FR3038787A1 - Procede d'alimentation et de commande d'un actionneur electrique, module de commande correspondant, actionneur et turbomachine le comprenant - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé d'alimentation et de commande d'un actionneur électrique (1) embarqué dans un aéronef, comprenant une activation de l'actionneur électrique (1) par un sous-module de pilotage (14) qui envoie la puissance électrique nécessaire à l'actionneur électrique (1) en se fournissant sur un réseau électrique (11) de l'aéronef, la puissance (Va x Ia) fournie par le réseau électrique (11) étant limitée par une valeur maximale (Va x Iamax) qui peut être dépassée temporairement par la puissance (Va x Io) demandée par le sous-module de pilotage (14), caractérisé en ce qu'il comprend une étape fournissant une puissance électrique d'appoint (Vs x Is) au sous-module de pilotage (14) à partir d'un organe (15) de stockage d'énergie électrique lorsque la puissance électrique (Va x Io) demandée par le sous-module de pilotage (14) dépasse ladite valeur maximale (Va x Iamax). L'invention concerne également le module de commande de l'actionneur exécutant ce procédé, ainsi que l'actionneur et une turbomachine le comprenant.

Description

Domaine technique : L’invention concerne la commande et l’alimentation en énergie d’un actionneur électrique embarqué dans un aéronef.

Etat de l’art :

Les objectifs de simplification des systèmes de commande, de réduction de masse et de fiabilisation des actionneurs embarqués dans les aéronefs conduisent à privilégier les systèmes électriques pour réaliser divers types de fonctions d’actionneurs, telles que les commandes de vol ou l’activation des inverseurs, par exemple.

Les turbomachines sont par exemple concernées pour la commande d’écopes. Notamment, l’ouverture et la fermeture d’une écope dynamique peut être commandée par un actionneur linéaire. Une telle écope, située dans la veine secondaire, permet l’acheminement d’un flux d’air frais de débit variable vers le carter de turbine basse pression, afin de le refroidir et de mieux contrôler les jeux entres les aubes des rotors et le carter de turbine à différents régimes moteurs.

Ici, un actionneur linéaire comporte un moteur électrique rotatif muni d’un organe mécanique de transformation d’un mouvement de rotation en translation. Par exemple, en référence à la figure 1, un actionneur 1 linéaire connu comprend un moteur 2 électrique qui entraîne une vis 3 à bille via un train d’engrenages 4, causant le déplacement axial linéaire, suivant la flèche A, d’une tige 5 de vérin. L’extrémité de la tige 5 peut ensuite être couplée à un volet (non représenté) pour le déplacer de manière à faire varier le débit d’air passant par l’écope.

Le déplacement du volet de l’écope à une certaine vitesse pour changer de position implique donc la consommation d’une puissance donnée par le moteur 2 électrique. En référence à la figure 2, cette puissance, qui correspond ici à une intensité Io de courant consommée avec une alimentation stabilisée en tension, varie au cours du temps t puis s’établit à un niveau sensiblement stable pour une vitesse donnée de déplacement. Cependant, le démarrage du déplacement du volet de l’écope par l’actionneur 1 implique un surcroît d’efforts qui conduit, pendant un laps de temps At bref mais significatif de quelques millisecondes, à une surconsommation de courant par le moteur 2 pendant les premiers instants du déplacement, dont l’intensité atteint ici une valeur maximale Iomax.

La puissance électrique est généralement fournie par un réseau électrique de l’aéronef délivrant une alimentation en courant continu avec une tension stabilisée, par exemple de 28 Volts. Pour diverses raisons, l’intensité pouvant être fournie à l’actionneur linéaire 1 est généralement limitée par une valeur Iamax donnée. Notamment, l’alimentation électrique du moteur 2 en provenance du réseau électrique de l’aéronef peut transiter par une électronique de commande qui ne peut supporter une intensité supérieure à cette valeur Iamax, par exemple égale à 1 Ampère.

Cette valeur limite Iamax de l’ampérage fourni par le réseau électrique de l’aéronef pose un vrai problème. En effet, elle peut limiter les performances dynamiques de l’actionneur électrique 1 si le pic d’intensité Iomax du transitoire représenté sur la courbe de la figure 2 dépasse la valeur limite Iamax, alors que cette dernière reste supérieure à l’intensité nécessaire pour maintenir le régime établi. Dans cet exemple, cela conduit à augmenter les temps de réaction de l’actionneur et de l’écope, donc à dégrader leurs performances pour le fonctionnement de la turbomachine. L’invention a pour but de permettre d’utiliser un actionneur électrique avec une dynamique comportant des phases transitoires durant lesquelles il utilise une puissance supérieure à celle que peut lui fournir le réseau électrique. Cela s’applique particulièrement à un actionneur électrique embarqué dans un aéronef, notamment un actionneur installé dans une turbomachine, et alimenté par un réseau électrique de ce dernier. Comme il a été évoqué plus haut, cette propriété peut permettre d’augmenter les capacités dynamiques de l’actionneur électrique et de l’équipement qu’il commande.

Présentation de l’invention: L’invention concerne à cet effet un procédé d’alimentation et de commande d’un actionneur électrique embarqué dans un aéronef, comprenant une activation de l’actionneur électrique par un sous-module de pilotage qui pilote cette activation et envoie la puissance électrique nécessaire à l’actionneur électrique en se fournissant sur un réseau électrique de l’aéronef, la puissance fournie par le réseau électrique étant limitée par une valeur maximale qui peut être dépassée temporairement par la puissance demandée par le sous-module de pilotage, caractérisé en ce qu’il comprend une étape fournissant une puissance électrique d’appoint au sous-module de pilotage à partir d’un organe de stockage d’énergie électrique lorsque la puissance électrique demandée par le sous-module de pilotage dépasse ladite valeur maximale. L’invention atteint son objectif en fournissant la puissance d’appoint nécessaire à l’actionneur lorsqu’on détecte, par la consommation du sous-module de pilotage, que ce dernier à besoin de plus de puissance que ce que peut fournir le réseau. Les actionneurs ayant généralement besoin d’un surcroît de puissance lors de phases transitoires de démarrage, durant un laps de temps limité, cela permet d’optimiser les performances dynamiques de l’actionneur en les dimensionnant pour utiliser une puissance proche de la puissance maximale disponible sur le réseau électrique de l’aéronef dans les régimes établis, de façon à pouvoir charger si nécessaire et avoir ainsi une marge de sécurité, et de puiser dans la réserve de puissance d’appoint pour les transitoires dans ce cas.

Avantageusement, l’étape de fourniture d’une puissance électrique d’appoint est pilotée par un test utilisant une mesure d’intensité du courant passant dans une ligne d’alimentation en puissance du sous-module de pilotage. Le test peut se faire sur une évolution temporelle de la mesure en continu ou sur un échantillonnage de celle-ci. L’intensité de courant permet de calculer la puissance demandée en connaissant la tension du courant passant dans la ligne d’alimentation. Dans un mode de réalisation, cette mesure peut se faire au niveau du réseau électrique de l’aéronef, déclenchant l’étape de fourniture de puissance d’appoint dès que la puissance maximale est atteinte et laissant à un organe de conversion de tension la fonction de réguler la puissance d’appoint fournie par l’organe de stockage. Dans une variante, une mesure de l’intensité du courant effectivement consommé par le sous-module de pilotage permet de contrôler la puissance d’appoint fournie par une boucle de pilotage avec retour.

De préférence, le procédé comporte en outre un test utilisant une mesure de la charge de l’organe de stockage pour évaluer l’utilité de recharger ce dernier et une étape de recharge de l’organe de stockage effectuée lorsque l’utilité de la recharge est reconnue et lorsque la puissance demandée par le sous-module de pilotage est inférieure à la dite valeur maximale. Comme précédemment, le test peut se faire sur une évolution temporelle de la mesure en continu ou sur un échantillonnage de celle-ci.

Cette étape complémentaire permet de recharger l’organe de stockage dans les séquences où le sous-module de pilotage ne consomme pas toute la puissance disponible sur le réseau électrique. En particulier, lorsque l’actionneur est très souvent sollicité, cela permet de conserver une puissance d’appoint disponible pratiquement tout le temps.

De préférence également, un test est effectué sur une mesure de la charge de l’organe de stockage pour évaluer sa capacité à fournir une puissance d’appoint et pour arrêter l’étape de fourniture de puissance d’appoint si ladite charge est insuffisante. Comme précédemment, le test peut se faire sur une évolution temporelle de la mesure en continu ou sur un échantillonnage de celle-ci.

Dans le cas, où l’organe de stockage n’aurait pu être suffisamment rechargé en dehors des périodes transitoires, cela évite de le détériorer en le déchargeant trop.

Avantageusement, dans ce cas, des commandes sont envoyées au sous-module de pilotage pour qu’il prenne en compte cette perte de puissance et pilote l’actionneur dans un mode dégradé. L’invention concerne également un module électronique de commande pour un actionneur électrique dans un équipement embarqué dans un aéronef, destiné à mettre en œuvre le procédé tel que décrit précédemment, comprenant ledit sous-module de pilotage, une ligne d’alimentation en courant électrique dudit sous-module de pilotage destinée à être connectée audit réseau électrique de l’aéronef, un organe de stockage d’électricité et un convertisseur de tension placé sur la ligne d’alimentation, ledit convertisseur de tension étant agencé pour pouvoir commuter entre un premier état où il isole l’organe de stockage, un deuxième état où l’organe de stockage envoie une puissance d’appoint sur la ligne d’alimentation et un troisième état où l’organe de stockage est rechargé à partir de la ligne d’alimentation, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un organe de contrôle relié audit convertisseur de tension et à un moyen de mesure de la puissance électrique passant par la ligne d’alimentation, ledit organe de contrôle étant agencé pour commander la commutation du convertisseur de tension à partir d’informations fournies par ledit moyen de mesure.

Avantageusement, ledit moyen de mesure est disposé sur la ligne d’alimentation, entre le réseau électrique de l’aéronef et le convertisseur de tension.

De préférence, le module électronique de commande comporte en outre un moyen de mesure de la charge de l’organe de stockage, relié à l’organe de contrôle.

Le sous-module de pilotage peut être agencé pour être alimenté en courant continu par la ligne d’alimentation. L’invention concerne aussi un actionneur électrique destiné à être embarqué dans un aéronef et comportant un tel module électronique de commande, ainsi qu’une turbomachine constituant un équipement destiné à être embarqué dans un aéronef et comportant ledit actionneur électrique.

Brève description des dessins :

La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels :

La figure 1 représente en perspective un actionneur électrique selon l’état de la technique, concerné par l’invention.

La figure 2 présente schématiquement l’évolution temporelle du courant consommé par l’actionneur de la figure 1 lorsqu’il est sollicité.

La figure 3 présente un schéma de principe d’un dispositif selon l’invention.

La figure 4 présente un schéma logique d’un mode fonctionnement du dispositif de la figure 3.

La figure 5 présente un exemple de turbomachine utilisant un dispositif selon l’invention.

Description d’un mode de réalisation de l’invention :

Dans un exemple de mode de réalisation représenté sur la figure 3, l’actionneur 1 électrique est du type de celui décrit précédemment, en relation avec la figure 1. Il comporte donc un moteur 2 électrique qui actionne une tige 5 de vérin, cette tige 5 de vérin déplaçant un organe qui exerce, par exemple une fonction de régulation de débit dans une turbomachine. Pour la suite de la présentation, en référence à l’exemple cité en introduction, on considérera qu’il s’agit d’une écope 6 dynamique, telle que représentée sur le figure 5, et que l’actionneur est un actionneur linéaire similaire à celui de la figure 1.

Dans un mode de réalisation préférée, le moteur 2 électrique est un moteur sans balais à trois phases, avec un stator bobiné. La rotation de son rotor peut ainsi être pilotée par un courant alternatif triphasé.

En référence à la figure 3, ledit actionneur électrique 1 est avantageusement équipé d’un capteur 7 qui permet de mesurer l’état de l’actionneur. Ici, le capteur 7 est disposé sur la tige 5 de vérin et fournit une mesure de position.

En général, l’organe commandé par l’actionneur, ici l’écope 6, participe au fonctionnement d’un système embarqué, en particulier une turbomachine. Généralement de même, un module électronique de contrôle 8 (appelé généralement EEC pour la dénomination anglaise d’Electronic Engine Contrôler), organe externe à l’invention, est agencé pour traiter des informations provenant de sources extérieures à l’actionneur électrique, non détaillées ici, et envoyer des commandes de déplacement vers l’actionneur électrique 1 par une première ligne 10 de transfert de signaux. Le module électronique de contrôle 8 peut également recevoir des informations du capteur 7 installé sur la tige 5 de vérin par une deuxième ligne (non représentée) de transfert de signaux et les intégrer dans son procédé de traitement pour élaborer les commandes de déplacement de l’actionneur électrique 1.

Par ailleurs, un réseau électrique 11 de l’aéronef, ici de courant continu à tension stabilisée Va, amène la puissance électrique vers l’actionneur 1. Typiquement, la tension Va nominale assurée par ce réseau est de 28 Volts et il peut fournir une intensité la de courant continu allant jusqu’à une valeur maximale Iamax égale à 1 Ampère, ce qui détermine la puissance maximale Va x Iamax fournie par le réseau électrique 11. Ce réseau électrique 11 de l’aéronef peut transiter par le module électronique de contrôle 8 mais ce n’est pas obligatoire.

Pour réaliser l’invention, un module électronique de commande 12 reçoit en entrée le réseau électrique 11 de l’aéronef et la ligne 9 de transfert de signaux de commande provenant du module électronique de contrôle 8.

Avec ces entrées, le module électronique de commande 12 assure les fonctions de fourniture de puissance et de commande de l’actionneur électrique 1 en modulant le courant électrique fourni au moteur 2 électrique par une ligne 13 d’alimentation dudit moteur. Ce module électronique de commande 12 peut être physiquement intégré à un boîtier contenant l’actionneur électrique 1 ou être déporté.

Dans l’exemple de réalisation de l’invention, le module électronique de commande 12 comprend en particulier : - Un sous-module de pilotage 14 du moteur 2 fournissant le courant électrique Im sortant du module 12 vers le moteur 2 par la ligne 13 d’alimentation et qui alimenté en puissance électrique avec un courant par une ligne 17 d’alimentation le reliant au réseau électrique 11 de l’aéronef, ledit courant électrique étant généralement à la tension Va dudit réseau électrique 11 ; - Un organe de stockage 15 d’énergie électrique agencé pour fournir un courant d’appoint de fort ampérage sur un laps de temps déterminé, à une tension flottante Vs différente de la tension Va du réseau électrique ; - un convertisseur de tension 16, ici réversible, qui est placé sur la ligne 17 d’alimentation, entre le réseau électrique 11 et le sous-module de pilotage 14, et qui a pour fonction de permettre la fourniture par l’organe de stockage 15 d’un courant d’appoint sur la ligne 17 à la tension Va utilisée par le sous-module de pilotage 14 et, avantageusement, de permettre la recharge de l’organe de stockage 15 à partir de ladite ligne 17 ; - un organe de contrôle 18 permettant notamment le pilotage du convertisseur de tension 16.

Sur l’exemple présenté, le sous-module de pilotage 14 du moteur 2 comprend un onduleur 19 alimenté en courant par la ligne 17 d’alimentation, en sortie du convertisseur de tension 16 réversible. Généralement, ce courant est fourni à la même tension Va stabilisée que celle provenant du réseau électrique 11 de l’aéronef, à l’entrée du module électrique de commande 12. Par ailleurs, il s’agit ici d’un onduleur 19 à pilotage par modulation de largeur d’impulsions (MLI) en mode sinusoïdal ou trapézoïdal et commandé par un générateur de tension MLI 20 correspondant. Avantageusement, l’information de la position du rotor du moteur 2 est transmise vers le générateur de tension MLI 20 par une ligne 21 de transfert de signal. Cette information peut être obtenue par exemple à l’aide de capteurs à effet Hall.

Elle permet au générateur de tension MLI 20 de réaliser la commutation des éléments semi-conducteurs de l’onduleur 19 et de piloter ainsi en temps réel la position du rotor (l’inducteur) du moteur 2, en pilotant la position relative du champ de l’induit (le stator bobiné) par rapport à la position du champ de l’inducteur (le rotor) par le principe de commande vectorielle pour une machine synchrone autopilotée à aimants permanents.

Par ailleurs, le générateur de tension MLI 20 est connecté à la ligne 9 de transfert de commandes provenant du module électronique de commande 8. De cette manière, le générateur de tension MLI 20 peut piloter le mouvement du moteur 2 rotatif au travers de l’onduleur 19 en fonction des commandes de déplacement envoyées par le module électronique de commande 8. En fonction de ces commandes, l’onduleur 19 demande donc sur la ligne 17 une alimentation en courant électrique de puissance variable, ayant ici une intensité de courant Io variable à la tension constante Va du réseau électrique 11 de l’aéronef.

Dans l’exemple considéré, le moteur 2 de l’actionneur 1 est dimensionné pour pouvoir déplacer l’écope jusqu’à à une vitesse donnée et pour des temps de réaction donnés. Lors du démarrage d’une mise en mouvement de l’écope par l’actionneur 1, conformément à ce qui est représenté sur la figure 2, l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur 19 sur la ligne 17, qui détermine la puissance Va x Io demandée par le sous-module de pilotage 14, passe par un maximum Iomax, afin de vaincre les efforts dus à la cinématique de l’actionneur 1 et de l’écope, alors que l’intensité du courant appelé après un laps de temps ΔΙ, définissant cette période transitoire, reste en dessous d’une valeur Io2 inférieure. Par ailleurs, notamment pour des raisons d’optimisation de performances, la valeur Io2 est proche de la valeur maximale Iamax de l’intensité la que peut fournir le réseau électrique 11 de l’aéronef, tout en restant inférieure. Par conséquent, la valeur Iomax de l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur 19 durant le transitoire est supérieure à la valeur maximale Iamax de l’intensité la du courant fourni par le réseau électrique 11 de l’aéronef. L’onduleur 19 est donc dimensionné pour utiliser un courant d’intensité Io de valeur maximale Iomax supérieure à celle Iamax fournie par le réseau électrique 11 de l’aéronef. L’organe de stockage 15 d’énergie électrique est réalisé préférentiellement par un bloc de super capacités. Cette technologie connue permet de stocker de fortes quantités d’énergie avec un encombrement et une masse relativement faible par rapport à d’autres technologies existantes. Par ailleurs, elle permet de délivrer des courants de fort ampérage Is avec des constantes de temps faibles. Ce courant est fourni à une tension Vs qui détermine ainsi la puissance VS x Is fournie par l’organe de stockage 15. Par contre cette tension Vs est différente de la tension Va provenant du réseau électrique 11 de l’aéronef. Par ailleurs cette tension Vs est flottante et peut chuter lors de la décharge des super capacités. L’utilisation des super-capacités pour réaliser l’organe de stockage 15 n’est pas limitative. Des variantes de réalisation de l’organe de stockage 15 peuvent être réalisées avec des piles à combustible ou des piles au Lithium par exemple.

Ici, le convertisseur de tension 16 réversible est agencé pour pouvoir fonctionner selon trois modes : - un premier mode Ml, dans lequel il ne transfère aucun courant entre la ligne 17 d’alimentation de l’onduleur 19 et l’organe de stockage 15; - un deuxième mode M2, dans lequel il transfère du courant de l’organe de stockage 15 vers la ligne d’alimentation de l’onduleur 19, en assurant une conversion de tension entre la tension Vs fournie par l’organe de stockage 15 et la tension Va qui doit être fournie à l’onduleur 19, de telle sorte qu’un courant Is déchargeant l’organe de stockage fournisse un appoint avec la tension Va au courant d’intensité la provenant du réseau électrique et permette d’obtenir l’intensité Io nécessaire à l’alimentation de l’onduleur 19; - un troisième mode M3, dans lequel il transfère du courant de la ligne 17 d’alimentation de l’onduleur 19 vers l’organe de stockage 15, en assurant une conversion de tension entre la tension Va de la ligne 17 d’alimentation et la tension Vs l’organe de stockage 15, de telle sorte qu’un courant Is recharge les composants de l’organe de stockage 15 en utilisant la différence de puissance disponible entre le courant d’intensité Iamax que peut fournir le réseau électrique 11 de l’aéronef et le courant d’alimentation Io utiüsé par l’onduleur 19.

Le convertisseur de tension réversible 16 peut être réalisé selon des technologies connues. Dans le cas de convertisseurs à courants continus, appelés convertisseur DC/DC (DC pour l’anglo-saxon « direct current), tels celui correspondant au présent exemple de réalisation, de telle technologies sont par exemple décrites dans le document FR2 969 861.

Le module électronique de commande 12 comprend également un organe de contrôle 18 qui permet de piloter le passage du convertisseur de tension 16 réversible entre les différents modes de fonctionnement Ml, M2, M3. L’organe de contrôle 18 comprend avantageusement un boîtier électronique exécutant un programme pour envoyer des commandes au convertisseur de tension 16 réversible via une ligne 22 de transfert de signal. L’organe de contrôle 18 est en outre équipé de moyens de mesure de la charge de l’organe de stockage 15 et de moyens de mesure de la puissance demandée par le sous-module de pilotage 14 du moteur 2. Les moyens de mesure de la charge de l’organe de stockage 15 comprennent de préférence une sonde de tension 23 envoyant sa mesure par une ligne 24 de transfert de signal.

Les moyens de mesure de la puissance demandée par le sous-module de pilotage 14 du moteur 2 peuvent comprendre une sonde de courant 25 surveillant le courant la prélevé sur le réseau électrique 11 de l’aéronef, en entrée du module électronique de commande 12. Cette sonde 25 envoie ses données par une ligne 26 de transfert de signal. Dans une variante de réalisation (non représentée), ces moyens peuvent comprendre une sonde de courant surveillant le courant Io appelé par l’onduleur 19, en entrée de ce dernier sur la ligne 17 d’alimentation. L’organe de contrôle 18 peut ainsi envoyer des commandes au convertisseur de tension 16 réversible pour, par exemple, dans un premier cas, le faire passer dans le deuxième mode M2 lorsque les mesures de la sonde de courant 25 indiquent que le courant la prélevé en entrée de la ligne 17 d’alimentation de l’onduleur 19 atteint la valeur maximale Iamax pouvant être fournie par le réseau électrique 11, et/ou, dans un deuxième cas, faire passer le convertisseur de tension 16 réversible dans le troisième mode M3, lorsque les mesures de la sonde de tension 23 indiquent que la charge Vs de l’organe de stockage 15 passe en dessous d’un seuil minimal Vs2. L’organe de contrôle 18 peut avantageusement être également utilisé pour effectuer des opérations basiques de surveillance de l’état de l’actionneur 1 et/ou du module électronique de commande 12.

Un exemple de méthode d’utilisation du module électronique de commande 12 va maintenant être décrit.

Préférentiellement, l’organe de contrôle 18 effectue un échantillonnage permanent sur la mesure de l’intensité la appelée sur le réseau électrique 11 de l’aéronef, en entrée du module électronique de commande 12, ou, dans une variante de réalisation, sur la mesure de l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur 19 sur la ligne 17 d’alimentation, en entrée de l’onduleur 19. De préférence également, l’organe de contrôle 18 effectue un échantillonnage permanent de la charge Vs aux bornes de l’organe de stockage 15.

Dans une première mise en œuvre de la méthode, en référence à la figure 4, l’organe de contrôle 18 peut utiliser simplement ces deux informations pour piloter la commutation du convertisseur de tension 16 réversible ou en effectuant des opérations mathématiques classiques, telle que la dérivée. Ces opérations sont exploitées grâce à une logique de commande de modes (logique qui n’est pas décrite dans les détails ici). L’organe de stockage effectue des tests Tl d'un premier type sur l’échantillonnage de mesures de la charge Vs de l’organe de stockage. Les tests Tl ont pour objectif de déterminer si une charge de l’organe de stockage doit être faite. L’organe de contrôle 18 les effectue par exemple en comparant la charge Vs de l’organe de stockage 15 à un premier seuil Vsl déterminé correspondant à une réserve de puissance considérée comme suffisante. Dans ce cas, si la charge Vs de l’organe de stockage est égale ou supérieure audit seuil Vsl, l’organe de contrôle 18 considère qu’il n’y a pas lieu de recharger l’organe de stockage et il considère qu’une charge doit être lancée dans le cas contraire. Notamment, lorsque l’actionneur 1 n’est pas sollicité, l’organe de contrôle 18 peut commuter le convertisseur de tension 16 réversible dans son premier mode de fonctionnement Ml si le test Tl indique qu’il n’y a pas lieu de recharger l’organe de stockage 15.

Par ailleurs, en particulier lorsque l’actionneur est sollicité, l’organe de contrôle effectue des tests T2 d’un deuxième type sur l’échantillonnage de mesures de courant, pour comparer l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur 19 à la valeur maximale Iamax de l’intensité fournie par le réseau électrique 11 de l’aéronef, et déterminer si l’onduleur 19 a besoin d’un appoint de puissance par rapport à ce que peut lui fournir le réseau électrique 11 de l’aéronef.

Dans les transitoires de démarrage de l’actionneur 1, au cours des tests T2, l’organe de contrôle 18 peut détecter que l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur 19 passe par des valeurs supérieures à la valeur maximale Iamax de l’intensité fournie par le réseau électrique 11 de l’aéronef, comme cela à été décrit plus haut.

Si c’est le cas, l’organe de contrôle 18 utilise des tests T3 d’un troisième type sur l’échantillonnage des mesures de charge Vs de l’organe de stockage 15 pour déterminer si l’organe de stockage est en mesure de fournir l’appoint de puissance. Par exemple un test T3 compare la charge Vs de l’organe de stockage 15 à un deuxième seuil Vs2 prédéterminé. Ledit deuxième seuil Vs2 correspond à un seuil de désengagement pour désactiver la décharge des super-capacités de l’organe de stockage 15 avant qu’elles ne soient totalement déchargées. Si, la charge Vs de l’organe de stockage est inférieure audit deuxième seuil Vs2, l’organe de contrôle considère qu’il ne faut pas utiliser l’organe de stockage 15 comme source d’appoint, au risque par exemple de le détériorer. Dans le cas contraire, l’organe de contrôle 18 considère que l’organe de stockage 15 peut être utilisé.

Lorsque le test T3 est positif, l’organe de contrôle 18 peut faire commuter le convertisseur de tension 16 réversible dans le deuxième mode de fonctionnement M2, de manière à fournir le courant nécessaire à l’onduleur 19 par l’appoint de l’organe de stockage 15.

Si le résultat du test T3 est négatif, l’organe de contrôle peut faire commuter le convertisseur de tension 16 réversible dans le premier mode de fonctionnement Ml. Dans ce cas, il est avantageusement agencé de manière à envoyer un signal au générateur MLI 20 pour faire fonctionner l’actionneur 1 en mode dégradé, ici une ouverture lente de l’écope, de sorte que l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur 19 reste en dessous de la valeur maximale Iamax du courant la que peut fournir le réseau électrique 11 de l’aéronef.

Dans les phases ultérieures du mouvement de l’actionneur 1 ou lorsque ce dernier n’est pas utilisé, quand l’organe de contrôle 18 détecte, par un test T2 du deuxième type que l’intensité Io du courant appelé par l’onduleur est inférieure à la valeur maximale Iamax de l’intensité fournie par le réseau électrique 11 de l’aéronef, il peut choisir le mode de fonctionnement du convertisseur de tension 16 réversible en fonction de l’état de la charge de l’organe de stockage 15.

En effectuant des tests Tl du premier type, si la charge Vs de l’organe de stockage 15 est inférieure audit premier seuil Vsl, l’organe de contrôle 18 peut commander au convertisseur de tension 16 réversible de passer dans le troisième mode de fonctionnement M3 et ainsi de permettre la recharge de l’organe de stockage 15. La marge de puissance par rapport à ce que peut fournir le réseau électrique 11 de l’aéronef peut alors être utilisée pour cette recharge.

Si les tests Tl déterminent que la charge de l’organe de stockage 15 est suffisante, par exemple dépasse le premier seuil Vsl, l’organe de contrôle 18 peut arrêter la recharge de l’organe de stockage 15 en commandant au convertisseur de tension 16 réversible de repasser dans le premier mode de fonctionnement Ml.

Avec cette méthode de fonctionnement du module électronique de commande 12, on peut ainsi utiliser l’organe de stockage 15 pour fournir l’appoint de puissance nécessaire aux transitoires du démarrage de l’actionneur 1, tout en respectant l’intensité maximale Iamax que peut fournir le réseau électrique 11 de l’aéronef, et profiter des autres phases d’utilisation de l’actionneur 1 pour recharger l’organe de stockage 15, de manière à toujours avoir la réserve de puissance disponible.

Dans une variante de réalisation, l’organe de contrôle 18 peut également utiliser les informations de commande de l’actionneur 1 provenant du module électronique de contrôle 8 pour affiner la stratégie de commutation entre les modes de fonctionnement Ml, M2, M3 du convertisseur de tension 16 réversible. Cette stratégie peut permettre d’anticiper les phases d’utilisation de l’actionneur 1 pour avoir toujours une réserve de puissance d’appoint suffisante dans l’organe de stockage 15 et/ou pour n’effectuer les recharges que lors de l’utilisation effective de l’actionneur 1. L’invention a été présentée pour le cas d’un circuit d’alimentation électrique 11 de l’aéronef fonctionnant en courant continu. Elle est cependant applicable au cas d’un circuit d’alimentation fonctionnant en courant alternatif. En effet, on peut se ramener au cas précédent en installant un convertisseur de courant alternatif en courant continu (non représenté), appelé AC/DC pour les termes anglo-saxons Alternative Current/Direct Current, en entrée du module d’alimentation et de commande 12 de l’actionneur électrique 1. La sortie du convertisseur AC/DC tient alors heu de source de courant continu stabilisé en tension pour la ligne 17 d’alimentation de l’onduleur 19.

Comme il a été évoqué plus haut, l’invention peut concerner tout actionneur électrique embarqué dans un aéronef et s’appliquer pour commander divers équipements ou organes dans cet aéronef. Elle peut concerner en particulier une turbomachine telle que celle représentée à la figure 5. Il s’agit ici d’une turbomachine double flux comportant notamment, pour la partie moteur, un compresseur basse pression 27, un compresseur haute pression 28, une chambre de combustion 29, une turbine haute pression 30 et une turbine basse pression 31, et, pour entraîner le flux secondaire, un soufflante 32. L’invention peut concerner une écope dynamique 6 placée dans la veine de flux secondaire, correspondant à l’exemple développé précédemment, et en outre, à titre d’exemples, des vannes 33 de décharges d’un compresseur 28, des commande 35 calage d’aubes, ou des commande 34 calage d’aubes sur des rotors qui sont représentées sur la figure 7 pour l’hélice de soufflante 32 mais qui sont généralement des soufflantes d’un turboréacteur mono flux ou des hélices non carénées.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Procédé d’alimentation et de commande d’un actionneur électrique (1) embarqué dans un aéronef, comprenant une activation de l’actionneur électrique (1) par un sous-module de pilotage (14) qui pilote cette activation et envoie la puissance électrique nécessaire à l’actionneur électrique (1) en se fournissant en puissance sur un réseau électrique (11) de l’aéronef, la puissance (Va x la) fournie par le réseau électrique (11) étant limitée par une valeur maximale (Va x Iamax) qui peut être dépassée temporairement par la puissance (Va x Io) demandée par le sous-module de pilotage (14), caractérisé en ce qu’il comprend une étape fournissant une puissance électrique d’appoint (Vs x Is) au sous-module de pilotage (14) à partir d’un organe (15) de stockage d’énergie électrique lorsque la puissance électrique (Va x Io) demandée par le sous-module de pilotage (14) dépasse ladite valeur maximale (Vax Iamax).
2. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape de fourniture d’une puissance électrique d’appoint (Vs x Is) est pilotée par un test (T2) utilisant une mesure d’intensité (la ; Io) du courant passant dans une ligne (17) d’alimentation en puissance du sous-module de pilotage (14) .
3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comportant en outre un test (Tl) utilisant une mesure de la charge (Vs) de l’organe (15) de stockage pour évaluer Γ utilité de recharger ce dernier et une étape de recharge de l’organe (15) de stockage effectuée lorsque Futilité de la recharge est reconnue et lorsque la puissance (Va x Io) demandée par le sous-module de pilotage (14) est inférieure à la dite valeur maximale (Va, Iamax).
4. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un test (T3) est effectué sur une mesure de la charge (Vs) de l’organe (15) de stockage pour évaluer sa capacité à fournir une puissance d’appoint et pour arrêter l’étape de fourniture de puissance d’appoint si ladite charge (Vs) est insuffisante.
5. 5. Module électronique de commande (12) pour un actionneur électrique (1) dans un équipement embarqué dans un aéronef, destiné à mettre en œuvre le procédé selon l’une des revendications précédentes, comprenant ledit sous-module de pilotage (14), une ligne (17) d’alimentation en courant électrique dudit sous-module de pilotage (14) destinée à être connectée audit réseau électrique (11) de l’aéronef, un organe (14) de stockage d’électricité et un convertisseur de tension (16) placé sur la ligne (17) d’alimentation, ledit convertisseur de tension (16) étant agencé pour pouvoir commuter entre un premier état (Ml) où il isole l’organe (15) de stockage, un deuxième état (M2) où l’organe (15) de stockage envoie une puissance (Vs x Is) d’appoint sur la ligne (17) d’alimentation et un troisième état (M3) où l’organe (15) de stockage est rechargé à partir de la ligne (17) d’alimentation, caractérisé en ce qu’il comporte en outre un organe (18) de contrôle relié audit convertisseur de tension (16) et à un moyen de mesure (25) de la puissance électrique (Va x la ; Va x Io) passant par la ligne (17) d’alimentation, ledit organe (18) de contrôle étant agencé pour commander la commutation du convertisseur de tension (16) à partir d’informations fournies par ledit moyen de mesure (25).
6. 6. Module électronique de commande (12) selon la revendication précédente, dans lequel ledit moyen de mesure (25) est disposé sur la ligne (17) d’alimentation, entre le réseau électrique (11) de l’aéronef et le convertisseur de tension (16).
7. 7. Module électronique de commande (12) selon l’une des revendications 5 ou 6, comportant en outre un moyen de mesure (23) de la charge (Vs) de l’organe (15) de stockage, relié à l’organe (18) de contrôle.
8. 8. Module électronique de commande (12) selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel le sous-module de pilotage (14) est agencé pour être alimenté en courant continu par la ligne (17) d’alimentation.
9. 9. Actionneur électrique (1) destiné à être embarqué dans un aéronef et comportant un module électronique de commande (12) selon l’une des revendications 5 à 8.
10. 10. Turbomachine comportant un actionneur électrique selon la revendication précédente.