WO2023198505A1 - System for controlling at least one actuator of an aircraft turbine engine, the system comprising a flight test computer, and flight test method - Google Patents

System for controlling at least one actuator of an aircraft turbine engine, the system comprising a flight test computer, and flight test method Download PDF

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WO2023198505A1
WO2023198505A1 PCT/EP2023/058747 EP2023058747W WO2023198505A1 WO 2023198505 A1 WO2023198505 A1 WO 2023198505A1 EP 2023058747 W EP2023058747 W EP 2023058747W WO 2023198505 A1 WO2023198505 A1 WO 2023198505A1
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conversion
voltage
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PCT/EP2023/058747
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Louis GRIMAUD
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Safran Electronics & Defense
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    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies

Definitions

  • the present invention relates to the field of flight testing of a control system of an actuator of an aircraft turbomachine, in particular, of a thrust reverser flap of a nacelle.
  • an aircraft comprises a propulsion system comprising a turbomachine mounted in a nacelle.
  • a propulsion system comprising a turbomachine mounted in a nacelle.
  • thrust reverser flaps on the nacelle.
  • thrust reverser flaps 104 are moved by an electric motor 103 controlled by a power device 102 which is powered by an electrical network of the aircraft 101, in particular, a three-phase 115V AC network.
  • the power device 102 and the electric motor 103 together form a control system 105 of the reversing flaps 104.
  • testing the control system 105 is complex. Indeed, it is difficult to guarantee with a sufficiently high probability that a test does not lead to an effective opening of a reversal flap 104, which would be problematic when the aircraft is in flight.
  • a power device 102 comprising a three-phase inverter to power the electric motor 103 and a power module. load, in particular a supercapacitor, to power the three-phase inverter.
  • a charging module makes it possible to avoid a direct power supply between the electrical network of the aircraft 101 and the electric motor 103, which reduces the risk of accidental actuation. However, this prohibits the implementation of a test process according to the prior art.
  • the invention aims to eliminate at least some of these drawbacks.
  • test steps are carried out consecutively. If a test step fails, a fault is detected and the control system is made safe, for example, by cutting off the power supply.
  • the storage module, the DC-DC conversion module and the DC-AC conversion module are tested consecutively in order to detect a fault early to avoid propagation of a fault in the system control.
  • Each element of the control system is powered when the elements located upstream have been tested and validated. This guarantees a rigorous and relevant test of the control system. Any characteristic malfunction of the storage module, the DC-DC conversion module and the DC-AC conversion module is tested in order to avoid unintentionally controlling the electric motor and, consequently, the actuator.
  • Such a test method is suitable for a control system comprising an energy storage module allowing isolation from the aircraft electrical network, which limits the risk of fault.
  • the flight test method comprises a step consisting of activating the DC-AC conversion module, closing all of the high transistors, opening all of the low transistors and issuing a second pulse input command in order to check that the output voltage of the DC-AC conversion module is equal to its input voltage provided by the DC-DC conversion module.
  • Such a test step makes it possible to control the “high” behavior of the DC-AC conversion module.
  • the flight test method comprises a step consisting of closing all of the high transistors, closing all of the low transistors and issuing a third pulse input command in order to verify that the DC-AC conversion module is protected against overcurrents.
  • the input setpoint voltage is zero voltage in order to verify that the output voltage of the DC-DC conversion module is zero.
  • the DC-DC conversion module having an operating input voltage range
  • several input setpoint voltage values are tested successively in order to ensure the proper functioning of the DC-DC conversion module over its operating input voltage range.
  • the energy storage module comprises a plurality of super capacities.
  • control system includes a DC-DC pre-conversion module to power the energy storage module.
  • the DC-DC conversion module is in the form of a double active bridge converter. Such a converter is particularly suitable for high powers.
  • the DC-DC conversion module includes galvanic isolation so as to limit the risk of electrical fault.
  • the invention also relates to an assembly comprising an aircraft electrical network, an actuator of an aircraft turbomachine and a control system as presented previously, powered by the aircraft electrical network, to move the actuator.
  • the invention also relates to an aircraft comprising an assembly as presented previously.
  • actuator 7 is a thrust reverser flap but it goes without saying that it could be different.
  • the control system 10 comprises: an electric motor 6 configured to move the actuator 7 and a power device DP powering the electric motor 6 in order to control it.
  • the electric motor 6 is preferably a three-phase motor comprising a movable rotor mounted in a stator.
  • the power device DP is powered by an aircraft electrical network 1, in particular, a high voltage direct current network, for example 270 Vdc/540Vdc, or low voltage 28Vdc.
  • the power device DP is powered directly by a DC-DC pre-conversion module 2 powered by the aircraft electrical network 1.
  • the DC-DC pre-conversion module 2 advantageously makes it possible to store energy and create galvanic isolation guaranteeing physical separation between the aircraft electrical network 1 and the electric motor 6 with a very low failure rate. Thus, it is not possible to supply energy to the electric motor 6 when the DC-DC pre-conversion module 2 is not controlled.
  • the power device DP comprises an energy storage module 3 configured to be charged by the DC-DC pre-conversion module 2.
  • the energy storage module 3 comprises one or more supercapacitors.
  • the power device DP also comprises a DC-DC conversion module 4 configured to be powered by the energy storage module 3.
  • the DC-DC conversion module 4 has a predetermined conversion ratio which corresponds to the ratio of the output voltage to the input voltage.
  • the power device DP also includes a DC-AC conversion module 5 connected to the electric motor 6 configured to be charged by the DC-DC conversion module 4.
  • the DC-DC conversion module 4 is connected to the DC-AC conversion module 5 by a bus regulated by DC-DC conversion module 4.
  • the DC-AC conversion module 5 comprises a transistor bridge comprising high transistors and low transistors to allow AC conversion.
  • transistors define a “high” or “on” state and a “low” or “open” state.
  • the direct-alternating conversion module 5 has several phases which are connected to phases of the electric motor 6.
  • the direct-alternating conversion module 5 is in the form of an inverter, in particular, a three-phase inverter .
  • the DC-DC converter 4 includes insulation means.
  • it is in the form of a double active bridge converter, better known by its English abbreviation DAB for “Dual Active Bridge”.
  • DAB Double Active Bridge
  • Such a DC-DC converter 4 is particularly suitable for high powers. It advantageously makes it possible to regulate the current, which makes it possible to associate it with a direct-alternating conversion module 5 comprising components normally in the open state (for example transistors of the JFET type).
  • the direct-alternating conversion module 5 is configured to short-circuit the phases of the electric motor 6 when the direct-alternating conversion module 5 is not powered. It goes without saying that other types of DC-DC converter 4 could be suitable.
  • the DC-DC converter 4 includes, at its output, a capacitance for filtering current ripples which has a value at least 100 times lower than the capacitance of an LC input filter of the DC-AC conversion module. 5. Also, the output capacity of the DC-DC converter 4 cannot store enough energy to maintain currents in the electric motor 6 once its control has stopped. Security is thus improved.
  • the DC-DC converter 4 is reversible. Its control makes it possible to not depend on the natural dynamics of the electric motor 6 to force the discharge of its output capacity and therefore reduce the voltage to 0V immediately. This makes it possible to set up protection in the event of measurement of non-zero currents in the phases of the electric motor 6.
  • the DC-DC converter 4 is configured to raise the voltage between its input and its output when it is connected to a low voltage aircraft electrical network 1.
  • the DC-DC converter 4 can be voltage step-up/step-down.
  • the DC-DC pre-conversion module 2 the energy storage module 3, the DC-DC conversion module 4 and the DC-AC conversion module 5 are known to those skilled in the art and will not be presented again.
  • the control system 10 makes it possible to effectively control the actuator 7, effectively absorbing current peaks thanks in particular to the energy storage module 3. Such a new generation control system 10 must be flight tested to ensure safety.
  • the control system 10 comprises a flight test computer 8 configured to implement a plurality of test steps in order to detect a possible malfunction in the power device DP and the electric motor 6.
  • the flight test computer 8 is preferably in the form of a digital controller.
  • the flight test computer 8 is configured to activate elements of the power device DP, issue instructions to said elements and measure parameters of said elements.
  • the parameters of the DC-DC conversion module 4 are for example voltage and current measurements, in particular, at the level of a primary and a secondary of the DC-DC conversion module 4, voltage and current measurements. alternating intensities on the phases of the inverter (direct-alternating conversion module 5).
  • the parameters of the direct-alternating conversion module 5 are for example voltage and intensity measurements.
  • the flight test computer 8 is also configured to measure parameters of the electric motor 6, for example, measurements of speed and angular position of the rotor of the electric motor 6.
  • the present invention proposes to implement a test method in which the elements of the control system 10 are tested sequentially in order to avoid any accidental actuation. This prevents a fault from propagating to other elements of the DP power device which are inactive. Unintentional power supply to the electric motor 6 is therefore highly improbable.
  • test steps E1-E5 implemented by the flight test computer 8 are schematically represented.
  • the control system 10 is considered defective POK.
  • test steps are performed sequentially. A test step is only carried out if the previous test step is successful. In the event of a POK fault, the control process is immediately stopped. Preferably, the power supply to the DP power device is also cut off.
  • the DC-DC conversion module 4 and the DC-AC conversion module 5 are turned off.
  • the method includes a test step E1 consisting of comparing the voltage across the energy storage module 3 to the voltage across the DC-DC conversion module 4 to verify that they are equal. In the event of a difference, the control system 10 is considered defective POK.
  • Such a test step E1 advantageously makes it possible to detect any loss of energy characteristic of a fault, for example, a leak from a supercapacitor or a break in connections.
  • the energy storage module 3 all the functions contributing to providing power can be tested independently of the presence of the aircraft electrical network 1. It is sufficient to store a minimum of energy in the energy storage module 3 to perform the test.
  • the method comprises a test step E2 consisting of activating the DC-DC conversion module 4 and supplying it with a set voltage at the input in order to verify that the output voltage conforms to the predetermined conversion ratio of the DC-DC conversion module. continuous 4.
  • the input setpoint voltage is zero voltage and it is verified that the output voltage of the DC-DC conversion module 4 is zero. If the output voltage is non-zero, the control system 10 is considered defective POK.
  • Such a test step E2 advantageously makes it possible to detect any internal malfunction of the DC-DC conversion module 4.
  • the test computer 8 issues pulse commands to the DC-DC conversion module 4 to modify the input setpoint voltage. This step can be carried out iteratively. Advantageously, this makes it possible to control the DC-DC conversion module 4 but also the test calculator 8.
  • Such a test step E2 makes it possible to check the operation of the DC-DC conversion module 4 over its operating range.
  • the DC-DC conversion module 4 is configured to regulate the voltage between its input and its output.
  • the output voltage, which is supplied to the direct-alternating conversion module 5, is advantageously of very low value (a few Volts), which guarantees that the voltage applied to the direct-alternating conversion module 5 is insufficient to generate currents ( and therefore the torque) in the electric motor 6.
  • the actuator 7 thus has a very low probability of being moved.
  • the method includes a test step E3 consisting of activating the DC-AC conversion module 5, closing all of the low transistors, opening all of the high transistors and issuing a first pulse input command. This makes it possible to verify that the DC-AC conversion module 5 does not generate voltage in the “low state” configuration. Indeed, in this configuration of the transistor bridge of the DC-AC conversion module 5, no voltage must be transmitted.
  • the voltage of the DC-DC conversion module 4 is zero following activation of the DC-AC conversion module 5.
  • the test computer 8 emits the first pulse command via the DC-DC conversion module 4, previously tested. Measuring the voltages on each of the phases of the direct-alternating conversion module 5 makes it possible to verify the correct switching of each of the arms.
  • the method includes a test step E4 consisting of activating the DC-AC conversion module 5, closing all of the high transistors, opening all of the low transistors and issuing a second pulse input command. This makes it possible to verify that the DC-AC conversion module 5 transmits the voltage of the DC-DC conversion module 4. Indeed, in this "high state" configuration of the transistor bridge of the DC-AC conversion module 5, the voltage at the input of the direct-alternating conversion module 5 is equal to its output voltage.
  • test computer 8 emits a second pulse command via the second DC-DC converter 4, previously tested.
  • the method includes a test step E5 consisting of closing all of the high transistors, closing all of the low transistors and issuing a third pulse input command. This makes it possible to verify that the direct-alternating conversion module 5 is protected against overcurrents.
  • the method includes a test step consisting of measuring the currents of the transistor bridge, in particular, at the bottom of the transistor bridge in order to detect any malfunction.
  • control system 10 When all the tests have been carried out, it is considered that the control system 10 is operational OK. Thus, when the aircraft lands, the probability that the actuator 7 will open following a command from the pilot is certain, which ensures optimal safety.
  • the phase currents of the electric motor 6 are constantly measured to ensure the absence of torque in the electric motor 6. If one of the measured currents is not of zero value, the conversion module continues- DC 4 immediately imposes a zero output voltage in order to stop the power supply to the DC-AC conversion module 5.

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Abstract

The invention relates to a flight test method for a system (10) for controlling at least one actuator (7) of an aircraft turbine engine, the system comprising an electric motor (6) and a power device (DP) that comprises at least one energy storage module (3) designed to be charged by an aircraft power system (1), a DC-DC conversion module (4), and a DC-AC conversion module (5), the method comprising steps of: comparing the voltage at the terminals of the energy storage module (3) with the voltage at the terminals of the DC-DC conversion module (4); providing a setpoint voltage as an input in order to verify that the output voltage is in accordance with a specified conversion ratio of the DC-DC conversion module; closing all of the lower transistors, opening all of the higher transistors; and issuing a first input pulse command in order to verify that the output voltage is zero.

Description

Système de commande d’au moins un actionneur d’une turbomachine d’aéronef comprenant un calculateur de test en vol et procédé de test en volSystem for controlling at least one actuator of an aircraft turbomachine comprising a flight test computer and flight test method
La présente invention concerne le domaine de test en vol d’un système de commande d’un actionneur d’une turbomachine d’aéronef, en particulier, d’un volet d’inversion de poussée d’une nacelle.The present invention relates to the field of flight testing of a control system of an actuator of an aircraft turbomachine, in particular, of a thrust reverser flap of a nacelle.
De manière connue, un aéronef comporte un système de propulsion comportant une turbomachine montée dans une nacelle. Afin de réduire la vitesse de l’aéronef, il est connu de prévoir sur la nacelle des volets d’inversion de poussée. Comme illustré à la , des volets d’inversion de poussée 104 sont déplacés par un moteur électrique 103 commandé par un dispositif de puissance 102 qui est alimenté par un réseau électrique de l’aéronef 101, en particulier, un réseau triphasé en 115V AC. Le dispositif de puissance 102 et le moteur électrique 103 forment ensemble un système de commande 105 des volets d’inversion 104. In known manner, an aircraft comprises a propulsion system comprising a turbomachine mounted in a nacelle. In order to reduce the speed of the aircraft, it is known to provide thrust reverser flaps on the nacelle. As illustrated in , thrust reverser flaps 104 are moved by an electric motor 103 controlled by a power device 102 which is powered by an electrical network of the aircraft 101, in particular, a three-phase 115V AC network. The power device 102 and the electric motor 103 together form a control system 105 of the reversing flaps 104.
Avant d’entamer une phase de descente de l’aéronef, il est nécessaire de tester en vol le système de commande 105 afin de s’assurer du déploiement effectif des volets d’inversion 104 lors de la phase de descente pour freiner l’aéronef. En pratique, le test du système de commande 105 est complexe. En effet, il est difficile de garantir avec une probabilité suffisamment élevée qu’un test ne conduise pas à une ouverture effective d’un volet d’inversion 104, ce qui serait problématique lorsque l’aéronef est en vol.Before beginning a descent phase of the aircraft, it is necessary to test the control system 105 in flight in order to ensure the effective deployment of the reversing flaps 104 during the descent phase to brake the aircraft. . In practice, testing the control system 105 is complex. Indeed, it is difficult to guarantee with a sufficiently high probability that a test does not lead to an effective opening of a reversal flap 104, which would be problematic when the aircraft is in flight.
Afin d’absorber les pics d’appel de puissance lors de la commande d’un volet d’inversion 104, il a été proposé d’utiliser un dispositif de puissance 102 comprenant un onduleur triphasé pour alimenter le moteur électrique 103 et un module de charge, en particulier une supercapacité, pour alimenter l’onduleur triphasé. Un module de charge permet d’éviter une alimentation directe entre le réseau électrique de l’aéronef 101 et le moteur électrique 103, ce qui réduit le risque d’actionnement accidentel. Néanmoins, cela interdit de mettre en œuvre un procédé de test selon l’art antérieur.In order to absorb power demand peaks when controlling a reversing shutter 104, it has been proposed to use a power device 102 comprising a three-phase inverter to power the electric motor 103 and a power module. load, in particular a supercapacitor, to power the three-phase inverter. A charging module makes it possible to avoid a direct power supply between the electrical network of the aircraft 101 and the electric motor 103, which reduces the risk of accidental actuation. However, this prohibits the implementation of a test process according to the prior art.
L’invention vise à éliminer au moins certains de ces inconvénients.The invention aims to eliminate at least some of these drawbacks.
PRESENTATION DE L’INVENTIONPRESENTATION OF THE INVENTION
L’invention concerne un procédé de test en vol d’un système de commande d’au moins un actionneur d’une turbomachine d’aéronef comprenant un moteur électrique configuré pour déplacer l’actionneur et un dispositif de puissance alimentant le moteur électrique afin de le commander, le dispositif de puissance comprenant au moins un module de stockage d’énergie configuré pour être chargé par un réseau électrique d’aéronef, un module de conversion continu-continu configuré pour être alimenté par le module de stockage d’énergie, le module de conversion continu-continu ayant un rapport de conversion prédéterminé, un module de conversion continu-alternatif relié au moteur électrique configuré pour être alimenté par le module de conversion continu-continu, le module de conversion continu-alternatif comportant un pont de transistors, comprenant des transistors hauts et des transistors bas, et un calculateur de test en vol, le procédé comprenant des étapes consistant à :
  • E1 comparer la tension aux bornes du module de stockage d’énergie à la tension aux bornes du module de conversion continu-continu afin de vérifier qu’elles sont égales,
  • E2 activer le module de conversion continu-continu et lui fournir une tension de consigne en entrée afin de vérifier que la tension de sortie est conforme au rapport de conversion prédéterminé du module de conversion continu-continu,
  • E3 activer le module de conversion continu-alternatif, fermer l’ensemble des transistors bas, ouvrir l’ensemble des transistors hauts et émettre une première commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-alternatif est nulle.
The invention relates to a method for testing in flight a system for controlling at least one actuator of an aircraft turbomachine comprising an electric motor configured to move the actuator and a power device powering the electric motor in order to control it, the power device comprising at least one energy storage module configured to be charged by an aircraft electrical network, a DC-DC conversion module configured to be powered by the energy storage module, the DC-DC conversion module having a predetermined conversion ratio, a DC-AC conversion module connected to the electric motor configured to be powered by the DC-DC conversion module, the DC-AC conversion module comprising a bridge of transistors, comprising high transistors and low transistors, and a flight test computer, the method comprising steps consisting of:
  • E1 compare the voltage across the energy storage module to the voltage across the DC-DC conversion module in order to verify that they are equal,
  • E2 activate the DC-DC conversion module and provide it with a set input voltage in order to verify that the output voltage complies with the predetermined conversion ratio of the DC-DC conversion module,
  • E3 activate the DC-AC conversion module, close all the low transistors, open all the high transistors and issue a first pulse input command in order to verify that the output voltage of the DC-AC conversion module is nothing.
De préférence, les étapes de test sont réalisées de manière consécutives. En cas d’échec d’une étape de test, un défaut est détecté et le système de commande est mis en sécurité, par exemple, en coupant l’alimentation électrique.Preferably, the test steps are carried out consecutively. If a test step fails, a fault is detected and the control system is made safe, for example, by cutting off the power supply.
Grâce à l’invention, le module de stockage, le module de conversion continu-continu et le module de conversion continu-alternatif sont testés de manière consécutive afin de détecter de manière précoce un défaut pour éviter une propagation d’un défaut dans le système de commande. Chaque élément du système de commande est alimenté lorsque les éléments situés en amont ont été testés et validés. On garantit ainsi un test rigoureux et pertinent du système de commande. Tout dysfonctionnement caractéristique du module de stockage, du module de conversion continu-continu et du module de conversion continu-alternatif est testé afin d’éviter de commander de manière involontaire le moteur électrique et, par voie de conséquence, l’actionneur. Un tel procédé de test est adapté pour un système de commande comprenant un module de stockage d’énergie permettant une isolation avec le réseau électrique d’aéronef, ce qui limite le risque de défaut.Thanks to the invention, the storage module, the DC-DC conversion module and the DC-AC conversion module are tested consecutively in order to detect a fault early to avoid propagation of a fault in the system control. Each element of the control system is powered when the elements located upstream have been tested and validated. This guarantees a rigorous and relevant test of the control system. Any characteristic malfunction of the storage module, the DC-DC conversion module and the DC-AC conversion module is tested in order to avoid unintentionally controlling the electric motor and, consequently, the actuator. Such a test method is suitable for a control system comprising an energy storage module allowing isolation from the aircraft electrical network, which limits the risk of fault.
De manière préféré, le procédé de test en vol comprend une étape consistant à activer le module de conversion continu-alternatif, fermer l’ensemble des transistors hauts, ouvrir l’ensemble des transistors bas et émettre une deuxième commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-alternatif est égale à sa tension d’entrée fournie par le module de conversion continu-continu.Preferably, the flight test method comprises a step consisting of activating the DC-AC conversion module, closing all of the high transistors, opening all of the low transistors and issuing a second pulse input command in order to check that the output voltage of the DC-AC conversion module is equal to its input voltage provided by the DC-DC conversion module.
Une telle étape de test permet de contrôler le comportement « haut » du module de conversion continu-alternatif.Such a test step makes it possible to control the “high” behavior of the DC-AC conversion module.
De préférence, le procédé de test en vol comprend une étape consistant à fermer l’ensemble des transistors hauts, fermer l’ensemble des transistors bas et émettre une troisième commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que le module de conversion continu-alternatif est protégé contre les sur-courants.Preferably, the flight test method comprises a step consisting of closing all of the high transistors, closing all of the low transistors and issuing a third pulse input command in order to verify that the DC-AC conversion module is protected against overcurrents.
De manière préférée, au cours de l’étape E2, la tension de consigne d’entrée est une tension nulle afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-continu est nulle.Preferably, during step E2, the input setpoint voltage is zero voltage in order to verify that the output voltage of the DC-DC conversion module is zero.
Selon un aspect de l’invention, le module de conversion continu-continu ayant une plage de tension d’entrée de fonctionnement, au cours de l’étape, plusieurs valeurs de tension de consigne d’entrée sont testées de manière successive afin de s’assurer du bon fonctionnement du module de conversion continu-continu sur sa plage de tension d’entrée de fonctionnement.According to one aspect of the invention, the DC-DC conversion module having an operating input voltage range, during the step, several input setpoint voltage values are tested successively in order to ensure the proper functioning of the DC-DC conversion module over its operating input voltage range.
L’invention concerne également un système de commande d’au moins un actionneur d’une turbomachine d’aéronef comprenant un moteur électrique configuré pour déplacer l’actionneur et un dispositif de puissance alimentant le moteur électrique afin de le commander, le dispositif de puissance comprenant :
  • au moins un module de stockage d’énergie configuré pour être chargé par un réseau électrique d’aéronef,
  • un module de conversion continu-continu configuré pour être alimenté par le module de stockage d’énergie, le module de conversion continu-continu ayant un rapport de conversion prédéterminé,
  • un module de conversion continu-alternatif relié au moteur électrique configuré pour être alimenté par le module de conversion continu-continu, le module de conversion continu-alternatif comportant un pont de transistors comprenant des transistors hauts et des transistors
The invention also relates to a system for controlling at least one actuator of an aircraft turbomachine comprising an electric motor configured to move the actuator and a power device powering the electric motor in order to control it, the power device including:
  • at least one energy storage module configured to be charged by an aircraft electrical network,
  • a DC-DC conversion module configured to be powered by the energy storage module, the DC-DC conversion module having a predetermined conversion ratio,
  • a DC-AC conversion module connected to the electric motor configured to be powered by the DC-DC conversion module, the DC-AC conversion module comprising a transistor bridge comprising high transistors and transistors
Le système de commande est remarquable en ce que le dispositif de puissance comporte un calculateur de test en vol configuré pour :
  • comparer la tension aux bornes du module de stockage d’énergie à la tension aux bornes du module de conversion continu-continu afin de vérifier qu’elles sont égales,
  • activer le module de conversion continu-continu et lui fournir une tension de consigne en entrée afin de vérifier que la tension de sortie est conforme au rapport de conversion prédéterminé du module de conversion continu-continu,
  • activer le module de conversion continu-alternatif, fermer l’ensemble des transistors bas, ouvrir l’ensemble des transistors hauts et émettre une première commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-alternatif est nulle.
The control system is remarkable in that the power device includes a flight test computer configured to:
  • compare the voltage across the energy storage module to the voltage across the DC-DC conversion module in order to verify that they are equal,
  • activate the DC-DC conversion module and provide it with a set input voltage in order to verify that the output voltage complies with the predetermined conversion ratio of the DC-DC conversion module,
  • activate the DC-AC conversion module, close all the low transistors, open all the high transistors and issue a first pulse input command in order to verify that the output voltage of the DC-AC conversion module is zero .
De manière préférée, le module de stockage d’énergie comporte une pluralité de super capacités.Preferably, the energy storage module comprises a plurality of super capacities.
De manière préférée, le système de commande comprend un module de pré-conversion continu-continu pour alimenter le module de stockage d’énergie.Preferably, the control system includes a DC-DC pre-conversion module to power the energy storage module.
De préférence, le module de conversion continu-continu se présente sous la forme d’un convertisseur à double pont actif. Un tel convertisseur est particulièrement adapté pour les fortes puissances. De manière préférée, le module de conversion continu-continu comporte une isolation galvanique de manière à limiter le risque de défaut électrique.Preferably, the DC-DC conversion module is in the form of a double active bridge converter. Such a converter is particularly suitable for high powers. Preferably, the DC-DC conversion module includes galvanic isolation so as to limit the risk of electrical fault.
L’invention concerne également un ensemble comprenant un réseau électrique d’aéronef, un actionneur d’une turbomachine d’aéronef et un système de commande tel que présenté précédemment, alimenté par le réseau électrique d’aéronef, pour déplacer l’actionneur.The invention also relates to an assembly comprising an aircraft electrical network, an actuator of an aircraft turbomachine and a control system as presented previously, powered by the aircraft electrical network, to move the actuator.
L’invention concerne aussi un aéronef comprenant un ensemble tel que présenté précédemment.The invention also relates to an aircraft comprising an assembly as presented previously.
PRESENTATION DES FIGURESPRESENTATION OF FIGURES
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.The invention will be better understood on reading the description which follows, given by way of example, and referring to the following figures, given by way of non-limiting examples, in which identical references are given to similar objects .
La est une représentation schématique d’un système de commande selon l’art antérieur.There is a schematic representation of a control system according to the prior art.
La est une représentation schématique d’une première forme de réalisation d’un système de commande selon l’invention.There is a schematic representation of a first embodiment of a control system according to the invention.
La est une représentation schématique d’un procédé de test en vol selon l’invention.There is a schematic representation of a flight test method according to the invention.
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.It should be noted that the figures set out the invention in detail to implement the invention, said figures being able of course to be used to better define the invention if necessary.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
L’invention va être présentée en référence à la qui présente un système de commande 10 d’un actionneur 7 d’une turbomachine d’aéronef. Dans cet exemple, l’actionneur 7 est un volet d’inversion de poussée mais il va de soi que cela pourrait être différent.The invention will be presented with reference to the which presents a control system 10 of an actuator 7 of an aircraft turbomachine. In this example, actuator 7 is a thrust reverser flap but it goes without saying that it could be different.
Comme présenté précédemment, le système de commande 10 comprend un moteur électrique 6 configuré pour déplacer l’actionneur 7 et un dispositif de puissance DP alimentant le moteur électrique 6 afin de le commander. Le moteur électrique 6 est de préférence un moteur triphasé comprenant un rotor mobile monté dans un stator.As presented previously, the control system 10 comprises: an electric motor 6 configured to move the actuator 7 and a power device DP powering the electric motor 6 in order to control it. The electric motor 6 is preferably a three-phase motor comprising a movable rotor mounted in a stator.
Comme illustré à la , le dispositif de puissance DP est alimenté par un réseau électrique d’aéronef 1, en particulier, un réseau continu haute tension, par exemple 270 Vdc/540Vdc, ou basse tension 28Vdc. Dans cet exemple, le dispositif de puissance DP est alimenté directement par un module de pré-conversion continu-continu 2 alimenté par le réseau électrique d’aéronef 1. Comme cela sera présenté par la suite, le module de pré-conversion continu-continu 2 permet de charger le module de stockage d’énergie 3 (énergie dans une capacité est : Ec=0.5*C*V²) mais également d’abaisser/relever la tension en fonction des besoins du dispositif de puissance. Le module de pré-conversion continu-continu 2 permet avantageusement de stocker de l’énergie et de créer une isolation galvanique garantissant une séparation physique entre le réseau électrique d’aéronef 1 et le moteur électrique 6 avec un taux de panne très faible. Ainsi, il n’est pas possible de fournir de l’énergie au moteur électrique 6 lorsque le module de pré-conversion continu-continu 2 n’est pas commandé.As illustrated in , the power device DP is powered by an aircraft electrical network 1, in particular, a high voltage direct current network, for example 270 Vdc/540Vdc, or low voltage 28Vdc. In this example, the power device DP is powered directly by a DC-DC pre-conversion module 2 powered by the aircraft electrical network 1. As will be presented subsequently, the DC-DC pre-conversion module 2 allows you to charge the energy storage module 3 (energy in a capacity is: Ec=0.5*C*V²) but also to lower/raise the voltage according to the needs of the power device. The DC-DC pre-conversion module 2 advantageously makes it possible to store energy and create galvanic isolation guaranteeing physical separation between the aircraft electrical network 1 and the electric motor 6 with a very low failure rate. Thus, it is not possible to supply energy to the electric motor 6 when the DC-DC pre-conversion module 2 is not controlled.
En référence à la , le dispositif de puissance DP comporte un module de stockage d’énergie 3 configuré pour être chargé par le module de pré-conversion continu-continu 2. De manière préférée, le module de stockage d’énergie 3 comporte une ou plusieurs supercapacités.In reference to the , the power device DP comprises an energy storage module 3 configured to be charged by the DC-DC pre-conversion module 2. Preferably, the energy storage module 3 comprises one or more supercapacitors.
Le dispositif de puissance DP comporte également un module de conversion continu-continu 4 configuré pour être alimenté par le module de stockage d’énergie 3. De manière connue, le module de conversion continu-continu 4 possède un rapport de conversion prédéterminé qui correspond au rapport de la tension de sortie sur la tension d’entrée. Le dispositif de puissance DP comporte aussi un module de conversion continu-alternatif 5 relié au moteur électrique 6 configuré pour être chargé par le module de conversion continu-continu 4.The power device DP also comprises a DC-DC conversion module 4 configured to be powered by the energy storage module 3. In known manner, the DC-DC conversion module 4 has a predetermined conversion ratio which corresponds to the ratio of the output voltage to the input voltage. The power device DP also includes a DC-AC conversion module 5 connected to the electric motor 6 configured to be charged by the DC-DC conversion module 4.
Dans cet exemple, le module de conversion continu-continu 4 est relié au module de conversion continu-alternatif 5 par un bus régulé par module de conversion continu-continu 4.In this example, the DC-DC conversion module 4 is connected to the DC-AC conversion module 5 by a bus regulated by DC-DC conversion module 4.
Selon l’invention, le module de conversion continu-alternatif 5 comporte un pont de transistors comportant des transistors hauts et des transistors bas pour permettre la conversion alternative. En particulier, les transistors définissent un état « haut » ou « passant » et un état « bas » ou « ouvert ».According to the invention, the DC-AC conversion module 5 comprises a transistor bridge comprising high transistors and low transistors to allow AC conversion. In particular, transistors define a “high” or “on” state and a “low” or “open” state.
Le module de conversion continu-alternatif 5 possède plusieurs phases qui sont reliées à des phases du moteur électrique 6. Dans cet exemple, le module de conversion continu-alternatif 5 se présente sous la forme d’un onduleur, en particulier, un onduleur triphasé.The direct-alternating conversion module 5 has several phases which are connected to phases of the electric motor 6. In this example, the direct-alternating conversion module 5 is in the form of an inverter, in particular, a three-phase inverter .
De manière préférée, le convertisseur continu-continu 4 comporte des moyens d’isolation. De préférence, il se présente sous la forme d’un convertisseur à double pont actif, plus connu sous son abréviation anglaise DAB pour « Dual Active Bridge ». Un tel convertisseur continu-continu 4 est particulièrement adapté pour les fortes puissances. Il permet de manière avantageuse de réguler le courant, ce qui permet de l’associer avec un module de conversion continu-alternatif 5 comportant des composants normalement à l’état ouvert (par exemple des transistors du type JFET). Le module de conversion continu-alternatif 5 est configuré pour court-circuiter les phases du moteur électrique 6 lorsque le module de conversion continu-alternatif 5 n’est pas alimenté. Il va de soi que d’autres types de convertisseur continu-continu 4 pourraient convenir.Preferably, the DC-DC converter 4 includes insulation means. Preferably, it is in the form of a double active bridge converter, better known by its English abbreviation DAB for “Dual Active Bridge”. Such a DC-DC converter 4 is particularly suitable for high powers. It advantageously makes it possible to regulate the current, which makes it possible to associate it with a direct-alternating conversion module 5 comprising components normally in the open state (for example transistors of the JFET type). The direct-alternating conversion module 5 is configured to short-circuit the phases of the electric motor 6 when the direct-alternating conversion module 5 is not powered. It goes without saying that other types of DC-DC converter 4 could be suitable.
En pratique, le convertisseur continu-continu 4 comporte, en sortie, une capacité pour filtrer les ondulations de courant qui possède une valeur au moins 100 fois plus faible que la capacité d’un filtre LC d’entrée du module de conversion continu-alternatif 5. Aussi, la capacité de sortie du convertisseur continu-continu 4 ne peut pas stocker suffisamment d’énergie pour entretenir des courants dans le moteur électrique 6 une fois sa commande stoppée. La sécurité est ainsi améliorée.In practice, the DC-DC converter 4 includes, at its output, a capacitance for filtering current ripples which has a value at least 100 times lower than the capacitance of an LC input filter of the DC-AC conversion module. 5. Also, the output capacity of the DC-DC converter 4 cannot store enough energy to maintain currents in the electric motor 6 once its control has stopped. Security is thus improved.
D’autre part, le convertisseur continu-continu 4 est réversible. Son contrôle permet de ne pas dépendre de la dynamique naturelle du moteur électrique 6 pour forcer la décharge de sa capacité de sortie et donc ramener la tension à 0V immédiatement. Cela permet de mettre en place une protection en cas de mesure de courants non nuls dans les phases du moteur électrique 6. De préférence, le convertisseur continu-continu 4 est configuré pour élever la tension entre son entrée et sa sortie lorsqu’il est relié à un réseau électrique d’aéronef 1 basse tension. En fonction des besoins, le convertisseur continu-continu 4 peut être élévateur/abaisseur de tension.On the other hand, the DC-DC converter 4 is reversible. Its control makes it possible to not depend on the natural dynamics of the electric motor 6 to force the discharge of its output capacity and therefore reduce the voltage to 0V immediately. This makes it possible to set up protection in the event of measurement of non-zero currents in the phases of the electric motor 6. Preferably, the DC-DC converter 4 is configured to raise the voltage between its input and its output when it is connected to a low voltage aircraft electrical network 1. Depending on needs, the DC-DC converter 4 can be voltage step-up/step-down.
Le module de pré-conversion continu-continu 2, le module de stockage d’énergie 3, le module de conversion continu-continu 4 et le module de conversion continu-alternatif 5 sont connus de l’homme du métier et ne seront pas présentés de nouveau. The DC-DC pre-conversion module 2, the energy storage module 3, the DC-DC conversion module 4 and the DC-AC conversion module 5 are known to those skilled in the art and will not be presented again.
Le système de commande 10 permet de commander de manière effective l’actionneur 7 absorbant de manière efficace les pics d’appel de courant grâce notamment au module de stockage d’énergie 3. Un tel système de commande 10, de nouvelle génération, doit être testé en vol afin de garantir la sécurité.The control system 10 makes it possible to effectively control the actuator 7, effectively absorbing current peaks thanks in particular to the energy storage module 3. Such a new generation control system 10 must be flight tested to ensure safety.
Selon l’invention, en référence à la , le système de commande 10 comporte un calculateur de test en vol 8 configuré pour mettre en œuvre une pluralité d’étapes de test afin de détecter un éventuel dysfonctionnement dans le dispositif de puissance DP et le moteur électrique 6. Le calculateur de test en vol 8 se présente de manière préférée sous la forme d’un contrôleur numérique.According to the invention, with reference to the , the control system 10 comprises a flight test computer 8 configured to implement a plurality of test steps in order to detect a possible malfunction in the power device DP and the electric motor 6. The flight test computer 8 is preferably in the form of a digital controller.
Le calculateur de test en vol 8 est configuré pour activer des éléments du dispositif de puissance DP, émettre des consignes auxdits éléments et mesurer des paramètres desdits éléments. Les paramètres du module de conversion continu-continu 4 sont par exemple des mesures de tension et d’intensité, notamment, au niveau d’un primaire et d’un secondaire du module de conversion continu-continu 4, mesures de tensions et d’intensités alternatives sur les phases de l’onduleur (module de conversion continu-alternatif 5). Les paramètres du module de conversion continu-alternatif 5 sont par exemple des mesures de tension et d’intensité. The flight test computer 8 is configured to activate elements of the power device DP, issue instructions to said elements and measure parameters of said elements. The parameters of the DC-DC conversion module 4 are for example voltage and current measurements, in particular, at the level of a primary and a secondary of the DC-DC conversion module 4, voltage and current measurements. alternating intensities on the phases of the inverter (direct-alternating conversion module 5). The parameters of the direct-alternating conversion module 5 are for example voltage and intensity measurements.
De manière préférée, le calculateur de test en vol 8 est également configuré pour mesurer des paramètres du moteur électrique 6,par exemple, des mesures de vitesse et de position angulaire du rotor du moteur électrique 6.Preferably, the flight test computer 8 is also configured to measure parameters of the electric motor 6, for example, measurements of speed and angular position of the rotor of the electric motor 6.
La présente invention propose de mettre en œuvre un procédé de test dans lequel les éléments du système de commande 10 sont testés de manière séquentielle afin d’éviter tout actionnement accidentel. On évite ainsi qu’un défaut ne se propage aux autres éléments du dispositif de puissance DP qui sont inactifs. Une alimentation involontaire du moteur électrique 6 est ainsi hautement improbable. The present invention proposes to implement a test method in which the elements of the control system 10 are tested sequentially in order to avoid any accidental actuation. This prevents a fault from propagating to other elements of the DP power device which are inactive. Unintentional power supply to the electric motor 6 is therefore highly improbable.
Selon un exemple de mise en œuvre, en référence à la , il est représenté schématiquement plusieurs étapes de test E1-E5 mises en œuvre par le calculateur de test en vol 8. En cas d’échec d’une étape de test, le système de commande 10 est considéré comme défectueux POK.According to an implementation example, with reference to the , several test steps E1-E5 implemented by the flight test computer 8 are schematically represented. In the event of failure of a test step, the control system 10 is considered defective POK.
Chaque étape de test E1-E5 va dorénavant être présentée de manière individuelle. Each test step E1-E5 will now be presented individually.
Les étapes de test sont réalisées de manière séquentielle. Une étape de test n’est réalisée qu’en cas de réussite de l’étape de test précédente. En cas de défaut POK, le procédé de contrôle est tout de suite stoppé. De préférence, l’alimentation du dispositif de puissance DP est également coupée.The test steps are performed sequentially. A test step is only carried out if the previous test step is successful. In the event of a POK fault, the control process is immediately stopped. Preferably, the power supply to the DP power device is also cut off.
Comme illustré à la , à l’état initial INIT, le module de conversion continu-continu 4 et le module de conversion continu-alternatif 5 sont éteints.As illustrated in , in the initial state INIT, the DC-DC conversion module 4 and the DC-AC conversion module 5 are turned off.
Le procédé comporte une étape de test E1 consistant à comparer de la tension aux bornes du module de stockage d’énergie 3 à la tension aux bornes du module de conversion continu-continu 4 pour vérifier qu’elles sont égales. En cas de différence, le système de commande 10 est considéré comme défectueux POK.The method includes a test step E1 consisting of comparing the voltage across the energy storage module 3 to the voltage across the DC-DC conversion module 4 to verify that they are equal. In the event of a difference, the control system 10 is considered defective POK.
Une telle étape de test E1 permet avantageusement de détecter tout perte d’énergie caractéristique d’un défaut, par exemple, une fuite d’une supercapacité ou une rupture de connectique.Such a test step E1 advantageously makes it possible to detect any loss of energy characteristic of a fault, for example, a leak from a supercapacitor or a break in connections.
Au cours de cette étape de test E1, un actionnement accidentel ne peut survenir qu’en cas de défaut simultané du module de conversion continu-alternatif 5, du module de conversion continu-continu 4 et du calculateur de test en vol 8, ce qui est très peu probable.During this test step E1, accidental actuation can only occur in the event of a simultaneous fault in the DC-AC conversion module 5, the DC-DC conversion module 4 and the flight test computer 8, which is very unlikely.
Grâce au module de stockage d’énergie 3, toutes les fonctions contribuant à fournir la puissance peuvent être testées indépendamment de la présence du réseau électrique d’aéronef 1. Il suffit de stocker un minimum d’énergie dans le module de stockage d’énergie 3 pour réaliser le test.Thanks to the energy storage module 3, all the functions contributing to providing power can be tested independently of the presence of the aircraft electrical network 1. It is sufficient to store a minimum of energy in the energy storage module 3 to perform the test.
Le procédé comporte une étape de test E2 consistant à activer le module de conversion continu-continu 4 et à lui fournir une tension de consigne en entrée afin de vérifier que la tension de sortie est conforme au rapport de conversion prédéterminé du module de conversion continu-continu 4.The method comprises a test step E2 consisting of activating the DC-DC conversion module 4 and supplying it with a set voltage at the input in order to verify that the output voltage conforms to the predetermined conversion ratio of the DC-DC conversion module. continuous 4.
A titre d’exemple, la tension de consigne d’entrée est une tension nulle et il est vérifié que la tension de sortie du module de conversion continu-continu 4 est nulle. Si la tension de sortie est non-nulle, le système de commande 10 est considéré comme défectueux POK. Une telle étape de test E2 permet avantageusement de détecter tout dysfonctionnement interne du module de conversion continu-continu 4.For example, the input setpoint voltage is zero voltage and it is verified that the output voltage of the DC-DC conversion module 4 is zero. If the output voltage is non-zero, the control system 10 is considered defective POK. Such a test step E2 advantageously makes it possible to detect any internal malfunction of the DC-DC conversion module 4.
De manière préférée, plusieurs valeurs de tension de consigne d’entrée peuvent être testées de manière successive afin de s’assurer du bon fonctionnement du module de conversion continu-continu 4 sur sa plage de tension. De préférence, le calculateur de test 8 émet des commandes impulsionnelles au module de conversion continu-continu 4 pour modifier la tension de consigne d’entrée. Cette étape peut être réalisée de manière itérative. De manière avantageuse, cela permet de contrôler le module de conversion continu-continu 4 mais également le calculateur de test 8.Preferably, several input setpoint voltage values can be tested successively in order to ensure the proper operation of the DC-DC conversion module 4 over its voltage range. Preferably, the test computer 8 issues pulse commands to the DC-DC conversion module 4 to modify the input setpoint voltage. This step can be carried out iteratively. Advantageously, this makes it possible to control the DC-DC conversion module 4 but also the test calculator 8.
Une telle étape de test E2 permet de vérifier le fonctionnement du module de conversion continu-continu 4 sur sa plage de fonctionnement.Such a test step E2 makes it possible to check the operation of the DC-DC conversion module 4 over its operating range.
De préférence, le module de conversion continu-continu 4 est configuré pour réguler la tension entre son entrée et sa sortie. La tension de sortie, qui est fournie au module de conversion continu-alternatif 5, est avantageusement de très faible valeur (quelques Volts), ce qui garantit que la tension appliquée au module de conversion continu-alternatif 5 est insuffisante pour générer des courants (et donc du couple) dans le moteur électrique 6. L’actionneur 7 a ainsi une probabilité très faible d’être déplacé.Preferably, the DC-DC conversion module 4 is configured to regulate the voltage between its input and its output. The output voltage, which is supplied to the direct-alternating conversion module 5, is advantageously of very low value (a few Volts), which guarantees that the voltage applied to the direct-alternating conversion module 5 is insufficient to generate currents ( and therefore the torque) in the electric motor 6. The actuator 7 thus has a very low probability of being moved.
Au cours de cette étape de test E2, un actionnement accidentel ne peut survenir qu’en cas de défaut simultané du module de conversion continu-alternatif 5, de l’alimentation du module de conversion continu-alternatif 5, du module de conversion continu-continu 4 et du calculateur de test en vol 8, ce qui est très peu probable.During this test step E2, accidental actuation can only occur in the event of a simultaneous fault of the DC-AC conversion module 5, of the power supply of the DC-AC conversion module 5, of the DC-AC conversion module continuous 4 and flight test computer 8, which is very unlikely.
Le procédé comporte une étape de test E3 consistant à activer le module de conversion continu-alternatif 5, fermer l’ensemble des transistors bas, ouvrir l’ensemble des transistors hauts et émettre une première commande impulsionnelle d’entrée. Cela permet de vérifier que le module de conversion continu-alternatif 5 ne génère pas de tension dans la configuration « état bas ». En effet, dans cette configuration du pont de transistors du module de conversion continu-alternatif 5, aucune tension ne doit être transmise.The method includes a test step E3 consisting of activating the DC-AC conversion module 5, closing all of the low transistors, opening all of the high transistors and issuing a first pulse input command. This makes it possible to verify that the DC-AC conversion module 5 does not generate voltage in the “low state” configuration. Indeed, in this configuration of the transistor bridge of the DC-AC conversion module 5, no voltage must be transmitted.
De manière préférée, préalablement à l’envoi d’une commande impulsionnelle d’entrée, il est vérifié que la tension du module de conversion continu-continu 4 est nulle suite à l’activation du module de conversion continu-alternatif 5.Preferably, prior to sending a pulse input command, it is verified that the voltage of the DC-DC conversion module 4 is zero following activation of the DC-AC conversion module 5.
De préférence, le calculateur de test 8 émet la première commande impulsionnelle via le module de conversion continu-continu 4, préalablement testé. La mesure des tensions sur chacune des phases du module de conversion continu-alternatif 5 permet de vérifier la bonne commutation de chacun des bras.Preferably, the test computer 8 emits the first pulse command via the DC-DC conversion module 4, previously tested. Measuring the voltages on each of the phases of the direct-alternating conversion module 5 makes it possible to verify the correct switching of each of the arms.
Le procédé comporte une étape de test E4 consistant à activer le module de conversion continu-alternatif 5, fermer l’ensemble des transistors hauts, ouvrir l’ensemble des transistors bas et émettre une deuxième commande impulsionnelle d’entrée. Cela permet de vérifier que le module de conversion continu-alternatif 5 transmet la tension du module de conversion continu-continu 4. En effet, dans cette configuration « état haut » du pont de transistors du module de conversion continu-alternatif 5, la tension en entrée du module de conversion continu-alternatif 5 est égale à sa tension de sortie.The method includes a test step E4 consisting of activating the DC-AC conversion module 5, closing all of the high transistors, opening all of the low transistors and issuing a second pulse input command. This makes it possible to verify that the DC-AC conversion module 5 transmits the voltage of the DC-DC conversion module 4. Indeed, in this "high state" configuration of the transistor bridge of the DC-AC conversion module 5, the voltage at the input of the direct-alternating conversion module 5 is equal to its output voltage.
De manière analogue à précédemment, le calculateur de test 8 émet une deuxième commande impulsionnelle via le deuxième convertisseur continu-continu 4, préalablement testé.Analogously to previously, the test computer 8 emits a second pulse command via the second DC-DC converter 4, previously tested.
Au cours de ces étapes de test E4, un actionnement accidentel ne peut survenir qu’en cas de défaut simultané du module de conversion continu-alternatif 5, d’erreur de commande impulsionnelle et d’erreur de commande du pont de transistors, ce qui est très peu probable.During these test steps E4, accidental actuation can only occur in the event of a simultaneous fault in the DC-AC conversion module 5, a pulse control error and a control error of the transistor bridge, which is very unlikely.
De manière optionnelle, le procédé comporte une étape de test E5 consistant à fermer l’ensemble des transistors hauts, fermer l’ensemble des transistors bas et émettre une troisième commande impulsionnelle d’entrée. Cela permet de vérifier que le module de conversion continu-alternatif 5 est protégé contre les sur-courants. Optionally, the method includes a test step E5 consisting of closing all of the high transistors, closing all of the low transistors and issuing a third pulse input command. This makes it possible to verify that the direct-alternating conversion module 5 is protected against overcurrents.
De manière optionnelle, le procédé comporte une étape de test consistant à mesurer les courants du pont de transistors, en particulier, en pied du pont de transistors afin de détecter tout dysfonctionnement.Optionally, the method includes a test step consisting of measuring the currents of the transistor bridge, in particular, at the bottom of the transistor bridge in order to detect any malfunction.
Lorsque l’ensemble des tests a été réalisé, il est considéré que le système de commande 10 est opérationnel OK. Ainsi, lors de l’atterrissage de l’aéronef, la probabilité que l’actionneur 7 s’ouvre suite à une commande du pilote est certaine, ce qui assure une sécurité optimale.When all the tests have been carried out, it is considered that the control system 10 is operational OK. Thus, when the aircraft lands, the probability that the actuator 7 will open following a command from the pilot is certain, which ensures optimal safety.
De manière préférée, les courants de phase du moteur électrique 6 sont constamment mesurés pour s’assurer de l’absence de couple dans le moteur électrique 6. Si un des courants mesurés n’est pas de valeur nulle, le module de conversion continu-continu 4 impose immédiatement une tension de sortie nulle afin de stopper l’alimentation du module de conversion continu-alternatif 5.Preferably, the phase currents of the electric motor 6 are constantly measured to ensure the absence of torque in the electric motor 6. If one of the measured currents is not of zero value, the conversion module continues- DC 4 immediately imposes a zero output voltage in order to stop the power supply to the DC-AC conversion module 5.

Claims (10)

  1. Procédé de test en vol d’un système de commande (10) d’au moins un actionneur (7) d’une turbomachine d’aéronef comprenant un moteur électrique (6) configuré pour déplacer l’actionneur (7) et un dispositif de puissance (DP) alimentant le moteur électrique (6) afin de le commander, le dispositif de puissance (DP) comprenant au moins un module de stockage d’énergie (3) configuré pour être chargé par un réseau électrique d’aéronef (1), un module de conversion continu-continu (4) configuré pour être alimenté par le module de stockage d’énergie (3), le module de conversion continu-continu (4) ayant un rapport de conversion prédéterminé, un module de conversion continu-alternatif (5) relié au moteur électrique (6) configuré pour être alimenté par le module de conversion continu-continu (4), le module de conversion continu-alternatif (5) comportant un pont de transistors, comprenant des transistors hauts et des transistors bas, et un calculateur de test en vol (8), le procédé comprenant des étapes consistant à :
    • (E1) comparer la tension aux bornes du module de stockage d’énergie (3) à la tension aux bornes du module de conversion continu-continu (4) afin de vérifier qu’elles sont égales,
    • (E2) activer le module de conversion continu-continu (4) et lui fournir une tension de consigne en entrée afin de vérifier que la tension de sortie est conforme au rapport de conversion prédéterminé du module de conversion continu-continu (4),
    • (E3) activer le module de conversion continu-alternatif (5), fermer l’ensemble des transistors bas, ouvrir l’ensemble des transistors hauts et émettre une première commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-alternatif (5) est nulle.
    Method for testing in flight a control system (10) of at least one actuator (7) of an aircraft turbomachine comprising an electric motor (6) configured to move the actuator (7) and a device for power (DP) supplying the electric motor (6) in order to control it, the power device (DP) comprising at least one energy storage module (3) configured to be charged by an aircraft electrical network (1) , a DC-DC conversion module (4) configured to be powered by the energy storage module (3), the DC-DC conversion module (4) having a predetermined conversion ratio, a DC-DC conversion module alternating current (5) connected to the electric motor (6) configured to be powered by the direct-to-direct conversion module (4), the direct-to-alternating conversion module (5) comprising a transistor bridge, comprising high transistors and transistors bottom, and a flight test computer (8), the method comprising steps consisting of:
    • (E1) compare the voltage across the energy storage module (3) to the voltage across the DC-DC conversion module (4) in order to verify that they are equal,
    • (E2) activate the DC-DC conversion module (4) and provide it with a set input voltage in order to verify that the output voltage complies with the predetermined conversion ratio of the DC-DC conversion module (4),
    • (E3) activate the DC-AC conversion module (5), close all of the low transistors, open all of the high transistors and issue a first pulse input command in order to verify that the output voltage of the module DC-AC conversion (5) is zero.
  2. Procédé de test en vol selon la revendication 1 comprenant une étape consistant à :
    • (E4) activer le module de conversion continu-alternatif (5), fermer l’ensemble des transistors hauts, ouvrir l’ensemble des transistors bas et émettre une deuxième commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-alternatif (5) est égale à sa tension d’entrée fournie par le module de conversion continu-continu (4).
    Flight test method according to claim 1 comprising a step consisting of:
    • (E4) activate the DC-AC conversion module (5), close all of the high transistors, open all of the low transistors and issue a second pulse input command in order to verify that the output voltage of the module DC-AC conversion (5) is equal to its input voltage provided by the DC-DC conversion module (4).
  3. Procédé de test en vol selon l’une des revendications 1 à 2 comprenant une étape consistant à :
    • (E5) fermer l’ensemble des transistors haut, fermer l’ensemble des transistors bas et émettre une troisième commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que le module de conversion continu-alternatif (5) est protégé contre les sur-courants.
    Flight test method according to one of claims 1 to 2 comprising a step consisting of:
    • (E5) close all of the high transistors, close all of the low transistors and issue a third pulse input command in order to verify that the DC-AC conversion module (5) is protected against overcurrents.
  4. Procédé de test en vol selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel, au cours de l’étape (E2), la tension de consigne d’entrée est une tension nulle afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-continu (4) est nulle.Flight test method according to one of claims 1 to 3, in which, during step (E2), the input setpoint voltage is a zero voltage in order to verify that the output voltage of the module DC-DC conversion (4) is zero.
  5. Procédé de test en vol selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel, le module de conversion continu-continu (4) ayant une plage de tension d’entrée de fonctionnement, au cours de l’étape (E2), plusieurs valeurs de tension de consigne d’entrée sont testées de manière successive afin de s’assurer du bon fonctionnement du module de conversion continu-continu (4) sur sa plage de tension d’entrée de fonctionnement.Flight test method according to one of claims 1 to 4, wherein, the DC-DC conversion module (4) having an operating input voltage range, during step (E2), several Input setpoint voltage values are tested successively in order to ensure the proper operation of the DC-DC conversion module (4) over its operating input voltage range.
  6. Système de commande (10) d’au moins un actionneur (7) d’une turbomachine d’aéronef comprenant un moteur électrique (6) configuré pour déplacer l’actionneur (7) et un dispositif de puissance (DP) alimentant le moteur électrique (6) afin de le commander, le dispositif de puissance (DP) comprenant :
    • au moins un module de stockage d’énergie (3) configuré pour être chargé par un réseau électrique d’aéronef (1),
    • un module de conversion continu-continu (4) configuré pour être alimenté par le module de stockage d’énergie (3), le module de conversion continu-continu (4) ayant un rapport de conversion prédéterminé,
    • un module de conversion continu-alternatif (5) relié au moteur électrique (6) configuré pour être alimenté par le module de conversion continu-continu (4), le module de conversion continu-alternatif (5) comportant un pont de transistors comprenant des transistors hauts et des transistors, système de commande (10) caractérisé en ce que le dispositif de puissance (DP) comporte un calculateur de test en vol (8) configuré pour:
      • (E1) comparer la tension aux bornes du module de stockage d’énergie (3) à la tension aux bornes du module de conversion continu-continu (4) afin de vérifier qu’elles sont égales,
      • (E2) activer le module de conversion continu-continu (4) et lui fournir une tension de consigne en entrée afin de vérifier que la tension de sortie est conforme au rapport de conversion prédéterminé du module de conversion continu-continu (4),
      • (E3) activer le module de conversion continu-alternatif (5), fermer l’ensemble des transistors bas, ouvrir l’ensemble des transistors hauts et émettre une première commande impulsionnelle d’entrée afin de vérifier que la tension de sortie du module de conversion continu-alternatif (5) est nulle.
    Control system (10) of at least one actuator (7) of an aircraft turbomachine comprising an electric motor (6) configured to move the actuator (7) and a power device (DP) powering the electric motor (6) in order to control it, the power device (DP) comprising:
    • at least one energy storage module (3) configured to be charged by an aircraft electrical network (1),
    • a DC-DC conversion module (4) configured to be powered by the energy storage module (3), the DC-DC conversion module (4) having a predetermined conversion ratio,
    • a DC-AC conversion module (5) connected to the electric motor (6) configured to be powered by the DC-DC conversion module (4), the DC-AC conversion module (5) comprising a transistor bridge comprising high transistors and transistors, control system (10) characterized in that the power device (DP) comprises a flight test computer (8) configured to:
      • (E1) compare the voltage across the energy storage module (3) to the voltage across the DC-DC conversion module (4) in order to verify that they are equal,
      • (E2) activate the DC-DC conversion module (4) and provide it with a set input voltage in order to verify that the output voltage complies with the predetermined conversion ratio of the DC-DC conversion module (4),
      • (E3) activate the DC-AC conversion module (5), close all of the low transistors, open all of the high transistors and issue a first pulse input command in order to verify that the output voltage of the module DC-AC conversion (5) is zero.
  7. Système de commande selon la revendication 6 dans lequel le module de stockage d’énergie (3) comporte une pluralité de super capacités.Control system according to claim 6 wherein the energy storage module (3) comprises a plurality of super capacities.
  8. Système de commande selon l’une des revendications 6 à 7 dans lequel le module de conversion continu-continu (4) se présente sous la forme d’un convertisseur à double pont actif.Control system according to one of claims 6 to 7 in which the DC-DC conversion module (4) is in the form of a double active bridge converter.
  9. Ensemble comprenant un réseau électrique d’aéronef (1), un actionneur (7) d’une turbomachine d’aéronef et un système de commande (10) selon l’une des revendications 6 à 8, alimenté par le réseau électrique d’aéronef (1), pour déplacer l’actionneur (7).Assembly comprising an aircraft electrical network (1), an actuator (7) of an aircraft turbomachine and a control system (10) according to one of claims 6 to 8, powered by the aircraft electrical network (1), to move the actuator (7).
  10. Aéronef comprenant un ensemble selon la revendication 9.Aircraft comprising an assembly according to claim 9.
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