FR3012796A1

FR3012796A1 - Systeme d'alimentation electrique pour aeronef

Info

Publication number: FR3012796A1
Application number: FR1460489A
Authority: FR
Inventors: Hao Huang; Adrian Shipley
Original assignee: GE Aviation Systems Ltd
Current assignee: GE Aviation Systems Ltd
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2015-05-08
Also published as: GB2520024B; CA2869096A1; JP5934326B2; GB2520024A; US9963095B2; BR102014026540A2; US20150123463A1; CN104627377B; JP2015110409A; CN104627377A; GB201319585D0

Abstract

Système d'alimentation électrique (40) pour aéronef ayant des charges électriques (70, 72) et au moins un turboréacteur à corps haute pression (26) et à corps basse pression (28), le système d'alimentation électrique (40) comportant une première machine électrique commandée par un corps (26, 28) à une première pression et délivrant une première tension (52), une seconde machine électrique commandée par un corps (26, 28) à une seconde pression et délivrant une seconde tension (56), et un bus de distribution d'électricité recevant les première et seconde tensions (52, 56) et fournissant les tensions (52, 56) aux charges (70, 72).

Description

SYSTEME D'ALIMENTATION ELECTRIQUE POUR AERONEF Les moteurs à turbine, en en particulier les moteurs à turbine à gaz, également appelés moteurs à turbine à combustion, sont des moteurs rotatifs qui extraient de l'énergie d'un flux de gaz brûlés traversant le moteur pour atteindre une multitude d'aubes de turbine. On a utilisé des moteurs à turbine à gaz pour la locomotion terrestre et nautique et pour la production d'électricité, mais c'est dans l'aéronautique qu'ils servent le plus couramment, notamment dans des aéroplanes, y compris les hélicoptères. Dans les aéroplanes, les moteurs à turbine à gaz servent à propulser les aéronefs. Les moteurs à turbine à gaz peuvent avoir deux ou plus de deux corps, dont un corps basse pression (BP) qui fournit une grande partie de la poussée globale du système de propulsion, et un corps haute pression (HP) qui entraîne un ou plusieurs compresseurs et produit une poussée supplémentaire en dirigeant vers l'arrière les produits d'échappement. Un moteur à turbine à gaz à triple corps comporte un troisième corps moyenne pression (MP) Les moteurs à turbine à gaz font généralement aussi fonctionner un certain nombre d'accessoires différents tels que des alternateurs, des démarreurs-alternateurs, des alternateurs à aimants permanents (AAP), des pompes à carburant et des pompes hydrauliques, p.ex. des équipements pour des fonctions autres que la propulsion dans un aéronef. Par exemple, les aéronefs d'aujourd'hui ont besoin d'électricité pour l'avionique, les moteurs électriques et autres équipements électriques. Un alternateur couplé à un moteur à turbine à gaz convertit l'énergie mécanique du moteur en énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'accessoires.

Des accessoires différents peuvent fonctionner avec des besoins différents en électricité, aussi de multiples caractéristiques d'alimentation électrique doivent-elles être incluses dans les circuits électriques. Par exemple, il est fréquent que des aéronefs aient des accessoires alimentés à la fois en c.a. (courant alternatif) et en c.c. (courant continu). Dans beaucoup d'aéronefs commerciaux, une alimentation classique en 115 V, 400 Hz peut être prévue pour le branchement de dispositifs électriques courants, tandis que nombre des accessoires de circuits d'aéronefs fonctionnent avec du courant continu. La difficulté pour fournir l'électricité appropriée aux accessoires est exacerbée dans la mesure où les aéronefs d'aujourd'hui, surtout les aéronefs commerciaux, qui comportent des bus de distribution centralisée primaire et secondaire susceptibles de fonctionner à des tensions et/ou fréquences différentes. Par ailleurs, la présence d'un bus de distribution centralisée primaire et secondaire accroît l'encombrement et le poids en raison des lignes d'alimentation primaire et secondaire.

Ce problème est d'autant plus préoccupant que les alternateurs couplés au corps HP et au corps BP, qui fournissent l'électricité pour le système d'alimentation, fournissent généralement différentes tensions et fréquences, ce qui ne peut pas assurer une absence d'interruption du transport d'électricité jusqu'aux charges électriques sans une conversion préalable du courant en fonction des besoins. Par exemple, le courant alternatif issu des alternateurs est tout d'abord converti en courant continu de 270 V ou 28 V standard pour les circuits électriques, lequel est ensuite converti en fonction des besoins pour les accessoires.

En outre, les accessoires pour aéronefs ont des besoins dynamiques en électricité qui peuvent régulièrement soumettre à des contraintes un système de génération particulier. Ces contraintes risquent d'aboutir à un transport d'électricité défectueux jusqu'à des charges électriques dans le système, voire à une panne d'alimentation, pendant un fonctionnement normal ou en secours. Dans une forme de réalisation est proposé un système d' alimentation électrique pour un aéronef ayant des charges électriques et au moins un turboréacteur à corps haute pression et corps basse pression, le système d'alimentation électrique comporte une première machine électrique entraînée par le corps haute pression et délivrant une première haute tension continue, une seconde machine électrique entraînée par le corps basse pression et délivrant une seconde haute tension continue, et un bus de distribution d'électricité recevant les première et seconde hautes tensions continues et fournissant la haute tension continue aux charges électriques. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un moteur à turbine à gaz pour aéronef ; et la Figure 2 est un schéma de principe d'un système d'alimentation électrique pour le moteur à turbine à gaz de la Figure 1. Les formes de réalisation décrites de la présente invention concernent l'extraction d'électricité d'un moteur d'aéronef et, plus particulièrement, une architecture de système d'alimentation électrique qui permet la production d'électricité à partir d'un moteur à turbine, de préférence un moteur à turbine à gaz. Cependant, l'invention ne se limite pas à cela et s'applique globalement à des architectures de systèmes d'alimentation électrique dans d'autres domaines que l'aéronautique, notamment d'autres applications mobiles et des applications non mobiles dans l'industrie, le commerce et l'habitat. Dans un exemple de la présente forme de réalisation, toute tension supérieure à +/- 270 V doit être considérée comme une "haute tension". En outre, des tensions égales ou inférieures à +/- 270 V doivent être considérées comme une "basse tension" pour des formes de réalisation de la présente invention. Bien que +/- 270 V constitue un exemple de la distinction haute/basse tension, il est envisagé que des tensions pour des circuits électriques d'un aéronef puisse changer à l'avenir, aussi d'autres distinctions entre la haute et la basse tensions sont-elles envisagées. La Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un moteur 10 à turbine à gaz pour aéronef. Le moteur 10 comporte, en relation d'écoulement série vers l'aval, une section soufflante 12 comprenant une soufflante 14, un surpresseur ou compresseur basse pression (BP) 16, un compresseur haute pression (HP) 18, une section combustion 20, une turbine HP 22 et une turbine BP 24. Un arbre ou corps HP 26 accouple d'une manière motrice la turbine HP 22 avec le compresseur HP 18 et un arbre ou corps BP 28 accouple d'une manière motrice la turbine BP 24 avec le compresseur BP 16 et la soufflante 14. La turbine HP 22 comprend un rotor 30 de turbine HP ayant des aubes mobiles 32 de turbine montées sur un pourtour du rotor 30. Les aubes 32 s'étendent radialement vers l'extérieur depuis des plates-formes 34 d'aubes jusqu'à des bouts radialement extérieurs 36 d'aubes. La Figure 2 est un schéma de principe d'une architecture 40 de système d'alimentation électrique selon une forme de réalisation de l'invention. L'architecture 40 de système d'alimentation électrique comporte de multiples circuits électriques de moteur, représentés ici comprenant au moins un circuit électrique gauche 42 et un circuit électrique droit 44. Les circuits électriques gauche et droit 42, 44 peuvent être sensiblement identiques ; par conséquent, pour plus de concision, seul le circuit électrique gauche 42 sera décrit en détail. Le circuit électrique gauche 42 peut comprendre des corps HP et BP 26, 28 du moteur 10 à turbine à gaz représenté sur la Figure 1. Le circuit électrique gauche 42 représenté ici utilise de l'énergie mécanique fournie par deux corps, le corps HP 26 et le corps BP 28. Cependant, l'architecture 40 de système d'alimentation électrique pourrait aussi être mise en oeuvre dans un moteur à plus de deux corps, notamment un moteur triple-corps ayant un corps moyenne pression en plus des corps HP et BP. Dans la forme de réalisation illustrée, le circuit électrique gauche 42 comprend une première machine électrique, représentée ici sous la forme d'un démarreur-alternateur 46, conçue pour produire une haute tension continue à partir d'une énergie mécanique fournie par le corps HP 26, et une seconde machine électrique, représentée ici sous la forme d'un alternateur 48 conçu pour fournir une haute tension continue à partir d'une énergie mécanique fournie par le corps BP 28. Bien que la première machine électrique soit représentée sous la forme d'un démarreur-alternateur 46 et que la seconde machine électrique soit représentée sous la forme d'un alternateur 48, il est envisagé que l'une ou l'autre machine électrique puisse être un moteur électrique, un alternateur ou une combinaison des deux.

L'une ou l'autre machine électrique 46, 48 peut générer d'emblée une haute tension continue ou, selon une autre possibilité, générer une tension alternative qui est convertie en haute tension continue. Lorsqu'elle génère une tension alternative, la machine électrique peut avoir un redresseur et/ou un circuit de filtrage séparé(s) ou intégré(s) couplé(s) électriquement à la machine électrique pour convertir la tension alternative en haute tension continue acceptable. De plus, l'un ou l'autre alternateur peut comprendre un autotransformateur (ATU), lequel contient tout ou partie des enroulements électriques nécessaires à la transformation de courant et, également, réduit le contenu en harmoniques des alternateurs et les ondulations à la sortie des redresseurs. S'il est présent, de multiples enroulements primaires, enroulements secondaires et des nombres d'impulsions souhaitables de l'ATU sont envisagés selon le besoin pour une application particulière.

Le corps HP 26 peut coopérer avec le démarreur-alternateur 46 grâce à un dispositif de commande de HP dont une entrée est accouplée mécaniquement avec le corps HP 26 et une sortie est accouplée mécaniquement avec le démarreur-alternateur 46. Une forme de réalisation du dispositif de commande de HP consiste en un relais d'accessoires 50. Le démarreur-alternateur 46 convertit en électricité l'énergie mécanique fournie par le corps HP 26 et produit une première haute tension continue de sortie 52 directement à partir de la machine électrique, tension dont, pour un aéronef commercial, il est envisagé qu'elle soit de +/- 270 V. En outre, le circuit électrique gauche 42 peut comprendre de multiples alternateurs extrayant de l'énergie mécanique du corps HP 26 afin de produire de l'électricité dans le but de permettre une mesure de redondance. L'alternateur 48 peut coopérer avec le corps BP 28 grâce à un dispositif de commande de BP dont une entrée est accouplée mécaniquement avec le corps BP 28 et une sortie est accouplée mécaniquement avec l'alternateur 48. Une forme de réalisation du dispositif de commande de BP consiste en une commande 54 de réduction de plage de vitesse (SRR) qui convertit en vitesse constante la vitesse d'entrée variable due au corps BP 28. L'alternateur 48 convertit en énergie électrique l'énergie mécanique fournie par le corps BP 28 et produit une seconde haute tension continue de sortie 56 directement à partir de la machine électrique, laquelle tension, comme la première tension continue de sortie 52 dont, pour un aéronef commercial, il est envisagé qu'elle soit de +/- 270 V. Bien que la forme de réalisation représentée ici soit décrite comme utilisant un seul alternateur 48 sur le côté BP du circuit électrique gauche 42, une autre forme de réalisation de l'invention peut utiliser de multiples alternateurs 48 extrayant de l'énergie électrique du corps BP 28 pour produire du courant continu afin de permettre une mesure de redondance. Par ailleurs, bien qu'un alternateur 48 et un SRR 54 séparés soient présentés ici, un alternateur à commande intégrée combinant la SRR 54 et l'alternateur 48 en un dispositif commun peut être utilisé à la place.

Chacune des première et seconde hautes tensions continues de sortie 52, 56 est fournie à un bus de distribution d'électricité, illustré respectivement sous la forme d'un premier et d'un second bus de distribution primaire 58, 60. Un exemple de premier et second bus de distribution primaire 58, 60 peut comprendre des centres de distribution électrique primaire (PEPDC) à semi-conducteurs qui permettent une distribution sélective d'électricité à commande électronique. Les PEPDC peuvent être en carbure de silicium (SiC) en raison de la grande résistance de celui-ci aux chocs thermiques. Les PEPDC peut aussi être faits d'autres matériaux semi-conducteurs appropriés. Les PEPDC permettent une connexion et une déconnexion sélectives de charges électriques particulières et des sources de haute tension continue parallèles, requises par l'architecture 40 de système d'alimentation électrique.

L'architecture 40 de système d'alimentation électrique comporte en outre un groupe auxiliaire (APU) 62 de l'aéronef. Comme représenté ici, l'APU 62 a une sortie 64 de haute tension continue dont, pour un aéronef commercial, il est envisagé qu'elle soit de +/- 270 V. Un exemple d'APU 62 consiste en une machine à turbine à gaz, bien que d'autres APU 62 soient envisagés. L'architecture 40 de système d'alimentation électrique comporte encore en outre une unité de nivellement de charges (LLU) 66 pour chaque circuit électrique gauche et droit 42, 44. Chaque LLU 66 a une entrée/sortie 68 de haute tension continue, la LLU 66 pouvant fournir sélectivement, ainsi que stocker sélectivement, l'excédent de courant continu à 270 V, comme nécessité par l'architecture 40 de système d'alimentation électrique. Par exemple, une LLU 66 peut comprendre des batteries chimiques ou à base de piles à combustible. Selon une autre possibilité, l'APU 62 et la LLU 66 peuvent être combinés en un seul dispositif. La sortie 64 de haute tension continue de l'APU 62 est couplée sélectivement au premier bus de distribution primaire 58, et la sortie 64 de haute tension continue de l'APU 62 et l'entrée/sortie 68 de haute tension continue de la LLU 66 sont couplées sélectivement au second bus de distribution primaire 60. Selon une autre possibilité, l'entrée/sortie 68 de haute tension continue de la LLU 66 peut être couplée sélectivement au premier bus de distribution primaire 60 ou couplée sélectivement aux deux bus de distribution primaire 58, 60. Les première et seconde sorties 52, 56 de haute tension continue, la sortie 64 de haute tension continue de l'APU 62 et l'entrée/sortie 68 de haute tension continue de la LLU 66 sont toutes conçues pour fournir la même tension, ou une tension similaire, aux premier et second bus de distribution primaire 58, 60 de façon que les tensions puissent être combinées sélectivement pour former un bus de distribution d'électricité commun. De plus, il est envisagé que chacune des sorties 52, 56, 64, 68 de haute tension continue puisse fournir de l'électricité à des tensions légèrement dissemblables. Les premier et second bus de distribution primaire 58, 60 peuvent être connectés sélectivement pour permettre aux bus 58, 60 d'être partagés par le démarreur-alternateur 46 et l'alternateur 48. Par ailleurs, chaque premier et second bus de distribution primaire 58, 60 peut être connecté sélectivement, depuis le circuit électrique droit 44, à d'autres bus parallèles d'alimentation en haute tension continue, tels que la LLU 66, l'APU 62, ou à un ou plusieurs bus respectifs d'alimentation en haute tension continue. L'architecture 40 de système d'alimentation électrique comporte en outre des charges électriques 70 à haute tension tels que des commandes électroniques de vol, des charges électriques 72 à basse tension telles que divers petits moteurs et équipements électriques, et des convertisseurs 74 de courant à semi-conducteurs. Alors que les charges électriques 70 à haute tension fonctionnent ordinairement à la haute tension continue (environ 270 V), les charges électriques 72 à basse tension fonctionnent à une basse tension continue (environ 28 V). Comme illustré, les charges électriques 70 à haute tension sont connectées sélectivement au premier bus de distribution primaire 58, mais peuvent aussi bien être connectées sélectivement directement à tout bus haute tension 58, 60. La liste ci-dessus de charges électriques 70, 72 à haute tension et basse tension ne constitue qu'un exemple nullement limitatif. Chaque charge électrique 72 à basse tension est connectée sélectivement à un convertisseur 74 de courant à semi-conducteurs, représenté sous la forme d'une dalle d'alimentation modulaire pour conversion (C/MPT), qui est en outre couplée à au moins un des premier et second bus de distribution primaire 58, 60. De plus, chaque convertisseur 74 de courant à semi-conducteurs peut permettre une conversion de courant différente pour chaque convertisseur 74 ou des conversions de courant différentes pour chaque charge électrique 72 à basse tension. Par exemple, un premier convertisseur 74 de courant à semi-conducteurs peut fournir 28 V c.c. pour des charges électriques 72 à basse tension, tandis qu'un autre convertisseur 74 fournit 115 V c.c. pour d'autres charges 72 ou, selon une autre possibilité, un seul convertisseur 74 peut fournir 28 V c.c. pour une première charge 72 tout en fournissant 115 V c.c. pour une autre charge 72. En outre, les convertisseurs 74 de courant à semi-conducteurs assurent une distribution électronique aux charges en connectant et déconnectant sélectivement les charges électriques 72 à basse tension. Un type approprié de C/MPT est en carbure de silicium (SiC) en raison de la grande résistance de celui-ci aux chocs thermiques. On peut aussi bien utiliser des dispositifs en d'autres matières que le SiC. Bien que l'exemple illustré représente deux convertisseurs 74 de courant à semiconducteurs et quatre charges électriques 72 à basse tension, il est envisagé d'autres configurations, comprenant un nombre plus grand ou plus petit de chaque composant. Le démarreur-alternateur 46 assure aussi une fonction de démarrage pour l'aéronef. Selon une autre possibilité, le démarreur-alternateur 46 sur le côté HP du circuit électrique gauche 42 peut comprendre un alternateur qui n'assure pas de fonction de démarrage pour l'aéronef. Dans ce cas, un moteur électrique de démarreur séparé, connecté au démarreur-alternateur 46, peut être prévu pour exécuter la fonction de démarrage pour l'aéronef. Par exemple, une commande commune (CMSC) 76 de démarreur-alternateur peut fournir sélectivement du premier bus de distribution primaire 58 au démarreur-alternateur 46 afin de lancer une procédure de démarrage pour l'aéronef. Par exemple, une CMSC 76 à c.a. triphasé peut être connectée au démarreur-alternateur 46 comme démarreur à c.a. pour le démarrage du moteur. Dans une telle forme de réalisation, la CMSC 76 à c.a. peut aussi fournir du c.a. à des moteurs à c.a. supplémentaires 78, notamment un compresseur d'air de cabine (CAC) pour faire fonctionner un système de conditionnement d'air (ECS). En fonctionnement, une fois que le moteur 10 à turbine à gaz a démarré, la THP 22 fait tourner le corps HP 26 et la TBP 24 fait tourner le corps BP. Le relais d'accessoires 50 est actionné par le corps HP 26 en rotation et transmet de l'énergie mécanique du corps HP 26 au démarreur-alternateur 46. Le démarreur-alternateur 46 convertit en électricité l'énergie mécanique fournie par le corps HP 26 et produit la première haute tension continue de sortie 52. La SRR 54 est actionnée par le corps BP 28 en rotation et transmet de l'énergie mécanique du corps BP 28 à l'alternateur 48. L'alternateur 48 convertit en électricité l'énergie mécanique fournie par le corps BP 28 et produit la seconde haute tension continue de sortie 56. Les première et seconde hautes tensions continues de sortie 52, 56 peuvent être respectivement fournies aux premier et second bus de distribution primaire 58, 60, conçus pour fournir sélectivement une haute tension continue à un ou plusieurs convertisseurs 74 de courant à semiconducteurs, ainsi qu'à une ou plusieurs charges électriques 70 à haute tension.

Chaque premier et second bus de distribution primaire 58, 60 se connecte et se déconnecte sélectivement par rapport aux autres bus 58, 60 à haute tension continue ou aux sorties 64, 68, 44 de haute tension continue en réponse aux besoins escomptés ou réels de l'architecture 40 de système d'alimentation électrique, afin de fournir aux charges électriques un courant équilibré, ininterrompu. En outre, il est envisagé qu'un ou plusieurs APU 62 puisse(nt) fournir sélectivement une haute tension continue de sortie 62 à au moins un des circuits électriques gauche et droit 42, 44 ou aux deux circuits 42, 44 simultanément. Par ailleurs, chaque premier et second bus de distribution primaire 58, 60 peut connecter et déconnecter sélectivement l'entrée 68 de haut tension continue de la LLU 66. De plus, chaque convertisseur 74 de courant à semiconducteurs reçoit la haute tension continue du premier ou du second bus de distribution primaire 58, 60 et fournit sélectivement une basse tension continue aux charges électriques 72 à basse tension. Suivant le type de charge électrique à haute ou basse tension continue prélevant du courant, le courant continu fourni par l'architecture 40 de système d'alimentation électrique peut subir d'autres traitements avant être utilisé par les charges.

Pendant des périodes temporaires de forte demande d'électricité, les premier et second bus de distribution primaire 58, 60 connectent et déconnectent sélectivement des sources supplémentaires de haute tension continue, telles qu'une LLU 66, l'APU 62 et/ou d'autres bus parallèles de distribution primaire 44, 58, 60 afin de permettre un transport équilibré, ininterrompu d'électricité jusqu'aux charges électriques 70, 72. Par exemple, comme représenté, quand une charge électrique 70 à haute tension telle qu'une commande électrique de vol est en marche, le second bus de distribution primaire 60 peut se connecter sélectivement au premier bus de distribution primaire 58 et à une LLU 66 afin de fournir davantage de haute tension continue de façon que l'alimentation d'autres charges électriques 70, 72 connectées au second bus de distribution primaire 60 ne soit pas interrompue. De même, les convertisseurs 74 de courant à semi- conducteurs peuvent connecter et déconnecter sélectivement des charges électriques 72 à basse tension pendant des périodes temporaires de forte ou faible demande d'électricité. Chacun des bus de distribution 58, 60 et des convertisseurs 74 de courant à semiconducteurs peut aussi déconnecter sélectivement des charges électriques non essentielles 70, 72 à haute et basse tensions pour assurer que suffisamment de courant soit transporté jusqu'à des systèmes d'exploitation essentiels. De plus, pendant une faible demande d'électricité, le second bus de distribution primaire 60 connecte et déconnecte sélectivement l'entrée 68 de haute tension continue de la LLU 66 pendant des périodes d'alimentation excessive du système afin de recharger la LLU 66 en vue d'un futur déchargement. L'architecture 40 de système d'alimentation électrique comporte en outre un système d'alimentation de secours, comprenant un groupe de secours (EPU) 80 ayant une entrée 82 de haute tension continue et un bus de distribution primaire de secours 84. Le PEPDC évoqué plus haut constitue un exemple de bus de distribution primaire de secours 84. La sortie 82 de haute tension continue de l'EPU 80 et le second bus de distribution primaire 60 de chacun des circuits électriques gauche et droit 42, 44 sont couplés sélectivement en parallèle au bus de distribution primaire de secours 84. La pile à combustible constitue un exemple d'EPU 80, quoique d'autre EPU soient envisagés, notamment des batteries chimiques ou des systèmes de turbines à air dynamique (RAT).

Le système d'alimentation de secours peut en outre comprendre des bus de distribution secondaire de secours 86 ayant une ou plusieurs charges électriques de secours 88 pour faire fonctionner des systèmes d'exploitation essentiels. La C/MPT évoquée plus haut constitue un exemple de bus de distribution secondaire de secours. Dans une autre configuration possible, l'EPU 80 peut être couplé sélectivement à au moins un des premier et second bus de distribution primaire 58, 60. Dans une autre configuration possible, le bus de distribution primaire de secours 84 peut être connecté sélectivement au premier bus de distribution primaire 58, ou le bus de distribution primaire de secours 84 peut être connecté sélectivement au premier et au second bus de distribution primaire 58, 60. Pendant un fonctionnement en secours, l'EPU 80 fournit sélectivement une haute tension continue au bus de distribution primaire de secours 84. De plus, le second bus de distribution primaire 60 peut fournir ou non de l'électricité au bus de distribution primaire de secours 84. Par exemple, si un courant d'air suffisant passe sur la section soufflante 12 du moteur 10 à turbine à gaz, le corps BP 28 tournera, produisant de l'énergie mécanique et, par conséquent, de l'énergie électrique transportée de l'alternateur 48 au second bus de distribution primaire 60. D'une manière similaire aux bus de distribution secondaire évoqués plus haut, les bus de distribution secondaire de secours 86 convertissent la haute tension continue en basse tension continue et fournissent sélectivement l'électricité aux charges électriques de secours 88. Des charges électriques supplémentaires 70, 72 (autres que des charges de secours) à haute tension et basse tension peuvent elles aussi être opérationnelles pendant un fonctionnement en secours et peuvent être entièrement ou partiellement alimentées par l'EPU 80 par l'intermédiaire du bus de distribution primaire de secours 84. En outre, une haute tension continue supplémentaire peut être fournie pendant un fonctionnement en secours par une combinaison d'un démarreur-alternateur 46, d'un APU 62 ou d'une LLU 66, selon la nature de l'urgence.

L'architecture de système décrite ici crée un système d'alimentation électrique pour aéronef. Un avantage réalisable dans la pratique de certaines formes de réalisation des systèmes décrits est que le système fonctionne en régime de distribution primaire de haute tension continue, permettant des câblages plus minces et plus légers associés à l'intensité plus basse, en comparaison d'un système à tension alternative ou basse. Les bus secondaires centralisés selon la technique antérieure sont supprimés, ainsi que les lignes supplémentaires de transport de basse tension. Ainsi, le présent agencement réduit nettement le poids et l'encombrement du système, deux considérations importantes pour des aéronefs, et peut simplifier le refroidissement pour les organes des moteurs. Un autre avantage réalisable dans la pratique de certaines formes de réalisation des systèmes et procédés décrits est que du courant continu peut être extrait des deux corps 26, 28 d'un moteur 10 à turbine à gaz. Le rendement du moteur 10 à turbine à gaz est également accru par une régulation ininterrompue du courant extrait des corps HP et BP 26, 28. Outre le courant continu extrait des corps HP et BP 26, 28, les sorties respectives 62, 68 de c.c. de l'APU 62 et de la LLU 66 peuvent être intégrées pour réaliser un transport ininterrompu de courant (NBTP). Un autre avantage réalisable dans la pratique de certaines formes de réalisation des systèmes et procédés décrits est que l'architecture/les architectures de système(s) peut/peuvent offrir un niveau de production redondante de courant continu, car du courant continu peut être extrait du corps BP 28 ainsi que du corps HP 26 du moteur 10 à turbine à gaz. L'extraction de courant depuis les deux corps 26, 28 offre une plus grande redondance pour le courant continu, si bien qu'en cas de panne d'un des corps 26, 28 ou des alternateurs dans l'un ou l'autre circuit électrique 42, 44, du courant continu peut encore être extrait des corps 26, 28 et alternateurs opérationnels restants Encore un autre avantage réalisable dans la pratique de certaines formes de réalisation des systèmes et procédés décrits est que se trouvent évités des problèmes de calage de moteur qui surviennent ordinairement pendant un mode descente des aéronefs en partageant la charge à c.c. entre les corps HP et BP 26, 28. Pouvoir extraire de l'électricité du corps BP ainsi que du corps HP permet à l'avion de voler à des régimes plus bas pendant la descente sans risque de calage, ce qui assure l'absence d'augmentation de la consommation de carburant par l'aéronef. A nouveau un autre avantage réalisable dans la pratique de certaines formes de réalisation des systèmes et procédés décrits est que du courant alternatif et du courant continu peuvent tous deux être extraits du moteur 10 à turbine à gaz. En particulier, une forme de réalisation de l'invention décrite ici présente une architecture de système qui donne à un mécanicien cellules un accès aux deux types de courant, si bien qu'un mécanicien cellules peut choisir l'un ou l'autre type de courant pour une application particulière dans un aéronef.

LISTE DES REPERES 10 Moteur à turbine à gaz 66 Unité de nivellement de charges 12 Section soufflante (LLU) 14 Soufflante 68 Entrée/sortie de haute tension 16 CBP continue (LLU) 18 CHP 70 Charges électriques à haute tension 20 Section combustion 72 Charges électriques à basse tension 22 THP 74 Convertisseur de courant à semi- 24 TBP conducteurs 26 Corps HP 76 Commande commune de 28 Corps BP démarreur-alternateur 30 Rotor de THP 78 Moteur à c.a.

32 Aubes mobiles 80 Groupe de secours (EPU) 34 Plates-formes d'aubes 82 Sortie de haute tension continue 36 Bouts d'aubes (EPU) 40 Architecture de système d'alimentation électrique 84 Bus de distribution primaire de secours 42 Circuit électrique gauche 86 Bus de distribution secondaire de 44 Circuit électrique droit Secours 46 Alternateur-démarreur (HP) 88 Charges électriques de secours 48 Alternateur 50 Relais d'accessoires 52 Première sortie de haute tension continue 54 Commande de réduction de plage de vitesse (SRR) 56 Seconde sortie de haute tension Continue 58 Premier bus de distribution primaire 60 Second bus de distribution primaire 62 Groupe auxiliaire (APU) 64 Sortie de haute tension continue (APU)

Claims

REVENDICATIONS1. Système d'alimentation électrique (40) pour aéronef ayant des charges électriques (70, 72) et au moins un turboréacteur (10) à corps haute pression (26) et à corps basse pression (28), le système d'alimentation électrique (40) comportant : une première machine électrique (46) commandée par le corps haute pression (26) et délivrant une première haute tension continue (52) ; une seconde machine électrique (48) commandée par le corps basse pression (28) et délivrant une seconde haute tension continue (56) ; et un bus de distribution d'électricité (58, 60) recevant les première et seconde hautes tensions continues (52, 56) et fournissant la haute tension continue aux charges électriques (70).
2. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 1, dans lequel la première haute tension continue (52) et la seconde haute tension continue (56) sont identiques.
3. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 2, dans lequel la tension identique est de +/- 270 V c.c.
4. Système d'alimentation électrique (40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le bus de distribution (58, 60) comprend un premier bus de distribution (58) fournissant la première haute tension continue (52) à au moins certaines des charges électriques (70), un second bus de distribution (60) fournissant la seconde haute tension haute continue (56) à au moins certaines des charges électriques (70), et les premier et second bus de distribution (58, 60) étant couplés sélectivement en parallèle.
5. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 4, comportant en outre une unité de nivellement de charges (66) couplée sélectivement à au moins un des premier et second bus de distribution (58, 60).
6. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 5, dans lequel l'unité de nivellement de charges (66) est couplée sélectivement au second bus de distribution (60).
7. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 5 ou 6, comportant en outre un groupe auxiliaire (62) couplé sélectivement à au moins un des premier et second bus de distribution (58, 60).
8. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 7, dans lequel le groupe auxiliaire (62) est couplé sélectivement au premier et au second bus de distribution (58, 60).
9. Système d'alimentation électrique (40) selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, comportant en outre un groupe de secours (80) couplé sélectivement à au moins un des premier et second bus de distribution (58, 60).
10. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 9, comportant en outre un groupe de secours (80) couplé sélectivement au second bus de distribution (60).
11. Système d'alimentation électrique (40) selon l'une quelconque des revendications 4 à 10, dans lequel les première et seconde machines électriques (46, 48) et les premier et second bus de distribution (58, 60) définissent un système d'alimentation de moteur prévu pour le/chacun des turboréacteurs (10).
12. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 11, dans lequel les seconds bus de distribution (60) de chaque système d'alimentation de moteur sont couplés sélectivement.
13. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 12, dans lequel les premiers bus de distribution (58) de chaque système d'alimentation de moteur sont couplés sélectivement.
14. Système d'alimentation électrique (40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre une commande (76) de démarreur de moteur électrique, électriquement connectable au bus de distribution d'électricité (58, 60) et à un ECS/un CAC (78).
15. Système d'alimentation électrique (40) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première machine électrique (46) comprend un alternateur-démarreur (46) délivrant la première haute tension continue (52) et la seconde machine électrique (48) comprend un alternateur (48) délivrant la seconde haute tension continue (56).
16. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 15, dans lequel le démarreur-alternateur (46) et/ou l'alternateur (48) comprend/comprennent des enroulements multiphasés couplés électriquement à un redresseur.
17. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 15 ou 16, comportant en outre une commande de réduction de plage de vitesse (54) couplant le corps basse pression (28) à l'alternateur (48).
18. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 17, dans lequel le bus de distribution d'électricité (58, 60) comprend un premier bus de distribution (58) fournissant la première haute tension continue (52) à au moins certaines des charges électriques (70), un second bus de distribution (60) fournissant la seconde haute tension continue (56) à au moins certaines des charges électriques (70), les premier et second bus de distribution (58, 60) étant couplés sélectivement en parallèle.
19. Système d'alimentation électrique (40) selon la revendication 18, comportant en outre : une unité de nivellement de charges (66) couplée sélectivement au second bus de distribution (60) ; un groupe auxiliaire (62) couplé sélectivement entre les premier et second bus de distribution (58, 60) ; un groupe de secours (80) couplé sélectivement au second bus de distribution (60) ; et une commande (76) de démarreur de moteur électrique électriquement connectable entre le premier bus de distribution (58) et un ECS/un CAC (78).30