Brevet FR3126076A1 — publié le 20230210

Réseau électrique (200) à courant continu pour aéronefs, comprenant un premier générateur (202), des lignes électriques (204) comportant un premier point de régulation (208) défini par deux bornes (P1, P2), un organe (210) de régulation de la tension électrique (Uc1) entre les deux bornes (P1, P2), l’organe (210) ajustant une première tension de sortie (Udc1) pour maintenir la tension électrique (Uc1) entre les deux bornes (P1, P2) à une première valeur constante prédéterminée, un deuxième générateur (203), les deux générateurs (202, 203) étant branchés en série, les lignes électriques (204) comportant un deuxième point de régulation (220) défini par deux bornes (Q1, Q2), et un organe (211) de régulation de la tension électrique (Uc2) entre les deux bornes (Q1, Q2), l’organe de régulation (211) ajustant une deuxième tension de sortie (Udc2) pour maintenir la tension électrique (Uc2) entre les deux bornes (Q1, Q2) à une deuxième valeur constante prédéterminée. Figure de l’abrégé : Figure 2 Réseau électrique pour aéronefs à deux points de régulation La présente divulgation concerne un réseau de génération et de distribution électriques à courant continu pour aéronefs, le réseau comprenant un premier ensemble de génération d’un courant électrique continu à une première tension de sortie, ce premier ensemble comportant une première paire de bornes de sortie qui fournit la première tension de sortie, un ensemble de lignes électriques relié au premier ensemble de génération de courant pour distribuer le courant continu généré à des charges électriques de l’aéronef, l’ensemble de lignes électriques comportant un premier point de régulation, ce premier point étant défini par deux bornes de l’ensemble de lignes électriques de potentiels électriques différents, et un organe de régulation de la tension électrique entre les deux bornes du premier point de régulation, l’organe de régulation étant apte à ajuster la première tension de sortie de manière à maintenir la tension électrique entre les deux bornes à une première valeur constante prédéterminée. De tels réseaux de génération et de distribution électriques sont couramment utilisés dans les aéronefs, et notamment dans les avions. Un exemple est illustré par la . Le réseau électrique 100 selon la est typiquement intégré dans un avion. Une première section S1 du réseau électrique 100 se situe à proximité des moteurs de l’avion. Une deuxième section S2 du réseau électrique 100 s’étend à l’intérieur de la cabine de l’avion. Dans la , les deux sections S1 et S2 sont délimitées par une ligne en pointillés. Le réseau électrique 100 comprend un ensemble 102 de génération d’un courant électrique continu I, aussi appelé « générateur électrique ». Le générateur électrique 102 fournit une tension de sortie Udc. Un ensemble de lignes électriques 104 distribue le courant continu I à des charges électriques 106a et 106b. Certaines charges électriques 106a, appelées « charges locales », sont des charges électriques associées aux moteurs de l’avion. D’autres charges électriques 106b sont des consommateurs situés dans la cabine de l’avion. Le réseau électrique 100 dispose d’un point de régulation de tension électrique ou « PDR » 108. Le PDR 108 se situe dans la cabine de l’avion, et notamment dans le boîtier de distribution électrique primaire. Le PDR 108 est défini par deux bornes P1 et P2 de potentiels électriques différents. Chaque borne P1 et P2 se situe sur l’une des lignes électriques 104. Le réseau électrique 100 inclut également un organe 110 de régulation de la tension électrique Uc qui règne au niveau du PDR 108. L’organe de régulation 110 régule la tension électrique Uc en agissant sur la tension de sortie Udc de manière à maintenir Uc à une valeur de consigne prédéterminée. Le réseau électrique 100 est bien adapté à des avions où les charges électriques se trouvent essentiellement dans la cabine. La localisation du PDR 108 dans la cabine permet de compenser les variations et chutes de tension dans les lignes électriques 104 entre le générateur électrique 102 situé au niveau du moteur et la cabine. En effet, les lignes électriques 104 qui raccordent le générateur électrique 102 à la cabine ont typiquement une longueur de plusieurs mètres, voire même de plusieurs dizaines de mètres. Toutefois, dans les nouvelles générations d’aéronefs, le nombre de charges électriques et donc le besoin total en puissance électrique embarquée ne cessent d’augmenter. Notamment, les moteurs de ces aéronefs intègrent de plus en plus de charges électriques locales avec une consommation significative (par exemple de l’ordre de plusieurs dizaines de kW). Il n’est pas judicieux de continuer à alimenter ce nombre croissant de charges locales 106a à partir du PDR cabine 108 car cela entraîne une multiplication des lignes électriques 104. Résumé Un but de la présente divulgation est de répondre aux problématiques mentionnées ci-dessus. Il s’agit notamment de proposer une nouvelle architecture de réseau électrique pour aéronefs qui permette d’alimenter facilement et de façon fiable un grand nombre de charges électriques, tout en limitant la taille et la masse des câblages. En outre, il serait intéressant de disposer d’un réseau de génération et de distribution électriques pour aéronefs qui fournisse deux tensions d’alimentation différentes, par exemple une tension basse adaptée à certains types de charges électriques et une tension haute adaptée à d’autres types de charges électriques. Selon la présente divulgation, ces buts sont atteints avec un réseau de génération et de distribution électriques pour aéronefs tel que défini au § [0001], qui est caractérisé par un deuxième ensemble de génération d’un courant électrique continu à une deuxième tension de sortie, ce deuxième ensemble comportant une deuxième paire de bornes de sortie qui fournit la deuxième tension de sortie et qui est reliée à l’ensemble de lignes électriques pour distribuer le courant continu généré à des charges électriques de l’aéronef, en ce que les premier et deuxième ensembles de génération de courant sont branchés en série pour fournir une troisième tension de sortie qui est la somme des première et deuxième tensions de sortie, en ce que l’ensemble de lignes électriques comporte un deuxième point de régulation différent et éloigné du premier point de régulation, ce deuxième point étant défini par deux bornes de l’ensemble de lignes électriques de potentiels électriques différents, et par un organe de régulation de la tension électrique entre les deux bornes du deuxième point de régulation, l’organe de régulation étant apte à ajuster la deuxième tension de sortie de manière à maintenir la tension électrique entre les deux bornes à une deuxième valeur constante prédéterminée. Grâce à ses deux générateurs électriques branchés en série, le réseau électrique selon la présente divulgation est capable de fournir deux tensions d’alimentation différentes. De plus, la présence de deux PDRs sur le réseau électrique, qui sont situés à des emplacements différents et éloignés, permet de fournir localement une tension électrique de bonne constance à deux groupes éloignés de charges électriques. Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre, indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - la première valeur constante prédéterminée est supérieure à la deuxième valeur constante prédéterminée, et fait notamment le double de la deuxième valeur constante prédéterminée ; - les deux bornes de chaque point de régulation sont des points de branchement de charges électriques ; - l’une des deux bornes du premier point de régulation est reliée par une ligne électrique à l’une des deux bornes de sortie du premier ensemble de génération de courant, et l’autre des deux bornes du premier point de régulation est reliée par une ligne électrique à l’une des deux bornes de sortie du deuxième ensemble de génération de courant ; - les deux bornes du deuxième point de régulation sont respectivement reliées par une ligne électrique à l’une et l’autre des deux bornes de sortie du deuxième ensemble de génération de courant ; - l’une des deux bornes du premier point de régulation est située sur la même ligne électrique que l’une des deux bornes du deuxième point de régulation ; - l’une des deux bornes du deuxième point de régulation est située sur une ligne électrique différente de celles sur lesquelles sont situées les deux bornes du premier point de régulation ; - chaque ensemble de génération de courant comprend deux étages consécutifs, à savoir une étoile stator d’une machine électrique synchrone triphasée à aimants permanents ou à rotor bobiné, suivie d’un redresseur actif ou passif ; - un troisième et un quatrième ensembles de génération de courant branchés en série, la première série, constituée par les premier et deuxième ensembles de génération de courant, et la deuxième série, constituée par les troisième et quatrième ensemble de génération de courant, étant branchées en parallèle ; - une masse électrique, et la ligne électrique qui relie en série les premier et deuxième ensembles de génération de courant est mise à ladite masse électrique ; - la première paire de bornes de sortie est un point de branchement de charges électriques. La présente divulgation concerne également un aéronef comprenant un réseau électrique tel que défini ci-dessus, dans lequel le premier point de régulation est situé dans la cabine de l’aéronef, tandis que le deuxième point de régulation est situé hors de la cabine au niveau d’un moteur de l’aéronef. De préférence, la masse électrique du réseau électrique est reliée au châssis de l’aéronef. D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 montre un réseau électrique pour aéronef selon l’état de la technique. Fig. 2 montre un réseau électrique pour aéronef selon un premier mode de réalisation. Fig. 3 montre un réseau électrique pour aéronef selon un deuxième mode de réalisation. Fig. 4 montre un réseau électrique pour aéronef selon un troisième mode de réalisation. Réseau (200) de génération et de distribution électriques à courant continu pour aéronefs, le réseau comprenant : un premier ensemble (202) de génération d’un courant électrique continu (I) à une première tension de sortie (Udc1), ce premier ensemble (202) comportant une première paire de bornes de sortie (212) qui fournit la première tension de sortie (Udc1) ; un ensemble de lignes électriques (204) relié au premier ensemble de génération de courant (202) pour distribuer le courant continu généré (I) à des charges électriques (206b, 206c) de l’aéronef, l’ensemble de lignes électriques (204) comportant un premier point de régulation (208), ce premier point étant défini par deux bornes (P1, P2) de l’ensemble de lignes électriques (204) de potentiels électriques différents ; et un organe (210) de régulation de la tension électrique (Uc1) entre les deux bornes (P1, P2) du premier point de régulation (208), l’organe de régulation (210) étant apte à ajuster la première tension de sortie (Udc1) de manière à maintenir la tension électrique (Uc1) entre les deux bornes (P1, P2) à une première valeur constante prédéterminée, caractérisé par un deuxième ensemble (203) de génération d’un courant électrique continu (J) à une deuxième tension de sortie (Udc2), ce deuxième ensemble (203) comportant une deuxième paire de bornes de sortie (214) qui fournit la deuxième tension de sortie (Udc2) et qui est reliée à l’ensemble de lignes électriques (204) pour distribuer le courant continu généré (J) à des charges électriques (206a, 206b) de l’aéronef ; en ce que les premier (202) et deuxième (203) ensembles de génération de courant sont branchés en série pour fournir une troisième tension de sortie (Udc3) qui est la somme des première (Udc1) et deuxième (Udc2) tensions de sortie ; en ce que l’ensemble de lignes électriques (204) comporte un deuxième point de régulation (220) différent et éloigné du premier point de régulation (208), ce deuxième point (220) étant défini par deux bornes (Q1, Q2) de l’ensemble de lignes électriques (204) de potentiels électriques différents ; et par un organe (211) de régulation de la tension électrique (Uc2) entre les deux bornes (Q1, Q2) du deuxième point de régulation (220), l’organe de régulation (211) étant apte à ajuster la deuxième tension de sortie (Udc2) de manière à maintenir la tension électrique (Uc2) entre les deux bornes (Q1, Q2) à une deuxième valeur constante prédéterminée. Réseau (200) selon la revendication 1, dans lequel la première valeur constante prédéterminée est supérieure à la deuxième valeur constante prédéterminée, et fait notamment le double de la deuxième valeur constante prédéterminée. Réseau (200) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deux bornes (P1, P2 ; Q1, Q2) de chaque point de régulation (208, 220) sont des points de branchement de charges électriques (206a, 206b). Réseau (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une (P1) des deux bornes du premier point de régulation (208) est reliée par une ligne électrique (204) à l’une (212) des deux bornes de sortie du premier ensemble de génération de courant (202), et l’autre (P2) des deux bornes du premier point de régulation (208) est reliée par une ligne électrique (204) à l’une (214) des deux bornes de sortie du deuxième ensemble de génération de courant (203). Réseau (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les deux bornes (Q1, Q2) du deuxième point de régulation (220) sont respectivement reliées par une ligne électrique (204) à l’une et l’autre des deux bornes de sortie (214) du deuxième ensemble de génération de courant (203). Réseau (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une (P2) des deux bornes du premier point de régulation (208) est située sur la même ligne électrique (204) que l’une (Q2) des deux bornes du deuxième point de régulation (220). Réseau (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’une (Q1) des deux bornes du deuxième point de régulation (220) est située sur une ligne électrique (204) différente de celles sur lesquelles sont situées les deux bornes (P1, P2) du premier point de régulation (208). Réseau (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque ensemble de génération de courant (202, 203) comprend deux étages consécutifs, à savoir une étoile stator (216) d’une machine électrique synchrone triphasée à aimants permanents ou à rotor bobiné, suivie d’un redresseur actif (218) ou passif. Réseau (300) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un troisième (322) et un quatrième (324) ensembles de génération de courant branchés en série, la première série (G1), constituée par les premier (302) et deuxième (303) ensembles de génération de courant, et la deuxième série (G2), constituée par les troisième (322) et quatrième (324) ensemble de génération de courant, étant branchées en parallèle. Réseau (400) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une masse électrique (426), et dans lequel la ligne électrique (404) qui relie en série les premier (402) et deuxième (403) ensembles de génération de courant est mise à ladite masse électrique (426). Réseau (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première paire de bornes de sortie (212) est un point de branchement de charges électriques (206c). Aéronef comprenant un réseau électrique (200) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier point de régulation (208) est situé dans la cabine de l’aéronef, tandis que le deuxième point de régulation (220) est situé hors de la cabine au niveau d’un moteur de l’aéronef. Aéronef selon la revendication 12 comprenant un réseau électrique (400) selon la revendication 10, dans lequel la masse électrique (426) est reliée au châssis de l’aéronef.