Brevet FR3134262A1 — publié le 20231006

La présente invention concerne une électronique de commande, de préférence pour un actionneur électromécanique, de préférence destinée à être utilisée dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef, l'électronique de commande pouvant relier ou reliant un moteur électrique, de préférence de l'actionneur électromécanique, à un circuit électrique ou électronique charge et/ou l'électronique de commande pouvant désactiver ou désactivant un convertisseur DC/DC alimentant électriquement le moteur électrique, et un actionneur électromécanique et un procédé d'amortissement du mouvement d'un actionneur électromécanique. : Electronique de commande, actionneur électromécanique, aéronef et procédé pour amortir le mouvement d'un actionneur électromécanique La présente invention concerne une électronique de commande, de préférence pour un actionneur électromécanique, de préférence pour une utilisation dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef, et un actionneur électromécanique, ainsi qu’un aéronef et un procédé pour amortir le mouvement d'un actionneur électromécanique. Dans les aéronefs de l'état de la technique, les actionneurs des systèmes de commande de vol primaires sont utilisés exclusivement au moyen d'actionneurs hydrauliques commandés ou alimentés soit directement, soit par des technologies d'actionneurs électrohydrauliques (EHA). Ces actionneurs hydrauliques des systèmes de commande de vol primaires amortissent également hydrauliquement, par exemple, pour empêcher le flottement libre ou le mouvement involontaire des gouvernes de vol. La fonction d'amortissement est ici mise en œuvre par exemple au moyen d'une dérivation hydraulique, comme cela est décrit par exemple dans US 10 465 832 B2. Dans les actionneurs électromécaniques, il existe différentes approches pour permettre ce type d'amortissement. Une approche consiste à court-circuiter les phases du moteur au moyen d'un relais ou d'un interrupteur électronique. US 2020/0059172 A1 décrit l'amortissement d'un moteur en court-circuitant les phases du moteur. Alternativement, des éléments d'amortissement supplémentaires tels que des freins à courants de Foucault ou des systèmes hydrauliques sont utilisés. Des éléments amortisseurs, tels que les freins à courants de Foucault, sont largement utilisés dans l'industrie. Cependant, ceux-ci présentent des inconvénients importants pour une utilisation dans les aéronefs. L'utilisation dans un système de commande de vol primaire et les conditions de température et de vibration qui en résultent, ont un effet néfaste, par exemple, sur les freins à courants de Foucault. La réalisation au moyen d’un court-circuit des phases du moteur est déjà utilisée dans les aéronefs, mais cela ne fonctionne que pour les systèmes à haute tension. Le court-circuit au moyen d’un relais présente l'inconvénient d'une courte durée de vie du relais, en particulier lors d’une utilisation dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef. Les actionneurs électromécaniques, par exemple pour les aéronefs de nouvelle génération, ont également besoin d’une fonction d'amortissement. Les actionneurs électromécaniques en aéronautique pour les commandes de vol nécessitent un élément amortisseur pour limiter la vitesse de fonctionnement de l'actionneur à un niveau acceptable en cas de dysfonctionnement ou de perte de tension d'alimentation. Dans ce contexte, le but de la présente invention est de mettre à disposition une fonction d'amortissement pour un actionneur électromécanique, de préférence pour son utilisation dans un aéronef. Ce but est atteint par l'objet ayant les caractéristiques de la revendication indépendante 1 et par le procédé selon la revendication 6. Des modes de réalisation avantageux de l'invention font l'objet des revendications dépendantes. Ainsi, il est prévu selon l'invention que l'électronique de commande puisse relier ou relie un moteur électrique, de préférence de l'actionneur électromécanique, à une charge électrique ou électronique et/ou que l'électronique de commande puisse désactiver ou désactive un convertisseur DC/DC qui fournit de l'énergie électrique au moteur électrique. Il est envisageable que l'électronique de commande puisse relier ou relie les phases d'un moteur électrique à la charge électrique ou électronique. En d'autres termes, cela met en œuvre de préférence une fonction d'amortissement dans un actionneur électromécanique pour un système de commande de vol primaire. Par exemple, une architecture d'amortissement électrique est prévue pour un actionneur électromécanique fonctionnant sous 28 V DC. En d'autres termes, par l'électronique de commande et la charge active connectée, dans le circuit DC, un effet similaire au court-circuit des phases d'un moteur électrique est obtenu. De préférence, l'association entre le convertisseur DC/DC ou bloc d'alimentation et l'électronique de commande est décrite par l'invention. En d'autres termes, l'électronique de commande peut également être appelée électronique d'activation. De préférence, il est prévu que l'électronique de commande comporte des moyens de détection pour détecter la contre-tension du moteur électrique ou que l'électronique de commande soit alimentée par la contre-tension du moteur électrique. Il est concevable que seule la contre-tension du moteur électrique ou aucune tension ne soit appliquée à l'électronique de commande. De préférence, par le terme tension, il faut comprendre tension continue. Il est ainsi concevable que l'électronique de commande soit activée lorsque le moteur électrique génère une contre-tension par sa rotation induite de l'extérieur, au moyen de laquelle l'électronique de commande est alimentée et donc activée. Il est également concevable que l'électronique de commande soit désactivée lorsque le moteur électrique n'est pas soumis à une rotation induite de l’extérieur et ne génère donc pas de contre-tension au moyen de laquelle l'électronique de commande est alimentée. Il est envisageable que l'électronique de commande puisse interrompre ou interrompt la connexion du moteur électrique à la charge électrique ou électronique et/ou que l'électronique de commande puisse activer ou active le convertisseur DC/DC qui alimente le moteur électrique en énergie électrique, lorsque le moteur électrique n'est pas soumis à une rotation induite de l'extérieur. Dans un mode de réalisation avantageux, il est prévu que l'électronique de commande soit activée ou puisse être activée en cas de panne électrique ou en cas de perte d'une tension d'alimentation. Ainsi, de préférence, la fonction d'amortissement doit être disponible en cas de panne électrique interne ou de perte de la tension d'alimentation. De préférence, la panne électrique ou électronique peut se produire dans tout l'aéronef, ou elle peut être limitée à l'actionneur électromécanique. De même, il est envisageable que tension d'alimentation signifie n'importe quelle tension d'alimentation dans l'aéronef ou uniquement la tension d'alimentation de l'actionneur électromécanique. Il est concevable que l'électronique de commande fasse partie d'un système basse tension. De préférence, l'amortissement est réalisé pour des actionneurs électromécaniques qui peuvent être utilisés pour des systèmes basse tension. Basse tension fait référence, par exemple, à la plage allant jusqu'à 1500 volts DC . L’électronique de commande peut faire partie d’un système de commande de moteur ou en être indépendante. L'invention concerne également un actionneur électromécanique destiné, de préférence, à être utilisé dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef ayant une électronique de commande selon l'invention. En outre, la présente invention concerne un aéronef, en particulier un aéronef avec un tel actionneur électromécanique ou avec l'électronique de commande selon l'invention. L'invention concerne également un procédé d'amortissement du mouvement d'un actionneur électromécanique selon l'invention, à moteur électrique, de préférence destiné à être utilisé dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef, comprenant les étapes suivantes : activer l'électronique de commande par une panne électrique et/ou par la perte d'une tension d'alimentation et/ou en alimentant l'électronique de commande avec une contre-tension générée par le moteur électrique ; commuter les phases du moteur électrique vers une charge électrique ou électronique et/ou désactiver un convertisseur DC/DC qui alimente le moteur électrique en énergie électrique. Un avantage de l'invention réside dans la réalisation d'un amortissement électronique, avec les composants électromécaniques existants et un bloc d'alimentation supplémentaire ou un convertisseur DC/DC, qui peut être utilisé dans l'application d'actionneurs électromécaniques pour les commandes de vol. Un autre avantage réside dans l'utilisation des composants électromécaniques existants pour réaliser un amortissement en combinaison avec un bloc d'alimentation ou un convertisseur DC/DC pour des actionneurs électromécaniques fonctionnant avec un réseau de bord 28V. À ce stade, il est à noter que les termes "un" et “une” ne font pas nécessairement référence à exactement l'un des éléments, bien qu'il s'agisse d'une version possible, mais qu’ils peuvent également désigner une pluralité des éléments. De même, l'usage du pluriel inclut également la présence de l'élément en question au singulier et, inversement, le singulier inclut également plusieurs des éléments en question. En outre, toutes les caractéristiques de l'invention décrites ici peuvent être revendiquées dans n'importe quelle combinaison ou isolément les unes des autres. D'autres avantages, caractéristiques et effets de la présente invention ressortiront de la description ci-après de modes de réalisation préférés en référence aux figures sur lesquelles des composants identiques ou similaires sont désignés par les mêmes signes de référence. Ce qui est montré est : un mode de réalisation d'un circuit avec une électronique de commande selon l'invention. un autre mode de réalisation d'un circuit avec une électronique de commande selon l' invention. La montre des composants avec lesquels une solution de l'exigence d'amortissement peut être mise en œuvre. La montre un convertisseur DC/DC 1 alimenté par une tension continue de 28 V, par exemple à partir du réseau de bord d'un aéronef, qui alimente une commande de moteur 2 avec une tension continue de 45 à 70 V. Le convertisseur DC/DC 1 fonctionne ainsi comme un bloc d'alimentation. Cette tension augmentée de 45 à 70 V permet de dimensionner le moteur électrique 3 avec des valeurs de contre-tension augmentées. De préférence, une électronique de commande selon l'invention est intégrée dans la commande de moteur 2. La commande de moteur 2 est connectée aux phases d'un moteur électrique 3, qui sont de préférence au nombre de trois, et commande le moteur électrique. L'électronique de commande présente dans la commande de moteur 2 commute le moteur électrique 3 sur une charge électrique lorsque le moteur électrique génère une certaine contre-tension. En fonctionnement normal, le convertisseur DC/DC 1 ou le bloc d'alimentation alimente l’électronique dite “motor control elektronik” ou l'électronique de commande 2 de l’entraînement ou du moteur électrique 3. Cependant, en cas de panne ou de perte de la tension d'alimentation, l'amortissement doit être activé. L'électronique de commande nécessite, de préférence, une tension minimale pour devenir opérationnelle. En raison de la conception modifiée, le moteur électrique 3 génère cette tension minimale à des vitesses déjà faibles. La montre un concept architectural possible d'un circuit avec une électronique de commande selon l'invention. La montre un convertisseur DC/DC 1 connecté électriquement à une électronique de commande 4 et un étage final 5. L'étage final 5 est relié aux trois phases du moteur électrique 3. En cas de panne, l'électronique de commande 4 désactive le convertisseur DC/DC 1 et connecte la charge électronique R à l’étage final 5 par l'interrupteur S. Activée par la vitesse minimale du moteur électrique 3, l'électronique de commande 4 commute les phases du moteur ou de l’étage final 5 sur une charge électronique R et assure ainsi le contre-couple requis. De préférence, une déconnexion de l'alimentation de bord est également mise en œuvre en désactivant le convertisseur DC/DC 1. Electronique de commande, de préférence pour un actionneur électromécanique, de préférence destinée à être utilisée dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef, caractérisée en ce que l'électronique de commande est configurée pour connecter un moteur électrique, de préférence de l'actionneur électromécanique, à une charge électrique ou électronique et/ ou en ce que l'électronique de commande est configurée pour désactiver un convertisseur DC/DC qui alimente en énergie électrique le moteur électrique. Electronique de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'électronique de commande comprend des moyens de détection pour détecter la contre-tension du moteur électrique. Electronique de commande selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'électronique de commande est alimentée par la contre-tension du moteur électrique. Electronique de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que seule la contre-tension du moteur électrique ou aucune tension n'est appliquée à l'électronique de commande. Electronique de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'électronique de commande peut être activée en cas de panne électrique ou en cas de perte d'une tension d'alimentation. Electronique de commande selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'électronique de commande fait partie d'un système basse tension. Actionneur électromécanique, de préférence destiné à être utilisé dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef, caractérisé en ce que l'actionneur électromécanique est formé avec une électronique de commande selon l'une des revendications précédentes. Aéronef comprenant un système de commande de vol primaire, caractérisé en ce que le système de commande de vol primaire est formé avec un actionneur électromécanique selon la revendication 7. Procédé d'amortissement du mouvement d'un actionneur électromécanique selon la revendication 7, comprenant un moteur électrique, de préférence destiné à être utilisé dans un système de commande de vol primaire d'un aéronef, comprenant les étapes suivantes : activer l'électronique de commande par une panne électrique et/ou par la perte d'une tension d'alimentation et/ou en alimentant l'électronique de commande avec une contre-tension générée par le moteur électrique ; commuter les phases du moteur électrique vers une charge électrique ou électronique et/ou désactiver un convertisseur DC/DC qui alimente le moteur électrique en énergie électrique.