FR3137664A1 - Ensemble pour une turbomachine hybridée électriquement - Google Patents

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Abstract

La présente divulgation concerne un ensemble pour turbomachine comprenant :un premier corps rotatif (222, 262, 282) ;un deuxième corps rotatif (20, 220, 260, 280) ; etun système électrique (4) comprenant : un bus (40) ; un premier générateur (411) ; un deuxième générateur (421) ; un premier convertisseur (410) ; un deuxième convertisseur (420) ; et un dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000). Figure pour l’abrégé : Fig. 3

Description

Ensemble pour une turbomachine hybridée électriquement DOMAINE DE L'INVENTION
La présente demande concerne le domaine des turbomachines, en particulier des moteurs d’aéronef. Plus précisément, la présente demande concerne la gestion de l’alimentation de charges électriques d’un moteur et/ou d’un aéronef.
 ETAT DE LA TECHNIQUE
Un aéronef peut comprendre au moins un moteur et chacun du moteur et de l’aéronef peut comprendre des charges électriques et/ou des sources d’alimentation électrique. Un système électrique peut relier les charges, les sources et le moteur entre eux pour permettre des échanges électriques entre ces différents éléments. Les charges peuvent être alimentées par prélèvement mécanique sur le moteur, et le moteur peut être assisté par prélèvement électrique sur les sources, que ce soit en démarrage ou en vol. Au cours du fonctionnement du moteur, les besoins en alimentation des charges peuvent évoluer, parfois brusquement. D’un autre côté, le prélèvement mécanique sur le moteur doit respecter un certain nombre de contraintes pour assurer une optimisation du fonctionnement de ce-dernier. Par exemple, au décollage, il est préférable de limiter le prélèvement sur le corps basse pression du moteur, lequel est extrêmement sollicité pour fournir la poussée et ne peut se permettre, à cet égard, de connaître des oscillations de poussée liées à un prélèvement mécanique variable de la part du système électrique.
Un but de l’invention est de permettre à un moteur d’aéronef de répondre aux besoins en puissance de charges électriques tout en respectant ses propres contraintes de fonctionnement.
A cet égard, il est proposé, selon un aspect de la présente divulgation, un ensemble pour turbomachine hybridée électriquement, comprenant :
un premier corps rotatif formant une première source de puissance mécanique ;
un deuxième corps rotatif formant une deuxième source de puissance mécanique ; et
un système électrique comprenant :
un bus d’alimentation électrique prévu pour être relié à au moins une charge électrique et configuré pour fournir une puissance électrique à la charge sous forme d’un signal continu ;
une pluralité de sources de puissance électrique configurées pour transférer une puissance électrique au bus et comprenant :
un premier générateur de courant alternatif relié au premier corps rotatif pour prélever une puissance mécanique sur le premier corps rotatif et la transformer en puissance électrique susceptible d’être transférée au bus ;
un deuxième générateur de courant alternatif relié au deuxième corps rotatif pour prélever une puissance mécanique sur le deuxième corps rotatif et la transformer en puissance électrique susceptible d’être transférée au bus ;
une pluralité de convertisseurs reliée à la pluralité de sources de puissance électrique et au bus, les convertisseurs étant configurés pour réguler le bus en tension à partir d’une puissance électrique fournie par les sources de puissance électrique et comprenant :
un premier convertisseur relié au premier générateur de courant alternatif, le premier convertisseur étant relié au bus et configuré pour réguler le bus en tension à partir d’une puissance électrique fournie par le premier générateur de courant alternatif ;
un deuxième convertisseur relié au deuxième générateur de courant alternatif, le deuxième convertisseur étant relié au bus et configuré pour réguler le bus en tension à partir d’une puissance électrique fournie par le deuxième générateur de courant alternatif ; et
un dispositif de contrôle relié aux convertisseurs et configuré pour piloter les convertisseurs en vue de compenser une évolution d’une tension du bus par sollicitation successives des sources de puissance électrique selon une séquence de prélèvement déterminée.
Avantageusement, mais facultativement, l’ensemble peut comprendre l’une au moins des caractéristiques suivantes, prise seul ou dans une quelconque combinaison :
- dans cet ensemble :
la pluralité de sources de puissance électrique comprend une source de courant continu ;
la pluralité de convertisseurs comprend un troisième convertisseur relié à la source de courant continu et au bus, le troisième convertisseur étant configuré pour réguler le bus en tension à partir d’une puissance fournie par la source de courant continu ; et
le dispositif de contrôle est relié au troisième convertisseur ;
- chaque convertisseur comprend un organe de contrôle configuré pour piloter le convertisseur, le dispositif de contrôle comprenant en outre un organe central configuré pour :
recevoir une consigne relative à la séquence de prélèvement ; et
transmettre à chacun des organes de contrôle un signal de commande pour le pilotage des convertisseurs, le signal de commande ayant été généré à partir de la consigne ;
- le dispositif de contrôle est en outre configuré pour piloter les convertisseurs en fonction d’un seuil de prélèvement propre à chacune des sources de puissance électrique ;
- le dispositif de contrôle est en outre configuré pour :
recevoir un signal de contrôle représentatif d’une correction associée à une différence entre une mesure d’une tension du bus et une référence, la différence étant représentative de l’évolution de la tension du bus ; et
réaliser un filtrage fréquentiel du signal de contrôle de sorte à en déterminer au moins une composante basse fréquence et au moins une composante haute fréquence, le pilotage des convertisseurs étant mis en œuvre à partir de l’une au moins de la composante basse fréquence et de la composante haute fréquence ;
- le dispositif de contrôle est configuré pour piloter les convertisseurs à partir de la composante basse fréquence ;
- le dispositif de contrôle est configuré pour piloter les convertisseurs à partir de la composante haute fréquence ; et
- le dispositif de contrôle est en outre configuré pour piloter les convertisseurs en fonction d’une consigne de répartition de prélèvement entre les sources de puissance électrique.
Selon un autre aspect de la présente divulgation, il est proposé un procédé de contrôle d’un ensemble tel que précédemment décrit, le procédé étant mise en œuvre par le dispositif de contrôle et comprenant le pilotage des convertisseurs en vue de compenser une évolution d’une tension du bus par sollicitation successives des sources de puissance électrique selon une séquence de prélèvement prédéterminée.
Avantageusement, mais facultativement, dans le procédé de contrôle tel que précédemment décrit, le pilotage selon une séquence de prélèvement prédéterminée comprend la sollicitation d’une source de puissance électrique préférentielle parmi la pluralité de sources de puissance électrique jusqu’à atteindre la limite de prélèvement de la source de puissance électrique préférentielle, les autres sources de puissance électriques n’étant pas sollicitées, puis la sollicitation successive d’autres sources de puissance électrique une fois la limite de prélèvement dépassée.
Alternativement, dans le procédé de contrôle tel que précédemment décrit, le pilotage selon une séquence de prélèvement prédéterminée comprend la sollicitation d’une source de puissance électrique préférentielle parmi la pluralité de sources de puissance électrique jusqu’à atteindre la limite de prélèvement de la source de puissance électrique préférentielle, les autres sources de puissance électriques étant en outre sollicitées à un seuil minimal de puissance, puis la sollicitation successive d’autres sources de puissance électrique une fois la limite de prélèvement dépassée.
 DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La illustre de façon schématique un aéronef.
La illustre de façon schématique un moteur.
La illustre de façon schématique un système électrique selon un aspect de la présente divulgation.
La est un organigramme illustrant des étapes d’un procédé de contrôle d’un système électrique selon la présente divulgation.
La illustre le fonctionnement d’une partie d’un système électrique selon un aspect de la présente divulgation.
La illustre le fonctionnement d’une autre partie d’un système électrique selon un autre aspect de la présente divulgation.
Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.
 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Aéronef
La illustre un aéronef100comprenant au moins un ensemble propulsif1, en l’espèce deux ensembles propulsifs1. L’aéronef100représenté est un avion, civil ou militaire, mais pourrait être tout autre type d’aéronef100, tel qu’un hélicoptère. Les ensembles propulsifs1sont rapportés et fixés sur l’avion100, chacun sous une aile de l’avion100, comme visible sur la . Ceci n’est toutefois pas limitatif, puisqu’au moins un ensemble propulsif1peut être également monté sur l’aile de l’avion ou encore à l’arrière de son fuselage.
L’aéronef100comprend également une pluralité de charges (ou récepteurs) électriques (non représentés). Chaque charge électrique est un dispositif alimenté par de l’énergie électrique et pouvant être configuré pour transformer l’énergie électrique qui l’alimente en une autre forme d’énergie, comme par exemple de la chaleur ou de l’énergie mécanique. Des exemples non limitatifs de charges électriques de l’aéronef100sont : un moteur électrique, un système de chauffage et/ou de climatisation, un compresseur, etc. Ces charges électriques permettent notamment d’assurer un certain nombre de fonctionnalités, en vol comme au sol, telles que la pressurisation et/ou l’illumination de la cabine de l’aéronef100, le fonctionnement du poste de pilotage, etc.
Pour alimenter ces charges électriques en énergie électrique, l’aéronef100comprend une pluralité de réseaux électriques, dont au moins un réseau à courant continu. Chaque réseau électrique comprend typiquement un ensemble de conducteurs d’électricité, typiquement un ensemble de fil(s) ou barre(s) et/ou un assemblage de fil(s) et/ou une (ou plusieurs) piste(s) imprimée(s) et/ou quelque appareil qui sert à conduire l'électricité. Le réseau à courant continu n’autorise la circulation d’énergie électrique que sous forme d’un signal continu.
L’énergie électrique consommée par les charges électriques peut, au moins en partie, être produite par le moteur2de l’ensemble propulsif1, décrit plus en détails ci-après, et plus précisément par prélèvement mécanique sur des corps rotatifsBP,HPdu moteur2.
Ensemble propulsif
La illustre un ensemble propulsif1présentant un axe longitudinalX-X, et comprenant un moteur2, qui est une turbomachine, et une nacelle3entourant le moteur2.
L’ensemble propulsif1est destiné à être monté sur un aéronef100, par exemple de la manière illustrée sur la . A cet égard, l’ensemble propulsif1peut comprendre un mât (non représenté) destiné à relier l’ensemble propulsif1à une partie de l’aéronef100.
Le moteur2illustré sur la est un turboréacteur à double corps, double flux et entraînement direct de la soufflante20. Ceci n’est toutefois pas limitatif puisque le moteur2peut comporter un nombre différent de corps et/ou de flux, et/ou être un autre type de turboréacteur, tel qu’un turboréacteur à entraînement de la soufflante via un réducteur, ou un turbopropulseur. De même, ce qui est décrit est applicable à tous types de turbomachine, c’est-à-dire de système permettant un transfert d’énergie entre une partie tournante et un fluide.
Sauf précision contraire, les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence à la direction globale d’écoulement d’air à travers l’ensemble propulsif1en fonctionnement. De même, une direction axiale correspond à la direction de l'axe longitudinalX-Xet une direction radiale est une direction orthogonale à l’axe longitudinalX-Xet coupant l’axe longitudinalX-X. Par ailleurs, un plan axial est un plan contenant l'axe longitudinalX-Xet un plan radial est un plan orthogonal à l’axe longitudinalX-X. Une circonférence s’entend comme un cercle appartenant à un plan radial et dont le centre appartient à l’axe longitudinalX-X. Une direction tangentielle ou circonférentielle est une direction tangente à une circonférence : elle est orthogonale à l’axe longitudinalX-Xmais ne passe pas par l’axe longitudinalX-X. Enfin, les adjectifs « intérieur » (ou « interne ») et « extérieur » (ou « externe ») sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe longitudinalX-Xque la partie extérieure du même élément.
Comme visible sur la , le moteur2comprend, de l’amont vers l’aval, une soufflante20, une section de compression22comprenant un compresseur basse pression220et un compresseur haute pression222, une chambre de combustion24et une section de détente26comprenant une turbine haute pression262et une turbine basse pression260. Chacun du compresseur basse pression220, du compresseur haute pression222, de la turbine haute pression262et de la turbine basse pression260comprend une partie rotor et une partie stator, la partie rotor étant susceptible d’être entraînée en rotation par rapport à la partie stator autour de l’axe longitudinalX-X. La soufflante20, la partie rotor du compresseur basse pression220, et la partir rotor de la turbine basse pression260sont reliées entre elles par un arbre basse pression280s’étendant le long de l’axe longitudinalX-X, formant ainsi un corps basse pression (corpsBP) qui est un premier corps rotatif. La partie rotor du compresseur haute pression222et la partie rotor de la turbine haute pression262sont reliées entre elles par un arbre haute pression282s’étendant également le long de l’axe longitudinalX-X, autour de l’arbre basse pression280, formant ainsi un corps haute pression (corpsHP) qui est un deuxième corps rotatif. Comme visible sur la , la section de compression22, la chambre de combustion24et la section de détente26sont entourés par un carter moteur23, auxquels sont reliés les parties stator du compresseur basse pression220, du compresseur haute pression222, de la turbine haute pression262et de la turbine basse pression260, tandis que la soufflante20est entourée par un carter de soufflante25. Le carter moteur23et le carter de soufflante25sont reliés entre eux par des bras27profilés formant des redresseurs (ou OGV pour« Outlet Guide Vanes »dans la terminologie anglo-saxonne) répartis de manière circonférentielle tout autour de l’axe longitudinalX-X. Au moins certains de ces bras27peuvent être prévus structuraux. L’axe longitudinalX-Xdéfinit l’axe de rotation pour la soufflante20, les parties rotor de la section de compression22et les parties rotor de la section de détente26, autrement dit pour le corpsBPet le corpsHP, lesquels sont chacun susceptibles d’être entraînés en rotation autour de l’axe longitudinalX-Xpar rapport au carter moteur23et au carter de soufflante25.
La nacelle3s’étend radialement à l’extérieur du moteur2, tout autour de l’axe longitudinalX-X, de sorte à entourer à la fois le carter de soufflante25et le carter moteur23, et à définir, avec une partie aval du carter moteur23, une partie aval d’une veine secondaireB, la partie amont de la veine secondaireBétant définie par le carter de soufflante25et une partie amont du carter moteur23. La partie amont de la nacelle3définit en outre une entrée d’air29par laquelle la soufflante20aspire le flux d’air circulant à travers l’ensemble propulsif1. La nacelle3est solidaire du carter de soufflante25et rapportée et fixée à l’aéronef100au moyen du mât.
Le moteur2peut également comprendre au moins un boîtier d’accessoires (non représenté), appelé AGB (pour« Accessory gear box »dans la terminologie anglo-saxonne), typiquement logé dans une cavité ménagée au sein de la nacelle3. Le boîtier d’accessoires comprend un ensemble d’engrenages permettant d’entraîner en rotation une pluralité d’arbres autour de leur propre axe, des accessoires étant montés sur ces arbres pour tirer de leur rotation une puissance mécanique utile. L’ensemble d’engrenages est lui-même entraîné à l’aide d’un arbre de prise de mouvement (ou RDS pour« Radial Drive Shaft »dans la terminologie anglo-saxonne) reliant, éventuellement par l’intermédiaire d’un boîtier de transfert (non représenté), le boîtier d’accessoires à l’un au moins parmi le corps haute pressionHPet le corps basse pressionBP, typiquement en étant engrené avec l’un au moins parmi l’arbre haute pression282et l’arbre basse pression280. A cet égard, l’arbre de prise de mouvement peut s’étendre à l’intérieur d’une cavité longitudinale ménagée au sein de l’un des bras27. De cette manière, une puissance mécanique est susceptible d’être prélevée sur l’un au moins parmi le corps haute pressionHPet le corps basse pressionBPpour être délivrée à l’un au moins des accessoires par l’intermédiaire du boîtier d’accessoires.
Le moteur2peut, lui aussi, comprendre une pluralité de charges électriques (non représentées), telles qu’un démarreur, des géométries variables ou des systèmes de dégivrage, lesquelles doivent également être alimentées en énergie électrique. L’alimentation d’au moins certaines de ces charges électriques peut être sous la forme d’un signal continu, typiquement une tension continue.
En fonctionnement, la soufflante20aspire un flux d’air dont une portion, circulant au sein d’une veine primaireA, est, successivement, comprimée au sein de la section de compression22, enflammée au sein de la chambre de combustion24et détendue au sein de la section de détente26avant d’être éjectée hors du moteur2. La veine primaireAtraverse le carter moteur23de part en part. Une autre portion du flux d’air circule au sein de la veine secondaireBqui prend une fourme annulaire allongée entourant le carter moteur23, l’air aspiré par la soufflante20étant redressé par les redresseurs puis éjecté hors de l’ensemble propulsif1. De cette manière, l’ensemble propulsif1génère une poussée. Cette poussée peut, par exemple, être mise au profit de l’aéronef100sur lequel l’ensemble propulsif1est rapporté et fixé.
Système électrique
La illustre un système électrique4distribué entre l’ensemble propulsif1et l’aéronef100pour l’alimentation en énergie électrique des charges électriques400du moteur2et/ou de l’aéronef100, typiquement au moyen du réseau à courant continu. Le système électrique4permet notamment de réaliser l’interface entre les corps rotatifsBP,HPdu moteur2et le réseau électrique de l’aéronef100. Le système électrique est notamment configuré pour répondre aux besoins en puissance électrique des charges400de l’aéronef100et/ou du moteur2par prélèvement mécanique sur le moteur2, et pour assister le démarrage et/ou le fonctionnement en vol du moteur2à l’aide de sources électriques de l’aéronef100et/ou du moteur2. En d’autres termes, le moteur2est hybridé électriquement.
Le système électrique4comprend un bus40électrique, ou bus40d’alimentation électrique, relié à au moins une charge400électrique de l’aéronef100et/ou du moteur2, de préférence un ensemble de plusieurs charges400de l’aéronef100et/ou du moteur2, le bus40étant configuré pour fournir une puissance électrique à la charge400sous forme d’un signal continu afin notamment de répondre à ses besoins en puissance. En d’autres termes, le bus40est configuré pour autoriser une circulation d’énergie électrique sous forme d’un signal continu. Le bus40peut, par exemple, comprendre un ensemble de conducteurs d’électricité, typiquement un ensemble de fil(s) ou barre(s) et/ou un assemblage de fil(s) et/ou une (ou plusieurs) piste(s) imprimée(s) et/ou quelque appareil qui sert à conduire l'électricité.
Le système électrique4comprend en outre plusieurs convertisseurs410,420,430électriques, chacun relié à une source électrique411,421,431respective, c’est-à-dire à un élément configuré pour fournir une puissance électrique. Les sources électriques411,421,431peuvent être un générateur de courant alternatif411,421, et/ou une source de courant continu431. Le générateur de courant alternatif411,421et la source de courant continu431peuvent appartenir au moteur2, c’est-à-dire être pilotés en même temps que le moteur2, voire être pilotés par le moteur2. Dans ce cas ce sont des sources électriques411,421,431du moteur2. Du reste, la source de courant continu431n’est pas nécessairement localisée dans le moteur2et peut, par exemple, être logée dans un pylône permettant de fixer le moteur2à l’aéronef100. Alternativement, la source de courant continu431appartient à l’aéronef100, c’est-à-dire qu’elle est pilotée en même temps que l’aéronef100. Comme visible sur la , le système électrique4peut ainsi comprendre un premier convertisseur410relié à un premier générateur de courant alternatif411, un deuxième convertisseur420relié à un deuxième générateur de courant alternatif421et, optionnellement, un troisième convertisseur430relié à une source de courant continu431. Le troisième convertisseur430et la source de courant continu431sont optionnels dans le sens où, dans certains modes de réalisation, ils sont absents ou, dans d’autres modes de réalisation, la source de courant continu431est indisponible. D’autre part, chacun des convertisseurs410,420,430est, comme visible sur la , relié au bus40. De fait, au moins un, si ce n’est chacun, des convertisseurs410,420,430est configuré pour réguler le bus40en tension à partir, c’est-à-dire à l’aide, d’une puissance électrique fournie par la ou les source(s) électrique(s)411,421,431auxquels les convertisseurs410,420,430sont reliés. Le nombre et le type de convertisseurs410,420,430et de sources électriques411,421,431n’est, bien entendu, pas limitatif.
La régulation en tension du bus40est critique. En effet, l’évolution temporelle de la tension électrique au sein du bus40, lors du fonctionnement du système électrique4, si elle peut ponctuellement varier autour d’une valeur nominale donnée, doit pour autant demeurer au sein de limites d’un gabarit, ce qui est la garantie que l’ensemble des éléments qui sont connectés au bus40fonctionne correctement. Le gabarit définit, en fait, les limites supérieures et inférieures d’excursion de la tension, en fonction du temps, lors du fonctionnement du système électrique4. Le gabarit peut comprendre des limites définies pour des conditions de fonctionnement normales et/ou anormales, lesquelles limites entourent, de manière symétrique ou non, un niveau de tension électrique nominal du bus40. Dans un diagramme (non représenté) fournissant l’évolution de la tension électrique en fonction du temps, une limite d’un gabarit est typiquement représentée comme une ligne, brisée ou non. De préférence, même si la limite ne définit par une valeur de tension électrique constante dans un premier temps, notamment pendant le temps caractéristique de mise en fonctionnement (ou démarrage) du système électrique4ou encore pendant le temps d’établissement d’un régime permanent en cas de transitoire de puissance, il est commun que la limite définisse ensuite une valeur de tension électrique constante, et ce afin de garantir la stabilité de fonctionnement du bus40et, partant, du système électrique4. Un tel gabarit peut, par exemple, être défini dans une norme relative à la qualité du système électrique4et/ou du réseau à courant continu, mais aussi être défini par un cahier des charges d’un véhicule type aéronef auquel le système électrique4est raccordé, typiquement les exigences du fabricant de l’aéronef100et/ou du moteur2au sein duquel le système électrique4est intégré.
D’autre part, la régulation en tension du bus40permet de répondre aux demandes en puissance de la part des charges400reliées au bus40. Typiquement, lorsque la quantité de puissance prélevée par au moins une charge400sur le bus40est supérieure à la quantité de puissance injectée sur le bus40par au moins un convertisseur410,420,430, la tension du bus40diminue significativement. Inversement, lorsque la quantité de puissance injectée par au moins un convertisseur410,420,430sur le bus40est supérieure à la quantité de puissance prélevée sur le bus40par au moins une charge400, la tension du bus40augmente. Ainsi, réguler la tension du bus40permet, outre d’assurer la sécurité du système électrique4, de répondre aux besoins en puissance des charges400. En d’autres termes, chacun des convertisseurs410,420,430est configuré pour adapter en permanence la puissance qu’il injecte ou prélève sur le bus40, selon la tension du bus40, de sorte à répondre exactement aux besoins en puissance des charges400reliées au bus40.
Cette injection ou ce prélèvement de puissance sur le bus40par les convertisseurs410,420,430est notamment permise par leur liaison avec les sources électriques411,421,431. De fait, au moins un, si ce n’est chacun, des générateurs411,421à courant alternatif est relié à un corps rotatifBP,HP, du moteur2pour permettre un échange de puissance mécanique et/ou électrique entre le corps rotatifBP,HPet le générateur411,421de courant alternatif, de préférence pour prélever une puissance mécanique sur le corps rotatifBP,HPet la transformer en une puissance électrique, laquelle puissance électrique est ensuite délivrée au premier convertisseur410et/ou au deuxième convertisseur420pour être injectée sur le bus40. Comme la puissance électrique fournie par les générateurs411,421à courant alternatif est sous la forme d’un signal alternatif, chacun du premier convertisseur410et du deuxième convertisseur420est configuré pour transformer, de manière réversible, ce signal alternatif en un signal continu adapté pour être injecté, puis circuler, sur le bus40. De même, la source de courant continu431peut délivrer une puissance sous forme d’un signal continu au troisième convertisseur430, lequel va tout de même le convertir, également de manière réversible, pour le mettre en forme selon les contraintes propres au bus40, puis l’injecter sur le bus40. Chacun, ou au moins l’un, des générateurs411,421de courant alternatif peut, par exemple, être une machine synchrone à rotor bobiné, comprenant typiquement trois étages, appelée VFG (pour «Variable Frequency Generator »dans la terminologie anglo-saxonne), entrainée par l’un au moins parmi l’arbre haute pression282et l’arbre basse pression280du moteur2, typiquement par l’intermédiaire du boîtier d’accessoires. D’autres types de machines électriques sont envisageables, telles que, de préférence, des machines synchrones à aimant permanent, appelées PMSM (pour« Permanent-Magnet Synchronous Machine Drives »dans la terminologie anglo-saxonne) qui présentent notamment l’avantage d’avoir une masse plus réduite, ou telles que des machines asynchrones (ou« Induction machine »dans la terminologie anglo-saxonne) ou à réluctance variable. De préférence, le premier générateur411de courant alternatif est relié au corpsHP, tandis que le deuxième générateur421de courant alternatif est relié au corpsBP,280. La source de courant continu431peut, quant à elle, comprendre une batterie, un supercondensateur, une génératrice à courant continu et/ou une pile à combustible. La source de courant continu431permet notamment de soulager les corps rotatifsBP,HP, ou prendre leur relais, lorsque, par exemple, le niveau de prélèvement exigé pour répondre aux besoins en puissance des charges400est trop élevé, mais permet aussi d’absorber certaines dynamiques, telles des variations brusques, du comportement des charges400.
La illustre également que le système électrique4comprend un dispositif de contrôle412,422,432,4000, relié à au moins un, si ce n’est chacun, des convertisseurs410,420,430.
Le dispositif de contrôle412,422,432,4000illustré sur la comprend un organe central4000et une pluralité d’organes de contrôle412,422,432, chacun des organes de contrôle412,422,432étant relié (ou intégré) à un des convertisseurs410,420,430. Alternativement, le dispositif de contrôle412,422,432peut ne comprendre que la pluralité des organes de contrôle412,422,432, chacun des organes de contrôle412,422,432étant relié (ou intégré) à un des convertisseurs410,420,430.
Le dispositif de contrôle412,422,432,4000est en outre avantageusement configuré pour recevoir un signalVreprésentatif d’une mesure d’une tension du bus40. Pour ce faire, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut être relié au bus40ou à un capteur de tension relié au bus40, et recevoir du bus40(ou de ce capteur) le signalV. Ce signalVpeut être reçu par l’intermédiaire d’une liaison physique ou sans fil. Ce signalVreprésente notamment l’évolution des besoins en puissance de la part des charges400reliées au bus40. Typiquement, lorsqu’une charge400requiert soudainement de pouvoir prélever sur le bus40une puissance importante, du fait du temps de réponse du système électrique4pour fournir au bus40la puissance nécessaire pour compenser la puissance prélevée, la tension du bus40va brutalement chuter, et cette chute sera remontée au dispositif de contrôle412,422,432,4000par l’intermédiaire du signalV. De la même manière, lorsqu’une charge400se déleste brusquement d’une puissance importante sur le bus40, du fait du temps de réponse du système électrique4pour soutirer au bus40la puissance nécessaire en vue de compenser ce délestage, la tension du bus40va brutalement augmenter, et cette augmentation sera remontée au dispositif de contrôle412,422,432,4000par l’intermédiaire du signalV. De ce fait, le signalVest typiquement un signal temporel, c’est-à-dire fournissant (ou représentant) l’évolution de la tension du bus40en fonction du temps. De nombreuses charges400, notamment les charges400dites « actives », peuvent présenter ce type de comportement dynamique, lequel peut d’ailleurs varier au cours des différentes phases de vol.
Les évolutions de la tension du bus40sont compensées par l’action des convertisseurs410,420,430, laquelle action suit donc l’évolution de la tension, aussi brusque et fluctuante soit-elle. C’est pourquoi, cette action est coordonnée par le dispositif de contrôle412,422,432,4000pour maintenir la tension du bus40dans les gabarits permettant un fonctionnement stable du système électrique4.
Pour ce faire, chacun des convertisseurs410,420,430reçoit du dispositif de contrôle412,422,432,4000une consigne qui lui est propre, et à partir de laquelle le convertisseur410,420,430régule en tension le bus40. La combinaison des régulations en tension de chaque convertisseur410,420,430permet ainsi de suivre en permanence les besoins en puissance des charges400.
Ainsi, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut être configuré pour piloter les convertisseurs410,420,430selon une séquence de prélèvement sur les corps rotatifsBP, HP, et éventuellement de prélèvement sur la source de tension continue431, en vue de compenser une évolution d’une tension du bus40. En d’autres termes, la compensation d’une évolution de la tension du bus40exprimant un besoin en puissance d’une charge400est réalisée de manière préférentielle par l’un des convertisseurs410,420,430, jusqu’à une certaine limite de prélèvement admissible sur la source électrique411,421,431correspondante, puis par un (ou plusieurs) autre(s) des convertisseurs410,420,430pour compenser le reste de l’évolution que le convertisseur410,420,430préférentiel n’aurait pas pu compenser. Dit autrement, le dispositif de contrôle412,422,432,4000arbitre pour déterminer quelle source électrique411,421,431va être d’abord sollicitée pour réguler la tension du bus40, les autres sources électriques411,421,431n’étant pas sollicitées, puis, lorsque cette première source électrique411,421,431sollicitée ne pouvant plus répondre car elle a atteint sa limite admissible de prélèvement de puissance, le dispositif de contrôle412,422,432,4000va arbitrer pour déterminer laquelle parmi les autres sources électriques411,421,431prend le relais, et ainsi de suite tant que la régulation en tension du bus40nécessite une injection de puissance supplémentaire sur le bus40et que les limites admissibles des sources électriques411,421,431successives sont atteintes. En d’autres termes, à ce stade, le système électrique4en place ne peut plus générer la puissance nécessaire aux charges400. Ceci permet au dispositif de contrôle412,422,432,4000de favoriser, ou au contraire d’interdire, le prélèvement sur tel ou tel corps rotatifBP, HPau cours du fonctionnement du moteur2, et ce afin d’optimiser le point de fonctionnement du moteur2, en ménageant, au cas par cas, l’impact que peut générer le prélèvement sur un corps rotatifBP, HPsur les performances de ce corps rotatifBP, HP. Cette optimisation peut également avantageusement inclure la gestion des performances de la source de courant continu431.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut être configuré de sorte à ce que, même si une source électrique411,421,431est d’abord sollicitée, selon la séquence de prélèvement, les autres sources électriques411,421,431ne sont pas pour autant dénuée de sollicitation. En d’autres termes, dans ce mode de réalisation, la régulation de la tension du bus40est réalisée majoritairement par sollicitation de la source électrique411,421,431préférentielle, et minoritairement par les autres sources électriques411,421,431, et ce jusqu’à ce que la source électrique411,421,431préférentielle ait atteint sa limite admissible de prélèvement de puissance. Ainsi, les sources électriques non préférentielles411,421,431se voient toujours sollicitera minima, leur régime oscillant autour d’un minima de puissance électrique échangée avec leur convertisseur410,420,430respectif, ce qui évite une oscillation autour d’une valeur de puissance électrique nulle, laquelle serait susceptible d’endommager le système électrique4.
Par ailleurs, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut être configuré pour réaliser un filtrage fréquentiel d’un courant de contrôlei, lequel est représentatif de l’action requise des convertisseurs410,420,430pour corriger une différence relevée entre le signalVet une référenceV_ref, par exemple associée au gabarit, comme décrit plus en détails ci-après. En réalité, le courant de contrôleiest représentatif (ou associé) à l’évolution de tension du bus40relevée via le signalV.
Or, la composante haute fréquence de l’évolution de la tension du bus40nécessite une réponse immédiate et rapide du système électrique4, tandis que sa composante basse fréquence exige une réponse de fond, sur le long terme, du système électrique4. Typiquement, lors du fonctionnement du moteur2, la puissance demandée par les charges400évolue avec une dynamique lente (composante basse fréquence), mais peut connaître des appels brusques et ponctuels de puissance (composante haute fréquence) de la part de certaines charges400, par exemple des actionneurs électriques des volets des ailes de l’aéronef100. Dès lors, il peut s’avérer pertinent de piloter les convertisseurs410,420,430en discriminant ces différentes composantes, par l’intermédiaire du filtrage fréquentiel du courant de contrôlei.
De manière générale, la composante basse fréquence de l’évolution de la tension du bus40déterminera le point de fonctionnement du moteur2, tandis que la composante haute fréquence sera plutôt absorbée par l’inertie des corps rotatifsBP, HP. Pour cela, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut en outre être configuré pour piloter chacun des convertisseurs410,420,430en vue de compenser une partie de la composante haute fréquence et une partie de la composante basse fréquence. En d’autres termes, chaque convertisseur410,420,430prend sa part de la réponse aux besoins en puissance exprimée par les charges400et matérialisées par l’évolution de la tension du bus40. Plus exactement, chacun des convertisseurs410,420,430peut ainsi recevoir du dispositif de contrôle412,422,432,4000une consigne qui lui est propre, et à partir de laquelle le convertisseur410,420,430régule en tension le bus40. La combinaison des régulations en tension de chaque convertisseur410,420,430permet, dans ce cas, une optimisation du point de fonctionnement du moteur en suivant en permanence les besoins en puissance des charges400. Ainsi, le corps rotatifBP, HPqui serait le plus sensible à des fluctuations rapides de prélèvement de puissance mécanique sur certains points de fonctionnement peut avantageusement être délesté en faveur de l’autre corps rotatifBP, HPou de la source de courant continu431, et ce afin de permettre une optimisation du point de fonctionnement du moteur2.
A cet égard, les différentes stratégies précédemment décrites peuvent être mises en œuvre par le dispositif de contrôle412,422,432,4000en combinaison, comme il sera notamment décrit plus en détails en référence à la . Typiquement, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut être configuré pour piloter les convertisseurs410,420,430selon une séquence de prélèvement sur les corps rotatifsBP, HP, en vue de compenser la composante basse fréquence, et selon la même, ou un autre, séquence de prélèvement en vue de compenser la composante haute fréquence. Alternativement, ou en complément, le dispositif de contrôle412,422,432,4000peut être configuré pour piloter les convertisseurs410,420,430selon une consigne de répartition de prélèvement entre les corps rotatifsBP, HP, en vue de compenser la composante basse fréquence, et selon la même, ou un autre, consigne de répartition de prélèvement en vue de compenser la composante haute fréquence.
Dans le système électrique4illustré sur la , c’est l’organe central4000qui est, notamment, configuré pour recevoir puis traiter le signalV, comme illustré plus en détails sur la . En outre, l’organe central4000est configuré pour transmettre à chacun des organes de contrôle412,422,432un signal de commandeCTRL_1,CTRL_2,CTRL_3, pouvant typiquement prendre la forme d’un courant de commande, pour le pilotage des convertisseurs410,420,430. Dans le système électrique4illustré sur la , le contrôle est donc réalisé de manière centralisée. Alternativement, lorsque le dispositif de contrôle412,422,432ne comprend que les organes de contrôle412,422,432, chacun des organes de contrôle412,422,432est configuré pour, notamment, recevoir et traiter le signalV, et piloter le convertisseur410,420,430. En d’autres termes, le contrôle est alors réalisé de manière décentralisé.
La montre en outre la présence d’un contrôleur général7, qui peut par exemple être tout ou partie du système réalisant l’interface entre le cockpit de l’aéronef100et le moteur2(ou FADEC ou« Full Authority Digital Engine Control », dans la terminologie anglo-saxonne), typiquement être l’unité de commande du moteur2, (ou ECU pour« Electronic Control Unit »dans la terminologie anglo-saxonne), laquelle est intégrée au FADEC. Le contrôleur général7est relié au dispositif de contrôle412,422,432,4000, en l’occurrence à l’organe central4000, mais pourrait alternativement être directement relié à chacun des organes de contrôle412,422,432lorsque l’organe central4000n’est pas présent. Dans ce cas, les fonctions réalisées par l’organe central4000sont soit effectuées localement dans les organes de contrôle412,422,432,soit effectuées par le contrôleur général7. Le contrôleur général7détermine non seulement la séquence de prélèvement, mais aussi des contraintes supplémentaires à respecter par le système électrique4pour répondre aux besoins en puissances des charges400. Ainsi, le contrôleur général7peut transmettre au dispositif de contrôle412,422,432,4000une consignePrefrelative à la séquence de prélèvement, mais aussi une consigneConsde répartition de prélèvement entre les corps rotatifsBP, HPet la source de courant continu431, et/ou un seuilSe1,Se2,Se3de prélèvement maximal sur au moins un, si ce n’est chacun, des corps rotatifsBP, HPet de la source de courant continu431, le seuilSe1,Se2,Se3étant, le cas échéant, propre à chaque corps rotatifBP, HPet à la source de courant continu431. Plus précisément, la consignePrefrelative à la séquence de prélèvement fournit l’ordre dans lequel les générateurs411,421et la source de courant continu431doivent être sollicités, tandis que la consigneConsde répartition indique au dispositif de contrôle412,422,432,4000la manière dont la totalité de la puissance à prélever sur le moteur2pour répondre aux besoins des charges400doit être répartie entre les corps rotatifsBP, HP, et la source de courant continu431, et peut typiquement prendre la forme d’un pourcentage. Les seuilsSe1,Se2,Se3de prélèvement fournissent, quant à eux, et pour chacune des sources électriques411,421,431, la valeur maximale de la puissance que le dispositif de contrôle412,422,432,4000est autorisé à faire prélever par leur convertisseur respectif410,420,430; c’est-à-dire une première valeur maximale de puissance pouvant être prélevée sur le moteur2par le premier convertisseur410, via le premier générateur411à courant alternatif, une deuxième valeur maximale de puissance pouvant être prélevée sur le moteur2par le deuxième convertisseur420, via le deuxième générateur421à courant alternatif, et une troisième valeur maximale de puissance pouvant être prélevée sur la source de courant continu431par le troisième convertisseur430. Le seuilSe3associé à la source de courant continu431peut typiquement prendre la forme d’une limite de prélèvement de courant de charge ou de décharge si la source de courant continu431est une batterie. Le dispositif de contrôle412,422,432,4000est alors configuré pour piloter les convertisseurs410,420,430en fonction de cette consignePrefrelative à la séquence de prélèvement, de cette consigneConsde répartition et/ou de ces seuilsSe1,Se2,Se3. Notamment, comme il sera décrit plus en détails ci-après, les parties de la composante haute fréquence et de la composante basse fréquence qui sont compensées par le convertisseur410,420,430sont déterminées à l’aide de la consigneConsde répartition et/ou des seuilsSe1,Se2,Se3.
La consignePrefrelative à la séquence de prélèvement, la consigneConsde répartition et/ou les seuilsSe1,Se2,Se3de prélèvement transmis par le contrôleur général7peuvent évoluer au cours du temps et permettent de s’assurer que chacun des corps rotatifsBP, HPet la source de courant continu431fournissent la puissance nécessaire aux charges en optimisant le point de fonctionnement du moteur2. Par exemple, lors du décollage, qui est une phase de vol sollicitant une forte poussée de la soufflante20, c’est-à-dire une phase lors de laquelle une puissance importante est transmisse par le corpsBPà la soufflante20, la partie haute fréquence de la puissance sera prélevée préférentiellement, voire totalement, sur le corpsHP, , la partie basse fréquence de la puissance étant prélevée préférentiellement, voire totalement, sur le corpsBP, et ce afin d’éviter des oscillations de poussée sur le corpsBP. Au contraire, lors de certaines phases de vol où les limites d’opérabilité du corps haute pressionHPsont atteintes, il est préférable de prélever une puissance plus importante sur le corps basse pressionBP. En tout état de cause, cette consignePrefrelative à la séquence de prélèvement, cette consigneConsde répartition et/ou ces seuilsSe1,Se2,Se3de prélèvement peuvent également s’avérer nécessaire dans la mesure où le prélèvement mécanique a des conséquences différentes suivant le corps rotatifBP, HPsur lequel la puissance est prélevée.
Procédé de contrôle
La illustre plus précisément le procédé de contrôleEqui peut être mis en œuvre par le dispositif de contrôle412,422,432,4000pour permettre de répondre en temps réel aux besoins en puissance des charges400, quelle que soit la phase de fonctionnement du moteur2, tout en respectant les contraintes propres au moteur2, et notamment à ses corps rotatifsBP, HP. La et la illustrent ce procédé de contrôleEmis en œuvre au sein de l’organe central4000, mais ceci n’est toutefois pas limitatif puisque ce procédé de contrôle peut être mis en œuvre au sein d’un, si ce n’est chacun, des organes de contrôle412,422,432. Ce procédé de contrôleEpermet au système électrique4de corriger une différence (ou erreur) relevée entre une référenceV_ref, qui dépend du gabarit en tension du bus40et représente l’état dans lequel devrait se trouver le bus40pour un fonctionnement normal, et une mesure de la tensionVdu bus40, qui représente quant à elle la réalité des besoins des charges400telles qu’elles l’expriment par injection ou prélèvement de puissance sur le bus40. En d’autres termes, ce procédé de contrôleE, en corrigeant cette différence entre la référenceV_refet la mesure de la tensionVdu bus40, assure que les besoins en puissance des charges400soient assouvis par la régulation en puissance du bus40.
Plus précisément, comme visible sur la et la , un signalVreprésentatif d’une mesure de la tension du bus40est reçu. Ce signalVpeut alors être comparé à une référenceV_ref. S’il n’y a aucune différence entre référenceV_refet signalVmesuré, c’est que la tension du bus40n’a pas à être régulée. En revanche, si une différence est constatée, c’est-à-dire que la tension du bus40a subi une évolution, il est nécessaire que la tension du bus40soit régulée. Pour ce faire, il est nécessaire de piloter les sources électriques411,421, 431en vue de réaliser cette régulation en tension. Ce pilotage (ou cette commande) peut, par exemple, consister en la transmission d’un courant de consigne, d’une puissance de consigne ou même d’un couple de consigne. Ces consignes fixeront la manière dont le système électrique4, et plus précisément les sources électriques411,421, 431, devra adapter son fonctionnement pour mener à bien cette régulation en tension. En l’occurrence, un courant de contrôleide consigne, plus aisé à manipuler par le dispositif de contrôle412,422,432,4000, qu’il s’agisse de l’organe central4000ou des organes de contrôle412,422,432, peut avantageusement être généré puis traité en fonction de l’erreur relevée dans le signalVpar rapport à la référenceV_ref. Le traitement peut avantageusement être mise en œuvre par un correcteur de type proportionnel intégral. Ainsi, le courant de contrôleiest représentatif de la correction à apporter par le système électrique4pour réduire, voire annuler, la différence entre référenceV_refet signalVmesuré, et ainsi compenser l’évolution de la tension du bus40. Toutefois, ce courant de contrôleine fait que fixer la consigne générale à adopter par le système électrique4, sans pour autant discriminer le rôle que chacun des membres du système électrique4, et plus précisément les sources électriques411,421, 431, aura à jouer dans la régulation en tension.
A cet égard, le courant de contrôlei, est reçuE1par un organe de filtrage qui peut lui faire subir un filtrage fréquentielE2de sorte à en déterminer au moins une composante basse fréquencei_BFet une composante haute fréquencei_HF, lesquelles composantesi_BF,i_HFsont, en fait, représentatives, respectivement, de la composante basse fréquence et de la composante haute fréquence de l’évolution de la tension sur le bus40. De fait, l’évolution du courant de contrôleiest représentatif de l’évolution de la tension du bus40, par l’intermédiaire du signalVmesuré. Pour ce faire comme illustré sur la , le courant de contrôleiest, par exemple, dupliqué, puis chacun des jumeaux du courant de contrôleisubit un filtrage fréquentiel, l’un basse fréquence et l’autre haute fréquence. Par haute fréquence, il faut comprendre des fréquences supérieures ou égales à 1 Hz et inférieures ou égales à 1000 Hz, tandis que basse fréquence renvoie à des fréquences inférieures à 1 Hz.
Comme visible sur la et la , que le courant de contrôleiait subi un filtrage fréquentielE2( ) ou non ( ), la consignePrefrelative à la séquence de prélèvement est utiliséeE3pour déterminerPref_1la source électrique411,421,431préférentielle à solliciter pour compenser l’évolution de tension sur le bus40. Cette consigne préférentiellePref_1peut être avantageusement combinéeE5aux seuilsSe1,Se2,Se3de prélèvement, lequel peut d’ailleurs, le cas échéant, être adaptéSe1 _BF,Se2_BFau prélèvement pour la composante basse fréquence ou pour la composante haute fréquence de l’évolution de la tension du bus40, comme c’est le cas sur la . De cette manière, si la quantité de puissance à injecter sur le bus40ne dépasse pas sa limite de prélèvement, c’est uniquement la source électrique411,421,431préférentielle qui est sollicitée. Alternativement, tandis que la source électrique411,421,431est majoritairement (mais pas uniquement) sollicitée, les autres sources électriques411,421,431sont sollicitées à hauteur d’un seuil minium, lequel peut par exemple être transmis par le contrôleur général7, de sorte à ce que la somme des puissances à injecter sur le bus40permettent de compenser la différence relevée entre la référenceV_refet la mesure de la tensionVdu bus40. En revanche, quel que soit le mode de mise en œuvre considéré (i.e., avec sollicitation unique ou non de la source électrique411,421,431préférentielle), si la quantité de puissance à injecter sur le bus40pour assurer cette compensation dépasse la limite de prélèvement de la source électrique411,421,431préférentielle, cette source électrique411,421,431préférentielle va devoir prélever de la puissance au niveau de sa limite, et le complément est prélever par les autres sources électriques411,421,431. Là encore la consignePrefrelative à la séquence de prélèvement est utilisée pour déterminerPref_2la source électrique411,421,431non-préférentielle à solliciter en premier, puis en secondPref_3, à cet égard, la logique étant répétée jusqu’à ce que toute l’évolution de la tension du bus40ait pu être compensée, chaque source électrique411,421,431sollicitée pour ce faire étant, ou non, à la limite du prélèvement qu’ils peuvent assurer. Typiquement, comme visible sur la et sur la , cette logique peut être mise en œuvre en modifiant les courants de contrôle filtrés (i_BF) ou non (i). Les courants de contrôlei*_pref1,i*_pref2,i*_pref3,i_BF_pref1,i_BF_pref2qui en résultent sont ensuite sélectionnés pour être réallouési*_1,i*_2,i_BF_1,i_BF_2à chaque source électrique411,421,431, en pouvant préalablement subir un dernier traitement pour correspondre aux contraintes propres aux convertisseurs410,420,430.
La illustre que la logique de prélèvement préférentiel est appliquée sur la composante basse fréquencei_BF, tandis que la composante haute fréquencei_HFsubit une logique de répartition de prélèvement. Ceci peut s’avérer avantageux dans la mesure où la composante basse fréquence de l’évolution de la tension du bus40peut avoir tendance à influencer le point de fonctionnement du moteur2, tandis que la composante haute fréquence de l’évolution de la tension du bus40influence plutôt la régulation du bus40. Néanmoins ceci n’est pas limitatif, puisque et la composante basse fréquencei_BFet la composante haute fréquencei_HFpeuvent subir la logique préférentielle, ou la logique de répartition de prélèvement, ou c’est la composante haute fréquencei_HFqui peut subir la logique de prélèvement préférentiel, tandis que la composante basse fréquencei_BFsubit la logique de répartition de prélèvement. Par ailleurs, la illustre que seuls les générateurs411,412à courant alternatif sont sollicités, mais ce qui est décrit en référence à la peut bien entendu s’étendre au cas où la source de courant continu431est également présente.
Sur la , à partir d’une consigneConsde répartition reçue du contrôleur général7, une partiei_HF_1,i_HF_2dédiée à chaque convertisseur410,420,430est déterminéeE4pour la composante haute fréquencei_HF. Cette consigneConsde répartition prend dans ce cas la forme d’une consigne de répartitionCons_HP/BPimposant la répartition de prélèvement entre corpsHPet corpsBP. Typiquement, le courant de contrôle filtré est ainsi modifiéi_1_HF,i_2_HFen fonction de la consigneConsde répartition. La illustre également que les courants de contrôlei_BF_1,i_BF_2issus de la logique de prélèvement préférentiel et les courants de contrôlei_1_HF,i_2_HFissus de la logique de répartition, sont sommés, éventuellement combinésE5à nouveau avec le seuilSe_1,Se_2de prélèvement correspondant à chacun des générateurs411,421sollicités pour s’assurer que celui-ci ne prélèvera pas au-delà de sa limite, et avantageusement traitési*_1,i*_2à nouveau pour correspondre aux contraintes propres aux convertisseurs410,420,430.
Chaque convertisseur410,420,430est pilotéE6, par exemple à l’aide du courant de contrôle finalCTRL_1,CTRL_2,CTRL_3, en vue de compenser sa partie de l’évolution de la tension.

Claims (11)

  1. Ensemble pour turbomachine hybridée électriquement (2), comprenant :
    un premier corps rotatif (HP) formant une première source de puissance mécanique ;
    un deuxième corps rotatif (BP) formant une deuxième source de puissance mécanique ; et
    un système électrique (4) comprenant :
    un bus (40) d’alimentation électrique prévu pour être relié à au moins une charge électrique (400) et configuré pour fournir une puissance électrique à la charge (400) sous forme d’un signal continu ;
    une pluralité de sources de puissance électrique (411, 421, 431) configurées pour transférer une puissance électrique au bus (40) et comprenant :
    un premier générateur (411) de courant alternatif relié au premier corps rotatif (222, 262, 282) pour prélever une puissance mécanique sur le premier corps rotatif (222, 262, 282) et la transformer en puissance électrique susceptible d’être transférée au bus (40) ;
    un deuxième générateur (421) de courant alternatif relié au deuxième corps rotatif (20, 220, 260, 280) pour prélever une puissance mécanique sur le deuxième corps rotatif (20, 220, 260, 280) et la transformer en puissance électrique susceptible d’être transférée au bus (40) ;
    une pluralité de convertisseurs (410, 420, 430) reliée à la pluralité de sources de puissance électrique (411, 421, 431) et au bus (40), les convertisseurs (410, 420, 430) étant configurés pour réguler le bus (40) en tension à partir d’une puissance électrique fournie par les sources de puissance électrique (411, 421, 431) et comprenant :
    un premier convertisseur (410) relié au premier générateur (411) de courant alternatif, le premier convertisseur (410) étant relié au bus (40) et configuré pour réguler le bus (40) en tension à partir d’une puissance électrique fournie par le premier générateur (411) de courant alternatif ;
    un deuxième convertisseur (420) relié au deuxième générateur (421) de courant alternatif, le deuxième convertisseur (420) étant relié au bus (40) et configuré pour réguler le bus (40) en tension à partir d’une puissance électrique fournie par le deuxième générateur (421) de courant alternatif ; et
    un dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) relié aux convertisseurs (410, 420, 430) et configuré pour piloter les convertisseurs (410, 420, 430) en vue de compenser une évolution d’une tension du bus (40) par sollicitation successive des sources de puissance électrique (411, 421, 431) selon une séquence de prélèvement déterminée.
  2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel :
    la pluralité de sources de puissance électrique (411, 421, 431) comprend une source de courant continu (431) ;
    la pluralité de convertisseurs (410, 420, 430) comprend un troisième convertisseur (432) relié à la source de courant continu (431) et au bus (40), le troisième convertisseur (432) étant configuré pour réguler le bus (40) en tension à partir d’une puissance fournie par la source de courant continu (431) ; et
    le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) est relié au troisième convertisseur (432).
  3. Ensemble selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel chaque convertisseur (410, 420, 430) comprend un organe de contrôle (412, 422, 432) configuré pour piloter le convertisseur (410, 420, 430), le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) comprenant en outre un organe central (4000) configuré pour :
    recevoir une consigne (Pref) relative à la séquence de prélèvement ; et
    transmettre à chacun des organes de contrôle (412, 422, 432) un signal de commande (CTRL_1, CTRL_2, CTRL_3) pour le pilotage des convertisseurs (410, 420, 430), le signal de commande (CTRL_1, CTRL_2, CTRL_3) ayant été généré à partir de la consigne (Pref).
  4. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) est en outre configuré pour piloter les convertisseurs (410, 420, 430) en fonction d’un seuil de prélèvement (Se1, Se2, Se3) propre à chacune des sources de puissance électrique (411, 421, 431).
  5. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) est en outre configuré pour :
    recevoir un signal de contrôle (i) représentatif d’une correction associée à une différence entre une mesure (V) d’une tension du bus (40) et une référence (V_ref), la différence étant représentative de l’évolution de la tension du bus (40) ; et
    réaliser un filtrage fréquentiel du signal de contrôle (i) de sorte à en déterminer au moins une composante basse fréquence (i_BF) et au moins une composante haute fréquence (i_HF), le pilotage des convertisseurs (410, 420, 430) étant mis en œuvre à partir de l’une au moins de la composante basse fréquence (i_BF) et de la composante haute fréquence (i_HF).
  6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) est configuré pour piloter les convertisseurs (410, 420, 430) à partir de la composante basse fréquence (i_BF).
  7. Ensemble selon l’une des revendications 5 et 6, dans lequel le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) est configuré pour piloter les convertisseurs (410, 420, 430) à partir de la composante haute fréquence (i_HF).
  8. Ensemble selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) est en outre configuré pour piloter les convertisseurs (410, 420, 430) en fonction d’une consigne (Cons) de répartition de prélèvement entre les sources de puissance électrique (411, 421, 431).
  9. Procédé de contrôle (E) d’un ensemble selon l’une des revendications 1 à 8, le procédé étant mis en œuvre par le dispositif de contrôle (412, 422, 432, 4000) et comprenant le pilotage (E6) des convertisseurs (410, 420, 430) en vue de compenser une évolution d’une tension du bus (40) par sollicitation successive des sources de puissance électrique (411, 421, 431) selon une séquence de prélèvement prédéterminée.
  10. Procédé de contrôle (E) selon la revendication 9, dans lequel le pilotage (E6) selon une séquence de prélèvement prédéterminée comprend la sollicitation d’une source de puissance électrique (411, 421, 431) préférentielle parmi la pluralité de sources de puissance électrique (411, 421, 431) jusqu’à atteindre une limite de prélèvement de la source de puissance électrique (411, 421, 431) préférentielle, les autres sources de puissance électriques (411, 421, 431) n’étant pas sollicitées, puis la sollicitation successive d’autres sources de puissance électrique (411, 421, 431) une fois la limite de prélèvement dépassée.
  11. Procédé de contrôle (E) selon la revendication 9, dans lequel le pilotage (E6) selon une séquence de prélèvement prédéterminée comprend la sollicitation d’une source de puissance électrique (411, 421, 431) préférentielle parmi la pluralité de sources de puissance électrique (411, 421, 431) jusqu’à atteindre une limite de prélèvement de la source de puissance électrique (411, 421, 431) préférentielle, les autres sources de puissance électriques (411, 421, 431) étant en outre sollicitées à un seuil minimal de puissance, puis la sollicitation successive d’autres sources de puissance électrique (411, 421, 431) une fois la limite de prélèvement dépassée.
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