FR3060534A1

FR3060534A1 - Architecture electrique optimisee d'un aeronef par mutualisation de ses briques de conversion d'energie electrique

Info

Publication number: FR3060534A1
Application number: FR1601796A
Authority: FR
Inventors: Damien Mariotto
Original assignee: Airbus Helicopters SAS
Current assignee: Airbus Helicopters SAS
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-22
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: FR3060534B1

Abstract

La présente invention concerne une architecture électrique optimisée (10) pour un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d'énergie électrique comportant deux réseaux électriques de bord (11,12) délivrant un courant électrique, au moins un redresseur (21-23) relié à un réseau de bord (11,12) et au moins deux onduleurs (31-34), chaque onduleur (31-34) étant relié électriquement à un redresseur (21-23) et configuré pour être relié à au moins un équipement électrique (51-58) de forte puissance électrique. Au moins deux onduleurs (31-34) sont reliés à un même redresseur (21-23) afin que lesdits onduleurs (31-34) fournissent un courant électrique différent dudit courant électrique fourni par ledit réseau de bord (11,12) auquel est relié ledit redresseur (21-23), ce courant électrique différent étant adapté au fonctionnement dudit équipement électrique (51-58) de forte puissance électrique auquel est lié chaque onduleur (31-34).

Description

060 534

01796 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :

(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) © N° d’enregistrement national

COURBEVOIE © Int Cl⁸ : B 64 D 47/00 (2017.01)

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION

A1

©) Date de dépôt : 16.12.16. (© Priorité :	© Demandeur(s) : AIRBUS HELICOPTERS—RR.
	@ Inventeur(s) : MARIOTTO DAMIEN.
®) Date de mise à la disposition du public de la demande : 22.06.18 Bulletin 18/25.
©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux apparentés :	® Titulaire(s) : AIRBUS HELICOPTERS.
©) Demande(s) d’extension :	(© Mandataire(s) : GPI & ASSOCIES.

ARCHITECTURE ELECTRIQUE OPTIMISEE D'UN AERONEF PAR MUTUALISATION DE SES BRIQUES DE CONVERSION D'ENERGIE ELECTRIQUE.

FR 3 060 534 - A1 y/y La présente invention concerne une architecture électrique optimisée (10) pour un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d'énergie électrique comportant deux réseaux électriques de bord (11,12) délivrant un courant électrique, au moins un redresseur (21 -23) relié à un réseau de bord (11,12) et au moins deux onduleurs (31-34), chaque onduleur (31-34) étant relié électriquement à un redresseur (21-23) et configuré pour être relié à au moins un équipement électrique (51-58) de forte puissance électrique. Au moins deux onduleurs (31-34) sont reliés à un même redresseur (21-23) afin que lesdits onduleurs (31-34) fournissent un courant électrique différent dudit courant électrique fourni par ledit réseau de bord (11,12) auquel est relié ledit redresseur (21-23), ce courant électrique différent étant adapté au fonctionnement dudit équipement électrique (51-58) de forte puissance électrique auquel est lié chaque onduleur (31-34).

Architecture électrique optimisée d’un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d’énergie électrique

La présente invention se situe dans le domaine technique des systèmes de distribution et de génération de courants électriques et plus particulièrement dans le domaine technique des architectures électriques des aéronefs à voilures tournantes.

L’invention concerne une architecture électrique optimisée d’un aéronef par mutualisation de « briques de conversion » d’énergie électrique pour fournir des courants électriques à haute tension électrique destinés notamment au démarrage de l’installation motrice de l’aéronef ainsi qu’à l’alimentation électrique d’équipements électriques de forte puissance électrique de l’aéronef.

Un aéronef comporte en effet différents équipements électriques de forte puissance électrique, tels qu’un démarreur d’un moteur thermique, un dispositif de climatisation de la cabine de l’aéronef ou bien un système de dégivrage des pales des rotors de l’aéronef, nécessitant une alimentation électrique adaptée à haute tension électrique pour leurs fonctionnements. Cette haute tension électrique est différente de la tension électrique fournie généralement par le ou les réseaux de bord de l’aéronef.

Un aéronef comporte par exemple comme réseaux de bord un réseau électrique à basse tension électrique de l’aéronef, désigné par l’acronyme « LV » correspondant à la désignation en langue anglaise « Low Voltage » et un réseau électrique à très basse tension électrique, désigné par l’acronyme « VLV » pour la désignation en langue anglaise « Very Low Voltage ».

Par exemple, selon la norme EN-2282 utilisée dans le domaine aéronautique, le réseau électrique à basse tension électrique fournit un courant électrique alternatif triphasé d’une tension électrique de 115 Volts (115V) et le réseau électrique à très basse tension électrique fournit un courant électrique continu d’une tension électrique de 28V. Par ailleurs, la norme internationale MIL-STD-704, utilisée également dans le domaine aéronautique, définit un courant électrique alternatif triphasé d’une tension électrique de 270V utilisé pour une alimentation électrique adaptée à haute tension électrique pour ces équipements électriques de forte puissance électrique.

Dès lors, chaque équipement électrique de forte puissance électrique est associé à des briques de conversion pour adapter son alimentation électrique en fonction du réseau de bord auquel il est relié. Une brique de conversion est par exemple un convertisseur AC/DC d’un courant électrique alternatif, éventuellement triphasé, en un courant électrique continu désigné plus communément « redresseur » ou bien un convertisseur DC/AC d’un courant électrique continu en un courant électrique alternatif, éventuellement triphasé, désigné plus communément « onduleur ». Un contrôleur est toujours associé à un onduleur afin de contrôler et de piloter le courant électrique, et en particulier sa tension électrique et sa fréquence qui peuvent être variables, fourni par l’onduleur en fonction du besoin de l’équipement électrique de forte puissance électrique.

La combinaison d’un redresseur et d’un onduleur permet ainsi de transformer un courant électrique alternatif en un autre courant électrique alternatif de tensions électriques et de fréquences différentes voire variables, en la transformant de façon intermédiaire par le redresseur en un courant électrique continu.

Pour chaque équipement électrique, les briques de conversion remplissent la même fonction mais pour des tensions électriques et des puissances électriques qui peuvent être différentes.

Par exemple, une installation motrice d’un aéronef comporte généralement un ou deux moteurs thermiques principaux destinés à l’entrainement des rotors principal et anticouple de l’aéronef et éventuellement un moteur thermique auxiliaire désigné par l’acronyme « APU » correspondant à la désignation en langue anglaise « Auxiliary Power Unit » et destiné à alimenter le réseau de bord de l’aéronef par l’intermédiaire d’un générateur électrique.

L’installation motrice comporte un démarreur électrique principal pour chaque moteur thermique principal, chaque démarreur principal pouvant également faire fonction de générateur électrique afin d’alimenter avec un courant électrique alternatif à basse tension électrique le réseau de bord de l’aéronef. L’installation motrice comporte éventuellement un démarreur électrique auxiliaire associé au moteur thermique auxiliaire. Ces démarreurs principaux et auxiliaire fonctionnent de manière transitoire pendant au moins une minute, mais jamais de façon simultanée.

Chaque démarreur électrique nécessite une alimentation électrique par un courant électrique alternatif à haute tension électrique. Chaque démarreur principal est alors alimenté via une unité de contrôle de démarrage principale par le réseau électrique à basse tension électrique fournissant un courant électrique alternatif. L’unité de contrôle de démarrage principale comporte alors, comme briques de conversion, un redresseur et un onduleur.

Le démarreur électrique auxiliaire peut quant à lui être alimenté via une unité de contrôle de démarrage auxiliaire par le réseau électrique à très basse tension électrique fournissant un courant électrique continu afin de pouvoir être démarré alors que le réseau électrique à basse tension électrique n’est pas disponible. L’unité de contrôle de démarrage auxiliaire comporte alors, comme brique de conversion, uniquement un onduleur. Toutefois, l’unité de contrôle de démarrage auxiliaire peut comporter deux briques de conversion, à savoir deux onduleurs, en parallèle par souci de sécurité afin de garantir la disponibilité du démarrage du moteur auxiliaire malgré une panne d’une de ces briques de conversion.

La puissance électrique de chaque brique de conversion des démarreurs principaux est de l’ordre de 15 kiloWatts (15kW) et la puissance électrique de chaque brique de conversion pour le démarreur auxiliaire est de l’ordre de 5kW.

Un aéronef comporte généralement, suivant ses dimensions, un ou plusieurs dispositifs de climatisation destinés à la climatisation de la cabine de l’aéronef et entraînés respectivement par un moteur électrique alimenté par un courant électrique alternatif à haute tension électrique. Ces dispositifs de climatisation fonctionnent généralement de façon permanente et leur moteur électrique est respectivement alimenté via une unité de contrôle moteur désigné par l’acronyme « MCU » correspondant à la désignation en langue anglaise « Motor Control Unit » par le réseau électrique à basse tension électrique de l’aéronef. Chaque unité de contrôle moteur comporte, comme briques de conversion, un redresseur et un onduleur. Chaque brique de conversion a par exemple une puissance électrique de l’ordre de 12kW.

Selon son domaine d’utilisation, un aéronef peut comporter un système de dégivrage destiné respectivement au dégivrage des pales du rotor principal de l’aéronef et de son rotor anticouple. Chaque système de dégivrage est alimenté via un système de distribution de puissance électrique désigné par l’acronyme « PDS » correspondant à la désignation en langue anglaise « Power Distribution System » par le réseau électrique à basse tension électrique de l’aéronef. Chaque système de distribution de puissance électrique comporte, comme briques de conversion, uniquement un redresseur, un système de dégivrage nécessitant classiquement une alimentation électrique par un courant électrique continu à haute tension électrique. Chaque brique de conversion a une puissance électrique de l’ordre de 20kW.

On peut noter que généralement un système de dégivrage utilisé par temps froid ne fonctionne pas en même temps qu’un dispositif de climatisation utilisé par temps plus chaud.

Une telle architecture électrique comporte donc des briques de conversion utilisées de façon indépendante pour chaque équipement électrique de forte puissance électrique. Ces briques de conversion, qui peuvent être redondantes, conduisent à une masse importante de cette architecture électrique et pénalisante pour l’aéronef, en particulier pour sa capacité de charge utile.

Par exemple, la masse totale des briques de conversion d’une telle architecture électrique est de l’ordre de 45 kilogrammes (45kg) sans système de dégivrage et peut être de l’ordre de 75kg avec deux systèmes de dégivrage.

La présente invention a pour but de s’affranchir des limitations mentionnées ci-dessus en réduisant et en optimisant la masse constituée par ces briques de conversion de l’architecture électrique en les mutualisant, c’est-à-dire en utilisant de façon commune une ou plusieurs briques de conversion pour l’alimentation électrique de différents équipements électriques de forte puissance électrique. La présente invention a alors pour objet une architecture électrique optimisée d’un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d’énergie électrique.

Selon l’invention, une architecture électrique optimisée d’un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d’énergie électrique comporte :

-au moins un réseau électrique de bord, susceptible de délivrer un courant électrique avec une tension électrique,

-au moins un redresseur relié à un réseau de bord, et

-au moins deux onduleurs, chaque onduleur étant relié électriquement à un redresseur et configuré pour être relié à au moins un équipement électrique de forte puissance électrique.

Cette architecture électrique comporte par exemple comme réseaux de bord un réseau électrique à basse tension électrique fournissant un courant électrique alternatif et un réseau électrique à très basse tension électrique fournissant un courant électrique continu.

Cette architecture électrique optimisée est remarquable en ce qu’au moins deux onduleurs sont reliés à un même redresseur, afin que chaque onduleur fournisse un courant électrique différent du courant électrique fourni par le réseau de bord auquel est relié le redresseur. Ce courant électrique différent est adapté au fonctionnement de l’équipement électrique de forte puissance électrique auquel est lié chaque onduleur.

De la sorte, le nombre de redresseurs de l’architecture électrique peut être diminué et optimisé, un redresseur pouvant alimenter au moins deux onduleurs sans dégrader le fonctionnement de l’architecture électrique et des équipements électriques de forte puissance électrique qu’elle comporte.

Notamment, l’architecture électrique peut comporter au moins un démarreur électrique et au moins un dispositif de climatisation comme équipements électriques de forte puissance électrique ainsi qu’une unité de contrôle de démarrage destinée à alimenter électriquement au moins un démarreur électrique. L’unité de contrôle de démarrage est munie d’un premier redresseur et d’un premier onduleur afin d’alimenter le démarreur électrique avec le courant électrique alternatif adapté à haute tension électrique. Avantageusement, chaque démarreur électrique fonctionnant de façon temporaire pendant un temps limité, au moins un dispositif de climatisation peut alors être alimenté électriquement par un onduleur dédié, cet onduleur dédié étant relié électriquement au premier redresseur de l’unité de contrôle de démarrage et alimenté électriquement par ce premier redresseur.

De plus, le froid généré par le dispositif de climatisation peut être partiellement utilisé par le premier redresseur afin de refroidir ce premier redresseur sans utiliser d’énergie électrique supplémentaire pour ce refroidissement.

L’architecture électrique peut aussi comporter au moins un système de dégivrage comme équipement électrique de forte puissance électrique. Avantageusement, au moins un système de dégivrage peut alors être relié électriquement au premier redresseur de l’unité de contrôle de démarrage et est alimenté électriquement par ce premier redresseur, chaque démarreur électrique fonctionnant de façon temporaire.

Par ailleurs, lorsque l’architecture électrique comporte au moins deux démarreurs électriques, chaque démarreur électrique peut être relié électriquement à la même unité de contrôle de démarrage et alimenté électriquement par cette même unité de contrôle de démarrage. En effet, les démarreurs électriques ne fonctionnant pas simultanément, une même unité de contrôle de démarrage peut être utilisée sans perturber le fonctionnement de l’aéronef et minimisant ainsi avantageusement sa masse.

De la sorte, l’architecture électrique selon l’invention peut être optimisée en termes de nombre de briques de conversion, formées par les redresseurs et les onduleurs, et par suite en termes de masse, en mutualisant ces briques de conversion sans dégrader le fonctionnement de cette architecture électrique.

L’invention et ses avantages apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures 1 à 3 annexées qui représentent trois exemples d’une architecture électrique optimisée d’un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d’énergie électrique.

Les éléments présents dans plusieurs figures distinctes sont affectés d’une seule et même référence.

Les exemples d’architectures électriques optimisées 10 d’un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d’énergie électrique représentés sur les figures 1 à 3 sont destinés à équiper un aéronef à voilure tournante et à alimenter électriquement des équipements électriques 51-58 de forte puissance électrique.

De façon commune, chaque exemple d’une telle architecture électrique optimisée 10 comporte deux réseaux de bord 11,12. Un premier réseau de bord 11 est un réseau électrique à basse tension électrique fournissant un premier courant électrique alternatif et un second réseau de bord 12 est un réseau électrique à très basse tension électrique fournissant un second courant électrique continu.

Chaque exemple d’une telle architecture électrique optimisée 10 permet d’alimenter électriquement des équipements électriques 51-58 de forte puissance électrique de différents types.

Tout d’abord, chaque exemple d’une telle architecture électrique optimisée 10 comporte d’une part deux démarreurs électriques principaux 51,52 destinés au démarrage respectif de deux turbines à gaz 61,62 et d’autre part un démarreur électrique auxiliaire 53 destiné au démarrage d’un moteur thermique auxiliaire 63. Les deux turbines à gaz 61,62 entraînent en rotation par l’intermédiaire d’une boîte de transmission principale de puissance le rotor principal et le rotor anticouple de l’aéronef. Le moteur thermique auxiliaire 63 entraîne un alternateur générant un courant électrique alimentant les réseaux de bord 11,12. Chaque démarreur électrique 51,52,53 est alimenté par un courant électrique alternatif à haute tension électrique.

Chaque exemple d’une telle architecture électrique optimisée 10 comporte également deux dispositifs de climatisation 54,55. Ces deux dispositifs de climatisation 54,55 permettent la climatisation de l’intérieur de la cabine de l’aéronef. Chaque dispositif de climatisation 54,55 est alimenté par un courant électrique alternatif à haute tension électrique, dont la fréquence et/ou la tension électrique sont différentes de la fréquence et/ou la tension électrique du courant électrique alternatif alimentant chaque démarreur électrique 51,52,53.

De plus, chaque exemple d’une telle architecture électrique optimisée 10 comporte un dispositif d’interconnexion 56 alimentant de façon simultanée un premier système de dégivrage 57 destiné au dégivrage des pales du rotor principal de l’aéronef et un second système de dégivrage 58 destiné au dégivrage des pales de son rotor anticouple. Chaque système de dégivrage 57,58 nécessite une alimentation électrique par un courant électrique continu à haute tension électrique pour son fonctionnement.

Enfin, chaque exemple d’une telle architecture électrique optimisée 10 comporte une unité de contrôle de démarrage principale 13 reliée d’une part au premier réseau de bord 11 et d’autre part aux deux démarreurs électriques principaux 51,52, une unité de contrôle de démarrage auxiliaire 14 reliée d’une part au second réseau de bord 12 et d’autre part au démarreur électrique auxiliaire 53, deux unités de contrôle moteur 15,16 reliées d’une part au premier réseau de bord 11 et d’autre part respectivement à un dispositif de climatisation 54,55 et un système de distribution de puissance électrique 17 relié d’une part au premier réseau de bord 11 et d’autre part au dispositif d’interconnexion 56.

Selon le premier exemple d’une architecture électrique optimisée 10 représenté sur la figure 1, l’unité de contrôle de démarrage principale 13 comporte un premier redresseur 21, un premier onduleur 31 et un premier contrôleur 41 alors que l’unité de contrôle de démarrage auxiliaire 14 comporte un deuxième onduleur 32 et un deuxième contrôleur 42.

L’unité de contrôle de démarrage principale 13 peut ainsi alimenter dans un premier temps un premier démarreur électrique principal 51 pour démarrer une première turbine à gaz 61, puis dans un second temps un second démarreur électrique principal 52 pour démarrer une seconde turbine à gaz 62.

Plus précisément, le premier redresseur 21 permet ainsi de transformer le premier courant électrique alternatif du premier réseau de bord 11 à basse tension électrique en un courant électrique continu à haute tension électrique et le premier onduleur 31 permet de transformer ce courant électrique continu à haute tension électrique en un courant électrique alternatif à haute tension électrique afin d’alimenter un des démarreurs principaux 51,52. Le premier contrôleur 41 permet de contrôler ce courant électrique alternatif à haute tension électrique, en particulier sa tension électrique et sa fréquence et de le modifier si nécessaire en fonction du besoin de chaque démarreur principal 51,52.

De la sorte, cette architecture électrique optimisée 10 permet d’assurer le démarrage des deux turbines à gaz 61,62 avec une seule unité de contrôle de démarrage principale 13. Les turbines à gaz 61,62 étant démarrées l’une après l’autre, cette unité de contrôle de démarrage principale 13 a une puissance électrique égale à la puissance électrique de chaque unité de contrôle de démarrage utilisée classiquement pour un aéronef bimoteur.

De même, l’unité de contrôle de démarrage auxiliaire 14 peut alimenter le démarreur électrique auxiliaire 53 pour démarrer le moteur thermique auxiliaire 63 à partir du second réseau de bord 12. Le deuxième onduleur 32 permet de transformer le second courant électrique continu du second réseau de bord 12 en un courant électrique alternatif à haute tension électrique afin d’alimenter le démarreur auxiliaire 53. Le deuxième contrôleur 42 permet de contrôler ce courant électrique alternatif à haute tension électrique, en particulier sa tension électrique et sa fréquence et de le modifier si nécessaire en fonction du besoin du démarreur auxiliaire 53.

En outre, une première unité de contrôle moteur 15 comporte un deuxième redresseur 22, un troisième onduleur 33 et un troisième contrôleur 43 alors qu’une seconde unité de contrôle moteur 16 comporte un quatrième onduleur 34 et un quatrième contrôleur 44. Le troisième onduleur 33 et le quatrième onduleur 34 sont reliés au deuxième redresseur 22. De la sorte, la première unité de contrôle moteur 15 alimente un premier dispositif de climatisation 54 et la seconde unité de contrôle moteur 16 alimente un second dispositif de climatisation 55 en utilisant le même deuxième redresseur 22.

Plus précisément, le deuxième redresseur 22 permet tout d’abord de transformer le premier courant électrique alternatif du premier réseau de bord 11 à basse tension électrique en un courant électrique continu à haute tension électrique. Ensuite, le troisième onduleur 33 et le quatrième onduleur 34 permettent de transformer ce courant électrique continu à haute tension électrique en deux courants électriques alternatifs à haute tension électrique afin d’alimenter respectivement chaque dispositif de climatisation 54,55. Comme précédemment évoqué, les troisième et quatrième contrôleurs 43,44 permettent de contrôler ces courants électriques alternatifs à haute tension électrique et de les modifier si nécessaire.

De la sorte, cette architecture électrique optimisée 10 permet ainsi d’assurer le fonctionnement des deux dispositifs de climatisation 54,55 avec deux unités de contrôle moteur 15,16, mais le seul deuxième redresseur 22 vis-à-vis d’une architecture électrique traditionnelle utilisant deux redresseurs pour le fonctionnement de deux dispositifs de climatisation. Ce deuxième redresseur 22 alimentant seul les deux dispositifs de climatisation 54,55 a une puissance électrique supérieure à la puissance électrique d’un redresseur utilisé classiquement pour alimenter un dispositif de climatisation équivalent et égale la somme des puissances électriques de deux redresseurs qui seraient utilisés pour alimenter indépendamment ces deux dispositif de climatisation 54,55.

II pourrait être envisageable de mutualiser également le troisième onduleur 33 et le quatrième onduleur 34. Toutefois, les deux dispositifs de climatisation 54,55 fonctionnant de façon indépendante, leurs besoins en courant électrique peuvent être différents. L’utilisation d’un troisième onduleur 33 et d’un quatrième onduleur 34 distincts permet une gestion indépendante de l’alimentation électrique des deux dispositifs de climatisation 54,55.

Par ailleurs, le système de distribution de puissance électrique 17 comporte un troisième redresseur 23 afin d’alimenter de façon conjointe et simultanée les deux systèmes de dégivrage 57,58 par l’intermédiaire du dispositif d’interconnexion 56. Ce troisième redresseur 23 permet ainsi de transformer le second courant électrique alternatif du premier réseau de bord 11 à basse tension électrique en un courant électrique continu à haute tension électrique permettant d’alimenter les systèmes de dégivrage 57,58.

De la sorte, cette architecture électrique optimisée 10 permet ainsi d’assurer le dégivrage des pales du rotor principal et du rotor anticouple avec un seul troisième redresseur 23 vis-à-vis d’une architecture électrique traditionnelle d’un aéronef. Le système de distribution de puissance électrique 17 a alors une puissance électrique égale à la somme des puissances électriques des deux systèmes de distribution de puissance électrique 17 utilisés classiquement.

La réduction du nombre de redresseurs et d’onduleurs permis par ce premier exemple d’architecture électrique optimisée 10 permet de diminuer sa masse et, par suite, de permettre une augmentation de la charge utile transportable par l’aéronef.

Le premier redresseur 21 et le deuxième redresseur 22 sont par exemple des redresseurs avec transformateur désigné par l’acronyme « ATRU » pour la désignation en langue anglaise « Auto-Transformer Unit » alors que le troisième redresseur 23 est un redresseur avec isolation désignés par l’acronyme « TRU » pour la désignation en langue anglaise « Transformer Rectifier Unit ».

Selon le deuxième exemple d’une architecture électrique optimisée 10 représenté sur la figure 2, l’unité de contrôle de démarrage principale 13, l’unité de contrôle de démarrage auxiliaire 14, la seconde unité de contrôle moteur 16 et le système de distribution de puissance électrique 17 sont identiques au premier exemple.

Seule la première unité de contrôle moteur 15 est différente du premier exemple architecture électrique optimisée 10 par la suppression du deuxième redresseur 22. Le troisième onduleur 33 et le quatrième onduleur 34 sont alors reliés électriquement au premier redresseur 21 de l’unité de contrôle de démarrage principale 13 et alimentés par le courant électrique continu à haute tension électrique fourni par ce premier redresseur 21. Cette suppression du deuxième redresseur 22 est effectuée sans modification de l’unité de contrôle de démarrage principale 13 en termes de puissance électrique.

En effet, les démarreurs principaux 51,52 sont alimentés uniquement pour le démarrage des turbines à gaz 61,62, à savoir de façon temporaire, pendant une courte durée. Une fois les deux turbines à gaz 61,62 démarrées, les démarreurs principaux 51,52 ne sont pas utilisés en fonction démarrage. De plus, les dispositifs de climatisation 54,55 sont utilisés principalement lors des vols de l’aéronef. Le courant électrique continu à haute tension électrique disponible en sortie du premier redresseur 21 peut donc être utilisé après le démarrage des deux turbines à gaz 61,62 pour l’alimentation électrique des dispositifs de climatisation 54,55, par l’intermédiaire respectivement des troisième et quatrième onduleurs 33,34, sans pénaliser les fonctionnalités de l’aéronef.

De la sorte, ce deuxième exemple d’architecture électrique optimisée 10 permet de supprimer le deuxième redresseur 22 vis-àvis du premier exemple et de diminuer de nouveau la masse de l’architecture électrique optimisée 10.

Selon le troisième exemple d’une architecture électrique optimisée 10 représenté sur la figure 3, l’unité de contrôle de ¹⁵ démarrage principale 13, l’unité de contrôle de démarrage auxiliaire 14, la seconde unité de contrôle moteur 16 et le système de distribution de puissance électrique 17 sont identiques au premier exemple. Les différences entre ce troisième exemple et le premier exemple se situent d’une part au niveau de la façon de relier ces composants entre eux et d’autre part au niveau de la première unité de contrôle moteur 15.

Tout d’abord, une première différence vis-à-vis du premier exemple d’architecture électrique optimisée 10 est l’alimentation électrique du démarreur électrique auxiliaire 53 par l’unité de contrôle de démarrage principale 13. Cette alimentation électrique du démarreur électrique auxiliaire 53 par l’unité de contrôle de démarrage principale 13 vient en complément de son alimentation électrique par l’unité de contrôle de démarrage auxiliaire 14.

Cette alimentation électrique du démarreur électrique auxiliaire 53 par l’unité de contrôle de démarrage principale 13 assure ainsi une sécurisation de cette alimentation électrique et, pas suite, du démarrage du moteur thermique auxiliaire 63 sans ajout de composants dédiés, si ce n’est des câbles de liaisons électriques, contrairement à l’art antérieur qui nécessite un redresseur supplémentaire pour cette fonction de sécurisation. De la sorte, cette sécurisation est réalisée sans augmentation notable de la masse de l’architecture électrique.

Une deuxième différence vis-à-vis du premier exemple d’architecture électrique optimisée 10 est l’alimentation électrique du quatrième onduleur 34 de la seconde unité de contrôle moteur 16 par le premier onduleur 21 en lieu et place du deuxième onduleur 22. Comme pour le deuxième exemple d’architecture électrique optimisée 10, le premier onduleur 21 peut être utilisé pour alimenter les dispositifs de climatisation 54,55.

Cependant, la puissance électrique nécessaire pour le fonctionnement des deux dispositifs de climatisation 54,55 peut être sensiblement égale voire supérieure à la puissance électrique nécessaire pour le démarrage de chaque turbine à gaz 61,62. Dès lors, pour ne pas modifier la puissance électrique de l’unité de contrôle de démarrage principale 13, la première unité de contrôle moteur 15 comporte un deuxième redresseur 22 alimentant uniquement le troisième onduleur 33 de cette première unité de contrôle moteur 15.

De fait, la puissance électrique de ce deuxième redresseur 22 est limitée au seul besoin du premier dispositif de climatisation 54, le deuxième dispositif de climatisation 55 étant alimenté par l’intermédiaire du premier redresseur 21. Par suite, la masse de ce deuxième redresseur 22 est faible et l’unité de contrôle de démarrage principale 13 est avantageusement dimensionnée vis-àvis des seuls besoins de démarrage des turbines à gaz 61,62.

Une troisième différence vis-à-vis du premier exemple d’architecture électrique optimisée 10 est l’alimentation électrique des deux systèmes de dégivrage 57,58, par l’intermédiaire du dispositif d’interconnexion 56, par le courant électrique continu à haute tension électrique sortant du premier redresseur 21. En effet, ces systèmes de dégivrage 57,58 sont utilisés en vol par temps froid, les turbines à gaz 61,62 étant déjà démarrées. De plus, les dispositifs de climatisation 54,55 ne fonctionnent pas par temps froid. Dès lors, le courant électrique continu à haute tension électrique sortant du premier redresseur 21 est disponible et peut donc être utilisé pour alimenter ces systèmes de dégivrage 57,58.

Le système de distribution de puissance électrique 17 pourrait alors être supprimé afin de diminuer la masse de ce troisième exemple d’une architecture électrique optimisée 10. Toutefois, le fonctionnement de la fonction dégivrage étant une fonction de sécurité, le système de distribution de puissance électrique 17 peut être conservé en fonction de sécurisation afin d’assurer la disponibilité de cette fonction de dégivrage. Dans ce cas, la puissance électrique du système de distribution de puissance électrique 17 peut tout de même être réduite, le fonctionnement des dispositifs de dégivrage 57,58 dans un mode de sécurisation pouvant être dans un mode dégradé nécessitant moins de puissance électrique.

De la sorte, ce troisième exemple d’architecture électrique optimisée 10 permet de diminuer de nouveau la masse de cette d’architecture électrique optimisée 10 et d’obtenir ainsi une optimisation de cette masse tout en assurant la sécurisation de la fonction dégivrage des pales des rotors principal et anticouple ainsi que du démarrage du moteur thermique auxiliaire 63.

Enfin, selon ce troisième exemple, le froid généré par le dispositif de climatisation 54 est avantageusement utilisé afin de refroidir le premier redresseur 21 par l’intermédiaire d’un moyen d’échange de chaleur 6 relié à ce dispositif de climatisation 54. Ce moyen d’échange de chaleur 6 est par exemple une plaque de ce dispositif de climatisation 54.

Naturellement, la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en œuvre. Bien que plusieurs modes de réalisation aient été décrits, on comprend bien qu’il n’est pas concevable d’identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. II est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS

1. Architecture électrique optimisée (10) pour un aéronef par mutualisation de ses briques de conversion d’énergie électrique comportant :

-au moins un réseau électrique de bord (11,12), susceptible de délivrer un courant électrique avec une tension électrique,

-au moins un redresseur (21-23) relié à un réseau de bord (11,12), et

-au moins deux onduleurs (31-34), chaque onduleur (31-34) étant relié électriquement à un redresseur (21-23) et configuré pour être relié à au moins un équipement électrique (51-58) de forte puissance électrique, caractérisée en ce qu’au moins deux onduleurs (31-34) sont reliés à un même redresseur (21-23) afin que lesdits onduleurs (31-34) fournissent un courant électrique différent dudit courant électrique fourni par ledit réseau de bord (11,12) auquel est relié ledit redresseur (21-23).
2. Architecture électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite architecture électrique (10) comportant au moins un démarreur électrique (51-53) et au moins un dispositif de climatisation (54,55) comme équipements électriques de forte puissance électrique ainsi qu’une unité de contrôle de démarrage principale (13) destinée à alimenter électriquement au moins un démarreur électrique (51-53), ladite unité de contrôle de démarrage principale (13) étant munie d’un premier redresseur (21) et d’un premier onduleur (31), au moins un dispositif de climatisation (54,55) est alimenté électriquement par un onduleur dédié (33,34) alimenté électriquement par ledit premier redresseur (21).
3. Architecture électrique (10) selon la revendication 2 caractérisée en ce que le froid généré par ledit dispositif de climatisation (54,55) est partiellement utilisé par ledit premier redresseur (21) afin de refroidir ledit premier redresseur (21).
4. Architecture électrique (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite architecture électrique (10) comportant au moins un démarreur électrique (51-53) et au moins un système de dégivrage (57,58) comme équipements électriques de forte puissance électrique ainsi qu’une unité de contrôle de démarrage principale (13) destinée à alimenter électriquement au moins un démarreur électrique (51-53), ladite unité de contrôle de démarrage principale (13) étant munie d’un premier redresseur (21) et d’un premier onduleur (31), au moins un système de dégivrage (57,58) est alimenté électriquement par ledit premier redresseur (21).
5. Architecture électrique (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que ladite architecture électrique (10) comporte au moins deux démarreurs électriques (51-53) comme équipements électriques de forte puissance électrique et lesdits au moins deux démarreurs électriques (51-53) sont alimentés électriquement par une même unité de contrôle de démarrage principale (13) comportant un premier redresseur (21) et un premier onduleur (31).

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