WO2024126946A1 - Procede de gestion des transitions de puissance entre un mode de generation et un mode d'assistance - Google Patents
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Classifications
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- B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
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Definitions
- the present invention relates to the field of internal hybridization of more electric or even highly electrified aircraft turbomachines.
- climate change is a major concern for many legislative and regulatory bodies around the world. Indeed, various restrictions on carbon emissions have been, are or will be adopted by various states. In particular, an ambitious standard applies both to new types of aircraft but also to those currently in circulation requiring the implementation of technological solutions in order to make them comply with current regulations. Civil aviation has been mobilizing for several years now to make a contribution to the fight against climate change.
- Turbomachine hybridization is carried out by an electrical system providing the interface between the mechanical shafts of the turbomachine and the electrical network of the aircraft.
- the invention also relates to a turbomachine having a high pressure shaft from which high pressure power is taken and a low pressure shaft from which low pressure power is taken, a control module receiving power instructions from an ECU and converters of power associated with high and low pressure electrical machines mounted respectively on the high and low pressure shafts, a generation mode corresponding to a determined sharing of power between the high pressure power and the low pressure power and an assistance mode corresponding to the injection of additional power on the high pressure shaft or the low pressure shaft, characterized in that to achieve the additional power requested, the control module is configured so that, when the high or low pressure power is drawn is interrupted and the high or low pressure electric machine respectively driving the high or low pressure shaft whose sampling is interrupted goes into motor mode, the remaining power drawn from the high or low pressure shaft in generator mode is adjusted from of the high or low pressure injected power from the high or low pressure electric machine switched to engine mode.
- the control module further comprises assistance modules configured to add the high or low pressure injected power to the remaining high or low pressure drawn power and a selection module configured to select the powers
- Figure 2 details the innovative control module of the internal hybridization system of Figure 1,
- the invention proposes to act on the control module of the remaining sources to modify its behavior after the request for assistance from the turbomachine, such that the transient of the generation voltage remains contained. in the predefined templates.
- FIG. 1 illustrates an example of architecture of internal hybridization systems of a turbomachine 100 based on DC channels connected in parallel, typically an HP channel (corresponding to the high pressure shaft 102 of the turbomachine) and a LP channel (corresponding to its low pressure shaft 104). These two DC channels are each operated by an electrical machine 106, 108, typically a synchronous machine with permanent magnets, associated with a reversible AC/DC controlled power converter 110, 112 delivering a direct voltage to a DC bus bar 114 connected to the loads 116 to be powered (propulsive or non-propulsive).
- an electrical machine 106, 108 typically a synchronous machine with permanent magnets
- a reversible AC/DC controlled power converter 110, 112 delivering a direct voltage to a DC bus bar 114 connected to the loads 116 to be powered (propulsive or non-propulsive).
- control of the reversible power converters is conventionally ensured by a control module 118 which receives its orders from the controller of the turbomachine ECU 120 (for "Electronic Control Unit” in English) which controls the thermal engine and therefore has in particular the function of adapt the percentages of participation of electrical machines to the power generation to optimize the operating point of the turbomachine.
- the turbomachine ECU 120 for "Electronic Control Unit” in English
- the ECU 120 will ask the control module 118 to share the sampling powers between the HP and LP trees to supply the loads 116 which consume a power L from the network which generally have dynamic behaviors which can be variables, in particular so-called active loads.
- this determined sharing of the draw powers between the HP and LP shafts requested by the ECU which, for example, is initially in a generation mode in which 60% of the power L is taken from the HP shaft and 40% of the power L is taken from the LP shaft, can, to achieve the additional power required by the assistance request, switch to an assistance mode in which the high pressure power draw from the HP shaft is interrupted, the high pressure electric machine going into engine mode to inject high pressure power, and 100% of the power L then being supplied by the LP shaft plus the load requested by the HP shaft, such that 'illustrated in this figure.
- the invention proposes an addition of functions in the control module 118 ensuring the regulation of the generation voltage in order to limit its variation during requests for assistance from the turbomachine and to maintain it within the variation ranges defined by the templates. We thus optimize the mass because there is no addition of an external source or oversizing of the power electronics capacitors responsible for storing electrical energy.
- Figure 3 details the components forming the control module 118 thus modified which comprises, in addition to a voltage regulation module 200 delivering the predefined voltage templates or the power P necessary to guarantee them, a mode generation module 202 to which it is connected and which receives the power instructions from the ECU 120 and develops the sharing of the powers of the load L between the HP and LP shafts, two assistance modules associated one 204 with the high pressure shaft and the other 206 to the low pressure shaft and configured to add the low P B P OR high P H P injected power pressure respectively to the remaining high P p or low pressure P B P drawn power respectively, and a selection module 208 configured to select the powers taken P BP and P H P from the mode generation module or from the assistance modules from the power MODE coming from the ECU 120.
- Each of the assistance modules includes an adder 300, 302 to quantify the powers to be generated in addition on one side and to be taken from the other side and an adaptation module 304, 306 having a transfer function Fl, F2 which depends on the dynamics of the associated electrical machine. For example, if the ECU requests negative power (PBP in motor mode) from the BP shaft then, for the calculation of P H P, the adder subtracts this negative power P B p from the input power P at assistance module 204, that is to say at 100% of the load power because P B P has gone into motor mode. At output P H P is equal to P + P BP .
- the transfer functions Fl and F2 are used to adapt the dynamics of the power taken from the remaining machine to the dynamics of the machine which has switched to motor mode in order to anticipate its power requirement.
- Fl and F2 can be equal to:
- phase delay or any function allowing the response of the remaining machine to be slowed down, for example a first-order transfer function, if the dynamics of the machine which switches to motor mode is slower than the machine which remains in motor mode generator,
- phase advance function if the dynamics of the machine which switches to motor mode is faster than the remaining machine.
- FIG. 4 illustrates the different stages of the process implemented in the control module.
- a first step 400 the system is in a normal operating mode in generation mode with a sharing of the powers taken between the high pressure shaft and the base pressure shaft.
- a request for operation in assistance mode is made and, for example, the high pressure electric machine (that is to say the one driving the high pressure shaft) which was in generator mode in the mode normal operation (which is interrupted) switches to motor mode.
- the assistance module associated with the high pressure shaft comes into action to communicate the high pressure power to the low pressure shaft before in a final step 406 the power taken by the low pressure shaft is adjusted from this high pressure power to achieve the additional power requested by the assistance mode.
- turbomachine regardless of the number of electrical machines mounted on the propulsion system and the type of turbomachine, such as a hybrid turbofan, a hybrid turboprop or a hybrid helicopter turbomachine.
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Abstract
Procédé de gestion des transitions de puissance entre un mode de génération et un mode d'assistance dans une turbomachine ayant un arbre haute pression entrainant une machine électrique haute pression et sur lequel est prélevé une puissance haute pression (PHP) et un arbre basse pression entrainant une machine électrique basse pression et sur lequel est prélevé une puissance basse pression (PBP), le mode de génération correspondant à un partage déterminé de puissance entre la puissance haute pression et la puissance basse pression et le mode d'assistance correspondant à une demande d'injection d'une puissance supplémentaire sur l'arbre haute pression ou l'arbre basse pression, procédé dans lequel pour atteindre la puissance supplémentaire demandée, lorsque le prélèvement de puissance haute ou basse pression est interrompu et que la machine électrique haute ou basse pression entrainant respectivement l'arbre haute ou basse pression dont le prélèvement est interrompu se met en mode moteur, la puissance prélevée restante de l'arbre haute ou basse pression en mode générateur est ajustée à partir de la puissance injectée haute ou basse pression issue de la machine électrique haute ou basse pression passée en mode moteur.
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé de gestion des transitions de puissance entre un mode de génération et un mode d'assistance
Domaine Technique
La présente invention se rapporte au domaine de l'hybridation interne des turbomachines d'aéronefs plus électriques voire fortement électrifiés.
Technique antérieure
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'aéronefs mais aussi ceux actuellement en circulation nécessitant de devoir mettre en oeuvre 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 aéronefs. 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 impacts environnementaux modérés dans un but d'amélioration de l’efficacité énergétique de ces aéronefs.
Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son impact climatique 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 turbomachines d'aéronefs, l'allègement des appareils, notamment par les matériaux employés et les équipements embarqués allégés, le développement de l'emploi des technologies électriques pour assurer la propulsion, et, indispensables compléments aux progrès technologiques, les biocarburants aéronautiques.
L'hybridation turbomachine est réalisée par un système électrique faisant l'interface entre les arbres mécaniques de la turbomachine et le réseau électrique de l'aéronef.
Ce système doit permettre d'assurer les fonctions de démarrage de la turbomachine (HP et/ou BP), la génération de puissance électrique contrôlée pour alimenter les charges propulsives et non propulsives et l'injection mais également le prélèvement de puissance maîtrisée sur les arbres de la turbomachine lors du fonctionnement de la turbomachine en mode d'assistance. L'équilibre entre la puissance consommée par les charges et la puissance générée par les sources disponibles est assuré en contrôlant la tension des bus (en fréquence et en amplitude maximale pour la tension AC et en amplitude pour la tension DC), tout en respectant les contraintes du système.
Plus précisément, lorsque la turbomachine demande de l'assistance, une source qui participe à la régulation de la tension de génération arrête sa participation à la génération et se met en mode moteur. Ce basculement de mode de fonctionnement provoque une forte fluctuation de la tension qui s'écarte alors des gabarits de tension prédéfinis (figure 5) définissant les limites à ne pas dépasser aussi bien en transitoire qu'en régime permanent pour un fonctionnement tant normal 500 qu'anormal (avec un problème sur le réseau, i.e. court-circuit) 502 de la turbomachine.
Pour contrôler cette tension et la maintenir dans ces gabarits, il est connu de recourir soit au délestage de charges (par exemple celles non prioritaires) en reconfigurant temporairement le système électrique, soit à une source externe (associée ou non à un délestage temporaire) ayant une dynamique plus importante que celle des sources de la turbomachine pour fournir la partie haute fréquence (HF) de la puissance à générer, soit encore à un surdimensionnement de certains organes
passifs du système électrique tels que les condensateurs des électroniques de puissance.
Néanmoins, ces solutions ne sont pas sans inconvénients. Le délestage ne comporte aucune anticipation de la consommation ou du comportement du réseau électrique et l'ajout d'une source externe ne repose que sur un partage fréquentiel de la puissance générée entre la turbomachine et cette source externe, la turbomachine ne fournissant toujours uniquement qu'une puissance moyenne. Enfin, le surdimensionnement des systèmes est pénalisant en matière de masse et de ce fait guère souhaitable pour une application aéronautique.
Exposé de l'invention
A cet effet, l’invention est le résultat des recherches technologiques visant à améliorer de manière très significative les performances des aéronefs et, en ce sens, contribue à la réduction de l'impact environnemental de ces aéronefs. Pour cela, la présente 'invention a donc pour but principal de limiter les fortes fluctuations de tension lors du passage de la turbomachine dans un mode d'assistance, en anticipant la variation brusque de la puissance disponible et sans pénalisation de la masse embarquée, tout en respectant les contraintes de qualité du réseau électrique.
Ces buts sont atteints par procédé de gestion des transitions de puissance entre un mode de génération et un mode d'assistance dans une turbomachine ayant un arbre haute pression entraînant une machine électrique haute pression et sur lequel est prélevé une puissance haute pression et un arbre basse pression entraînant une machine électrique basse pression et sur lequel est prélevé une puissance basse pression, le mode de génération correspondant à un partage déterminé de puissance entre la puissance haute pression et la puissance basse pression et le mode d'assistance correspondant à une demande d'injection d'une puissance supplémentaire sur l'arbre haute pression ou l'arbre basse pression, caractérisé en ce que pour atteindre la puissance supplémentaire demandée, lorsque le prélèvement de puissance haute ou basse pression est interrompu et que la machine
électrique haute ou basse pression entraînant respectivement l'arbre haute ou basse pression dont le prélèvement est interrompu se met en mode moteur, la puissance prélevée restante de l'arbre haute ou basse pression en mode générateur est ajustée à partir de la puissance injectée haute ou basse pression issue de la machine électrique haute ou basse pression passée en mode moteur.
Ainsi, en envoyant à la source qui est en mode génération, la puissance demandée par la source qui passe en mode assistance, on anticipe cette demande, on limite la variation de tension et on maîtrise le transitoire tout en contenant la tension dans les gabarits définis.
De préférence, si les machines électriques haute ou basse pression présentent des dynamiques différentes, l'injection de la puissance supplémentaire demandée se fait en adaptant la dynamique du prélèvement de la puissance prélevée restante haute ou basse pression.
L'invention concerne également une turbomachine ayant un arbre haute pression sur lequel est prélevé une puissance haute pression et un arbre basse pression sur lequel est prélevé une puissance basse pression, un module de commande recevant des consignes de puissance d'un ECU et des convertisseurs de puissance associés à des machines électriques haute et basse pression montées respectivement sur les arbres haute et basse pression, un mode de génération correspondant à un partage déterminé de puissance entre la puissance haute pression et la puissance basse pression et un mode d'assistance correspondant à l'injection d'une puissance supplémentaire sur l'arbre haute pression ou l'arbre basse pression, caractérisée en ce que pour atteindre la puissance supplémentaire demandée, le module de commande est configuré pour que, lorsque le prélèvement de puissance haute ou basse pression est interrompu et que la machine électrique haute ou basse pression entraînant respectivement l'arbre haute ou basse pression dont le prélèvement est interrompu se met en mode moteur, la puissance prélevée restante de l'arbre haute ou basse pression en mode générateur est ajustée à partir de la puissance injectée haute ou basse pression issue de la machine électrique haute ou basse pression passée en mode moteur.
De préférence, le module de commande comprend en outre des modules d'assistance configurés pour ajouter la puissance injectée haute ou basse pression à la puissance prélevée restante haute ou basse pression et un module de sélection configuré pour sélectionner les puissances prélevées issues des modules d'assistance.
Avantageusement, chacun des modules d'assistance comporte un additionneur et un module d'adaptation ayant une fonction de transfert Fl, F2 pour adapter la dynamique de la puissance prélevée restante haute ou basse pression selon les dynamiques respectives des machines électriques haute et basse pression.
Selon la dynamique des machines électriques, les fonctions de transfert sont égales à 1 si les machines électriques haute et basse pression ont la même dynamique, sont des retards de phase si la dynamique de la machine électrique qui passe en mode moteur est plus lente que celle qui reste en mode générateur, ou sont des fonctions à avance de phase si la dynamique de la machine électrique qui passe en mode moteur est plus rapide que celle qui reste en mode générateur.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur les lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 illustre une architecture d'un système d'hybridation interne d'une turbomachine conforme à l'invention,
[Fig. 2] la figure 2 détaille le module de commande innovant du système d'hybridation interne de la figure 1,
[Fig. 3] la figure 3 illustre les consignes de prélèvement des puissances associées à une demande d'assistance,
[Fig. 4] la figure 4 montre les différentes étapes du procédé mis en oeuvre dans le système d'hybridation interne de la figure 1, et
[Fig. 5] la figure 5 montre un exemple de gabarits de tension applicables au système d'hybridation interne de la figure 1.
Description des modes de réalisation
Lors d'une demande d'assistance, une source électrique de la turbomachine qui participe à la régulation de la tension de génération cesse de le faire et passe en mode moteur pour injecter la puissance nécessaire et assurer la fonction d'assistance à la turbomachine. Les sources restantes ayant un certain temps de réponse, le temps qu'elles se reconfigurent pour fournir la puissance manquante, la tension de génération décroit fortement et sort des limites des gabarits imposés, d'autant plus que l'équilibre entre puissance générée et puissance consommée n'est plus satisfait.
Pour remédier à ce problème, l'invention se propose d'agir sur le module de commande des sources restantes pour en modifier le comportement après la demande d'assistance de la turbomachine, de telle sorte que le transitoire de la tension de génération reste contenu dans les gabarits prédéfinis.
La figure 1 illustre un exemple d'architecture des systèmes d'hybridation interne d'une turbomachine 100 basés sur des canaux DC connectés en parallèles, typiquement un canal HP (correspondant à l'arbre haute pression 102 de la turbomachine) et un canal BP (correspondant à son arbre basse pression 104). Ces deux canaux DC sont opérés chacun par une machine électrique 106, 108, typiquement une machine synchrone à aimants permanents, associée à un convertisseur de puissance réversible commandé AC/DC 110, 112 délivrant une tension continue à une barre-bus DC 114 reliée aux charges 116 à alimenter (propulsives ou non propulsives). La commande des convertisseurs de puissance réversibles est assurée classiquement par un module de commande 118 qui reçoit ses ordres du contrôleur de la turbomachine ECU 120 (pour « Electronic Control Unit » en anglais) qui commande le moteur thermique et a donc notamment pour fonction d'adapter les pourcentages de participation des machines électriques à la
génération de puissance pour optimiser le point de fonctionnement de la turbomachine.
Pour cela, l'ECU 120 va demander au module de commande 118 de faire un partage des puissances de prélèvement entre les arbres HP et BP pour alimenter les charges 116 qui consomment une puissance L du réseau qui ont en général des comportements dynamiques qui peuvent être variables, notamment les charges dites actives.
Comme le montre la figure 2, ce partage déterminé des puissances de prélèvements entre les arbres HP et BP demandé par l'ECU qui, par exemple, est initialement dans un mode de génération dans lequel 60% de la puissance L est prélevé sur l'arbre HP et 40% de la puissance L est prélevé sur l'arbre BP, peut, pour atteindre la puissance supplémentaire que nécessite la demande d'assistance, passer dans un mode d'assistance dans lequel le prélèvement de puissance haute pression sur l'arbre HP est interrompu, la machine électrique haute pression se mettant en mode moteur pour injecter de la puissance haute pression, et 100% de la puissance L étant alors fournie par l'arbre BP plus la charge demandée par l'arbre HP, tel qu'illustré sur cette figure.
Toutefois, lors du passage au mode d'assistance, du fait de cette modification instantanée du rapport des puissances, la puissance fournie en transitoire 130 et la puissance désirée 140 divergent. Il s'agit donc de trouver le moyen de compenser la différence entre la puissance fournie en transitoire par les sources restantes et la puissance désirée pour contenir la tension de génération dans les gabarits prédéfinis jusqu'à atteindre le régime permanent sans rajout de source externe.
Plus explicitement, cette différence de puissance en transitoire est traduite par l'équation (1) suivante :
Avec
C : valeur des condensateurs de puissance sur le bus DC
■ Ps : puissance des sources
■ PI : puissance des charges
■ Wc : énergie dans les condensateurs de puissance
Comme, il ne peut être envisagé d'augmenter la taille des condensateurs des électroniques de puissance qui entraînerait un surdimensionnement du système ni d'accélérer les boucles de contrôle de tension et de courant qui impliquerait des contraintes sur la chaîne de contrôle (temps de cycle calculateur, délais des commandes, vitesses des électroniques de puissance etc..), l'invention propose un rajout de fonctions dans le module de commande 118 assurant la régulation de la tension de génération afin de limiter sa variation lors des demandes d'assistance de la turbomachine et de la maintenir dans les plages de variation définies par les gabarits. On optimise ainsi la masse car il n'y a pas d'adjonction d'une source externe ni de surdimensionnement des condensateurs de l'électronique de puissance chargés d'emmagasiner l'énergie électrique.
La figure 3 détaille les composants formant le module de commande 118 ainsi modifié qui comprend outre un module de régulation de tension 200 délivrant les gabarits de tension prédéfinis ou la puissance P nécessaire pour les garantir, un module de génération de mode 202 auquel il est relié et qui reçoit les consignes de puissance de l'ECU 120 et élabore le partage des puissances de la charge L entre les arbres HP et BP, deux modules d'assistance associés l'un 204 à l'arbre haute pression et l'autre 206 à l'arbre basse pression et configurés pour ajouter la puissance injectée basse PBP OU haute PHP pression respectivement à la puissance prélevée restante haute P p ou basse pression PBP respectivement, et un module de sélection 208 configuré pour sélectionner les puissances prélevées PBP et PHP issues du module de génération de mode ou des modules d'assistance à partir du MODE de puissance provenant de l'ECU 120. Chacun des modules d'assistance comporte un additionneur 300, 302 pour quantifier les puissances à générer en plus d'un côté et à prélever de l'autre côté et un module d'adaptation 304, 306 ayant une fonction de transfert Fl, F2 qui dépend de la dynamique de la machine électrique associée.
Par exemple, si l'ECU demande une puissance négative (PBP en mode moteur) à l'arbre BP alors, pour le calcul de PHP, l'additionneur soustrait cette puissance négative PBp à la puissance d'entrée P au module d'assistance 204, c'est-à-dire à 100% de la puissance des charges car PBP est passé en mode moteur. En sortie PHP est égale à P + PBP.
Les fonctions de transfert Fl et F2 servent à adapter la dynamique de la puissance prélevée de la machine restante à la dynamique de la machine qui est passée en mode moteur afin d'anticiper son besoin en puissance. Selon les cas, Fl et F2 peuvent être égales à :
- l'unité si les deux machines installées sur l'arbre HP et l'arbre BP ont la même dynamique,
- un retard de phase, ou toute fonction permettant de ralentir la réponse de la machine restante, par exemple une fonction de transfert de premier ordre, si la dynamique de la machine qui passe en mode moteur est plus lente que la machine qui reste en mode générateur,
- une fonction à avance de phase, si la dynamique de la machine qui passe en mode moteur est plus rapide que la machine restante.
La figure 4 illustre les différentes étapes du procédé mis en oeuvre dans le module de commande.
Dans une première étape 400, le système est dans un régime de fonctionnement normal en mode génération avec un partage des puissances prélevées entre l'arbre haute pression et l'arbre base pression. A l'étape suivante 402, une demande de fonctionnement en mode assistance est effectuée et, par exemple, la machine électrique haute pression (c'est-à-dire celle entraînant l'arbre haute pression) qui était en mode générateur dans le mode de fonctionnement normal (lequel est interrompu) passe en mode moteur. Dans une nouvelle étape 404, le module d'assistance associé à l'arbre haute pression entre en action pour communiquer la puissance haute pression à l'arbre basse pression avant que dans une étape finale 406 la puissance prélevée par l'arbre basse pression soit ajustée à partir de cette
puissance haute pression pour atteindre la puissance supplémentaire demandée par le mode d'assistance.
On notera que l'invention trouve application à l'hybridation interne de turbomachine quel que soit le nombre de machines électriques montées sur le système propulsif et le type de turbomachine, comme une turbosoufflante hybride, un turbopropulseur hybride ou une turbomachine d'hélicoptère hybride.
Claims
[Revendication 1] Procédé de gestion des transitions de puissance entre un mode de génération et un mode d'assistance dans une turbomachine (100) ayant un arbre haute pression (102) entraînant une machine électrique haute pression (106) et sur lequel est prélevé une puissance haute pression (HP) et un arbre basse pression (104) entraînant une machine électrique basse pression (108) et sur lequel est prélevé une puissance basse pression (BP), le mode de génération correspondant à un partage déterminé de puissance entre la puissance haute pression et la puissance basse pression et le mode d'assistance correspondant à une demande d'injection d'une puissance supplémentaire sur l'arbre haute pression ou l'arbre basse pression, caractérisé en ce que pour atteindre la puissance supplémentaire demandée, lorsque le prélèvement de puissance haute ou basse pression est interrompu et que la machine électrique haute ou basse pression entraînant respectivement l'arbre haute ou basse pression dont le prélèvement est interrompu se met en mode moteur, la puissance prélevée restante de l'arbre haute ou basse pression en mode générateur est ajustée à partir de la puissance injectée haute ou basse pression issue de la machine électrique haute ou basse pression passée en mode moteur.
[Revendication 2] Procédé de gestion des transitions de puissance selon la revendication 1, dans lequel si les machines électriques haute ou basse pression présentent des dynamiques différentes, l'injection de la puissance supplémentaire demandée se fait en adaptant la dynamique du prélèvement de la puissance prélevée restante haute ou basse pression.
[Revendication 3] Turbomachine (100) ayant un arbre haute pression (102) sur lequel est prélevé une puissance haute pression (HP) et un arbre basse pression (104) sur lequel est prélevé une puissance basse pression (BP), un module de commande (118) recevant des consignes de puissance d'un ECU (120) et des convertisseurs de puissance (110, 112) associés à des machines électriques haute (106) et basse (108) pression montées respectivement sur
les arbres haute et basse pression, un mode de génération correspondant à un partage déterminé de puissance entre la puissance haute pression et la puissance basse pression et un mode d'assistance correspondant à l'injection d'une puissance supplémentaire sur l'arbre haute pression ou l'arbre basse pression, caractérisée en ce que pour atteindre la puissance supplémentaire demandée, le module de commande (118) est configuré pour que, lorsque le prélèvement de puissance haute ou basse pression est interrompu et que la machine électrique haute ou basse pression entraînant respectivement l'arbre haute ou basse pression dont le prélèvement est interrompu se met en mode moteur, la puissance prélevée restante de l'arbre haute ou basse pression en mode générateur est ajustée à partir de la puissance injectée haute ou basse pression issue de la machine électrique haute ou basse pression passée en mode moteur.
[Revendication 4] Turbomachine selon la revendication 3, dans lequel le module de commande comprend en outre des modules d'assistance (204, 206) configurés pour ajouter la puissance injectée haute ou basse pression à la puissance prélevée restante haute ou basse pression et un module de sélection (208) configuré pour sélectionner les puissances prélevées issues des modules d'assistance.
[Revendication 5] Turbomachine selon la revendication 4, dans lequel chacun des modules d'assistance comporte un additionneur (300, 302) et un module d'adaptation (304, 306) ayant une fonction de transfert Fl, F2 pour adapter la dynamique de la puissance prélevée restante haute ou basse pression selon les dynamiques respectives des machines électriques haute et basse pression.
[Revendication 6] Turbomachine selon la revendication 5, dans lequel les fonctions de transfert sont égales à 1 si les machines électriques haute et basse pression ont la même dynamique.
[Revendication 7] Turbomachine selon la revendication 5, dans lequel les fonctions de transfert sont des retards de phase si la dynamique de la machine électrique qui passe en mode moteur est plus lente que celle qui reste en mode générateur.
[Revendication 8] Turbomachine selon la revendication 5, dans lequel les fonctions de transfert sont des fonctions à avance de phase si la dynamique de la machine électrique qui passe en mode moteur est plus rapide que celle qui reste en mode générateur. [Revendication 9] Turbomachine selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, constituée en turbomachine aéronautique telle une turbosoufflante hybride, un turbopropulseur hybride ou une turbomachine d'hélicoptère hybride.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FRFR2213644 | 2022-12-16 | ||
| FR2213644A FR3143556A1 (fr) | 2022-12-16 | 2022-12-16 | Procédé de gestion des transitions de puissance entre un mode de génération et un mode d’assistance |
Publications (1)
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|---|---|
| WO2024126946A1 true WO2024126946A1 (fr) | 2024-06-20 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/FR2023/051992 WO2024126946A1 (fr) | 2022-12-16 | 2023-12-12 | Procede de gestion des transitions de puissance entre un mode de generation et un mode d'assistance |
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| FR (1) | FR3143556A1 (fr) |
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Citations (5)
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2022
- 2022-12-16 FR FR2213644A patent/FR3143556A1/fr active Pending
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2023
- 2023-12-12 WO PCT/FR2023/051992 patent/WO2024126946A1/fr unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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