FR3137804A1 - Procédé et système de distribution électrique configuré pour alimenter des moteurs électriques d’un aéronef à partir d’au moins une source électrique - Google Patents
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Abstract
Un système de distribution électrique (1) configuré pour alimenter au moins un premier moteur électrique (M1) et un deuxième moteur électrique (M2) à partir d’au moins une source électrique (B1), le système de distribution électrique (1) comportant un commutateur (C1) relié à la source électrique (B1) par une ligne électrique de source (LS) et à chaque moteur électrique (M1, M2) par une ligne électrique de charge (LC1, LC2), un dispositif de coupure (2), configuré pour ouvrir la ligne électrique de source (LS) après une durée de temporisation prédéterminée en cas de présence d’un courant de court-circuit, un limiteur de courant (3) configuré pour, en cas de présence d’un courant de court-circuit, autoriser la circulation d’un courant limité (Ilim) dans le commutateur (3) pendant une durée de limitation supérieure à la durée de temporisation prédéterminée. Figure de l’abrégé : Figure 4
Description
La présente invention concerne un système de distribution électrique configuré pour alimenter une pluralité de moteurs électriques de propulsion pour un aéronef à partir d’au moins une source électrique.
Le changement climatique est une préoccupation majeure pour de nombreux organes législatifs et de régulation à travers le monde. En effet, diverses restrictions sur les émissions de carbone ont été, sont ou seront adoptées par divers états. En particulier, une norme ambitieuse s’applique à la fois aux nouveaux types d’avions mais aussi ceux en circulation nécessitant de devoir mettre en œuvre des solutions technologiques afin de les rendre conformes aux réglementations en vigueur. L’aviation civile se mobilise depuis maintenant plusieurs années pour apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique.
Les efforts de recherche technologique ont déjà permis d’améliorer de manière très significative les performances environnementales des avions. La Déposante prend en considération les facteurs impactant dans toutes les phases de conception et de développement pour obtenir des composants et des produits aéronautiques moins énergivores, plus respectueux de l’environnement et dont l’intégration et l’utilisation dans l’aviation civile ont des conséquences environnementales modérées dans un but d’amélioration de l'efficacité énergétique des avions.
Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son incidence climatique négative par l’emploi de méthodes et l’exploitation de procédés de développement et de fabrication vertueux et minimisant les émissions de gaz à effet de serre au minimum possible pour réduire de l'empreinte environnementale de son activité.
Ces travaux de recherche et de développement soutenus portent à la fois sur les nouvelles générations de moteurs d’avions et l’emploi des technologies électriques pour assurer la propulsion.
De manière connue, en référence à la , un aéronef peut comporter plusieurs moteurs électriques M11-M14 pour permettre sa propulsion qui sont alimentés par deux batteries électriques B11, B12 via un système de distribution électrique 100. Dans cet exemple, le système de distribution électrique 100 comporte un premier commutateur électrique C11 relié, d’une part, à la première batterie électrique B11 et, d’autre part, à deux moteurs de propulsion M11, M12. Le système de distribution électrique 100 comporte en outre un deuxième commutateur électrique C12 relié, d’une part, à la deuxième batterie électrique B12 et, d’autre part, à deux autres moteurs de propulsion M13, M14.
Afin d’assurer l’alimentation des moteurs électrique M11-M14 en cas d’un dysfonctionnement isolé, il a été proposé d’utiliser un système de distribution électrique 100 ayant une architecture dite « ségréguée », c’est-à-dire, permettant aux batteries électriques B11, B12 de prendre le relais l’une de l’autre en cas de défaut. Ainsi, le premier commutateur C11 est relié à la deuxième batterie électrique B12 par une première ligne de reconfiguration R1. De manière analogue, le deuxième commutateur C12 est relié à la première batterie électrique B11 par une deuxième ligne de reconfiguration R2. Les lignes électriques de reconfiguration R1, R2 sont de préférence unidirectionnelles et ne permettent une circulation du courant que dans une seule direction afin d’éviter l’apparition de pannes simultanées. Chaque ligne de reconfiguration R1, R2 comporte un ou plusieurs interrupteurs de reconfiguration IR1, IR2 de manière à permettre d’alimenter les commutateurs C11, C12 en cas d’indisponibilité d’une batterie électrique B11, B12.
Des courts-circuits sont susceptibles d’apparaître dans le système de distribution électrique 100. Lors de l’apparition d’un court-circuit, l’alimentation en courant par les sources électriques B11, B12 est coupée immédiatement afin de protéger le système de distribution électrique 100. Pour un système de distribution électrique 100 comportant des sources électriques B11, B12 ayant des tensions élevées, il n’est pas possible d’utiliser des équipements de sécurité traditionnels. En effet, comme illustré à la , le courant de court-circuit Icc peut atteindre plusieurs dizaines de milliers de volts en un temps très court. Pus le courant électrique qui circule dans une ligne électrique est élevé, plus il est difficile d’ouvrir la ligne électrique.
Afin d’éliminer cet inconvénient, en référence à la , il a été proposé de prévoir différents organes de protection dans le système de distribution électrique 100. Par souci de clarté, il est présenté uniquement une partie du système de distribution électrique 100 relative à la première batterie électrique B11 sur la .
En particulier, il a été prévu de monter un interrupteur de source 102 sur une ligne électrique de source LS reliant la première batterie électrique B11 au premier commutateur C11. De même, il a été prévu de monter un interrupteur de charge 141, 142 sur chaque ligne électrique de charge LC1, LC2 reliant le premier commutateur C11 à ses moteurs de propulsion associés M11, M12. De manière connue, le système de distribution électrique 100 comporte en outre un dispositif de surveillance 105 comprenant des capteurs de mesure et un calculateur afin de mesurer les paramètres électriques du système de distribution électrique 100 et en déduire la commande des interrupteurs 102, 141, 142 en cas de court-circuit comme cela va être présenté par la suite.
En fonctionnement en mode nominal, les interrupteurs 102, 141, 142 sont fermés. Lors de la détection d’un court-circuit, le dispositif de surveillance 105 commande immédiatement l’ouverture de l’interrupteur source 102 de manière à limiter la montée du courant de court-circuit. Cela permet d’éviter de devoir couper un courant de court-circuit de valeur très élevée, qui pourrait générer des endommagements. La première batterie électrique B11 est ainsi isolée.
Par exemple, si un court-circuit est présent sur la première ligne électrique de charge LC1 du premier moteur électrique M11, le dispositif de surveillance 105 commande l’ouverture de l’interrupteur de charge 141 afin d’isoler la première ligne électrique de charge LC1. L’interrupteur de source 102 peut ensuite être fermé de nouveau afin d’alimenter le commutateur C11 qui n’alimente alors que le deuxième moteur électrique M12. Le système de distribution électrique 100 est alors en mode dégradé
La transition entre un mode nominal du système de distribution électrique 100 et un mode dégradé est ainsi réalisé en plusieurs étapes : une première étape d’isolation de la première batterie électrique B11 afin de stopper l’alimentation du système de distribution électrique 100, une deuxième étape d’isolation de la ligne électrique présentant un défaut et une troisième étape de réalimentation du système de distribution électrique 100 par la première batterie électrique B11.
En pratique, la première étape d’isolation de la première batterie électrique B11 est pénalisante étant donné que les moteurs électriques M11, M12 ne sont plus alimentés. Il en résulte une perte d’alimentation des moteurs électriques M11, M12 pendant une très courte durée, inférieure à 1 seconde, qui est susceptible de générer une saccade dans la propulsion de l’aéronef, ce qui présente un inconvénient. En effet, le premier commutateur C11 comporte généralement des capacités électriques qui doivent être chargées afin de permettre au premier commutateur C11 d’assumer sa fonction. Suite à l’isolation de la première batterie électrique B11, les capacités électriques du premier commutateur C11 se déchargent.
Par ailleurs, un interrupteur de source 102 se présente généralement sous la forme d’un interrupteur SSPC «Solid State Power Controller » étant donné qu’il permet une ouverture très rapide lors d’une détection d’un court-circuit. Un tel interrupteur de source 102 est onéreux et complexe à intégrer dans un système de distribution électrique 100, ce qui présente un autre inconvénient.
L’invention concerne un système de distribution électrique configuré pour alimenter au moins un premier moteur électrique et un deuxième moteur électrique à partir d’au moins une source électrique, les moteurs électriques étant des moteurs de propulsion d’un aéronef, le système de distribution électrique comportant :
- Au moins un commutateur configuré, d’une part, pour être relié à la source électrique par une ligne électrique de source et, d’autre part, pour être relié à chaque moteur électrique par une ligne électrique de charge,
- au moins un dispositif de coupure, monté sur la ligne électrique de source, configuré pour ouvrir la ligne électrique de source après une durée de temporisation prédéterminée en cas de présence d’un courant de court-circuit,
- au moins un limiteur de courant, monté sur la ligne électrique de source entre le dispositif de coupure et le commutateur, configuré pour, en cas de présence d’un courant de court-circuit, autoriser la circulation d’un courant limité dans le commutateur pendant une durée de limitation supérieure à la durée de temporisation prédéterminée.
Grâce à l’invention, le système de distribution électrique est toujours alimenté pendant la durée de limitation de manière à permettre d’isoler le court-circuit sans stopper le commutateur et les moteurs électriques. Il en résulte qu’un court-circuit peut être isolé sans entrainer de saccade dans la propulsion de l’aéronef, ce qui est avantageux. La présence d’un dispositif de coupure permet avantageusement de protéger le système de distribution électrique avant que la durée de limitation ne s’achève.
De manière préférée, le limiteur de courant est configuré pour dissiper, pendant la durée de limitation, au moins une puissance de 300 KW, de préférence, au moins une puissance de 400 kW. Un tel limiteur de courant permet d’offrir suffisamment de temps pour isoler le court-circuit. De manière préférée, la durée de limitation est supérieure à 100ms.
Selon un aspect préféré, la durée de temporisation prédéterminée est comprise entre 100ms et 300ms. Une telle durée de temporisation permet d’offrir suffisamment de temps pour isoler le court-circuit tout en permettant de couper un court-circuit à une valeur de courant de court-circuit compatible.
De manière préférée, le système de distribution comprend au moins un interrupteur de charge, monté sur une ligne électrique de charge. De préférence, un interrupteur de charge est monté sur chaque ligne électrique de charge.
De préférence, l’interrupteur de charge est configuré pour passer automatiquement à l’état ouvert lorsqu’un courant de charge supérieur à un seuil de courant prédéterminé, circule dans la ligne électrique de charge pendant une durée de circulation prédéterminée. Ainsi, l’interrupteur de charge remplit une fonction de fusible de manière à isoler un court-circuit.
De préférence, la durée de circulation prédéterminée est inférieure à la durée de temporisation prédéterminée. Ainsi, l’isolation du court-circuit est réalisée avant la coupure d’alimentation, ce qui permet d’éviter une telle coupure.
De manière préférée, le seuil de courant est inférieur au courant limité de manière à permettre à l’interrupteur de charge de remplir sa fonction lors de la limitation du courant.
De préférence, l’interrupteur de charge est un interrupteur thermique
L’invention concerne également une architecture électrique comprenant au moins une source électrique, au moins un premier moteur électrique et un deuxième moteur électrique, les moteurs électriques étant des moteurs de propulsion d’un aéronef, l’architecture comprenant un système de distribution électrique tel que présenté précédemment pour alimenter les moteurs électriques à partir de la source électrique.
L’invention concerne aussi un aéronef comprenant une architecture telle que présentée précédemment.
L’invention concerne aussi un procédé de distribution électrique dans un système de distribution électrique alimentant au moins un premier moteur électrique et un deuxième moteur électrique à partir d’au moins une source électrique, les moteurs électriques étant des moteurs de propulsion d’un aéronef, le système de distribution électrique comportant au moins un commutateur relié, d’une part, à la source électrique via une ligne électrique de source et, d’autre part, à chaque moteur électrique par une ligne électrique de charge, le procédé comprenant des étapes consistant à :
- en cas de présence d’un courant de court-circuit, limiter le courant à une valeur de courant limité dans le commutateur pendant une durée de limitation et
- ouvrir la ligne électrique de source après une durée de temporisation prédéterminée en cas de présence d’un courant de court-circuit, la durée de temporisation prédéterminée étant inférieure à la durée de limitation.
De manière préférée, le procédé de distribution comprend une étape consistant à ouvrir automatiquement une ligne électrique de charge lorsqu’un courant de charge supérieur à un seuil de courant prédéterminé, circule dans la ligne électrique de charge pendant une durée de circulation prédéterminée inférieure à la durée de temporisation prédéterminée.
De manière préférée, le procédé de distribution comprend une étape consistant à inhiber la limitation de courant dans le commutateur suite à la disparition du courant de court-circuit. Cela permet avantageusement de stopper la durée de temporisation et de ne pas ouvrir la ligne électrique de source.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d’exemple, et se référant aux figures suivantes, données à titre d’exemples non limitatifs, dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
La est une représentation schématique d’un système de distribution électrique selon l’art antérieur.
La est une représentation schématique de l’évolution du courant de court-circuit dans un système de distribution électrique.
La est une représentation schématique rapprochée d’une partie du système de distribution électrique de la .
La est une représentation schématique d’un système de distribution électrique selon une forme de réalisation de l’invention.
La , la , la et la sont des représentations schématiques de la circulation des courants dans le système de distribution électrique de la pour un court-circuit localisé sur une ligne électrique de charge.
La et la sont des représentations schématiques de la circulation des courants dans le système de distribution électrique de la pour un court-circuit localisé sur une ligne électrique de source.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
Il va dorénavant être présenté un aéronef comprenant une architecture électrique afin d’assurer la propulsion de l’aéronef.
En référence à la , il est représenté une architecture électrique comportant un premier moteur électrique M1 et un deuxième moteur électrique M2 pour la propulsion de l’aéronef. L’invention s’applique néanmoins à plus de deux moteurs électriques M1, M2, notamment quatre.
Afin d’alimenter les moteurs électriques M1, M2, l’architecture électrique comporte une ou plusieurs sources électriques B1, en particulier, des batteries électriques. Dans cet exemple, il n’est représenté par souci de clarté qu’une unique source électrique B1.
Selon l’invention, l’architecture électrique comporte un système de distribution électrique 1 configuré pour assurer le transfert de puissance électrique entre la ou les sources électriques B1 et les moteurs électriques M1, M2. Ce transfert d’énergie est de préférence bidirectionnel pour permettre la recharge des sources électriques B1 via les moteurs électriques M1, M2 (fonctionnement générateur).
Dans cet exemple, en référence à la , le système de distribution électrique 1 comporte un premier commutateur électrique C1 relié, d’une part, à la source électrique B1 et, d’autre part, à deux moteurs de électriques M1, M2. Cela permet de former un canal d’alimentation. Par souci de clarté, il est représenté un unique canal d’alimentation mais il va de soi qu’ils pourraient être plus nombreux.
De manière préférée, le système de distribution électrique 1 comporte des canaux d’alimentation « ségrégués », c’est-à-dire, permettant aux sources électriques de prendre le relais l’une de l’autre en cas de défaut. De manière préférée, le système de distribution électrique 1 comporte des lignes de reconfiguration comme introduites dans le préambule.
Selon l’invention, en référence à la , le système de distribution électrique 1 comprend un commutateur C1 relié, d’une part, à la source électrique B1 par une ligne électrique de source LS et, d’autre part, à chaque moteur électrique M1, M2 par une ligne électrique de charge LC1, LC2. Dans cet exemple, le commutateur C1 se présente sous la forme d’un bus d’alimentation, de préférence, haute tension.
Selon l’invention, le système de distribution électrique 1 comprend un dispositif de coupure 2, monté sur la ligne électrique de source LS, configuré pour ouvrir la ligne électrique de source LS après une durée de temporisation prédéterminée D2 en cas de présence d’un courant de court-circuit Icc.
Le dispositif de coupure 2 se présente de manière préférée sous la forme d’un contacteur, de préférence électromagnétique, associé à un capteur de courant et à un temporisateur. La durée de temporisation prédéterminée D2 dépend du courant pouvant être coupé. Dans cet exemple, la durée de temporisation prédéterminée D2 est comprise entre 100 et 300ms pour réaliser une coupure jusqu’à 1500A.
Le dispositif de coupure 2 permet de couper l’alimentation de la ligne source LS si le court-circuit n’a pas été traité au cours de la période de temporisation prédéterminée D2. Cela permet d’éviter un endommagement du système du distribution électrique 1 pouvant conduire à un départ de feu.
Comme illustré à la , le système de distribution électrique 1 comprend un limiteur de courant 3, monté sur la ligne électrique de source LS entre le dispositif de coupure 2 et le commutateur C1. Le limiteur de courant 3 est configuré pour, en cas de présence d’un courant de court-circuit Icc, autoriser la circulation d’un courant limité Ilim dans le commutateur C1 pendant une durée de limitation D3. Un tel limiteur de courant 3 permet avantageusement d’alimenter le commutateur C1 en cas de présence d’un court-circuit avec un courant limité Ilim admissible par le commutateur C1.
Dans cet exemple, la valeur de courant limité Ilim est comprise entre 400A et 700A, de préférence, entre 500A et 600A. Le courant de court-circuit Icc peut être de l’ordre de 4000A. Cette valeur est déterminée, en particulier, en fonction de la nature des interrupteurs de charge 41, 42 comme cela sera présenté par la suite.
Le limiteur de courant 3 est configuré pour dissiper, pendant la durée de limitation D3 de la puissance électrique, en particulier, sous forme de chaleur. De préférence, le limiteur de courant 3 est configuré pour dissiper, pendant la durée de limitation D3, une puissance supérieure à 300 KW, supérieure à 400 kW.
La durée de limitation D3 est, de préférence, supérieure à 100ms afin de permettre au système de distribution électrique 1 de passer en mode dégradé comme cela sera présenté par la suite. De préférence, la durée de limitation D3 est comprise entre 500ms et 1000ms.
De préférence, le limiteur de courant 3 se présente sous la forme d’un limiteur de courant à semi-conducteur, une thermistance, un supraconducteur résistifs, un supraconducteur à inductance parallèle ou analogues.
Selon l’invention, la durée de limitation D3 et supérieure à la durée de temporisation prédéterminée D2 (D3>D2) afin de permettre au dispositif de coupure 2 de couper l’alimentation de la source électrique B1 si aucun mode dégradé n’est possible. L’activation du dispositif de coupure 2 avant la fin de la durée de limitation D3 permet avantageusement de protéger le commutateur C1 et les moteurs électriques M1, M2 contre un courant court-circuit Icc de valeur élevée.
Toujours en référence à la , un premier interrupteur de charge 41 et un deuxième interrupteur de charge 42 sont montés respectivement sur la première ligne électrique de charge LC1 et sur la deuxième ligne électrique de charge LC2. Néanmoins, l’invention s’applique également à un interrupteur de charge 41, 42 monté sur une seule ligne électrique de charge LC1, LC2.
Dans cet exemple, chaque interrupteur de charge 41, 42 est configuré pour passer automatiquement à l’état ouvert lorsqu’un courant de charge Ic1, Ic2 supérieur à un seuil de courant prédéterminé Iseuil, circule dans la ligne électrique de charge LC1, LC2 pendant une durée de circulation prédéterminée D4.
Ainsi, l’interrupteur de charge 41, 42 remplit une fonction de fusible qui ouvre la ligne électrique de charge LC1, LC2 lorsque le courant qui circule (courant de charge Ic1, Ic2) est trop fort, c’est-à-dire, supérieur au seuil de courant prédéterminé Iseuil.
De manière avantageuse, la durée de circulation prédéterminée D4 est inférieure à la durée de temporisation prédéterminée D2. Autrement dit, chaque interrupteur de charge 41, 42 dispose de suffisamment de temps pour remplir sa fonction de fusible avant que le dispositif de coupure 2 ne stoppe l’alimentation à la fin de la durée de temporisation prédéterminée D2.
La durée de circulation prédéterminée D4 doit être suffisamment grande pour éviter des coupures intempestives et suffisamment petite pour éviter de recourir à un limiteur de courant 3 ayant une grande durée de limitation D3 et à un dispositif de coupure 2 devant couper des courants de forte intensité, ce qui augmenterait le coût et l’encombrement du système de distribution électrique 1. On obtient ainsi la relation suivante : D4<D2<D3. De préférence, la durée de circulation prédéterminée D4 est comprise entre 10 à 50ms.
De manière avantageuse, le seuil de courant Iseuil est inférieur au courant limité Ilim par le limiteur de courant 3 de manière à permettre à l’interrupteur de charge 41, 42 de remplir sa fonction de fusible lorsque le limiteur de courant 3 est activé en présence d’un courant de court-circuit Icc.
De manière préférée, chaque interrupteur de charge 41, 42 est un interrupteur thermique ou « pyroswitch ».
Exemple de mise en œuvre n°1 : Court-circuit CC sur la première
ligne électrique de charge
LC1 (figures 5 à 8)
Un premier exemple de mise en œuvre d’un procédé de distribution électrique va être présenté pour un système de distribution électrique 1 tel que représenté à la .
Dans cet exemple, en référence à la , un court-circuit CC est présent sur la première ligne électrique de charge LC1 entre le commutateur C1 et le premier moteur électrique M1. A l’apparition du court-circuit CC, un courant de court-circuit Icc circule entre la source électrique B1 et le court-circuit CC. Aucun courant électrique ne circule sur la deuxième ligne électrique de charge LC2, le courant étant conduit au court-circuit CC.
En référence à la , le procédé comprend une étape consistant à, en cas de présence d’un courant de court-circuit Icc, limiter E1 le courant à une valeur de courant limité Ilim dans le commutateur 3 pendant la durée de limitation D3. Le limiteur de courant 3 réduit le courant de court-circuit Icc. Comme illustré à la , le courant de charge Ic1 correspond au courant limité Ilim dans la première ligne électrique de charge LC1.
En référence à la , le procédé comprend une étape consistant à ouvrir E2 automatiquement la première ligne électrique de charge LC1 lorsque le courant de charge Ic1 est supérieur au seuil de courant prédéterminé Iseuil pendant la durée de circulation prédéterminée D4. Comme la valeur du courant limité Ilim est supérieure au seuil de courant prédéterminé Iseuil, l’interrupteur de charge 41 ouvre la première ligne électrique de charge LC1 à la fin de la durée de circulation prédéterminée D4. Ainsi, le premier interrupteur de charge 41 remplit sa fonction de fusible et isole le premier moteur électrique M1 qui ne peut plus être alimenté.
En référence à la , suite à l’isolation du court-circuit CC, il n’existe plus de courant de court-circuit Icc et le procédé comprend une étape E3 consistant à inhiber la limitation. Le limiteur de courant 3 alimente normalement le deuxième moteur électrique M2. Ainsi, le système de distribution 3 est en mode dégradé. Contrairement à l’art antérieur, l’alimentation du commutateur C1 a été maintenue par le limiteur de courant 3, ce qui a évité la décharge de ses capacités. Le deuxième moteur M2 continue à participer à la propulsion sans aucune saccade perceptible par le pilote ou les passagers.
Cet exemple de mise en œuvre est particulièrement avantageux en cas de court-circuit furtif qui disparait avant la fin de la durée de circulation prédéterminée D4. En effet, grâce au limiteur de courant 3, les moteurs électriques M1, M2 continuent à participer à la propulsion sans aucune saccade perceptible par le pilote ou les passagers.
Exemple de mise en œuvre n°
2
: Court-circuit CC sur la ligne de
source
L
S
(figures
9 à 1
0
)
Un deuxième exemple de mise en œuvre d’un procédé de distribution électrique va être présenté pour un système de distribution électrique 1 tel que représenté à la .
Dans cet exemple, en référence à la , un court-circuit CC est présent sur la première ligne électrique de source LS entre le limiteur de courant LS et le commutateur C1. A l’apparition du court-circuit CC, un courant de court-circuit Icc circule entre la source électrique B1 et le court-circuit CC. Aucun courant électrique ne circule sur les lignes électriques de charge LC1, LC2.
Toujours en référence à la , le procédé comprend une étape consistant à, en cas de présence d’un courant de court-circuit Icc, limiter E1 le courant à une valeur de courant limité Ilim dans le commutateur 3 pendant la durée de limitation D3. Le limiteur de courant 3 réduit le courant de court-circuit Icc.
Etat donné qu’aucun courant électrique ne circule sur les lignes électriques de charge LC1, LC2. Les interrupteurs de charge 41, 42 demeurent fermés.
En référence à la , le procédé comprend une étape consistant à ouvrir E4 la ligne électrique de source LS après la durée de temporisation prédéterminée D2. Le dispositif de coupure 2 ouvre la ligne électrique de source LS étant donné qu’un courant de court-circuit Icc est toujours présent afin de protéger le commutateur C1 avant la fin de la durée de limitation D3. La durée de temporisation prédéterminée D2 permet de couper l’alimentation tant que le courant de court-circuit Icc n’est pas encore trop élevé.
Grâce à l’invention, le système de distribution électrique 1 permet de passer dans un mode dégradé sans engendrer de saccades lors de la propulsion de l’aéronef. En outre, le paramétrage judicieux des valeurs de courant, des valeurs de seuil et des différentes durées D2, D3, D4 permet d’obtenir une mise en sécurité très réactive en cas d’apparition d’un court-circuit. La sécurité et la disponibilité des moyens de propulsion sont encore renforcées.
Claims (12)
- Système de distribution électrique (1) configuré pour alimenter au moins un premier moteur électrique (M1) et un deuxième moteur électrique (M2) à partir d’au moins une source électrique (B1), les moteurs électriques (M1, M2) étant des moteurs de propulsion d’un aéronef, le système de distribution électrique (1) comportant :
- Au moins un commutateur (C1) configuré, d’une part, pour être relié à la source électrique (B1) par une ligne électrique de source (LS) et, d’autre part, pour être relié à chaque moteur électrique (M1, M2) par une ligne électrique de charge (LC1, LC2),
- au moins un dispositif de coupure (2), monté sur la ligne électrique de source (LS), configuré pour ouvrir la ligne électrique de source (LS) après une durée de temporisation prédéterminée (D2) en cas de présence d’un courant de court-circuit (Icc),
- au moins un limiteur de courant (3), monté sur la ligne électrique de source (LS) entre le dispositif de coupure (2) et le commutateur (C1), configuré pour, en cas de présence d’un courant de court-circuit (Icc), autoriser la circulation d’un courant limité (Ilim) dans le commutateur (3) pendant une durée de limitation (D3) supérieure à la durée de temporisation prédéterminée (D2).
- Système de distribution électrique (1) selon la revendication 1, dans lequel le limiteur de courant (3) est configuré pour dissiper, pendant la durée de limitation (D3), au moins une puissance de 300 KW, de préférence, au moins une puissance de 400 kW.
- Système de distribution électrique (1) selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel la durée de limitation (D3) est supérieure à 100ms.
- Système de distribution électrique (1) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la durée de temporisation prédéterminée (D2) est comprise entre 100ms et 300ms.
- Système de distribution électrique (1) selon l’une des revendications 1 à 4, comprenant au moins un interrupteur de charge (41, 42), monté sur une ligne électrique de charge (LC1, LC2).
- Système de distribution électrique (1) selon la revendication 5, dans lequel l’interrupteur de charge (41, 42) est configuré pour passer automatiquement à l’état ouvert lorsqu’un courant de charge supérieur à un seuil de courant prédéterminé (Iseuil), circule dans la ligne électrique de charge (LC1, LC2) pendant une durée de circulation prédéterminée (D4).
- Système de distribution électrique (1) selon la revendication 6, dans lequel la durée de circulation prédéterminée (D4) est inférieure à la durée de temporisation prédéterminée (D2).
- Système de distribution électrique (1) selon l’une des revendications 5 à 7, dans lequel le seuil de courant (Iseuil) est inférieur au courant limité (Ilim).
- Architecture électrique comprenant au moins une source électrique (B1), au moins un premier moteur électrique (M1) et un deuxième moteur électrique (M2), les moteurs électriques (M1, M2) étant des moteurs de propulsion d’un aéronef, l’architecture comprenant un système de distribution électrique (1) selon l’une des revendications 1 à 8 pour alimenter les moteurs électriques (M1, M2) à partir de la source électrique (B1).
- Procédé de distribution électrique dans un système de distribution électrique (1) alimentant au moins un premier moteur électrique (M1) et un deuxième moteur électrique (M2) à partir d’au moins une source électrique (B1), les moteurs électriques (M1, M2) étant des moteurs de propulsion d’un aéronef, le système de distribution électrique (1) comportant au moins un commutateur (C1) relié, d’une part, à la source électrique (B1) via une ligne électrique de source (LS) et, d’autre part, à chaque moteur électrique (M1, M2) par une ligne électrique de charge (LC1, LC2), le procédé comprenant des étapes consistant à :
- en cas de présence d’un courant de court-circuit (Icc), limiter (E1) le courant à une valeur de courant limité (Ilim) dans le commutateur (3) pendant une durée de limitation (D3) et
- ouvrir (E4) la ligne électrique de source (LS) après une durée de temporisation prédéterminée (D2) en cas de présence d’un courant de court-circuit (Icc), la durée de temporisation prédéterminée (D2) étant inférieure à la durée de limitation (D3).
- Procédé de distribution électrique selon la revendication 10 comprenant une étape consistant à ouvrir (E2) automatiquement une ligne électrique de charge (LC1, LC2) lorsqu’un courant de charge supérieur à un seuil de courant prédéterminé (Iseuil), circule dans la ligne électrique de charge (LC1, LC2) pendant une durée de circulation prédéterminée (D4) inférieure à la durée de temporisation prédéterminée (D2).
- Procédé de distribution électrique selon la revendication 11 comprenant une étape consistant à inhiber (E3) la limitation de courant dans le commutateur (3) suite à la disparition du courant de court-circuit (Icc).
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| FR2207061A FR3137804B1 (fr) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | Procédé et système de distribution électrique configuré pour alimenter des moteurs électriques d’un aéronef à partir d’au moins une source électrique |
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| FR2207061A FR3137804B1 (fr) | 2022-07-08 | 2022-07-08 | Procédé et système de distribution électrique configuré pour alimenter des moteurs électriques d’un aéronef à partir d’au moins une source électrique |
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| US4236186A (en) * | 1979-01-17 | 1980-11-25 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power breaker system |
| FR3006515A1 (fr) * | 2013-05-31 | 2014-12-05 | Airbus Operations Sas | Protection electrique a l'aide d'un interrupteur a semi-conducteur. |
| WO2021210124A1 (fr) * | 2020-04-16 | 2021-10-21 | 三菱電機株式会社 | Système de distribution d'énergie pour corps mobile |
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2022
- 2022-07-08 FR FR2207061A patent/FR3137804B1/fr active Active
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2023
- 2023-07-01 WO PCT/EP2023/068132 patent/WO2024008598A1/fr unknown
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