WO2026003454A1 - Procede de degivrage pour un turbopropulseur - Google Patents

Procede de degivrage pour un turbopropulseur

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WO2026003454A1
WO2026003454A1 PCT/FR2025/050571 FR2025050571W WO2026003454A1 WO 2026003454 A1 WO2026003454 A1 WO 2026003454A1 FR 2025050571 W FR2025050571 W FR 2025050571W WO 2026003454 A1 WO2026003454 A1 WO 2026003454A1
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WO
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control unit
icing
rotary
inverter
predetermined
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PCT/FR2025/050571
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English (en)
Inventor
Djemouai Hadjidj
Rémy BIAUJAUD
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Safran Electrical and Power SAS
Original Assignee
Safran Electrical and Power SAS
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D15/00—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft
    • B64D15/12—De-icing or preventing icing on exterior surfaces of aircraft by electric heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/02—De-icing means for engines having icing phenomena
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • F02C7/047—Heating to prevent icing

Definitions

  • the invention relates to the field of de-icing in an aircraft turboprop engine.
  • the invention relates to bidirectional data transfer, especially for a turboprop de-icing system.
  • Document FR 3 134 078 describes an integrated rotating power transfer unit of an electric chain for de-icing the propeller blades and the front cone of a turbomachine.
  • a turboprop 100 (with reference to Figure 1) comprises, in a simplified and known manner, a de-icing system 1, a fixed part 2, and a rotating part 3.
  • the fixed part 2 is attached to a motor vehicle or aircraft.
  • the de-icing system 1 is distributed between the fixed part 2 and the rotating part 3.
  • the fixed part 2 comprises an engine or turbomachine, a control unit for the latter, an anti-icing control unit 7, a high-voltage DC power supply 6, and an inverter 4.
  • the engine drives the rotating part 3.
  • the rotating part 3 comprises propellers connected to a rotating shaft, one free end of which has a spinner, and a rotary control unit 5 for managing heating mats 9 positioned on the propeller blades and on the spinner.
  • the frost protection of the rotating part 3 is activated only in icing conditions and is carried out according to a principle known per se as follows: on the one hand, de-icing protection which concerns the leading edges of the propeller blades and sectors of the front cone, and on the other hand, anti-icing protection which concerns the tip of the cone.
  • the principle of defrost protection consists of intermittently supplying the heating mats 9 after allowing frost to form on the surfaces concerned. This principle makes it possible to detach the layer of ice and, by rotation (centrifugation), to eject the blocks of ice thus formed.
  • turboprop de-icing system 1 which includes an electrical de-icing system for the propellers and the nose cone. It comprises several cascaded components as follows. First, it includes a DC/AC converter 40, whose main function is to convert direct current into alternating current to supply the primary winding of a rotary transformer 8. The DC/AC converter 40 and the primary winding of the rotary transformer are mounted on the fixed part 2 of the turboprop 1.
  • the de-icing system 1 then comprises the rotary transformer 8 (RTU: Rotating Transformer Unit). It is known in itself, is non-contact, and its main function is to transfer power by electromagnetic induction between the fixed primary and a rotating secondary. An air gap between the fixed primary and the rotating secondary can be several millimeters (between 2 and 4 mm) and is subject to variations due to the operating modes of the turboprop engine, thermal expansion, and vibrations.
  • RTU Rotating Transformer Unit
  • the de-icing system 1 then includes a rotating control unit 5 (RCU) whose main function is to sequentially distribute the power received from the secondary winding of the rotary transformer 8 to the heating mats 9 of the various propeller blade pairs and the nose cone.
  • the sequential power supply to the blade pairs aims to limit the instantaneous power drawn from the main generators and also to avoid oversizing the entire electrical de-icing system. This principle of sequential operation is known per se.
  • the de-icing system 1 supplies power to the propeller blades and the front cone equipped with heating mats 9 operating by electrothermal effect based on a network of resistances integrated into the blades and the front cone at the level of the areas exposed to frost.
  • the de-icing system 1 operates with three quantities: the de-icing power level, the de-icing activation time and the de-icing cycle time.
  • Icing Protection Control Unit 7 (“IPCU: Icing Protection Control Unit” according to Anglo-Saxon terminology) of the de-icing system 1 according to the icing conditions provided by the turbomachine control unit.
  • the frost protection control unit 7 communicates these three values to the DC/AC converter 40 and the rotating control unit 5. Specifically, the control of the "power level” transferred from the stationary part 2 to the rotating part via the rotary transformer 8 is ensured by the DC/AC converter 40 according to instructions from the frost protection control unit 7. Conversely, the management of the "activation time” and “cycle time” is the responsibility of the rotating control unit 5, again according to instructions from the frost protection control unit 7. Therefore, transmitting these last two values, in particular, to the rotating control unit 5 mounted on the rotating part 3 is necessary for the proper functioning of the turboprop engine 100 de-icing system.
  • the rotating control unit 5 must transmit a "health status" of the defrosting system equipment 1 installed in the rotating section (rotating control unit 5, heating mats 9, etc.) to the frost protection control unit 7. This information is essential for performing reconfigurations if a fault is detected.
  • Slip rings also known as commutators, are a type of slip ring system. This device involves several fixed conductive rings rubbing against circular conductive tracks attached to the rotating part of the turbomachine. A weakness of this system is its limited lifespan due to wear on the continuously rubbing parts. This necessitates frequent periodic maintenance and therefore results in significant operating costs for aircraft such as commercial airliners with high flight schedules.
  • Another proposed solution is to perform contactless data transfers by magnetic induction by superimposing a high-frequency, low-energy signal onto the power signal (of the type used in power line communication technology).
  • This solution is complex to implement due to the constraints related to managing interference between the two superimposed signals on the one hand, and the risk of corruption of the transmitted data on the other.
  • a turboprop engine contains a multitude of sources of interference: the presence of transients related to load switching in the rotating control unit, the large air gap of the rotary transformer, and variations in the air gap due to radial and axial displacements.
  • One object of the invention is to provide a method for bidirectional data transfers for piloting and controlling a de-icing system between the fixed part and rotating part which is robust and economical, as well as simple to implement and integrate into a turboprop engine.
  • the invention provides a de-icing method in a turboprop de-icing system comprising a fixed part, a rotating part, and a rotary transformer positioned between the fixed and rotating parts.
  • the fixed part comprises an inverter electrically connected to the rotary transformer and a frost protection control unit connected to the inverter.
  • the rotating part comprises a rotary control unit electrically connected to the rotary transformer and a heating mat. The method comprises the steps of:
  • the method comprising bidirectional data transfer, the transfer comprising upstream data transfer steps from the rotary control unit to the frost protection control unit and downstream data transfer steps from the frost protection control unit to the rotary control unit, wherein: a) during the downstream data transfer steps, the method comprises a step of encoding the downstream data into frequency modulations of a supply voltage provided by the inverter to the rotary transformer around a predetermined nominal frequency of said supply voltage; and, b) during the upstream data transfer steps, the method comprises a step of encoding the upstream data into series predetermined changes in the electrical power consumed by the rotary control unit.
  • the defrosting process according to the invention has at least one of the following technical characteristics:
  • each change in the series of predetermined changes in electrical power lasts either for a so-called “short” duration or for a so-called “long” duration;
  • the so-called "long” duration is at least double the so-called “short” duration, preferably at least triple.
  • drops in electrical power are interruptions of predetermined durations of a power supply to the anti-icing device
  • the dedicated electrical circuit is one of resistive, capacitive and resistive-capacitive circuits
  • - frequency modulations include a predetermined high frequency value greater than a nominal frequency value, and a predetermined low frequency value less than the nominal frequency value;
  • - frequency modulations are less than or equal to approximately 200 Hz, or even 100 Hz, around the nominal frequency;
  • the invention also provides for a turboprop engine comprising a de-icing system, a fixed part, a rotating part and a rotary transformer positioned between the fixed and rotating parts, the fixed part comprising an inverter electrically connected to the rotary transformer and a frost protection control unit connected to the inverter, the rotating part comprising a rotary control unit electrically connected to the rotary transformer and a heating mat, in which the rotary control unit, the inverter and the frost protection control unit are arranged so as to implement a de-icing process in a de-icing system having at least one of the preceding technical characteristics.
  • FIG.1 is a schematic diagram of a turboprop de-icing system in which a bidirectional data transfer method is implemented for piloting and controlling a turboprop de-icing system according to the invention
  • FIG.2 is a timing diagram illustrating an example of downward data transfer with the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system
  • FIG.3 is a timing diagram illustrating a first example of uplink data transfer with the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system.
  • FIG.4 is a timing diagram illustrating a second example of upward data transfer with the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system.
  • FIG.4 is a timing diagram illustrating a second example of upward data transfer with the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system.
  • the inverter 4 therefore includes a DC/AC converter 40 which is supplied upstream with direct current by a high-voltage direct current supply 6 and which supplies downstream with alternating current to the stationary primary winding of the rotary transformer 8.
  • the DC/AC converter 40 provides alternating current with a predetermined nominal frequency at a given supply voltage. This predetermined nominal frequency is chosen according to the structure of the turboprop 100 in which the de-icing system 1 is intended to be installed. The power level to be transferred and the thermal constraints of the equipment integration area are important criteria in determining the nominal frequency.
  • the inverter 4 includes an inverter supervisor 41 which controls and manages the operation of said inverter 4 and, in particular, the DC/AC converter 40.
  • the inverter supervisor 41 is connected to the frost protection control unit 7 from which it receives instructions and to which it sends operating data.
  • the inverter supervisor 41 drives the DC/AC converter 40 to send control data to the rotating control unit 5.
  • the inverter supervisor 41 implements downstream data transfer steps of the bidirectional data transfer method for driving and controlling a turboprop de-icing system according to the invention.
  • the inverter supervisor 41 then encodes the downstream control data into specific, time-limited data frames.
  • the frames are then transmitted to the rotating control unit 5 after an encoding module 42 of the inverter supervisor 41 has encoded the frames. by modulating the frequency of the AC supply voltage around the predetermined nominal frequency of said supply voltage.
  • the frequency modulations use three distinct frequency values.
  • the first frequency value is the predetermined nominal frequency value. This value corresponds to a "NULL" data point, fixed at F_NULL (example 1500Hz) and means that there is no data transmission, only power.
  • the second frequency value is a value set to F_LOW (e.g., 1400 Hz) to generate a Boolean value of "0".
  • the second frequency value is lower than the predetermined nominal frequency value, here approximately 100 Hz lower.
  • Other difference values can be used, such as approximately 200 Hz lower. In any case, this difference value must be chosen to provide sufficient separation from the first frequency value to protect downstream data transfers against potential external interference.
  • the third frequency value is a fixed value of F_HIGH (e.g., 1600 Hz) to generate a Boolean value of "1".
  • This third frequency value is higher than the predetermined nominal frequency value, here approximately 100 Hz higher.
  • other difference values can be used, such as approximately 200 Hz higher.
  • this difference value must be chosen to provide sufficient separation from the first value to protect downstream data transfers against potential external interference.
  • the difference in values is symmetrical to the previously mentioned difference between the first and second frequency values. Alternatively, they can be inverted or asymmetrical.
  • the frequency modulations thus generated to encode the downlink data frames are transmitted to the rotating part 3 through the rotary transformer 8.
  • the rotating part 3 of the turboprop 100 includes the rotating control unit 5 as well as the set of heating mats 9, the supply of which is managed in a manner known per se by the rotating control unit 5.
  • the rotary control unit 5 includes a module for decoding the frequency modulations of the supply voltage emitted by the rotary transformer 8 to the rotary control unit 5.
  • the decoding module includes a means for measuring the supply voltage 52 provided by the rotating secondary of the rotary transformer 8. The measurements thus taken by the voltage measuring means 52 are sent to a frequency modulation decoder 53.
  • the downstream data thus decoded by the frequency modulation decoder 53 is sent to a rotary control unit supervisor 51.
  • the rotating control unit supervisor 51 controls and operates, based on the received downlink data, a power switch 57 which will allow the distribution of the power received from the rotary transformer 8 to the different rotating belts 9.
  • the power switch 57 includes a defrosting switch 571 controlled by the rotating control unit supervisor 51 via a control module 54 of the defrosting switch 571.
  • FIG. 2 An example of downlink data frames T1 and T2 is illustrated in Figure 2.
  • the second and third frequency values mentioned above are used by the encoding module 42 and the decoding module for a predetermined duration C.
  • the downlink data frame T1 contains the message "010110”, then a predetermined minimum spacing time W elapses during which the supply voltage returns to the first value corresponding to the predetermined nominal frequency and therefore to the transmission of no data.
  • the downlink data frame T2 is transmitted and is identical to the downlink data frame T1, namely the message "010110".
  • Each downstream data frame is, here for illustrative purposes, coded on six bits: four bits dedicated to the downstream data and two bits of Verification.
  • the duration C of a Boolean value "0" or "1" is defined by ten cycles at the corresponding frequency.
  • each downstream data frame has a transfer time of approximately 35 to 45 ms. It should be noted that the number of downstream data frames, the size of each downstream data frame, the number of cycles for a Boolean value, and the number of frame retransmissions are a non-limiting example of implementation and are given here for purely illustrative purposes. Other choices are possible.
  • each downlink data frame is delimited at the beginning and end by an emission in "NULL" mode (first frequency value) as illustrated in Figure 2.
  • first frequency value first frequency value
  • the beginning of a downlink data frame is detected by the transition from a "NULL" state (first frequency value) to an active state “0" (second frequency value) or "1" (third frequency value), while the end is detected by the transition from an active state “0" (second frequency value) or "1" (third frequency value) to the "NULL” state (first frequency value).
  • each downstream data frame is repeated with a pause of the spacing duration W (example: 1 second). This repetition, or another number of successive transmissions of the data frames, serves to strengthen the communication.
  • the retransmissions can be maintained for the entire activation time of a set of heating mats 9 or limited to a predetermined fixed number of retransmissions of each downstream data frame.
  • the power switch 57 includes an anti-icing switch 572 controlled by the rotating control unit supervisor 51 via an upstream data encoding device 55 and an interrupt control module 56.
  • the rotating control unit supervisor 51 receives status and operating information 50 and 90 respectively from the rotating control unit 5 itself and the heating mats 9. It is essentially this status and operating information that will be sent to the anti-icing control unit 7 by the rotating control unit 5 via upstream data transfers.
  • the anti-icing switch 572 is replaced by a dedicated electrical circuit that is either resistive, capacitive, or resistive-capacitive.
  • the dedicated electrical circuit is preferably mounted upstream of the power switch 57.
  • the latter includes both the dedicated electrical circuit and the anti-icing. In this case, the upstream data encoding is performed using the dedicated electrical circuit.
  • the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system includes a step of encoding the upstream data into predetermined series of changes in the power consumed by the rotating control unit 5.
  • the principle of encoding this upstream data is based on a modulation of the amplitude of the current consumed by the heating mats 9 through the rotating control unit 5 in a Morse type manner, by introducing interruptions on a power supply of the anti-icing which represents approximately 15% of the total consumption passing through the rotating control unit 5.
  • the rotating control unit 5 in order to transmit upstream data to the frost protection control unit 7, commands
  • the interrupt control module 56 transmits a sequence of activation/deactivation of the anti-icing switch 572 over predefined, predetermined durations. This allows the current consumption to be modulated by introducing predetermined changes in the electrical power consumed by the rotating control unit 5.
  • the inverter supervisor 41 measures, on the one hand, the current I and, on the other hand, the voltage V, here upstream of the DC/AC converter 40 via a power estimator 45.
  • the upstream data is then decoded by an upstream data decoding module 46 from the power variations estimated by the power estimator 45.
  • the decoded upstream data is sent by the inverter supervisor 41 to the anti-icing control unit 7.
  • the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system encodes the uplink data to be transferred in predefined and unique uplink data frames, each consisting of a series of changes in electrical power consumed from anti-icing activation/deactivation sequences over well-defined durations.
  • sequences Two types are envisaged: a sequence of so-called “short” duration (10ms for example) and a sequence of so-called “long” duration (30ms for example). Each sequence, whether short or long, is delimited by a predefined "pause" duration before and after (set at 10ms for example).
  • each upstream data frame is delimited at the beginning and end by a transmission in "NULL” mode as illustrated in Figures 3 and 4.
  • the beginning of an upstream data frame is detected by the transition from a "NULL” state to a different "ON” or “OFF” state, while the end is detected by the transition from an active "ON” or “OFF” state to the "NULL” state.
  • An example of encoding an uplink data frame by the rotating control unit 5 is illustrated in Figure 3. In this encoding embodiment, the changes in electrical power are predetermined drops in the electrical power consumed.
  • the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system interrupts the anti-icing power supply for predefined durations based on the types of encoded sequences mentioned above.
  • the uplink data frame illustrated in Figure 3 contains the message "long, short, short, long", which can be translated into Boolean by "1001".
  • FIG. 4 Another example of encoding an uplink data frame by the rotating control unit 5 is illustrated in Figure 4.
  • the changes in electrical power are predetermined increases in the electrical power consumed. Since the anti-icing system is not in operation, the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system according to the invention activates the anti-icing system for predefined durations based on the aforementioned types of encoded sequences.
  • the uplink data frame illustrated in Figure 4 contains the message "long, short, long, short,” which can be translated into Boolean by "1010.”
  • This encoding embodiment is also used if the rotating control unit 5 includes the dedicated electrical circuit: indeed, in this case, the bidirectional data transfer process for piloting and controlling a turboprop de-icing system according to the invention carries out activations of predefined durations depending on the types of encoded sequences mentioned above of the power supply of the dedicated electrical circuit.
  • Each uplink data frame is, here for illustrative purposes, encoded on "four bits," that is, a series of four sequences of short and/or long duration.
  • the long duration is three times the short duration.
  • each uplink data frame has a transfer time of approximately 70 to 110 ms.
  • the number of uplink data frames, the size of each uplink data frame, and the lengths of the short and long durations are all factors to consider. These are a non-limiting example of implementation and are given here for purely illustrative purposes. Other choices are possible.
  • the long duration is at least double the short duration, allowing for a reduction in the size of the upstream data frames.
  • upstream data transfers depend on the presence of the anti-icing function.
  • a dedicated circuit as previously mentioned, is implemented and connected in parallel. It must be designed with a power consumption level compatible with the accuracy of the sensors of the power estimator 45 located in the fixed part 2 to facilitate the detection of power changes and thus enable the decoding of the upstream data frames sent.
  • this alternative makes the bidirectional data transfer process for the control and operation of a turboprop de-icing system according to the invention independent of the anti-icing load and therefore independent of the powered system.
  • the power interruptions of the anti-icing system must remain compatible with the proper functioning of said anti-icing system and lead to upstream data frames of longer durations than can be allowed by the use of the dedicated electrical circuit.
  • the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system allows for upstream data transfer at the same time as downstream data transfer without interference between the two transfers.
  • the use of the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system according to the invention described above provides an efficient, robust, low-cost, and easy-to-implement communication solution.
  • the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system according to the invention allows for flexibility in signal modulation without altering the power transfer function, and offers low implementation costs compared to other prior art solutions requiring additional equipment.
  • the bidirectional data transfer method for piloting and controlling a turboprop de-icing system according to the invention is applicable regardless of the type of DC/AC topology (voltage, nominal frequency) and the rotary transformer 8.

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Abstract

Procédé de dégivrage dans un système de dégivrage (1) d'un turbopropulseur (100) comportant une partie fixe (2) comportant un onduleur (4) et une unité de commande de la protection contre le givre (7), une partie tournante (3) comportant une unité de commande rotative (5) et un tapis chauffant (9), et un transformateur rotatif (8) entre les parties fixe et tournante, le procédé comprenant des transferts de données montants depuis l'unité de commande rotative vers l'unité de commande de la protection contre le givre et de données descendants depuis l'unité de commande de la protection contre le givre vers l'unité de commande rotative, où le procédé comprend des étapes d'encodage: a) des données descendantes en des modulations de fréquence d'une tension d'alimentation fournie par l'onduleur autour d'une fréquence nominale prédéterminée; et, b) des données montantes en des séries de changements prédéterminés d'une puissance électrique consommée par l'unité de commande rotative.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE DE DEGIVRAGE POUR UN TURBOPROPULSEUR
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] L’invention concerne le domaine du dégivrage dans un turbopropulseur d’un aéronef. En particulier, l’invention concerne un transfert de données bidirectionnel, notamment pour un système de dégivrage d’un turbopropulseur.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] Le document FR 3 134 078 décrit une unité intégrée de transfert de puissance tournant d’une chaine électrique de dégivrage des pales d’hélice et du cône avant d’une turbomachine.
[0003] Un turbopropulseur 100 (en référence à la figure 1 ) comporte, de manière simplifiée et connue en soit, un système de dégivrage 1 , une partie fixe 2 et une partie tournante 3. La partie fixe 2 est fixée à un véhicule automobile comme un aéronef. Le système de dégivrage 1 est réparti dans la partie fixe 2 et dans la partie tournante 3. La partie fixe 2 comporte un moteur ou une turbomachine, une unité de commande de cette dernière, une unité de commande de la protection contre le givre 7, une alimentation en courant continu de haut voltage 6 et un onduleur 4. Le moteur entraine en rotation la partie tournante 3. La partie tournante 3 comporte des hélices, reliées à un axe de rotation dont une extrémité libre comporte un cône, et une unité de commande rotative 5 permettant de gérer des tapis chauffants 9 positionnés sur les pâles des hélices et sur le cône.
[0004] La protection contre le givre de la partie tournante 3 est activée uniquement en conditions givrantes et réalisée selon un principe connu en soit comme suit : d’une part une protection par dégivrage qui concerne les bords d’attaques des pales d’hélice et secteurs du cône avant, et d’autre part, une protection par antigivrage qui concerne la pointe du cône.
[0005] Le principe de la protection par dégivrage consiste à alimenter par intermittence les tapis chauffants 9 après avoir laissé le givre se poser sur les surfaces concernées. Ce principe permet de décrocher la couche de glace et, par effet de rotation (centrifugation), d’éjecter les blocks de glace ainsi formés.
[0006] Le principe de la protection par antigivrage est en revanche souvent utilisé pour des surfaces fixes ou des surfaces soumises à faibles forces de centrifugation ou nécessitant un niveau modéré de puissance (quelques kW au total). Pour ces surfaces, l’alimentation des tapis chauffants 9 doit être permanente en conditions givrantes pour empêcher la formation du givre.
[0007] Les deux principes de protection précités sont mis en œuvre par le système de dégivrage 1 du turbopropulseur qui comprend une chaine électrique de dégivrage des hélices et du cône avant. Il comporte plusieurs équipements en cascade comme suit. Il comporte d’abord un convertisseur DC/AC 40 dont la fonction principale est de convertir un courant continu en courant alternatif pour alimenter un primaire d’un transformateur rotatif 8. Le convertisseur DC/AC 40 et le primaire du transformateur rotatif sont montés sur la partie fixe 2 du turbopropulseur 1 .
[0008] Puis le système de dégivrage 1 comprend le transformateur rotatif 8 (« RTU : Rotating Transformer Unit » selon la terminologie anglosaxonne). Il est connu en soi, sans contact et a pour fonction principale de transférer par induction électromagnétique une puissance entre le primaire fixe et un secondaire tournant. Un entrefer entre le primaire fixe et le secondaire tournant peut-être de plusieurs millimètres (entre 2 et 4mm) et sujet à des variations dues aux modes opératoires du turbopropulseur, aux dilatations thermiques et aux vibrations.
[0009] Puis le système de dégivrage 1 comprend une unité de commande tournante 5 (« RCU : Rotating Control Unit » selon la terminologie anglosaxonne) dont la fonction principale est de distribuer séquentiellement la puissance reçue du secondaire du transformateur rotatif 8 aux tapis chauffants 9 des différents doublets de pales d’hélice et du cône avant. L’alimentation séquentielle des doublets de pales a pour but de limiter la puissance instantanée prélevée sur des générateurs principaux et aussi pour éviter de surdimensionner toute la chaine électrique de dégivrage. Ce principe de fonctionnement séquentielle est connu en soit. [0010] Enfin, le système de dégivrage 1 alimente en puissance les pales d’hélice et le cône avant équipés de tapis chauffants 9 fonctionnant par effet d’électrothermie basé sur un réseau de résistances intégrées aux pales et du cône avant au niveau des zones exposées au givre.
[0011] Pour assurer un dégivrage efficient des pales et du cône avant, le système de dégivrage 1 fonctionne avec trois grandeurs que sont le niveau de puissance de dégivrage, le temps d’activation du dégivrage et le temps de cycle de dégivrage.
[0012] Ces trois grandeurs sont élaborées par l’unité de commande de la protection contre le givre 7 (« IPCU : Icing Protection Control Unit » selon la terminologie anglosaxonne) du système de dégivrage 1 en fonction des conditions givrantes fournies par l’unité de commande de la turbomachine. L’unité de commande de la protection contre le givre 7 communique ces trois grandeurs au convertisseur DC/AC 40 et à l’unité de commande tournante 5. En effet, le contrôle du « niveau de puissance » transféré de la partie fixe 2 vers la partie tournante à travers le transformateur rotatif 8 est assuré par le convertisseur DC/AC 40 selon des consignes de l’unité de commande de la protection contre le givre 7. En revanche, la gestion du « temps d’activation » et « temps de cycle » sont du ressort de l’unité de commande tournante 5, toujours selon des ordres de l’unité de commande de la protection contre le givre 7. Par conséquent, le fait de transmettre ces deux dernières grandeurs en particulier à l’unité de commande tournante 5 montée sur la partie tournante 3 est nécessaire pour le bon fonctionnement du système de dégivrage du turbopropulseur 100.
[0013] De même, l’unité de commande tournante 5 doit remonter à l’unité de commande de la protection contre le givre 7, un « état de santé » des équipements du système de dégivrage 1 installés dans la partie tournante (unité de commande tournante 5, tapis chauffants 9, etc...). En effet, ces informations sont indispensables le cas échéant pour opérer des reconfigurations en cas de détection de panne.
[0014]Actuellement afin de réaliser ces transferts de données bidirectionnels
(montants et descendants) ainsi que la puissance, il est utilisé un dispositif appelé collecteur tournant ou bagues collectrices (« slip ring » selon la terminologie anglosaxonne). Ce dispositif consiste à faire frotter plusieurs bagues conductrices fixes sur des pistes conductrices circulaires et solidaires de la partie tournante de la turbomachine. Un point faible de ce dispositif est dans la durée de vie limitée due à l’usure des pièces en frottement continu. Cela implique des maintenances périodiques rapprochées et donc un coût d’exploitation important pour un aéronef comme un avion commercial de ligne avec beaucoup de rotations.
[0015] Une autre solution proposée est d’effectuer des transferts de données sans contact par induction magnétique en superposant un signal haute fréquence et faible énergie au signal de puissance (du type utilisé dans la technologie du courant porteur en ligne). Cette solution est complexe à mettre en œuvre à cause des contraintes liées à la gestion des interférences entre les deux signaux superposés d’une part et les risques d’altération des données transmises d’autre part. En effet, il existe au sein d’un turbopropulseur une multitude de sources de perturbations : présence de transitoires liés aux commutations de charge dans l’unité de commande tournante, valeur importante de l’entrefer du transformateur rotatif, variations de l’entrefer à cause des déplacements radiaux et axiaux.
[0016] Ces problèmes sont en partie résolus en utilisant un deuxième transformateur rotatif auxiliaire dédié aux transferts de données. Une telle solution permet de s’affranchir des interférences entre les signaux de communication et de puissance, mais elle est coûteuse, encombrante et difficilement installable sur une turbomachine.
[0017]Autre encore solution proposée, la mise en œuvre d’un transfert de données capacitif entre la partie tournante et la partie fixe. Toutefois, cette solution n’est intéressante que pour un transformateur rotatif qui présente un entrefer faible et maitrisé, ce qui n’est pas le cas du transformateur rotatif 8 du turbopropulseur précédemment décrit.
EXPOSE DE L’INVENTION
[0018] Un but de l’invention est de fournir un procédé des transferts bidirectionnels de données pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage entre la partie fixe et partie tournante qui soit robuste et économique, ainsi que simple à mettre en œuvre et à implémenter dans un turbopropulseur.
[0019JA cette fin, il est prévu, selon l’invention, un procédé de dégivrage dans un système de dégivrage d’un turbopropulseur comportant une partie fixe, une partie tournante et un transformateur rotatif positionné entre les parties fixe et tournante, la partie fixe comportant un onduleur connecté électriquement au transformateur rotatif et une unité de commande de la protection contre le givre connectée à l’onduleur, la partie tournante comportant une unité de commande rotative connectée électriquement au transformateur rotatif et un tapis chauffant, le procédé comprenant des étapes de :
- Alimentation en puissance du tapis chauffant,
- Transmission des commandes de dégivrage depuis l’unité de commande de la protection contre le givre vers l’unité de commande rotative,
- Communication d’un état de santé de la partie tournante depuis l’unité de commande rotative vers l’unité de commande de la protection contre le givre, le procédé comprenant un transfert de données bidirectionnel, le transfert comprenant des étapes de transferts de données montants depuis l’unité de commande rotative vers l’unité de commande de la protection contre le givre et des étapes de transferts de données descendants depuis l’unité de commande de la protection contre le givre vers l’unité de commande rotative, dans lequel : a) lors des étapes de transferts de données descendants, le procédé comprend une étape d’encodage des données descendantes en des modulations de fréquence d’une tension d’alimentation fournie par l’onduleur au transformateur rotatif autour d’une fréquence nom inale prédéterminée de ladite tension d’alimentation ; et, b) lors des étapes de transferts de données montants, le procédé comporte une étape d’encodage des données montantes en des séries de changements prédéterminés d’une puissance électrique consommée par l’unité de commande rotative.
[0020] Avantageusement, le procédé de dégivrage selon l’invention présente au moins l’une des caractéristiques techniques suivantes :
- chaque changement des séries de changements prédéterminés de la puissance électrique dure soit une durée dite « courte », soit une durée dite « longue » ;
- la durée dite « longue » est au moins le double de la durée dite « courte », de préférence au moins le triple. ;
- les changements de la puissance électrique consommée sont des baisses prédéterminées de la puissance électrique ;
- l’unité de commande rotative comportant un dispositif d’antigivrage, les baisses de la puissance électrique sont des coupures de durées prédéterminées d’une alimentation du dispositif d’antigivrage ;
- les changements de la puissance électrique consommée sont des augmentations prédéterminées de la puissance électrique ;
- l’unité de commande rotative comportant un circuit électrique dédié, les augmentations de la puissance électrique sont des activations de durées prédéterminées du circuit électrique dédié ;
- le circuit électrique dédié est l’un parmi des circuits résistif, capacitif et résistif-capacitif ;
- les modulations de fréquences comprennent une valeur de fréquence haute prédéterminée supérieure à une valeur de la fréquence nominale, et une valeur de fréquence basse prédéterminée inférieure à la valeur de la fréquence nominale ;
- les modulations de fréquences sont inférieures ou égales à environ 200 Hz, voire 100 Hz, autour de la fréquence nominale ;
- les modulations de fréquences sont envoyées à l’onduleur qui les met en œuvre ; et,
- une étape de transferts de données descendants et une étape de transferts de données montants s’effectuent de manière simultanée. [0021] Il est aussi prévu, selon l’invention, un turbopropulseur comportant un système de dégivrage, une partie fixe, une partie tournante et un transformateur rotatif positionné entre les parties fixe et tournante, la partie fixe comportant onduleur connecté électriquement au transformateur rotatif et une unité de commande de la protection contre le givre connectée à l’onduleur, la partie tournante comportant une unité de commande rotative connectée électriquement au transformateur rotatif et un tapis chauffant, dans lequel l’unité de commande rotative, l’onduleur et l’unité de commande de la protection contre le givre sont agencé de sorte à mettre en œuvre un procédé de dégivrage dans un système de dégivrage présentant au moins l’une des caractéristiques techniques précédentes.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0022] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d’un mode de réalisation de l’invention. Aux dessins annexés :
[0023] [Fig.1] est un schéma de principe d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur dans lequel est mis en œuvre un procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention ;
[0024] [Fig.2] est un chronogramme illustrant un exemple de transfert de données descendant avec le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur ;
[0025] [Fig.3] est un chronogramme illustrant un premier exemple de transfert de données montant avec le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur ; et,
[0026] [Fig.4] est un chronogramme illustrant un deuxième exemple de transfert de données montant avec le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur. [0027] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE REALISATION
[0028] En référence à la figure 1 , nous allons reprendre la description du système de dégivrage 1 d’un turbopropulseur 100 dans lequel un procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention est mis en œuvre.
[0029] Au sein de la partie fixe, l’onduleur 4 comporte donc un convertisseur DC/AC 40 qui est alimenté en amont en courant continu par une alimentation en courant continu de haut voltage 6 et qui alimente en aval en courant alternatif le primaire fixe du transformateur rotatif 8. Le convertisseur DC/AC 40 fournit un courant alternatif présentant une fréquence nominale prédéterminée d’une tension d’alimentation. Cette fréquence nominale prédéterminée est choisie en fonction d’une structure du turbopropulseur 100 au sein duquel le système de dégivrage 1 est destiné à être implanté. Le niveau de puissance à transférer et les contraintes thermiques de la zone d’intégration des équipements sont des critères importants dans la détermination de la fréquence nominale.
[0030] D’autre part, l’onduleur 4 comporte un superviseur d’onduleur 41 qui pilote et contrôle le fonctionnement dudit onduleur 4 et, en particulier, le convertisseur DC/AC 40. Le superviseur d’onduleur 41 est connecté à l’unité de commande de la protection contre le givre 7 dont il reçoit les instructions et auquel il envoie des données de fonctionnement.
[0031] En particulier, le superviseur d’onduleur 41 pilote le convertisseur DC/AC 40 pour envoyer à l’unité de commande tournante 5 des données de commande. A cette fin, le superviseur d’onduleur 41 met en œuvre des étapes transfert de données descendantes du procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention. Le superviseur d’onduleur 41 encode alors les données descendantes de commande dans des trames de données spécifiques et limitées dans le temps. Les trames sont ensuite transmises vers l’unité de commande tournante 5 après qu’un module d’encodage 42 du superviseur d’onduleur 41 est encodé les trames en des modulations de fréquence de la tension d’alimentation en courant alternatif autour de la fréquence nominale prédéterminée de ladite tension d’alimentation. Ici, les modulations de fréquence utilisent trois valeurs de fréquences distinctes.
[0032] La première valeur de fréquence est la valeur de la fréquence nominale prédéterminée. Cette valeur correspond à une donnée « NULL », fixée à F_NULL (exemple 1500Hz) et signifie qu’il n’y a pas de transmission de données, seulement de la puissance.
[0033] La deuxième valeur de fréquence est une valeur fixée à F_LOW (exemple 1400Hz) pour générer un booléen à «0». La deuxième valeur de fréquence est inférieure à la valeur de la fréquence nominale prédéterminée, ici, inférieure de 100Hz environ. D’autres valeurs de différences peuvent être utilisées, comme par exemple inférieures à environs 200Hz. En tout état de cause, cette valeur de différence est à choisir pour offrir un écartement suffisant par rapport à la première valeur de fréquence pour immuniser les transferts de données descendants contre d’éventuelles perturbations externes.
[0034] La troisième valeur de fréquence est une valeur fixée à F_HIGH (exemple 1600Hz) pour générer un booléen à «1 ». La troisième valeur de fréquence est supérieure à la valeur de la fréquence nominale prédéterminée, ici, supérieure de 100Hz environ. De nouveau, d’autres valeurs de différences peuvent être utilisées, comme par exemple supérieures de 200Hz environ. En tout état de cause, cette valeur de différence est à choisir pour offrir un écartement suffisant avec la première valeur pour immuniser les transferts de données descendants contre d’éventuelles perturbations externes. Il est à noter qu’ici, la différence de valeurs est symétrique à la différence précédemment citée entre les première et deuxième valeurs de fréquences. En variante, elles peuvent être inversées ou encore dissymétriques.
[0035] Les modulations de fréquences ainsi générées pour encoder les trames de données descendantes sont transmises à la partie tournante 3 à travers le transformateur rotatif 8. [0036] La partie tournante 3 du turbopropulseur 100 comporte l’unité de commande tournante 5 ainsi que l’ensemble des tapis chauffants 9 dont une alimentation est gérée de manière connue en soi par l’unité de commande tournante 5.
[0037]Afin de décoder les trames de données descendantes reçues depuis le transformateur rotatif 8, l’unité de commande tournante 5 comporte un module de décodage des modulations de fréquences de la tension d’alimentation émise par le transformateur rotatif 8 vers l’unité de commande tournante 5. Le module de décodage comporte un moyen de mesure de la tension 52 d’alimentation fourni par le secondaire tournant du transformateur rotatif 8. Les mesures ainsi réalisées par le moyen de mesure d’une tension 52 sont envoyée à un décodeur de modulations de fréquences 53. Les données descendantes ainsi décodées par le décodeur de modulations de fréquences 53 sont envoyées à un superviseur d’unité de commande tournante 51 . Le superviseur d’unité de commande tournante 51 pilote et contrôle, en fonction des données descendantes reçues, un commutateur de puissance 57 qui va permettre la répartition de la puissance reçue du transformateur rotatif 8 aux différents tapis tournants 9. Pour cela, le commutateur de puissance 57 comporte un commutateur de dégivrage 571 commandé par le superviseur d’unité de commande tournante 51 via un module de commande 54 du commutateur de dégivrage 571 .
[0038] Un exemple de trames de données descendantes T1 et T2 sont illustrées à la figure 2. Les deuxièmes et troisièmes valeurs de fréquence précitées sont utilisées par le module d’encodage 42 et le module de décodage sur une durée prédéterminée C. Ainsi, à la figure 2, la trame de donnes descendantes T1 comporte le message « 010110 », puis une durée d’espacement W minimale prédéterminée s’écoule où la tension d’alimentation reprend la première valeur correspondant à la fréquence nominale prédéterminée et donc à la transmission d’aucune donnée. Puis la trame de données descendante T2 est transmise et est ici identique à la trame de données descendantes T1 , soit le message « 010110 ».
[0039] Chaque trame de données descendante est, ici à des fins illustratives, codée sur six bits : quatre bits dédiés aux données descendantes et deux bits de vérification. La durée C d’un booléen « 0 » ou « 1 » est définie par dix cycles à la fréquence correspondante. Avec ce choix, chaque trame de données descendante s’étale sur une durée de transfert de l’ordre de 35 à 45 ms. Il est à noter que le nombre de données descendantes, la taille de chaque trame de données descendantes, le nombre de cycles pour un booléen et le nombre de retransmission d’une trame sont un exemple de réalisation non limitatif et donnée ici à titre purement illustratif. D’autres choix sont possibles.
[0040] Pour permettre une synchronisation entre l’unité de commande de la protection contre le givre 7 et l’unité de commande tournante 5, ainsi qu’une délimitation d’une trame de données descendantes dans le temps, chaque trame de données descendantes est délimitée au début et à la fin par une émission en mode « NULL » (première valeur de la fréquence) comme illustré sur la figure 2. Ainsi, le début d’une trame de données descendantes est détecté par le passage d’un état « NULL » (première valeur de fréquence) à un état actif « 0 » (deuxième valeur de fréquence) ou « 1 » (troisième valeur de fréquence), tandis que la fin est détectée par le passage d’un état actif « 0 » (deuxième valeur de fréquence) ou « 1 » (troisième valeur de fréquence) à l’état « NULL » (première valeur de fréquence).
[0041] Par sécurité, l’envoi de chaque trame de données descendantes est répété avec une pause de la durée d’espacement W (exemple : 1 seconde). Cette répétition ou un autre nombre de transmissions successives des trames de données sert à robustifier la communication. Les retransmissions peuvent être maintenues sur toute une durée d'activation d’un ensemble de tapis chauffants 9 ou limitées à un nombre fixe prédéterminé de retransmissions de chaque trame de données descendantes.
[0042] Maintenant nous allons décrire le fonctionnement du procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention permettant un transfert de données montantes entre l’unité de commande tournante 5 et l’unité de commande de la protection contre le givre 7. [0043] Au sein de la partie tournante 3 du turbopropulseur 100, le commutateur de puissance 57 comprend un commutateur d’antigivrage 572 commandé par le superviseur d’unité de commande tournante 51 via un dispositif d’encodage de données montantes 55 et un module de commande d’interruption 56. D’autre part, le superviseur d’unité de commande tournante 51 reçoit des informations d’état et de fonctionnement 50 et 90 respectivement de l’unité de commande tournante 5 elle-même et des tapis chauffants 9. Ce sont essentiellement ces informations d’état et de fonctionnement qui vont être envoyées à l’unité de commande de la protection contre le givre 7 par l’unité de commande tournante 5 via des transferts de données montants.
[0044] En variante de réalisation, si le système de dégivrage 1 ne comporte pas d’antigivrage, le commutateur d’antigivrage 572 est remplacé par un circuit électrique dédiée qui est soit résistif, soit capacitif soit résistif-capacitif. En variante, le circuit électrique dédié est monté préférentiellement en amont du commutateur de puissance 57. En variante encore de réalisation du système de dégivrage 1 , ce dernier comprend le circuit électrique dédié et l’antigivrage. Dans ce cas, l’encodage de données montantes s’effectue en utilisant le circuit électrique dédiée.
[0045] Pour le transfert de données montantes de l’unité de commande tournante 5 vers l’unité de commande de la protection contre le givre 7, le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention comporte une étape d’encodage des données montantes en des séries de changement prédéterminée d’une puissance consommée par l’unité de commande tournante 5. Le principe d’encodage de ces données montantes est basé sur une modulation d’une amplitude du courant consommé par les tapis chauffants 9 à travers l’unité de commande tournante 5 de type Morse, en introduisant des interruptions sur une alimentation de l’antigivrage qui représente environ 15% de la consommation totale passant à travers l’unité de commande tournante 5.
[0046]Ainsi, l’unité de commande tournante 5, pour émettre des données montantes vers l’unité de commande de la protection contre le givre 7, commande au module de commande d’interruption 56 une séquence d’activation/désactivation du commutateur d’antigivrage 572 sur des durées prédéterminées bien définies. Ceci permet de moduler le courant consommé en introduisant des changements prédéterminés de puissance électrique consommée par l’unité de commande tournante 5. Dans la partie fixe 2 du turbopropulseur 100, le superviseur d’onduleur 41 mesure, d’une part, le courant I et, d’autre part, la tension V, ici en amont du convertisseur DC/AC 40 via un estimateur de puissance 45. Les données montantes sont alors décodées par un module de décodage des données montantes 46 à partir des variations de puissance estimées par l’estimateur de puissance 45. Les données montantes ainsi décodées sont envoyées par le superviseur d’onduleur 41 à l’unité de commande de la protection contre le givre 7.
[0047] Le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention encode les données montantes à transférer dans des trames de données montantes prédéfinies et uniques constituées chacune d’une série de changements de puissances électrique consommée issus de séquences d’activation/désactivation de l’antigivrage sur des durées bien définies.
[0048] Deux types de séquence sont envisagés : une séquence d’une durée dite « courte » (de 10ms par exemple) et une séquence d’une durée dite « longue » (de 30ms par exemple). Chaque séquence, de durée courte ou longue, est délimitée par une durée de « pause » avant et après prédéfinie (fixée à 10ms par exemple).
[0049] Pour permettre une synchronisation entre le superviseur d’onduleur 41 et l’unité de commande tournante 5, ainsi qu’une délimitation d’une trame de données montantes dans le temps, chaque trame de données montantes est délimitée au début et à la fin par une émission en mode « NULL » comme illustré sur les figures 3 et 4. Ainsi, le début d’une trame de donnée montantes est détecté par le passage d’un état « NULL » à un état différent « ON » ou « OFF », tandis que la fin est détectée par le passage d’un état actif « ON » ou « OFF » à l’état « NULL ». [0050] Un exemple de codage d’une trame de données montantes par l’unité de commande tournante 5 est illustrée à la figure 3. Dans ce mode de réalisation de l’encodage, les changements de puissances électrique sont des baisses prédéterminées de la puissance électrique consommée. En effet l’antigivrage est en fonctionnement, le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention procède à des coupures de durées prédéfinies en fonction des types de séquences encodées précédemment citées de l’alimentation de l’antigivrage. La trame de données montantes illustrée à la figure 3 contient le message « long, court, court, long », qui peut être traduit en booléen par « 1001 ».
[0051] Un autre exemple de codage d’une trame de données montantes par l’unité de commande tournante 5 est illustrée à la figure 4. Dans cet autre mode de réalisation de l’encodage, les changements de puissances électrique sont des augmentations prédéterminées de la puissance électrique consommée. En effet l’antigivrage n’est pas en fonctionnement, le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention procède à des activations de durées prédéfinies en fonction des types de séquences encodées précédemment citées de l’alimentation de l’antigivrage. La trame de données montantes illustrée à la figure 4 contient le message « long, court, long, court », qui peut être traduit en booléen par « 1010 ». Ce mode de réalisation de l’encodage est aussi utilisé si l’unité de commande tournante 5 comporte le circuit électrique dédié : en effet, dans ce cas, le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention procède à des activations de durées prédéfinies en fonction des types de séquences encodées précédemment citées de l’alimentation du circuit électrique dédié.
[0052] Chaque trame de données montantes est, ici à des fins illustratives, codée sur « quatre bits », c’est-à-dire une série de quatre séquences de durée courte ou/et longue. La durée longue est ici le triple de la durée courte. Avec ce choix, chaque trame de données montantes s’étale sur une durée de transfert de l’ordre de 70 à 110 ms. Il est à noter que le nombre de données montantes, la taille de chaque trame de données montantes et les longueurs des durées courte et longue sont un exemple de réalisation non limitatif et donné ici à titre purement illustratifs. D’autres choix sont possibles. Par exemple, la durée longue est au moins le double de la durée courte permettant de réduire la taille des trames de données montantes.
[0053] De manière générale, les transferts de données montants sont tributaires de la présence de la fonction antigivrage. Pour rendre la solution indépendante et ainsi robuste aux évolutions du système de dégivrage 1 comme par exemple une éventuelle suppression de la fonction antigivrage dans la partie tournante 3 est la mise en œuvre d’un circuit dédié comme précédemment cité ; branché en dérivation. Il doit être défini avec un niveau de consommation électrique compatible avec une précision des capteurs de l’estimateur de puissance 45 présent dans la partie fixe 2 pour faciliter la détection des changements de puissance et pouvoir ainsi décoder les trames de données montantes envoyées. Avantageusement, cette alternative permet de rendre le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention indépendant de la charge de l’antigivrage et donc indépendant du système alimenté. Avantageusement encore, elle permet d’augmenter le débit de communication sans interférence avec les performances de l’antigivrage. En effet, les interruptions d’alimentation de l’antigivrage doivent restées compatibles avec un bon fonctionnement dudit antigivrage et conduit à des trames de données montantes de durées plus importantes que peut le permettre l’utilisation du circuit électrique dédié.
[0054] D’autre part, l’utilisation de l’activation/désactivation de l’antigivrage (donc de la puissance qu’il consomme) indépendamment du système de dégivrage 1 sur le principe du Morse permet de communiquer des informations de la partie tournante à la partie fixe sans se contraindre par des considérations de performance du système d’antigivrage.
[0055] Il est à noter que le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur permet d’effectuer un transfert de données montantes en même temps qu’un transfert de données descendante sans qu’il y ait des interférences entre les deux transferts. [0056] L’utilisation du procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention précédemment décrit permet d’avoir une solution de communication efficiente, robuste, à faible coût et simple à mettre en œuvre. Le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention permet une flexibilité sur la modulation de signal sans altération de la fonction « transfert de puissance », un coût de mise en œuvre faible comparé à d’autres solutions de l’art antérieur nécessitant des équipements additionnels. De plus, le procédé de transfert de données bidirectionnel pour le pilotage et le contrôle d’un système de dégivrage d’un turbopropulseur selon l’invention est applicable indépendamment du type de topologie de courant continu/courant alternatif (voltage, fréquence nominale) et du transformateur rotatif 8.
[0057] Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que la personne de l’art est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.
[0058] Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu’elles se dégagent pour une personne de l’art à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n’ont été décrites qu’en relation avec d’autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d’autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n’a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques rendent de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de dégivrage dans un système de dégivrage (1 ) d’un turbopropulseur (100) comportant une partie fixe (2), une partie tournante (3) et un transformateur rotatif (8) positionné entre les parties fixe et tournante, la partie fixe comportant un onduleur (4) connecté électriquement au transformateur rotatif et une unité de commande de la protection contre le givre (7) connectée à l’onduleur, la partie tournante comportant une unité de commande rotative (5) connectée électriquement au transformateur rotatif et un tapis chauffant (9), le procédé comprenant des étapes de : Alimentation en puissance du tapis chauffant, Transmission des commandes de dégivrage depuis l’unité de commande de la protection contre le givre vers l’unité de commande rotative, Communication d’un état de santé de la partie tournante depuis l’unité de commande rotative vers l’unité de commande de la protection contre le givre, caractérisé en ce que le procédé comprend un transfert de données bidirectionnel, le transfert comprenant des étapes de transferts de données montants depuis l’unité de commande rotative vers l’unité de commande de la protection contre le givre et des étapes de transferts de données descendants depuis l’unité de commande de la protection contre le givre vers l’unité de commande rotative, dans lequel : a) lors des étapes de transferts de données descendants, le procédé comprend une étape d’encodage des données descendantes en des modulations de fréquence d’une tension d’alimentation fournie par l’onduleur au transformateur rotatif autour d’une fréquence nominale prédéterminée de ladite tension d’alimentation ; et, b) lors des étapes de transferts de données montants, le procédé comporte une étape d’encodage des données montantes en des séries de changements prédéterminés d’une puissance électrique consommée par l’unité de commande rotative.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel chaque changement des séries de changements prédéterminés de la puissance électrique dure soit une durée dite « courte », soit une durée dite « longue ».
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel, la durée dite « longue » est au moins le double de la durée dite « courte », de préférence au moins le triple.
4. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les changements de la puissance électrique consommée sont des baisses prédéterminées de la puissance électrique.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel, l’unité de commande rotative comportant un dispositif d’antigivrage, les baisses de la puissance électrique sont des coupures de durées prédéterminées d’une alimentation du dispositif d’antigivrage.
6. Procédé selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel les changements de la puissance électrique consommée sont des augmentations prédéterminées de la puissance électrique.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel, l’unité de commande rotative comportant un circuit électrique dédié, les augmentations de la puissance électrique sont des activations de durées prédéterminées du circuit électrique dédié.
8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel le circuit électrique dédié est l’un parmi des circuits résistif, capacitif et résistif-capacitif.
9. Procédé selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel les modulations de fréquences comprennent une valeur de fréquence haute prédéterminée supérieure à une valeur de la fréquence nominale, et une valeur de fréquence basse prédéterminée inférieure à la valeur de la fréquence nominale.
10. Procédé selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel les modulations de fréquences sont inférieures ou égales à environ 200 Hz, voire 100 Hz, autour de la fréquence nominale.
11 . Procédé selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel les modulations de fréquences sont envoyées à l’onduleur qui les met en œuvre.
12. Procédé selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel une étape de transferts de données descendants et une étape de transferts de données montants s’effectuent de manière simultanée.
13. Turbopropulseur (100) comportant un système de dégivrage (1 ), une partie fixe (2), une partie tournante (3) et un transformateur rotatif (8) positionné entre les parties fixe et tournante, la partie fixe comportant onduleur (4) connecté électriquement au transformateur rotatif et une unité de commande de la protection contre le givre (7) connecté à l’onduleur, la partie tournante comportant une unité de commande rotative (5) connecté électriquement au transformateur rotatif, dans lequel l’unité de commande rotative, l’onduleur et l’unité de commande de la protection contre le givre sont agencé de sorte à mettre en œuvre un procédé de dégivrage dans un système de dégivrage selon l’une des revendications 1 à 12.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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