alimenté en courant alternatif par l'intermédiaire d'au moins un contacteur de démarrage (26), lui-même alimenté depuis au moins une barre bus (27) de distribution de courant alternatif et connectée en parallèle à au moins un alternateur (25) embarqué sur l'hélicoptère (1) et à au moins une prise embarquée pour la connexion à au moins une unité de puissance externe (24) d'alimentation en courant alternatif.