Brevet FR2963177A1 — publié le 20120127

CONTROLE D'UNE GENERATRICE TACHYMETRIQUE DANS UNE TURBOMACHINE La présente invention concerne un procédé de contrôle du branchement des bobinages d'un stator d'une génératrice triphasée ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Une génératrice triphasée telle qu'une génératrice tachymétrique est couramment utilisée dans l'industrie aéronautique pour mesurer le régime d'une turbomachine, c'est-à-dire la vitesse de rotation d'un arbre de la turbomachine tel que par exemple celui du compresseur haute pression. Cette génératrice est reliée à un indicateur de rotation monté à l'intérieur du cockpit d'un avion. La génératrice tachymétrique comprend un stator portant trois bobinages entourant une partie du rotor lequel comporte des moyens capables de générer un champ magnétique tels par exemple qu'un aimant permanent porté par le rotor. Les trois bobinages sont couplés entre eux selon un montage triangle dont les sommets sont reliés chacun à un connecteur d'entrée/sortie de la génératrice. Les trois connecteurs de sortie sont montés sur une interface sur laquelle est branchée un indicateur de la vitesse de rotation de l'arbre. Lors de la rotation de l'arbre, le champ magnétique de l'aimant porté par l'arbre induit un courant alternatif dans chacune des trois bobines formant ainsi un courant triphasé dont la fréquence est représentative de la vitesse de rotation de l'arbre. Lors d'opérations de maintenance, la génératrice triphasée subit un démontage complet afin de vérifier notamment l'état des bobinages ainsi que des câblages de liaison des bobines à leurs connecteurs associés. Après réassemblage de la génératrice, une opération de contrôle des branchements de la génératrice doit être effectuée. Cette opération consiste à vérifier que chaque sommet du montage triangle des bobinages est bien relié au bon connecteur d'entrée/sortie. Cette vérification est nécessaire car un branchement incorrect des sommets du triangle avec les connecteurs de sortie associés résulterait en une inversion de l'ordre de réception des courants alternatifs induits dans chacun des bobinages et en un affichage de vitesse négative sur l'indicateur de vitesse branché sur les connecteurs de d'entrée/sortie de la génératrice. A l'heure actuelle, cette opération de vérification est effectuée de deux manières. La première consiste à monter la génératrice triphasée autour d'un arbre d'un moteur électrique, cet arbre étant équipé de moyens générant un champ magnétique. L'interface de la génératrice est ensuite reliée à un indicateur connu affichant une valeur positive en cas de branchement correct. Ce type de vérification n'est pas satisfaisant car il impose l'utilisation en maintenance d'un moteur électrique et d'un indicateur de vitesse. La seconde opération consiste à utiliser un oscilloscope de manière à vérifier l'ordre des phases des courants alternatifs des bobinages. Toutefois, ce montage s'avère relativement compliqué en maintenance et est lui-même source d'erreurs puisqu'il impose de relier manuellement chaque connecteur de l'interface de la génératrice à des connecteurs de l'oscilloscope. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes. A cette fin, elle propose un procédé de contrôle du branchement des bobinages du stator d'une génératrice triphasée comprenant trois bobinages entourant un rotor apte à tourner sous l'influence d'un champ magnétique créé par les bobinages, les trois bobinages étant couplés les uns aux autres en triangle dont les trois sommets sont reliés à trois connecteurs d'entrée/sortie de la génératrice, caractérisé en ce qu'il consiste à : relier les deux bornes d'une source de courant continu à deux connecteurs de la génératrice et à repérer la position angulaire du rotor, relier une des bornes de la source de courant au troisième connecteur de la génératrice tout en maintenant le branchement de l'autre borne de la source de courant tel qu'effectué à l'étape précédente, de manière à induire une rotation du rotor, et repérer la nouvelle position angulaire du rotor et en déduire si les sommets des bobinages sont reliés à leur connecteur associé. Le branchement des deux bornes de la source de courant à deux des trois connecteurs permet dans un premier temps d'induire un champ magnétique dans le bobinage dont les deux sommets sont reliés à ces deux connecteurs. En réaction au champ magnétique créé par le bobinage, le rotor est entraîné en rotation. L'une des bornes de la source de courant est ensuite reliée au troisième connecteur, l'autre borne de la source de courant restant brancher à son connecteur, ce qui provoque la formation d'un champ magnétique dans un second bobinage dont les sommets sont reliés auxdits deux connecteurs alimentés en courant, ce qui provoque une nouvelle rotation du rotor. On peut ensuite en déduire si le branchement des bobinages est correct par comparaison entre la nouvelle position angulaire du rotor et une position angulaire théorique attendue du rotor. En cas de divergence entre la position angulaire réelle obtenue et la position théorique attendue, on en déduit que le branchement des bobinages aux connecteurs est incorrect. Cette comparaison consiste essentiellement à vérifier le sens et l'étendue angulaire de la rotation du rotor. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus, comprenant une interface de branchement de la génératrice à une source de courant continu, l'interface comprenant trois connecteurs d'entrée/sortie, un premier connecteur étant relié à une première borne de la source de courant continu dont la deuxième borne est reliée par un commutateur à deux positions aux deuxième et troisième connecteurs d'entrée/sortie de l'interface. La source de courant peut être une pile électrique à basse tension, comprise par exemple entre environ 1 et 5 Volts. Selon une autre caractéristique de l'invention, le commutateur de l'interface comprend une borne commune reliée à la seconde borne de la source de courant et deux autres bornes reliées aux deuxième et troisième connecteurs d'entrée de l'interface. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la génératrice est une génératrice tachymétrique destinée à être reliée à un indicateur de rotation d'un moteur dans un cockpit d'avion. Avec le dispositif selon l'invention, il est possible de vérifier de manière simple et rapide l'état des branchements des bobinages de la génératrice tachymétrique. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente trois bobinages de stator d'une génératrice triphasée reliée à un indicateur de vitesse ; - la figure 2 représente trois bobinages de stator d'une génératrice triphasée reliée à un dispositif de contrôle selon l'invention. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente une génératrice triphasée 10 comprenant trois bobinages BI, B2, B3 dont les axes présentent deux à deux un angle de 120°. Ces bobinages sont portés par un stator 12 entourant un arbre tel par exemple qu'un arbre de compresseur haute pression dans une turbomachine. Les trois bobinages sont couplés les uns aux autres selon un montage triangle dont les trois sommets SI, S2, S3 sont chacun reliés à un connecteur d'entrée/sortie CI, C2, C3. Les connecteurs d'entrée/sortie CI, C2, C3 sont agencés ensemble sur une même interface 14 de la génératrice 10. L'arbre porte un aimant permanent 16 dont l'axe 17 est orienté perpendiculairement à l'axe de rotation de l'arbre. L'interface 14 de la génératrice 10 est reliée en sortie à des moyens de branchement 18 d'un indicateur de vitesse 20 tel qu'un compte tours. En fonctionnement, la rotation de l'arbre et donc du champ magnétique induit la formation d'un courant alternatif dans chacune des bobines BI, B2, B3, donnant lieu à un courant triphasé dont la fréquence est fonction de la vitesse de rotation de l'arbre. Lors des opérations de maintenance de la génératrice 10, il est courant de démonter les bobinages BI, B2, B3 du stator, ce qui impose une déconnexion des sommets SI, S2, S3 des bobinages BI, B2, B3 d'avec leurs connecteurs CI, C2, C3 associés. Au remontage, il est impératif que le sommet SI soit relié au connecteur CI, que le sommet S2 soit relié au connecteur C2 et que le sommet S3 soit relié au connecteur C3, de l'interface 14 de la génératrice 10 de manière à garantir que l'indicateur de vitesse 20 brancher sur l'interface 14 indique une valeur de vitesse correcte. En cas de remontage incorrect de la génératrice 10, par exemple avec une inversion des liaisons entre les sommets SI, S2 et les connecteurs CI, C2, l'indicateur de vitesse indiquera une valeur négative au lieu d'une valeur positive. L'invention propose un procédé et un dispositif permettant d'effectuer un contrôle des branchements des sommets SI, S2, S3 du couplage triangle aux connecteurs CI, C2, C3 de l'interface 14 de la génératrice 10, de façon plus simple et plus rapide que dans la technique antérieure. Le dispositif selon l'invention comprend un boîtier 22 dans lequel est montée une source de courant basse tension 24, telle qu'une pile électrique de tension comprise entre environ 1 et 5 Volts dont la borne négative est reliée à un connecteur T3 et un commutateur 26 à trois bornes dont la première borne 28 est reliée à la borne positive de la source de courant 24 et dont les deux autres bornes 30, 32 sont reliées à deux autres connecteurs TI et T2. Le boîtier 22 comprend une interface 34 d'entrée/sortie regroupant les connecteurs TI, T2 et T3. Cette interface 34 est adaptée pour venir se brancher sur l'interface 14 de la génératrice 10 de manière à ce que les connecteurs CI, C2, C3 de la génératrice 10 soient reliés aux connecteurs TI, T2 et T3 du boîtier, respectivement. Le commutateur 26 est actionné par un organe de commutation 36 accessible depuis l'extérieur du boîtier 22 et dont une première position PI correspond à la liaison de la borne positive de la source de courant 24 avec le connecteur TI sa deuxième position P2 correspondant à la liaison de la borne positive de la source avec le connecteur T2. Lorsque l'interface 34 du dispositif est branchée sur l'interface 14 de la génératrice 10, avec le commutateur en position PI, le courant circule uniquement à l'intérieur de la bobine BI entre les sommets SI et S3, ce qui induit la formation d'un champ magnétique b13 dont les lignes de champ sont dirigées vers l'axe de rotation de l'arbre. En réaction à ce champ magnétique, l'arbre subit une rotation de manière à ce que le champ magnétique de la bobine 16 vienne s'aligner avec celui de la bobine BI, l'axe 17 de la bobine 16 étant aligné avec l'axe de la bobine Bi. Dans un second temps, le commutateur est mis en position P2, la borne négative restant reliée au connecteur T3. Dans cette configuration, la bobine B3 est traversée par un courant circulant entre les sommets S2 et S3, ce qui induit un champ magnétique b23 dont les lignes de champ sont dirigées selon l'axe de la bobine B3 et radialement vers l'extérieur de l'arbre. En réaction, le champ magnétique de la bobine 16 portée par l'arbre vient s'aligner avec le champ magnétique b23 , ce qui provoque une rotation de l'arbre d'un angle de 60° dans le sens des aiguilles d'une montre et un alignement de l'axe 17 de la bobine 16 avec l'axe de la bobine B3. Ainsi, l'obtention d'une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre sur une étendue angulaire de 60° permet de vérifier que le sommet SI est relié au connecteur CI, que le sommet S2 est relié au connecteur C2 et que le sommet S3 est relié au connecteur C3. Dans le cas d'un mauvais branchement tel que par exemple une liaison du sommet S2 avec le connecteur C3 et une liaison du sommet S3 avec le connecteur C2, l'étendue angulaire et le sens de rotation sont différents. Lors de la mise en position PI du commutateur, on obtient une mise en position de l'arbre qui est identique à celle décrite précédemment. Cependant, en position de commutation P2, le courant circule entre les sommets S3 et S2 et le champ magnétique résultant b32 est inversé par rapport au champ magnétique b23 et l'arbre subit une rotation de 120° dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui confirme un mauvais 10 branchement des sommets aux connecteurs. REVENDICATIONS1. Procédé de contrôle du branchement des bobinages du stator d'une génératrice triphasée comprenant trois bobinages (BI, B2, B3) entourant un rotor apte à tourner sous l'influence d'un champ magnétique créé par les bobinages, les trois bobinages (BI, B2, B3) étant couplés les uns aux autres en triangle dont les trois sommets (SI, S2, S3) sont reliés à trois connecteurs (CI, C2, C3) d'entrée/sortie de la génératrice, caractérisé en ce qu'il consiste à : relier les deux bornes d'une source de courant continu (24) à deux connecteurs (CI, C3) de la génératrice et à repérer la position angulaire du rotor, relier une des bornes de la source de courant (24) au troisième connecteur (C2) de la génératrice tout en maintenant le branchement de l'autre borne de la source de courant (24) tel qu'effectué à l'étape précédente, de manière à induire une rotation du rotor, et repérer la nouvelle position angulaire du rotor et en déduire si les sommets (SI, S2, S3) des bobinages (BI, B2, B3) sont reliés à leur connecteur associé (CI, C2, C3). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à vérifier le sens et l'étendue angulaire de la rotation du rotor. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la source de courant est une pile électrique à basse tension, comprise par exemple entre environ 1 et 5 Volts. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une interface (34) de branchement de la génératrice (10) à une source de courant continu (24), l'interface comprenant trois connecteurs d'entrée/sortie (TI, T2, T3), un premier connecteur (T3) étant relié à une première borne de la source de courant continu (24) dont la deuxième borne est reliée par un commutateur(26) à deux positions aux deuxième et troisième connecteurs d'entrée/sortie (TI, T2) de l'interface (34). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source de courant (24) est une pile électrique fournissant une tension comprise entre 1 et 5 Volts, par exemple. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le commutateur (26) de l'interface comprend une borne commune reliée à la seconde borne de la source de courant et deux autres bornes reliées aux deuxième et troisième connecteurs d'entrée de l'interface. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes 4 à 6, caractérisé en ce que la génératrice est une génératrice tachymétrique destinée à être reliée à un indicateur de rotation d'un moteur dans un cockpit d'avion.