FR3103647A1 - Architecture électrique pour un aéronef à propulsion hybride thermique/électrique et aéronef bimoteurs comprenant une telle architecture - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une architecture électrique pour un aéronef bimoteurs à propulsion hybride thermique/électrique, et pour chaque turbomoteur, l’architecture comprend : un réseau de distribution électrique propulsif (32) continu haute tension, un réseau de distribution électrique non propulsif (56) couplé à des charges de l’aéronef, et un réseau de distribution électrique (76) couplé à des charges d’un système de régulation électrifié du turbomoteur, et dans laquelle des sources d’alimentation sont mutualisées pour ces différents réseaux. Figure pour l'abrégé : Figure 1
Description
L’invention se rapporte à une architecture électrique pour un aéronef à propulsion hybride thermique/électrique comprenant, pour chaque turbomoteur, une telle architecture.
Il est connu de l’état de la technique une installation propulsive hybride d’un aéronef, communément appelée hybridation parallèle, avec une génération de puissance thermoélectrique.
Une installation propulsive hybride comporte généralement, pour chaque turbomoteur, plusieurs réseaux de distribution électrique: un réseau de distribution électrique propulsif pour l’alimentation des équipements liés au système propulsif, un réseau de distribution électrique non propulsif pour l’alimentation des charges de l’aéronef, et un réseau de distribution électrique des charges du système de régulation électrifié du turbomoteur. Toutefois, ces réseaux de distribution électrique sont généralement alimentés par des sources d’alimentation distinctes.
Il existe un besoin de mutualiser les sources d’alimentation de ces différents réseaux de distribution électrique. En effet, une solution sans mutualisation de ces sources, comme par exemple une solution avec des générateurs électriques exclusifs pour le réseau de distribution électrique propulsif, présente des inconvénients:
- l’intégration d’un plus grand nombre de machines électriques dans chaque turbomoteur,
- la diminution de la souplesse dans la répartition des puissances entre générateurs au sein des turbomoteurs,
- le dimensionnement important des générateurs électriques, et
- la faible utilisation de certains équipements liés à l’hybridation (une utilisation inférieure à 10% de certains équipements), qui représentent donc une masse inutile lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
L’invention a pour objectif de proposer une solution permettant de remédier à au moins certains de ces inconvénients.
L’invention a pour but de fournir une architecture propulsive hybride thermique-électrique qui respecte les grands principes de sécurité électrique, tels que l’isolation électrique entre le réseau de distribution électrique propulsif, le réseau de distribution électrique non propulsif et le réseau de distribution électrique des charges du système de régulation électrifié du turbomoteur, ainsi que l’isolation électrique entre les réseaux de distribution électrique des turbomoteurs, et qui est optimisée en terme de nombre de composants ou équipements.
En particulier, la présente invention propose une architecture propulsive hybride permettant l’injection et le prélèvement de puissance sur les arbres haute et basse pression des turbomoteurs pour les besoins propulsifs de l’aéronef, la fourniture de puissance électrique aux charges de l’aéronef, et la fourniture de puissance électrique aux charges des systèmes de régulation électrifiés des turbomoteurs de l’aéronef, et ceci de manière optimale et sécurisée.
Le principe de la présente invention se base sur la mutualisation de certaines sources pour les trois réseaux de distribution électrique à alimenter.
À cet effet, l’invention concerne une architecture électrique pour un aéronef à propulsion hybride thermique/électrique, ledit aéronef comportant deux turbomoteurs, chaque turbomoteur étant muni d’un système de régulation électrifié, et pour chaque turbomoteur, ladite architecture comprend:
- un réseau de distribution électrique propulsif continu haute tension,
- un réseau de distribution électrique non propulsif couplé à des charges de l’aéronef ou des turbomoteurs,
- une pluralité de premières machines électriques mécaniquement couplées à un arbre haute pression dudit turbomoteur, chacune desdites premières machines électriques étant configurée pour fonctionner en mode moteur pour fournir de la puissance propulsive mécanique et en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique,
- au moins une deuxième machine électrique mécaniquement couplée à un arbre basse pression dudit turbomoteur et configurée pour fonctionner en mode moteur pour fournir de la puissance propulsive mécanique et en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique,
- au moins une source d’énergie auxiliaire couplée audit réseau de distribution électrique propulsif et configurée pour fournir de l’énergie auxdites premières et deuxième machines électriques lorsque lesdites premières et/ou deuxième machines électriques fonctionnent en mode moteur et pour alimenter ledit réseau de distribution électrique propulsif,
- des moyens électroniques de conversion d’énergie couplés auxdites premières et deuxième machines électriques, à la source d’énergie auxiliaire et audit réseau de distribution électrique propulsif,
- un réseau de distribution électrique couplé à des charges dudit système de régulation électrifié, et
- au moins une troisième machine électrique mécaniquement couplée audit arbre haute pression et configurée pour fonctionner en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique, ladite troisième machine électrique étant dédiée audit réseau de distribution électrique couplé à des charges dudit système de régulation électrifié.
Le réseau de distribution électrique propulsif est destiné à alimenter des équipements de puissance importante, notamment des équipements liés au système propulsif, tels que des machines électriques. Ce réseau a le niveau de tension le plus élevé de l’architecture. L’utilisation du réseau de distribution électrique propulsif uniquement pour les équipements de puissance importante permet de minimiser le courant à fournir, et par conséquent, permet de diminuer le nombre de câbles avec une section importante, et ainsi de réduire l’encombrement et la masse dus aux câbles électriques.
Le réseau de distribution électrique non propulsif est destiné à alimenter en électricité des équipements de puissance intermédiaire, c’est-à-dire des équipements liés au système non propulsif désignés comme des «charges» de l’aéronef, ou des charges de faible puissance des turbomoteurs ou de l’aéronef. Ce réseau a un niveau de tension inférieur au niveau de tension du réseau de distribution électrique propulsif. Le réseau de distribution électrique non propulsif peut être un réseau de distribution électrique continu ou alternatif.
Les premières machines électriques sont des sources électriques lorsqu’elles fonctionnent en mode générateur, et des charges lorsqu’elles fonctionnent en mode moteur, notamment au démarrage du turbomoteur.
De même, la ou les deuxièmes machines électriques sont des sources électrique lorsqu’elles fonctionnent en mode générateur, et des charges lorsqu’elles fonctionnent en mode moteur, notamment au démarrage du turbomoteur.
Avantageusement, l’architecture selon l’invention présente des synergies entre ses différents organes, et notamment entre les sources principales (premières et deuxièmes machines électriques) et sources annexes (source d’énergie auxiliaire) pour l’alimentation en énergie électrique de l’ensemble des consommateurs des réseaux de distribution électrique dans les différentes phases de fonctionnement, ce qui permet une optimisation de la masse et du volume de cette dernière, notamment grâce à la mutualisation des équipements pour effectuer différentes fonctions au sein de l’aéronef.
L’architecture selon l’invention garantit la disponibilité des différentes fonctions au sein de l’aéronef, et assure le fonctionnement sécurisé de l’aéronef.
Avantageusement, l’architecture selon l’invention peut être reconfigurée, ce qui permet une disponibilité et une sureté de fonctionnement adaptée aux besoins de l’aéronef.
La gestion énergétique et le dimensionnement de l’architecture selon l’invention sont optimisés, notamment grâce à la présence de sources annexes sur le réseau de distribution électrique propulsif. Ceci permet avantageusement une optimisation de la masse et du volume de l’architecture. En effet, il est possible de choisir à chaque instant la source d’énergie électrique la plus adaptée aux besoins de l’aéronef, et la meilleure répartition entre les différentes sources (sources dans le turbomoteur (premières et deuxièmes machines électriques) ou sources dans l’aéronef (source d’énergie auxiliaire)).
Avantageusement, le dimensionnement des équipements, par exemple de type moto-pompes, du système de régulation électrifié des turbomoteurs est optimisé, notamment grâce à la souplesse de l’alimentation électrique fournie.
Le réseau de distribution électrique propulsif peut être conçu avec des contraintes de qualité réseau moins élevées que celles du réseau de distribution électrique non propulsif. Ceci permet avantageusement de limiter la masse des éléments de filtrage nécessaires pour garantir la qualité du réseau (du fait que ce réseau sera dédié à un nombre de charges ou de sources d’énergie de forte puissance naturellement moins sensibles que les charges de l’aéronef alimentées par le réseau de distribution électrique non propulsif). Ceci permet également de limiter les contraintes sur le pouvoir de coupure des composants de protection du réseau de distribution électrique propulsif (en limitant les courants de défaut), grâce au contrôle des différents convertisseurs électroniques de puissance.
Le réseau de distribution électrique couplé à des charges du système de régulation électrifié peut comprendre:
- un premier sous-réseau de distribution électrique continu, ledit premier sous-réseau de distribution électrique continu étant configuré pour être alimenté par ledit réseau de distribution électrique propulsif ou par ledit réseau de distribution électrique non propulsif, et
- un deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif.
L’architecture peut également comporter des moyens d’isolation et de coupure configurés pour passer d’une première configuration dans laquelle ledit deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif est couplé à ladite troisième machine électrique de sorte à être alimenté par ladite troisième machine électrique, à une seconde configuration dans laquelle ledit deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif est couplé audit premier sous-réseau de distribution électrique continu, via au moins un convertisseur électronique de puissance, de sorte à être alimenté par ledit premier sous-réseau de distribution électrique continu, et inversement.
L’architecture selon l’invention peut comprendre au moins un convertisseur électronique de puissance connectant ledit réseau de distribution électrique propulsif et ledit réseau de distribution électrique non propulsif.
L’architecture selon l’invention peut comprendre au moins un convertisseur électronique de puissance connectant ledit réseau de distribution électrique propulsif et ledit réseau de distribution électrique couplé à des charges dudit système de régulation électrifié.
Selon un mode de réalisation, les premières machines électriques sont mécaniquement couplées à l’arbre haute pression en liaison directe.
Selon un autre mode de réalisation, les premières machines électriques sont mécaniquement couplées à l’arbre haute pression au moyen d’un premier boîtier d’accessoires.
Selon un mode de réalisation, la ou les deuxièmes machines électriques sont mécaniquement couplées à l’arbre basse pression en liaison directe.
Selon un autre mode de réalisation, la ou les deuxièmes machines électriques sont mécaniquement couplées à l’arbre basse pression au moyen d’un deuxième boîtier d’accessoires.
Les premières machines électriques peuvent être ségréguées l’une de l’autre ou les unes des autres.
Selon un mode de réalisation, les premières machines électriques sont ségréguées l’une de l’autre ou les unes des autres sur le premier boîtier d’accessoires (ségrégation complète).
Selon un autre mode de réalisation, les premières machines électriques sont ségréguées l’une de l’autre ou les unes des autres sur l’arbre haute pression (ségrégation complète).
Selon un autre mode de réalisation, les premières machines électriques ont un carter commun sur l’arbre haute pression et sont ségréguées l’une de l’autre ou les unes des autres au moyen de circuits magnétiques et électriques (ségrégation interne). Les circuits magnétiques et électriques magnétiques et électriques peuvent être partiellement ou totalement ségrégués.
Selon un autre mode de réalisation, les premières machines électriques ont un carter commun sur l’arbre haute pression et un circuit magnétique de rotor commun, et sont ségréguées l’une de l’autre ou les unes des autres de façon magnétique et électrique sur un stator.
Selon un autre mode de réalisation, les premières machines électriques ont un carter commun sur l’arbre haute pression et un circuit magnétique de rotor et de stator commun, et sont ségréguées l’une de l’autre ou les unes des autres de façon électrique sur le stator.
L’architecture selon l’invention peut comprendre une pluralité de sources d’énergie auxiliaire.
Les sources d’énergie auxiliaires peuvent comprendre un ou une pluralité d’éléments de stockage d’énergie réversibles et/ou une ou une pluralité de machines électriques auxiliaires et/ou une ou une pluralité de piles à combustibles. Les sources d’énergie auxiliaire comprenant des éléments de stockage d’énergie réversibles permettent avantageusement à l’architecture de pouvoir stocker l’énergie prélevée sur les arbres haute pression et basse pression du turbomoteur dans les phases de prélèvement, et sur les autres sources d’énergie auxiliaire, pour la réutiliser dans d’autres phases.
Le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles peuvent comprendre des batteries et/ou des super-condensateurs.
Selon un mode de réalisation dans lequel le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles sont des super-condensateurs, les moyens électroniques de conversion d’énergie comprennent des convertisseurs électroniques de puissance continu-continu réversibles couplés entre le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles et le réseau de distribution électrique propulsif.
Selon un mode de réalisation dans lequel le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles sont des batteries, les moyens électroniques de conversion d’énergie comprennent des convertisseurs électroniques de puissance continu-continu réversibles couplés entre le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles et le réseau de distribution électrique propulsif.
Selon un autre mode de réalisation dans lequel le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles sont des batteries, le ou les éléments de stockage d’énergie réversibles sont couplés directement au réseau de distribution électrique propulsif.
La ou les sources d’énergie auxiliaires peuvent être agencées dans l’aéronef, c’est-à-dire que la ou les sources d’énergie auxiliaires peuvent ne pas être intégrées dans les turbomoteurs.
La ou les sources d’énergie auxiliaires peuvent être mutualisées pour les deux turbomoteurs.
Selon un mode de réalisation, les moyens électroniques de conversion d’énergie sont agencés à proximité des premières et deuxièmes machines électriques.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens électroniques de conversion d’énergie sont agencés à distance des premières et deuxièmes machines électriques, par exemple dans le turbomoteur, notamment dans la nacelle, ou dans l’aéronef.
Le réseau de distribution électrique propulsif peut comprendre:
- un premier sous-réseau de distribution électrique propulsif couplé aux premières et deuxièmes machines électriques, et
- un deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif couplé à ladite source d’énergie auxiliaire.
L’architecture peut en outre comprendre des moyens d’isolation et de coupure agencés entre les premier et deuxième sous-réseaux de distribution électrique propulsifs et configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre lesdits premier et deuxième sous-réseaux de distribution électrique propulsifs.
Les premières et deuxièmes machines électriques peuvent être reliées en parallèle, via des convertisseurs électroniques de puissance associés, au premier sous-réseau de distribution électrique propulsif.
L’architecture peut comprendre des moyens d’isolation et de coupure agencés entre chaque première machine électrique avec son convertisseur électronique de puissance associé et le premier sous-réseau de distribution électrique propulsif et configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre chaque première machine électrique et le sous-réseau de distribution électrique propulsif.
L’architecture peut comprendre des moyens d’isolation et de coupure agencés entre la ou les deuxièmes machines électriques avec leurs convertisseurs électronique de puissance associés et le premier sous-réseau de distribution électrique propulsif et configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre la ou les deuxièmes machines électriques et le sous-réseau de distribution électrique propulsif.
Les premières et deuxièmes machines électriques peuvent être couplées au premier sous-réseau de distribution électrique propulsif au moyen des moyens électroniques de conversion d’énergie.
Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre des convertisseurs électroniques de puissance continu-alternatif couplés entre les premières machines électriques et le réseau de distribution électrique propulsif.
Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre un convertisseur électronique de puissance continu-alternatif couplé entre la ou les deuxièmes machines électriques et le réseau de distribution électrique propulsif.
L’architecture peut comprendre des moyens d’isolation et de coupure agencés entre la source d’énergie auxiliaire et le deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif et configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre la source d’énergie auxiliaire et le sous-réseau de distribution électrique propulsif.
La source d’énergie auxiliaire peut être couplée au deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif par les moyens électroniques de conversion d’énergie. Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre un convertisseur électronique de puissance couplé entre la source d’énergie auxiliaire et le réseau de distribution électrique propulsif. Ce convertisseur électronique de puissance est continu-continu lorsque la source d’énergie auxiliaire est de type batterie ou super-condensateur. Ce convertisseur électronique de puissance est continu-alternatif lorsque la source d’énergie auxiliaire est de type démarreur-générateur.
Le premier sous-réseau de distribution électrique propulsif peut être agencé dans le turbomoteur.
Le deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif peut être agencé dans l’aéronef, c’est-à-dire que le deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif n’est pas agencé dans le turbomoteur.
Selon un mode de réalisation, le réseau de distribution électrique propulsif est configuré pour alimenter directement une partie des charges de l’aéronef.
La ou les machines électriques auxiliaires peuvent être couplées à un ou une pluralité de groupes auxiliaires de puissance.
L’architecture peut comprendre au moins un groupe auxiliaire de puissance couplé avec un démarreur-générateur, ledit groupe auxiliaire de puissance étant couplé au réseau de distribution électrique propulsif, via au moins un convertisseur électronique de puissance continu-alternatif. Le convertisseur électronique de puissance continu-alternatif peut être configuré pour fournir de la puissance au démarreur-générateur pour démarrer le groupe auxiliaire de puissance et pour fournir de la puissance au réseau de distribution électrique propulsif lorsque le groupe auxiliaire de puissance est démarré.
L’architecture peut comprendre un pont de diodes agencé entre le groupe auxiliaire de puissance et le réseau de distribution électrique propulsif.
Le convertisseur électronique de puissance continu-alternatif peut être configuré pour, une fois le groupe auxiliaire de puissance démarré, alimenter des machines électriques de l’aéronef, telles que des compresseurs d’un système de conditionnement d’air de l’aéronef.
La tension du premier sous-réseau de distribution électrique continu peut être inférieure ou égale à la tension du réseau de distribution électrique propulsif.
Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre un convertisseur électronique de puissance continu-continu couplé entre le premier sous-réseau de distribution électrique continu et le réseau de distribution électrique propulsif.
Le convertisseur électronique de puissance continu-continu peut présenter une isolation galvanique.
Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre un convertisseur électronique de puissance couplé entre le premier sous-réseau de distribution électrique continu et le réseau de distribution électrique non propulsif.
Selon un mode de réalisation dans lequel le réseau de distribution électrique non propulsif est un réseau de distribution électrique continu, le convertisseur électronique de puissance est un convertisseur électronique de puissance continu-continu.
Selon un mode de réalisation dans lequel le réseau de distribution électrique non propulsif est un réseau de distribution électrique alternatif, le convertisseur électronique de puissance est un convertisseur électronique de puissance continu-alternatif.
La troisième machine électrique peut être une machine à aimants permanents.
Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre des convertisseurs électroniques de puissance continu-alternatif agencés en parallèle entre le premier sous-réseau de distribution électrique continu et le deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif.
Les moyens électroniques de conversion d’énergie peuvent comprendre au moins un ou des convertisseurs électroniques de puissance couplés entre le réseau de distribution électrique non propulsif et le réseau distribution électrique propulsif.
Les convertisseurs électroniques de puissance peuvent être reliés entre eux en parallèle.
Les convertisseurs électroniques de puissance peuvent être réversibles.
Les convertisseurs électroniques de puissance peuvent présenter une isolation galvanique. Ceci permet de garantir la non-propagation de certains types de défaut de l’un des réseaux de distribution électrique vers l’autre.
Selon un mode de réalisation dans lequel le réseau de distribution électrique non propulsif est un réseau de distribution électrique continu, les convertisseurs électroniques de puissance sont des convertisseurs électroniques de puissance continu-continu.
Selon un mode de réalisation dans lequel le réseau de distribution électrique non propulsif est un réseau de distribution électrique alternatif, les convertisseurs électroniques de puissance sont des convertisseurs électroniques de puissance continu-alternatif. Ces convertisseurs peuvent être synchronisés avec le groupe auxiliaire de puissance ou avec des sources externes, pour éviter les chutes de tension d’alimentation des charges pendant les commutations des sources, ou pour permettre de gérer et d’optimiser la consommation selon les différentes sources d’énergie.
L’invention concerne également un aéronef à propulsion hybride thermique/électrique comprenant deux turbomoteurs, chaque turbomoteur comprenant un arbre haute pression et un arbre basse pression, et pour chaque turbomoteur, ledit aéronef comprend une architecture propulsive hybride selon l’invention.
Selon un mode de réalisation, le réseau de distribution électrique propulsif d’un premier turbomoteur est couplé au réseau de distribution électrique propulsif d’un deuxième turbomoteur. L’aéronef comprend en outre des moyens d’isolation et de coupure agencés entre les réseaux de distribution électrique propulsifs des premier et deuxième turbomoteurs et configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre ces réseaux de distribution électrique.
Selon un autre mode de réalisation, les réseaux de distribution électrique propulsifs des premier et deuxième turbomoteurs sont indépendants et ségrégués.
L’aéronef peut en outre comprendre un réseau de distribution électrique non propulsif de secours. Le réseau de distribution électrique non propulsif de secours peut être alimenté par les réseaux de distribution électrique non propulsifs des deux turbomoteurs.
Le réseau de distribution électrique non propulsif d’un premier turbomoteur peut être ségrégué du réseau de distribution électrique non propulsif d’un deuxième turbomoteur.
Les charges peuvent comporter un système de contrôle de l’environnement de l’aéronef (ECS, acronyme de l’expression anglaise «Environmental Control System»), qui contrôle la pression et la température de la cabine de l’aéronef, et le convertisseur électronique de puissance peut être configuré pour fonctionner comme démarreur du groupe auxiliaire de puissance, et comme convertisseur électronique de puissance du système de contrôle de l’environnement de l’aéronef lorsqu’il est connecté audit système de contrôle de l’environnement de l’aéronef. Le groupe auxiliaire de puissance peut être configuré pour être commuté sur un pont de diodes pour fournir de l’énergie électrique continue au deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif.
Les réseaux de distribution électrique propulsifs et les réseaux de distribution électrique non propulsifs peuvent être ségrégués et isolés galvaniquement.
Ceci permet de garantir une qualité réseau compatible avec les contraintes normatives sur les réseaux de distribution électrique propulsifs, tout en limitant les contraintes de filtrage sur les réseaux de distribution électrique propulsifs, les réseaux de distribution électrique propulsifs n’alimentant que des équipements de puissance élevée qui sont peu sensibles aux interférences électromagnétiques (EMI, acronyme de l’expression anglaise «ElectroMagnetic Interference»).
Ceci permet également de référencer les réseaux de distribution électrique non propulsifs à la structure de l’aéronef, afin de faciliter la mise en œuvre de protections et de limiter la masse du câblage des charges de faible puissance (par utilisation du retour de courant par l’aéronef), tout en garantissant une forte disponibilité des réseaux de distribution électrique propulsifs à l’aide des réseaux de distribution électrique propulsifs isolés de l’aéronef.
Les réseaux de distribution électrique propulsifs et le réseau de distribution électrique couplé à des charges du système de régulation électrifié peuvent être ségrégués et isolés galvaniquement.
Les réseaux de distribution électrique non propulsifs peuvent être des réseaux de distribution électrique alternatifs. Dans ce cas, les réseaux de distribution électrique non propulsifs et le deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif peuvent être synchronisés et couplés en parallèle.
Le groupe auxiliaire de puissance peut être une pile à combustible. Dans ce cas, l’architecture comporte un convertisseur électronique de puissance continu-continu agencé entre le groupe auxiliaire de puissance et le réseau de distribution électrique propulsif.
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 d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels:
Les éléments ayant les mêmes fonctions dans les différentes mises en œuvre ont les mêmes références dans les figures.
La figure 1 représente une architecture électrique pour un aéronef de type bimoteurs à propulsion hybride thermique/électrique. L’architecture n’est ici décrite et représentée que pour un des deux turbomoteurs de l’aéronef, mais est composée de deux parties quasiment symétriques associées à chaque turbomoteur. Bien que non représentée, la partie associée au deuxième turbomoteur de l’architecture est répétée en miroir.
L’architecture comporte une partie associée au premier turbomoteur 10, une partie associée à l’aéronef 12, et une partie associée au deuxième turbomoteur (non représentée). Les traits A, B en pointillés représentent la séparation entre les deux turbomoteurs et l’aéronef.
L’architecture comprend deux machines électriques MG1 HP, MG2 HP mécaniquement couplées, par accouplement direct ou par le biais d’une boîte de réduction, i.e. un système d’engrenages, à un arbre haute pression du turbomoteur. Chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP est configurée pour fonctionner en mode moteur pour fournir de la puissance propulsive mécanique et en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique.
Autrement dit, les machines électriques MG1 HP, MG2 HP assurent des fonctions d’injection et de prélèvement de puissance mécanique dédiées aux besoins propulsifs du turbomoteur, incluant l’injection de puissance pour le démarrage, et constituant une hybridation parallèle du turbomoteur. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP assurent également des fonctions de génération de puissance électrique (non propulsive) pour les besoins de l’aéronef et du turbomoteur, notamment pour des équipements d’un système de régulation électrifié du turbomoteur.
Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont donc des sources électriques lorsqu’elles fonctionnent en mode générateur, et des charges lorsqu’elles fonctionnent en mode moteur, notamment au démarrage du turbomoteur.
Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP peuvent être mécaniquement couplées à l’arbre haute pression en liaison directe. En variante, les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont mécaniquement couplées à l’arbre haute pression au moyen d’un boîtier d’accessoires (AGB, acronyme de l’expression anglaise «Accessory Gear Box»). Le boîtier d’accessoires peut être dédié aux machines électriques MG1 HP, MG2 HP. En particulier, un renvoi d’angle peut être agencé entre chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP et l’arbre haute pression.
Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP peuvent être ségréguées l’une de l’autre. En particulier, comme représenté sur les figures 2 à 6, différentes configurations sont possibles selon le degré de ségrégation souhaité.
La figure 2 représente les machines électriques MG1 HP, MG2 HP mécaniquement couplées à l’arbre haute pression au moyen d’un boîtier d’accessoires 14. L’entrée mécanique 16 du boîtier d’accessoires 14 est destinée à être couplée à l’arbre haute pression. Une première sortie mécanique 18 du boîtier d’accessoires 14 est couplée à la machine électrique MG1 HP, et une deuxième sortie mécanique 20 du boîtier d’accessoires 14 est couplée à la machine électrique MG2 HP. Chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP comporte un stator 22a, 22b, un rotor 24a, 24b, un carter 28a, 28b qui lui est propre. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont ségréguées l’une de l’autre sur le boîtier d’accessoires 14. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP peuvent avoir des vitesses de rotation différentes de la vitesse de rotation de l’arbre haute pression selon le rapport de multiplication défini par le boîtier d’accessoires 14.
La figure 3 représente les machines électriques MG1 HP, MG2 HP mécaniquement couplées à l’arbre haute pression 26 en liaison directe. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP tournent à la même vitesse que l’arbre haute pression. Chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP comporte un stator 22a, 22b, un rotor 24a, 24b, et un carter 28a, 28b qui lui est propre. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont ségréguées l’une de l’autre sur l’arbre haute pression 26.
La figure 4 représente les machines électriques MG1 HP, MG2 HP mécaniquement couplées à l’arbre haute pression 26 en liaison directe. Chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP comporte un stator 22a, 22b et un rotor 24a, 24b qui lui est propre, et un carter 28 qui est commun aux deux machines électriques. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont ségréguées l’une de l’autre, de façon interne, au moyen des circuits magnétiques et électriques (dont les détails ne sont pas représentés).
La figure 5 représente les machines électriques MG1 HP, MG2 HP mécaniquement couplées à l’arbre haute pression 26 en liaison directe. Chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP comporte un stator 22a, 22b qui lui est propre, et un rotor 24 et un carter 28 qui sont communs aux deux machines électriques, ainsi qu’un circuit magnétique de rotor commun (dont les détails ne sont pas représentés). Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont ségréguées l’une de l’autre de façon magnétique et électrique sur les stators 22a, 22b.
La figure 6 représente les machines électriques MG1 HP, MG2 HP mécaniquement couplées à l’arbre haute pression 26 en liaison directe. Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP comportent un stator 22, un rotor 24 et un carter 28 qui sont communs aux deux machines électriques, ainsi qu’un circuit magnétique de stator et de rotor commun (dont les détails ne sont pas représentés). Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP sont ségréguées l’une de l’autre de façon électrique sur le stator 22.
L’architecture comprend au moins une machine électrique MG BP mécaniquement couplée, par accouplement direct ou par le biais d’une boîte de réduction, à un arbre basse pression du turbomoteur. Bien que non représenté, l’architecture peut comprendre une pluralité de machines électriques MG BP mécaniquement couplées à un arbre basse pression du turbomoteur. Ici, seule une machine électrique MG BP est représentée. La machine électrique MG BP est configurée pour fonctionner en mode moteur pour fournir de la puissance propulsive mécanique et en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique.
Autrement dit, la machine électrique MG BP assure des fonctions d’injection et de prélèvement de puissance mécanique dédiées aux besoins propulsifs du turbomoteur , et constituant une hybridation parallèle du turbomoteur. La machine électrique MG BP assure également des fonctions de génération de puissance électrique (non propulsive) pour les besoins de l’aéronef et du turbomoteur, notamment pour des équipements du système de régulation électrifié du turbomoteur.
La machine électrique MG BP est une source électrique lorsqu’elle fonctionne en mode générateur, et une charge lorsqu’elle fonctionne en mode moteur.
La machine électrique MG BP peut être mécaniquement couplée à l’arbre basse pression en liaison directe. En variante, la machine électrique MG BP est mécaniquement couplée à l’arbre basse pression au moyen d’un boîtier d’accessoires. Le boîtier d’accessoires peut être dédié à machine électrique MG BP. En particulier, un renvoi d’angle peut être agencé entre la machine électrique MG BP et l’arbre basse pression.
Les machines électriques MG BP peuvent être ségréguées l’une de l’autre. En particulier, selon le degré de ségrégation souhaité, les différentes configurations représentées sur les figures 2 à 6 pour les machines électriques MG1 HP et MG2 HP sont possibles pour les machines électriques MG BP.
Par analogie à la figure 2, les machines électriques MG BP peuvent être mécaniquement couplées à l’arbre basse pression au moyen d’un boîtier d’accessoires, dont l’entrée mécanique est destinée à être couplée à l’arbre basse pression. Une première sortie mécanique du boîtier d’accessoires est destinée à être couplée à une première machine électrique MG BP, et une deuxième sortie mécanique du boîtier d’accessoires est destinée à être couplée à une deuxième machine électrique MG BP. Chaque machine électrique MG BP peut comporter un stator, un rotor, et un carter qui lui est propre. Les machines électriques MG BP peuvent être ségréguées l’une de l’autre sur le boîtier d’accessoires. Les machines électriques MG BP peuvent avoir des vitesses de rotation différentes de la vitesse de rotation de l’arbre haute pression selon le rapport de multiplication défini par le boîtier d’accessoires.
Par analogie à la figure 3, les machines électriques MG BP peuvent être mécaniquement couplées à l’arbre basse pression en liaison directe. Les machines électriques MG BP peuvent tourner à la même vitesse que l’arbre basse pression. Chaque machine électrique MG BP peut comporter un stator, un rotor, et un carter qui lui est propre. Les machines électriques MG BP peuvent être ségréguées l’une de l’autre sur l’arbre haute pression.
Par analogie à la figure 4, les machines électriques MG BP peuvent être mécaniquement couplées à l’arbre haute pression en liaison directe. Chaque machine électrique MG BP peut comporter un stator et un rotor qui lui est propre, et un carter qui est commun aux deux machines électriques. Les machines électriques MG BP peuvent être ségréguées l’une de l’autre, de façon interne, au moyen des circuits magnétiques et électriques.
Par analogie à la figure 5, les machines électriques MG BP peuvent être mécaniquement couplées à l’arbre haute pression en liaison directe. Chaque machine électrique MG BP peut comporter un stator qui lui est propre, et un rotor et un carter qui sont communs aux deux machines électriques, ainsi qu’un circuit magnétique de rotor commun. Les machines électriques MG BP peuvent être ségréguées l’une de l’autre de façon magnétique et électrique sur les stators.
Par analogie à la figure 6, les machines électriques MG BP peuvent être mécaniquement couplées à l’arbre haute pression en liaison directe. Les machines électriques MG BP peuvent comporter un stator un rotor et un carter qui sont communs aux deux machines électriques, ainsi qu’un circuit magnétique de stator et de rotor commun. Les machines électriques MG BP peuvent être ségréguées l’une de l’autre de façon électrique sur le stator.
L’architecture comprend des sources d’énergie auxiliaires 30 afin de disposer de sources supplémentaires (liées à la notion d’hybridation) lors de phases d’injection de puissance vers les arbres haute pression et basse pression du turbomoteur, et d’alimenter un réseau de distribution électrique propulsif 32 si les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP ne sont pas disponibles (lorsque les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP sont utilisées pour l’injection de puissance et ne peuvent donc elles-mêmes fournir de l’énergie, ou lorsque le turbomoteur est éteint ou en panne).
En particulier, les sources d’énergie auxiliaires 30 sont couplées au réseau de distribution électrique propulsif 32 et configurées pour fournir de l’énergie aux machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP lorsque ces machines électriques fonctionnent en mode moteur et pour alimenter le réseau de distribution électrique propulsif 32 lorsque les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP ne sont pas disponibles.
Les sources d’énergie auxiliaires 30 peuvent être utilisées même si les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP sont théoriquement disponibles, à des fins d’optimisation énergétique ou de dimensionnement. Par exemple, il peut être moins coûteux énergétiquement de prélever de l’énergie sur les sources d’énergie auxiliaires 30 que sur les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP du turbomoteur dans certaines phases. De même, il peut être moins coûteux de réduire la puissance des machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP (i.e. des machines électriques principales), et d’utiliser les sources d’énergie auxiliaires 30 (i.e. des sources annexes) pour apporter un complément d’énergie.
Les sources d’énergie auxiliaires 30 peuvent comprendre des éléments de stockage d’énergie réversibles 34, 34’ (l’élément de stockage 34’ étant couplé au réseau de distribution électrique 32’ du deuxième turbomoteur). Les éléments de stockage 34 peuvent comprendre des batteries et/ou des super-condensateurs. Comme représenté sur la figure 1, les éléments de stockage 34 sont de préférence agencés dans la partie aéronef 12 de l’architecture, et non pas dans la partie turbomoteur 10. Les éléments de stockage 34 peuvent être mutualisés entre les deux parties associées aux turbomoteurs de l’architecture. En variante, comme représenté sur la figure 1, les éléments de stockage 34, 34’ sont indépendants pour chaque turbomoteur.
Les sources d’énergie auxiliaires 30 peuvent comprendre une ou des machines électriques auxiliaires APU SG1 qui sont des groupes auxiliaires de puissance 36. Les machines électriques APU SG1 peuvent être utilisées pour démarrer ces groupes auxiliaires de puissance 36. Comme représenté sur la figure 1, les machines électriques auxiliaires APU SG1 peuvent être agencées dans la partie aéronef 12 de l’architecture, et non pas dans la partie turbomoteur 10. Les machines électriques auxiliaires APU SG1 peuvent être mutualisées entre les deux parties associées aux turbomoteurs de l’architecture, comme représenté sur la figure 1. Les variantes de mutualisation représentées en figure 4, 5 et 6 peuvent s’appliquer aux machines électriques auxiliaires APU SG1. En variante représentée sur les figures 2 et 3, les machines électriques auxiliaires APU SG1 peuvent être indépendantes pour chaque turbomoteur.
Les sources d’énergie auxiliaires 30 peuvent comprendre une ou des piles à combustibles (non représentées). Les piles à combustibles peuvent être localisées dans l’aéronef, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas agencées dans le turbomoteur. Les piles à combustibles peuvent être mutualisées entre les deux parties associées aux turbomoteurs de l’architecture, ou peuvent être indépendantes pour chaque turbomoteur. Sur l’architecture de la figure 1, les piles à combustibles peuvent remplacer le groupe auxiliaire de puissance 36.
L’architecture comprend des moyens électroniques de conversion d’énergie couplés aux machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP, aux sources d’énergie auxiliaires 30 et au réseau de distribution électrique propulsif 32. Les moyens électroniques de conversion d’énergie sont associés aux sources d’énergie auxiliaires 30 pour contrôler l’énergie et le réseau de distribution électrique propulsif 32 associé. Les moyens électroniques de conversion d’énergie (i.e. de l’électronique de puissance) comportent des convertisseurs électroniques de puissance.
Chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP est couplée au réseau de distribution électrique propulsif 32 par au moins un ou par plusieurs convertisseurs 38a, 38b électroniques de puissance réversibles agencés en parallèle. Le réseau de distribution électrique propulsif 32 étant un réseau de distribution électrique continu, ces convertisseurs 38a, 38b sont des convertisseurs continu-alternatif (DC/AC sur la figure 1, acronyme des termes anglais «Direct Current», DC, et «Alternative Current», AC). Ces convertisseurs 38a, 38b assurent une fonction de contrôle de la puissance électrique prélevée ou envoyée vers les machines électriques MG1 HP, MG2 HP pour assurer les fonctions de celles-ci.
La machine électrique MG BP est couplée au réseau de distribution électrique propulsif 32 par au moins un ou par plusieurs convertisseurs 40 électroniques de puissance réversibles agencés en parallèle. Le réseau de distribution électrique propulsif 32 étant un réseau de distribution électrique continu, ces convertisseurs 40 sont des convertisseurs DC/AC. Ces convertisseurs 40 assurent une fonction de contrôle de la puissance électrique prélevée ou envoyée vers la machine électrique MG BP pour assurer les fonctions de celle-ci.
Les convertisseurs 38a, 38b, 40 sont connectés au réseau de distribution électrique propulsif 32 fournissant la puissance nécessaire ou transférant la puissance électrique provenant des machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP vers les éléments de stockage 34, 34’ ou vers des consommateurs (i.e. des charges). Ces convertisseurs 38a, 38b, 40 participent également à la stabilisation du réseau de distribution électrique propulsif 32. Ces convertisseurs 38a, 38b, 40 peuvent être localisés à proximité, et notamment au plus près possible (par exemple intégrées), des machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP. En variante, ces convertisseurs 38a, 38b, 40 peuvent être agencés à distance des machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP, c’est-à-dire être délocalisés dans un autre emplacement du turbomoteur, par exemple dans le compartiment de la soufflante, dans le cœur ou dans un pylône du turbomoteur, ou encore dans l’aéronef (c’est-à-dire à l’extérieur du turbomoteur).
Lorsque les éléments de stockage 34, 34’ sont des super-condensateurs, ces derniers sont reliés au réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ par un ou des convertisseurs 42, 42’ électroniques de puissance continu-continu (DC/DC sur la figure 1) réversibles. Ces convertisseurs 42, 42’ assurent une fonction de contrôle de l’énergie électrique prélevée ou envoyée vers les éléments de stockage 34, 34’ pour assurer les fonctions de ceux-ci. Ces convertisseurs 42, 42’ peuvent également participer à la stabilisation du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’.
Lorsque les éléments de stockage 34, 34’ sont des batteries, ces derniers peuvent être reliés au réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ par un ou des convertisseurs 42, 42’ électroniques de puissance DC/DC réversibles (le convertisseur 42’ étant couplé au réseau de distribution électrique propulsif 32’ et aux éléments de stockage 34’ associés au deuxième turbomoteur). En variante, les batteries peuvent être couplées directement au réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’.
L’architecture comprend donc, pour chaque turbomachine, un réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ continu haute tension. Le réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ est destiné à alimenter des équipements liés au système propulsif.
Les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP et les sources d’énergie auxiliaires 30 sont reliées au réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’, éventuellement par l’intermédiaire de leurs convertisseurs 38a, 38b, 40, 42, 42’. La tension U du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ est régulée autour d’une valeur prédéterminée comprise entre 540VDC et 1000VDC, en versions 0VDC et +UVDC, ou ±U/2VDC. La régulation de la tension du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ est assurée par les convertisseurs 38a, 38b, 40, 42, 42’, 74, 74’.
Le réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ comporte un premier sous-réseau de distribution électrique propulsif 44 localisé dans le turbomoteur et sur lequel sont connectées en parallèle les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, MG BP associées à leurs convertisseurs 38a, 38b, 40. Sur la figure 1, le premier sous-réseau de distribution électrique propulsif 44 est agencé dans la partie turbomoteur 10 de l’architecture, et non pas dans la partie aéronef 12.
Des moyens d’isolation et de coupure 48a, 48b, 50 sont agencés entre chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP, MG BP et le premier sous-réseau de distribution électrique propulsif 44 de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre chaque machine électrique MG1 HP, MG2 HP, MG BP avec son convertisseur associé et le réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’. Les moyens d’isolation et de coupure 48a, 48b, 50 ont des fonctions de reconfiguration et de protection du premier sous-réseau de distribution électrique propulsif 44. Les moyens d’isolation et de coupure 48a, 48b, 50 peuvent être installés dans un boîtier de distribution local 49, tel que représenté sur les figures 1, 7 et 8.
Le réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ comporte également un second sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ localisé dans l’aéronef et sur lequel sont connectées les sources d’énergie auxiliaires 30 associées à leurs convertisseurs 42, 42’, 74, 74’. Sur la figure 1, le second sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ est agencé dans la partie aéronef 12 de l’architecture, et non pas dans la partie turbomoteur 10.
Des moyens d’isolation et de coupure 52 sont agencés entre les sous-réseaux de distribution électrique propulsifs 44, 46 (les moyens d’isolation et de coupure 52’ étant agencés entre les sous-réseaux de distribution électrique propulsifs du réseau de distribution électrique propulsif 32’ du deuxième turbomoteur). Ces moyens d’isolation et de coupure 52 sont configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre les sous-réseaux de distribution électrique propulsifs 44, 46. Les moyens d’isolation et de coupure 52 ont des fonctions de reconfiguration et de protection des sous-réseaux de distribution électrique propulsifs 44, 46.
Des moyens d’isolation et de coupure 54, 54’ sont agencés entre les éléments de stockage 34, 34’ (et les convertisseurs associés 42, 42’) et les sous-réseaux de distribution électrique propulsif 46, 46’ (les moyens d’isolation et de coupure 54’ étant couplés entre les éléments de stockage 34’ et le réseau de distribution électrique propulsif 32’ du deuxième turbomoteur). Ces moyens d’isolation et de coupure 54 sont configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre les éléments de stockage 34 et le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46.
Comme représenté sur la figure 1, les réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs sont indépendants et ségrégués. Le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46 du premier turbomoteur ne peut pas être relié directement au sous-réseau de distribution électrique propulsif 46’ du deuxième turbomoteur.
En variante (non représentée), les réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs sont connectés entre eux. Des moyens d’isolation et de coupure sont agencés entre les réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs, et sont configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre les réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs. Ces moyens d’isolation et de coupure ont des fonctions de reconfiguration et de protection des réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs. La connexion entre les réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs peut être dans un état ouvert ou fermé. Les réseaux de distribution électrique propulsifs 32, 32’ des turbomoteurs peuvent être directement reliés électriquement et échanger de la puissance électrique. Par exemple, des éléments de stockage 34’ du réseau de distribution électrique propulsif 32’ du deuxième turbomoteur peuvent contribuer à la fourniture de puissance à une machine électrique MG1 HP, MG2 HP, MG BP du premier turbomoteur 10.
L’architecture comprend un réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ (le réseau 56’ étant le réseau de distribution électrique non propulsif associé au deuxième turbomoteur) configuré pour alimenter des charges de l’aéronef. Les réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’ sont ségrégués. Des moyens d’isolation et de coupure 104 peuvent être agencés entre les réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’ de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre les réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’ . Les moyens d’isolation et de coupure 104 ont des fonctions de reconfiguration et de protection des réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’.
L’aéronef peut en outre comprendre un réseau de distribution électrique non propulsif de secours (ou d’urgence) 58. Le réseau de distribution électrique non propulsif de secours 58 est indépendant des réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’. Le réseau de distribution électrique non propulsif de secours 58 peut être alimenté par les réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’ .
Les réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’ alimentent, par le biais des sous-réseaux de distribution électrique propulsifs 46, 46’ et des convertisseurs 60, 60’, les charges de l’aéronef.
Comme représenté sur les figures 1 et 7, les réseaux de distribution électrique non propulsifs 56, 56’ peuvent être alimentés par des sources externes 62, 62’ et/ou par une ou des machines électriques auxiliaires APU SG2 qui sont couplées à un ou des groupes auxiliaires de puissance 64 et/ou par les sous-réseaux de distribution électrique propulsifs 46, 46’, via les convertisseurs 60, 60’. Le groupe auxiliaire de puissance 64 peut être confondu avec le groupe auxiliaire de puissance 36, sur lequel une pluralité de machines électriques du type démarreur-générateur sont installées.
Comme représenté sur la figure 8, les sous-réseaux de distribution électrique propulsifs 46, 46’ peuvent être alimentés directement par les sources externes 62, 62’. Des moyens d’isolation et de coupure 63, 63’ peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ et les sources externes 62, 62’, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre les sources externes 62, 62’et les réseaux de distribution électrique propulsifs 46, 46’.
Comme représenté sur la figure 1, les machines électriques auxiliaires APU SG2 peuvent être agencées dans la partie aéronef 12 de l’architecture, et non pas dans la partie turbomoteur 10. Les machines électriques auxiliaires APU SG2 peuvent être mutualisées entre les deux parties associées aux turbomoteurs de l’architecture, comme représenté sur la figure 1. En variante, les machines électriques auxiliaires APU SG2 peuvent être indépendantes pour chaque turbomoteur. Comme représenté sur la figure 8, la machine électrique auxiliaire APU SG2 est connectée uniquement au réseau de distribution électrique non propulsif 56. Les machines électriques auxiliaires APU SG2 peuvent être couplées à un ou des convertisseurs 66 électroniques de puissance DC/AC.
La liaison entre le réseau de distribution électrique propulsif 32 et le réseau de distribution électrique non propulsif 56 peut être réalisée par l’intermédiaire d’un ou de plusieurs convertisseurs 60, 60’ électroniques de puissance (les convertisseurs 60’ étant connectés aux réseaux de distribution électrique propulsif 32’ et non propulsif 56’ associés au deuxième turbomoteur ) reliés en parallèles. Ces convertisseurs 60, 60’ peuvent être réversibles, ou non réversibles.
Des moyens d’isolation et de coupure 102, 102’ peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ et le convertisseur 60, 60’ (les moyens d’isolation et de coupure 102’ étant connectés au réseau de distribution électrique propulsif 32’ et aux convertisseurs 60’ associés au deuxième turbomoteur), de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre les réseaux de distribution électrique 32, 56. Les moyens d’isolation et de coupure 102 ont des fonctions de reconfiguration et de protection des réseaux de distribution électrique32,56.
Le réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ peut être un réseau de distribution électrique DC ou AC.
Les convertisseurs 60, 60’ peuvent donc être des convertisseurs DC/DC ou DC/AC. Sur la figure 1, les convertisseurs 60, 60’ sont des convertisseurs DC/DC.
Lorsque le réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ est un réseau de distribution électrique DC, les convertisseurs 60, 60’ peuvent présenter une isolation galvanique, et ainsi être des convertisseurs isolés. Ceci permet de garantir la non-propagation de certains types de défaut de l’un des réseaux de distribution électrique vers l’autre.
Lorsque le réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ est un réseau de distribution électrique AC, les convertisseurs 60, 60’ sont des convertisseurs DC/AC, avec une isolation galvanique. Ceci permet de synchroniser en phase et en fréquence le réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ avec le groupe auxiliaire de puissance 64 (qui ne nécessite alors pas de convertisseur électronique de puissance associé). Le groupe auxiliaire de puissance 64 peut alors être générateur AC. Cette synchronisation peut permettre: soit de réaliser une transition de type NBPT (acronyme de l’expression anglaise «No Break Power Transfer» signifiant Transfert de Puissance Sans Coupure) entre les deux sources (convertisseurs 60, 60’ et machines électriques auxiliaires APU SG2), ce qui permet de ne pas couper l’alimentation électrique des charges de l’aéronef pendant le changement de source, soit d’utiliser les deux sources en parallèle.
Les convertisseurs isolés (DC/DC isolés ou DC/AC isolés) permettent de référencer le potentiel du réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ à la structure de l’aéronef, c’est-à-dire à la masse mécanique de l’aéronef. Ceci permet d’utiliser la structure de l’aéronef pour assurer le retour de courant pour les charges de faibles puissances (par exemple, courant monophasé en AC, ou 0V/+270V ou 0V/-270V en DC). Ceci permet également de garantir une protection (par exemple par disjoncteur, ou par RCCB (acronyme de l’expression anglaise «Remote-Current Circuit Breaker» signifiant disjoncteur de courant commandable à distance), ou par fusibles) simple, rapide et efficace du réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’ en cas de défaut. En outre, ceci permet de choisir un référencement du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ à la masse de l’aéronef qui soit différent de celui du réseau de distribution électrique non propulsif 56, 56’: le réseau de distribution électrique impédant par rapport à la masse permettant d’assurer une plus grande disponibilité du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’, et le réseau de distribution électrique référencé à la masse permettant de garantir une protection plus aisée du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’.
Comme représenté sur les figures 7 et 8 qui représentent des variantes de l’architecture de la figure 1, une partie des charges 68, 70, 72, 68’, 70’, 72’ de l’aéronef peuvent également être alimentées directement depuis le réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ (les charges 68’, 70’, 72’ étant couplées au réseau de distribution électrique propulsif 32’ du deuxième turbomoteur), et notamment depuis le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46. De façon avantageuse, lorsqu’une partie des charges est alimentée par le réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’, les sources externes 62, 62’ sont déconnectées, au moyen des moyens d’isolation et de coupure 63, 63’, du réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’.
Les charges 68, 70, 72 peuvent comprendre un WIPS (acronyme de l’expression anglaise «Wing Ice Protection System» signifiant système de protection des ailes contre le givre), un ECS (acronyme de l’expression anglaise «Environmental Control System» signifiant système de contrôle de l’environnement de l’aéronef), qui contrôle la pression et la température de la cabine de l’aéronef, ou un etaxi (un système de taxiage électrique par les roues). En cas de tension plus élevée du réseau de distribution électrique propulsif 32 par rapport au réseau de distribution électrique non propulsif 56, les charges de plus forte puissance peuvent avantageusement être alimentées depuis le réseau de distribution électrique propulsif 32, de sorte à limiter les courants transitant dans les harnais alimentant les charges, à diminuer la puissance des convertisseurs DC/DC isolés et à utiliser les chemins d’alimentation de plus fort rendement.
Comme représenté sur les figures 7 et 8, des moyens d’isolation et de coupure 69, 69’ peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ et les charges 68, 68’, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le réseau de distribution électrique propulsif 32 et les charges 68, 68’.
Comme représenté sur les figures 7 et 8, des moyens d’isolation et de coupure 71, 71’ peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ et les charges 70, 70’, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le réseau de distribution électrique propulsif 32 et les charges 70, 70’.
Comme représenté sur les figures 7 et 8, des moyens d’isolation et de coupure 73, 73’ peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ et les charges 72, 72’, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le réseau de distribution électrique propulsif 32 et les charges 72, 72’.
Comme représenté sur la figure 1, les machines électriques auxiliaires APU SG1 sont des démarreurs-générateurs des groupes auxiliaires de puissance 36, et sont reliées au réseau de distribution électrique propulsif 32, 32’ via des convertisseurs 74, 74’ électroniques de puissance DC/AC des démarreurs-générateurs (le convertisseur 74’ étant couplé au réseau de distribution électrique propulsif 32’ du deuxième turbomoteur). Les liaisons entre les machines électriques auxiliaires APU SG1 et chaque convertisseurs 74, 74’ peuvent être du type triphasé, c’est-à-dire comporter trois fils comme représenté au départ des stators 22a, 22b et 22 sur les figures 2 à 6. Lorsque la source d’énergie auxiliaire 30 est une pile à combustible, les convertisseurs 74, 74’ sont des convertisseurs DC/DC. Le convertisseur 74 est dédié au démarrage du groupe auxiliaire de puissance 36 (en mode démarrage), et, une fois le groupe auxiliaire de puissance 36 démarré, est utilisé pour la fourniture de puissance au réseau de distribution électrique propulsif 32 (en mode génération).
Le convertisseur 74 peut être mutualisé pour d’autres fonctions, en particulier pour le pilotage d’autres moteurs électriques de l’aéronef. Plus précisément, le convertisseur 74 peut être utilisé comme convertisseur de démarrage du groupe auxiliaire de puissance 36, puis, une fois le groupe auxiliaire de puissance 36 démarré et contrôlé à vitesse constante (par un calculateur du groupe auxiliaire de puissance 36), un pont de diodes agencé entre la machine électrique auxiliaire APU SCG1 et le réseau de distribution électrique propulsif 32 peut être utilisé pour fournir une tension DC au réseau de distribution électrique propulsif 32. Les autres convertisseurs 38a, 38b, 40, 42, 60 sur le réseau de distribution électrique propulsif 32 permettent alors de réguler la tension, et ainsi de contrôler les flux de puissance et d’énergie. Lorsque le groupe auxiliaire de puissance 36 n’est pas opérationnel, notamment en vol de l’aéronef, ou lorsque le groupe auxiliaire de puissance 36 fournit de la puissance électrique via le pont de diodes, le convertisseur 74 est alors disponible et peut être utilisé pour alimenter d’autres machines électriques de l’aéronef, comme par exemple des compresseurs d’un système de conditionnement d’air de l’aéronef.
La figure 9 représente un schéma de principe de la mutualisation du convertisseur 74 entre la machine électrique auxiliaire APU SG1 et une charge (l’ECS) 70. Lorsque l’interrupteur K1 est ouvert, l’interrupteur K2 est fermé et l’interrupteur K3 est ouvert, le convertisseur 74, ici un onduleur, pilote le démarrage de la machine électrique auxiliaire APU SG1. Lorsque l’interrupteur K1 est ouvert, l’interrupteur K2 est ouvert et l’interrupteur K3 est fermé, le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46 est alimenté par la machine électrique auxiliaire APU SG1. Lorsque l’interrupteur K1 est fermé, l’interrupteur K2 est ouvert et l’interrupteur K3 est fermé, le convertisseur 74 peut être utilisé pour alimenter et contrôler l’ECS 70. Selon l’invention, l’utilisation du pont de diodes permet de fournir un réseau d’alimentation continu, et non pas un réseau alternatif. De plus, le convertisseur 74 est mutualisé avec la machine électrique auxiliaire APU SG1, et non pas avec un démarreur-générateur de l’alimentation principale. En outre, ces fonctions sont redondantes dans l’architecture, ce qui permet de redémarrer la machine électrique auxiliaire APU SG1 en vol de l’aéronef par l’un des convertisseurs 74, 74’, en ne coupant qu’une partie de l’ECS 70, 70’, ou en utilisant le convertisseur 66 pour ne pas couper l’ECS 70, 70’.
Comme représenté sur les figures 1 et 7, des moyens d’isolation et de coupure 106, 106’ peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 46, 46’ et les convertisseurs 74, 74’ (les moyens d’isolation et de coupure 106’ étant couplés au réseau de distribution électrique propulsif 32’ et au convertisseur 74’ associés au deuxième turbomoteur), de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le réseau de distribution électrique propulsif 32 et le groupe auxiliaire de puissance 36. Les moyens d’isolation et de coupure 52, 54, 63, 69, 71, 73, 102, 106 peuvent être installés dans un boîtier de distribution local 99, tel que représenté sur les figures 7 et 8. De même, les moyens d’isolation et de coupure 52’, 54’, 63’, 69’, 71’, 73’, 102’, 106’ peuvent être installés dans un boîtier de distribution local 99’, tel que représenté sur les figures 7 et 8.
Chaque turbomoteur est muni d’un système de régulation électrifié (ou MEE, acronyme de l’expression anglaise «More Electric Engine»). Ainsi, un certain nombre d’équipements de type actionneurs, ou pompes, ou calculateurs, qui sont présents dans les turbomoteurs doivent être alimentés.
L’architecture comprend un réseau de distribution électrique 76 couplé à des charges du système de régulation électrifié.
Le réseau de distribution électrique 76 comporte un sous-réseau de distribution électrique continu haute tension 78 dédié à une partie des charges 80 du système de régulation électrifié. Par exemple, le sous-réseau de distribution électrique 78 peut être dédié aux géométries variables, ou aux TRAS (acronyme de «Thrust Reverser Actuation System»), ou aux NAI (acronyme de l’expression anglaise «Nacelle Anti-Icing» signifiant antigivrage de la nacelle). La tension du sous-réseau de distribution électrique 78 peut être inférieure ou égale à la tension du réseau de distribution électrique propulsif 32.
Le sous-réseau de distribution électrique 78 peut être alimenté par le réseau de distribution électrique propulsif 32. Un convertisseur 82 électronique de puissance DC/DC peut être couplé entre le sous-réseau de distribution électrique 78 et le réseau de distribution électrique propulsif 32. Le convertisseur 82 peut présenter une isolation galvanique, et donc être un convertisseur isolé.
Des moyens d’isolation et de coupure 98 peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique propulsif 44 et le convertisseur 82, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le sous-réseau de distribution électrique 78 et le sous-réseau de distribution électrique propulsif 44. Les moyens d’isolation et de coupure 98 ont des fonctions de reconfiguration et de protection des sous-réseaux de distribution électrique 78, 44.
Le sous-réseau de distribution électrique 78 peut être alimenté par le réseau de distribution électrique non propulsif 56, dans les phases où le réseau de distribution électrique propulsif 32 n’est pas disponible. En fonction du réseau de distribution électrique non propulsif 56 considéré (en AC ou en DC), un ou des convertisseurs électroniques de puissance (non représentés) peuvent être agencés entre le réseau de distribution électrique non propulsif 56 et le sous-réseau de distribution électrique 78. Lorsque le réseau de distribution électrique non propulsif 56 est un réseau de distribution électrique continu, les convertisseurs électroniques de puissance sont des convertisseurs DC/DC. Lorsque le réseau de distribution électrique non propulsif 56 est un réseau de distribution électrique alternatif, les convertisseurs électroniques de puissance sont des convertisseurs DC/AC.
Des moyens d’isolation et de coupure 100 peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique 78 et le réseau de distribution électrique non propulsif 56, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le sous-réseau de distribution électrique 78 et le réseau de distribution électrique non propulsif 56. Les moyens d’isolation et de coupure 100 ont des fonctions de reconfiguration et de protection des réseaux de distribution électrique 76, 56.
Le réseau de distribution électrique 76 comporte un sous-réseau de distribution électrique alternatif 84, dont les niveaux de fréquence et de tension sont proportionnels à la vitesse de l’arbre haute pression du turbomoteur (rapport tension/fréquence constant, autrement appelé «V/F constant»). Le sous-réseau de distribution électrique 84 est dédié à une partie des charges 86 du système de régulation électrifié. De préférence, le sous-réseau de distribution électrique 84 est dédié à des charges de type moto-pompes, telles qu’une pompe à carburant 86 ou une pompe à huile 88.
Le sous-réseau de distribution électrique 84 peut être alimenté par une machine électrique PMG3 HP dédiée, mécaniquement couplée à l’arbre haute pression du turbomoteur (également appelé générateur dédié aux fonctions de régulation). Cette machine électrique PMG3 HP peut être une machine à aimants permanents (PMG, acronyme de l’expression anglaise «Permanent Magnet Generator»). Ceci permet d’obtenir un rapport V/F presque constant, sans besoin d’électronique de puissance. Les parties actives de la machine à aimants permanents PMG3 HP peuvent être localisées au sein du même carter 90 que les machines électriques MG1 HP, MG2 HP, comme représenté que la figure1.
Le sous-réseau de distribution électrique 84 peut être alimenté par le sous-réseau de distribution électrique 78, via un ou des convertisseurs 92 électroniques de puissance DC/AC agencés en parallèle.
Le convertisseur 92 peut alimenter le sous-réseau de distribution électrique 84 avec d’autres caractéristiques de tension et de fréquence proportionnelles au régime de l’arbre haute pression du turbomoteur. Ceci permet des modes de fonctionnement particuliers des charges directement reliées au sous-réseau de distribution électrique 84, notamment un contrôle en vitesse indépendant du régime de l’arbre haute pression du turbomoteur pour certaines charges de type moto-pompes (vitesse variable ou vitesse constante à bas régime). Ceci permet également des optimisations de dimensionnement de ces moto-pompes et des systèmes associés.
En variante, le convertisseur 92 peut alimenter le sous-réseau de distribution électrique 84 avec des caractéristiques «V/F constant», en tant que redondance de la solution de conversion électromécanique. Cette redondance peut fournir une puissance identique au niveau nominal que serait capable de fournir le générateur dédié aux fonctions de régulation, ou une puissance inférieure avec un niveau de performance dégradé, mais garantissant une opérabilité suffisante du turbomoteur.
Des moyens d’isolation et de coupure 94, par exemple un contacteur à deux positions, permettent de choisir entre une alimentation par la machine électrique PMG3 HP dédiée et une alimentation par le sous-réseau de distribution électrique 78, via le convertisseur 92. En particulier, les moyens d’isolation et de coupure 94 sont configurés pour passer d’une première configuration dans laquelle le sous-réseau de distribution électrique 84 est couplé à la machine électrique PMG3 HP de sorte à être alimenté par cette dernière, à une seconde configuration dans laquelle le sous-réseau de distribution électrique 84 est couplé au sous-réseau de distribution électrique 78, via le convertisseur 92, de sorte à être alimenté par ce dernier, et inversement. Sur la figure 1, les moyens d’isolation et de coupure 94 sont représentés dans une position au repos (NC, de l’anglais «normally closed») comme alimentant le sous-réseau de distribution électrique 84 depuis la machine électrique PMG3 HP. Bien entendu, les moyens d’isolation et de coupure 94 pourraient être, dans une position au repos (NO, de l’anglais «normally opened») comme alimentant le sous-réseau de distribution électrique 84 depuis le sous-réseau de distribution électrique 78. Les moyens d’isolation et de coupure 94 peuvent être installés dans un boîtier de distribution local 95, tel que représenté sur les figures 1, 7 et 8.
Des moyens d’isolation et de coupure 96 peuvent être agencés entre le sous-réseau de distribution électrique 78 et le convertisseur 92, de sorte à autoriser ou interrompre la connexion entre le sous-réseau de distribution électrique 78 et le sous-réseau de distribution électrique 84. Les moyens d’isolation et de coupure 96 ont des fonctions de reconfiguration et de protection des sous-réseaux de distribution électrique 78, 84. Les moyens d’isolation et de coupure 96, 100 peuvent être installés dans un boîtier de distribution local 97, tel que représenté sur les figures 1, 7 et 8.
L’invention a principalement été décrite pour un des deux turbomoteurs de l’aéronef bimoteurs. Bien entendu, ces caractéristiques s’appliquent pour l’autre turbomoteur en miroir.
L’invention a principalement été décrite pour une turbomachine à double corps, comprenant un corps haute pression (HP) et un corps basse pression (BP). Bien entendu, l’architecture selon l’invention peut être intégrée dans une turbomachine tri-corps, comprenant un corps haute pression, un corps basse pression et un corps à pression intermédiaire. Sur une turbomachine tri-corps, les machines électriques sont couplées aux arbres HP et BP.
Claims (18)
- Architecture électrique pour un aéronef à propulsion hybride thermique/électrique, ledit aéronef comportant deux turbomoteurs, chaque turbomoteur étant muni d’un système de régulation électrifié, et pour chaque turbomoteur, ladite architecture comprend:
- un réseau de distribution électrique propulsif (32) continu haute tension,
- un réseau de distribution électrique non propulsif (56) couplé à des charges de l’aéronef ou des turbomoteurs,
- une pluralité de premières machines électriques (MG1 HP, MG2 HP) mécaniquement couplées à un arbre haute pression dudit turbomoteur, chacune desdites premières machines électriques étant configurée pour fonctionner en mode moteur pour fournir de la puissance propulsive mécanique et en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique,
- au moins une deuxième machine électrique (MG BP) mécaniquement couplée à un arbre basse pression dudit turbomoteur et configurée pour fonctionner en mode moteur pour fournir de la puissance propulsive mécanique et en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique,
- au moins une source d’énergie auxiliaire (30) couplée audit réseau de distribution électrique propulsif (32) et configurée pour fournir de l’énergie auxdites premières et deuxième machines électriques (MG1 HP, MG2 HP, MG BP) lorsque lesdites premières et/ou deuxième machines électriques fonctionnent en mode moteur et pour alimenter ledit réseau de distribution électrique propulsif,
- des moyens électroniques de conversion d’énergie (38a, 38b, 40, 42, 74) couplés auxdites premières et deuxième machines électriques (MG1 HP, MG2 HP, MG BP), à la source d’énergie auxiliaire (30) et audit réseau de distribution électrique propulsif (32),
- un réseau de distribution électrique (76) couplé à des charges dudit système de régulation électrifié, et
- au moins une troisième machine électrique (PMG3 HP) mécaniquement couplée audit arbre haute pression et configurée pour fonctionner en mode générateur pour recevoir de la puissance mécanique et fournir de la puissance électrique, ladite troisième machine électrique (PMG3 HP) étant dédiée audit réseau de distribution électrique (76) couplé à des charges dudit système de régulation électrifié.
- Architecture selon la revendication 1, dans laquelle le réseau de distribution électrique (76) couplé à des charges du système de régulation électrifié comprend:
- un premier sous-réseau de distribution électrique (78) continu, ledit premier sous-réseau de distribution électrique continu étant configuré pour être alimenté par ledit réseau de distribution électrique propulsif (32) ou par ledit réseau de distribution électrique non propulsif (56), et
- un deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif (84), et
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un convertisseur (60) électronique de puissance connectant ledit réseau de distribution électrique propulsif (32) et ledit réseau de distribution électrique non propulsif (56).
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un convertisseur (82) électronique de puissance connectant ledit réseau de distribution électrique propulsif (32) et ledit réseau de distribution électrique (76) couplé à des charges dudit système de régulation électrifié.
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle, les premières machines électriques (MG1 HP, MG2 HP) sont mécaniquement couplées à l’arbre haute pression en liaison directe ou au moyen d’un premier boîtier d’accessoires (14), et la deuxième machine électrique (MG BP) est mécaniquement couplée à l’arbre basse pression en liaison directe ou au moyen d’un deuxième boîtier d’accessoires.
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle les premières machines électriques (MG1 HP, MG2 HP) sont ségréguées l’une de l’autre.
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le réseau de distribution électrique propulsif (32) comprend:
- un premier sous-réseau de distribution électrique propulsif (44) couplé aux premières et deuxième machines électriques (MG1 HP, MG2 HP, MG BP), et
- un deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif (46) couplé à ladite source d’énergie auxiliaire (30),
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le réseau de distribution électrique propulsif (32) est configuré pour alimenter directement une partie des charges de l’aéronef (68, 70, 72).
- Architecture selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un groupe auxiliaire de puissance (36) couplé avec un démarreur-générateur, ledit groupe auxiliaire de puissance étant couplé au réseau de distribution électrique propulsif (32), via au moins un convertisseur électronique de puissance (74) continu-alternatif, et dans laquelle ledit convertisseur électronique de puissance est configuré pour fournir de la puissance au démarreur-générateur pour démarrer le groupe auxiliaire de puissance (36) et pour fournir de la puissance au réseau de distribution électrique propulsif (32) lorsque le groupe auxiliaire de puissance est démarré.
- Aéronef à propulsion hybride thermique/électrique comprenant deux turbomoteurs, chaque turbomoteur comprenant au moins un arbre haute pression et un arbre basse pression, et pour chaque turbomoteur, ledit aéronef comprend une architecture électrique selon l’une des revendications précédentes.
- Aéronef selon la revendication 10, dans lequel le réseau de distribution électrique propulsif (32) d’un premier turbomoteur est couplé au réseau de distribution électrique propulsif (32’) d’un deuxième turbomoteur, et l’aéronef comprend en outre des moyens d’isolation et de coupure agencés entre lesdits réseaux de distribution électrique propulsifs (32, 32’) des premier et deuxième turbomoteurs et configurés pour autoriser ou interrompre la connexion entre lesdits réseaux de distribution électrique propulsifs des premier et deuxième turbomoteurs.
- Aéronef selon la revendication 10, dans lequel dans lequel les réseaux de distribution électrique propulsifs (32, 32’) des premier et deuxième turbomoteurs sont indépendants et ségrégués.
- Aéronef selon l’une des revendications 10 à 12, comprenant en outre un réseau de distribution électrique non propulsif de secours (58), et dans lequel le réseau de distribution électrique non propulsif (56) d’un premier turbomoteur est ségrégué du réseau de distribution électrique non propulsif (56’) d’un deuxième turbomoteur.
- Aéronef selon l’une des revendications 10 à 13, quand elles dépendent des revendications 7 et 9, dans lequel les charges comportent un système de contrôle de l’environnement de l’aéronef (70), et dans lequel le convertisseur électronique de puissance (74) est configuré pour fonctionner comme démarreur du groupe auxiliaire de puissance (36), et comme convertisseur électronique de puissance du système de contrôle de l’environnement de l’aéronef lorsqu’il est connecté audit système de contrôle de l’environnement de l’aéronef, et dans lequel le groupe auxiliaire de puissance (36) est configuré pour être commuté sur un pont de diodes pour fournir de l’énergie électrique continue au deuxième sous-réseau de distribution électrique propulsif (46).
- Aéronef selon l’une des revendications 10 à 14, dans lequel les réseaux de distribution électrique propulsifs (32, 32’) et les réseaux de distribution électrique non propulsifs (56, 56’) sont ségrégués et isolés galvaniquement.
- Aéronef selon l’une des revendications 10 à 15, dans lequel les réseaux de distribution électrique propulsifs (32, 32’) et le réseau de distribution électrique (76) couplé à des charges du système de régulation électrifié (76) sont ségrégués et isolés galvaniquement.
- Aéronef selon l’une des revendications 10 à 16, quand elles dépendent de la revendication 2, dans lequel les réseaux de distribution électrique non propulsifs (56, 56’) sont des réseaux de distribution électrique alternatifs, et dans lequel les réseaux de distribution électrique non propulsifs (56, 56’) et le deuxième sous-réseau de distribution électrique alternatif (84) sont synchronisés et couplés en parallèle.
- Aéronef selon l’une des revendications 10 à 16, quand elles dépendent de la revendication 9, dans lequel le groupe auxiliaire de puissance (36) est une pile à combustible, et dans lequel l’architecture comporte un convertisseur électronique de puissance (74, 74’) continu-continu agencé entre le groupe auxiliaire de puissance (36) et le réseau de distribution électrique propulsif (32).
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