INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le régulateur 13 comprend également un module de sécurité 15. Ce module permet par exemple de détecter une surtension de la tension d’alimentation du réseau de bord 2 provoqué par une défaillance du module de régulation 18. Le module de sécurité 15 est, dans cet exemple, distinct du module de régulation 18. Ce module de sécurité 15 est par exemple un circuit intégré tel qu’un ASIC.
Le module de sécurité 15 comprend une unité de veille 41 agencée pour surveiller l’activité du module de régulation 18 et pour déterminer si certaines fonctions du module de sécurité peuvent être désactivées ou non afin de réduire la consommation électrique du module de sécurité et donc du régulateur. Ainsi, le module de sécurité 15 comprend un module de commande 36 présentant un mode actif dans lequel ledit module de commande est alimenté électriquement et peut réaliser ses fonctions et un mode de repos dans lequel ledit module n’est pas alimenté électriquement et ne réalise pas ses fonctions temporairement.
L’unité de veille 41 est connectée électriquement au module de régulation 18 afin de surveiller l’activité dudit module et pouvoir décider dans quel mode doit se trouver l’unité de commande 36 du module de sécurité 15. Le fonctionnement détaillé de l’unité de veille 41 sera expliqué ci-après en référence à la .
La illustre plus en détail un exemple de composition de ces modules 18, 15 ainsi qu’une des fonctions possibles du module de sécurité.
- le contrôleur comprend un premier filtre fréquentiel ;
- premier filtre fréquentiel reçoit en entrée la consommation électrique courante, la consigne de contrôle de la première source électrique correspond au produit d’une sortie du premier filtre fréquentiel par un coefficient fonction du ratio de répartition cible et la consigne de contrôle de la deuxième source électrique correspond à une différence entre la consommation électrique courante et la consigne de contrôle de la première source électrique ;
- le premier filtre fréquentiel reçoit en entrée le produit de la consommation électrique courante par un coefficient fonction du ratio de répartition cible, la consigne de contrôle de la première source électrique correspond à une sortie du premier filtre fréquentiel et la consigne de contrôle de la deuxième source électrique correspond à une différence entre la consommation électrique courante et la consigne de contrôle de la première source électrique ;
- le contrôleur comprend au moins deux filtres fréquentiels et le contrôleur est configuré de telle façon que la consigne de contrôle de la première source électrique correspond au produit de la consommation électrique courante par un coefficient fonction du ratio de répartition cible, multiplié par le produit de fonctions de transfert des différents filtres fréquentiels et, la consigne de contrôle de la deuxième source électrique correspond à une différence entre la consommation électrique courante et la consigne de contrôle de la première source électrique ;
- le contrôleur comprend deux filtres fréquentiels, à savoir ledit premier filtre fréquentiel et un deuxième filtre fréquentiel, le premier filtre fréquentiel reçoit en entrée la consommation électrique courante, le deuxième filtre fréquentiel reçoit en entrée le produit d’une sortie du premier filtre fréquentiel par le coefficient fonction du ratio de répartition cible et la consigne de contrôle de la première source électrique correspond à une sortie du deuxième filtre fréquentiel ;
- le contrôleur comprend deux filtres fréquentiels, à savoir ledit premier filtre fréquentiel et un deuxième filtre fréquentiel, le premier filtre fréquentiel reçoit en entrée la consommation électrique courante, le deuxième filtre fréquentiel reçoit en entrée une sortie du premier filtre fréquentiel et la consigne de contrôle de la première source électrique correspond au produit d’une sortie du deuxième filtre fréquentiel par le coefficient fonction du ratio de répartition cible ;
- le contrôleur comprend deux filtres fréquentiels, à savoir ledit premier filtre fréquentiel et un deuxième filtre fréquentiel, le premier filtre fréquentiel reçoit en entrée le produit de la consommation électrique courante par le coefficient fonction du ratio de répartition cible, le deuxième filtre fréquentiel reçoit en entrée une sortie du premier filtre fréquentiel et la consigne de contrôle de la première source électrique correspond à une sortie du deuxième filtre fréquentiel ;
- chacun des filtres fréquentiels comprend au moins un filtre passe-bas ;
- l’information de consommation électrique courante consommée par l’ensemble de charges électriques correspond à une information de puissance électrique courante consommée par l’ensemble de charges électriques ou à une information de courant électrique courant consommé par l’ensemble de charges électriques ;
- la première source électrique et la deuxième source électrique correspondent l’une à un générateur électrique couplé mécaniquement à un arbre d’un étage haute pression d’un moteur de propulsion de l’aéronef et l’autre à un générateur électrique couplé mécaniquement à un arbre d’un étage basse pression d’un moteur de propulsion de l’aéronef ;
- la première source électrique correspond à un générateur électrique couplé mécaniquement à un moteur de propulsion de l’aéronef et la deuxième source électrique correspond à une batterie électrique ou à une super-capacité ;
- la première source électrique correspond à une pile à combustible et la deuxième source électrique correspond à une batterie électrique ou à une super-capacité.
L’invention est également relative à un aéronef comprenant un tel système d’alimentation électrique.
La illustre un aéronef équipé d’un système d’alimentation électrique conforme à un mode de réalisation de l’invention.
La illustre de façon schématique un système d’alimentation électrique d’un aéronef conforme à un mode de réalisation de l’invention.
Crans au rotor Le rotor peut comporter une masse rotorique formée d’un empilement de tôles, notamment de tôles chacune d’un seul tenant, au moins l’une des tôles de la masse rotorique comportant une pluralité de crans à la surface de la masse rotorique faisant face à l’entrefer.
Les crans du rotor peuvent être tous identiques ou différents. Ils peuvent différer par exemple par leur taille et/ou par leur forme. Les crans du rotor peuvent être ménagés face à l’entrefer, à la surface du rotor ou légèrement enterrés.
Les crans du rotor peuvent être identiques ou différents des crans du stator.
Au moins un cran du rotor peut avoir une forme, dans le plan de la tôle, choisie dans la liste suivante, qui n’est pas limitative : partiellement circulaire, semi-circulaire, oblongue, partiellement en ellipse, polygonale, carrée, rectangulaire, rectangulaire avec ou sans des coins arrondis, triangulaire, en trapèze, en queue d’aronde, en forme de V ou de W.
Dans le cas où le cran comporte une portion partiellement circulaire, par exemple semi-circulaire, son rayon de courbure peut être compris entre 0,1 et 4 mm, mieux entre 0,36 et 3 mm, voire entre 0,63 et 2 mm, étant par exemple de l’ordre de 0,36 mm ou de 0,4 mm ou de 0,6 mm ou de 0,63 mm ou de 0,8 mm ou de 0,9 mm ou de 1 mm ou de 1,2 mm ou de 1,26 mm ou de 1,4 mm ou de 1,6 mm ou de 1,8 mm.
Le rayon de courbure d’un coin arrondi peut être inférieur à la moitié de la largeur a d’un cran, mesurée circonférentiellement dans le plan de la tôle. Le rayon de courbure d’un coin arrondi peut être inférieur ou égale au minimum de la moitié de la largeur ar d’un cran et de sa profondeur br, mesurée radialement dans le plan de la tôle, à savoir min (br, ar/2).
Au moins un cran du rotor peut comporter une portion partiellement circulaire, voire semi-circulaire, son rayon de courbure R étant compris entre 0,4 e et 8 e, mieux entre 0,7 e et 4 e, étant par exemple de l’ordre de e, où e désigne la largeur de l’entrefer de la machine comportant le stator.
Au moins un cran du rotor peut avoir une profondeur br, mesurée radialement dans le plan de la tôle, inférieure à sa largeur ar, mesurée circonférentiellement dans le plan de la tôle.
En variante, la profondeur, mesurée radialement dans le plan de la tôle, peut être supérieure à la largeur du cran du rotor, mesurée circonférentiellement dans le plan de la tôle.
La largeur ar des crans du rotor peut être comprise dans l’intervalle [0 ; 5 a] où a est la largeur des crans au stator. La profondeur br des crans au rotor peut être comprise dans l’intervalle [0 ;5 b], où b est la profondeur des crans au stator.
Les crans des tôles d’un premier paquet de la masse rotorique peuvent être décalés angulairement par rapport aux crans des tôles d’un deuxième paquet de la masse rotorique.
La masse statorique peut comporter au moins deux paquets de tôles, voire au moins trois ou quatre paquets. Elle peut par exemple comporter deux, trois ou quatre paquets de tôles. Les premier et deuxième paquets de tôles peuvent être consécutifs.
Les tôles d’un paquet de tôles du rotor peuvent être toutes identiques entre elles.
Les tôles de chaque paquet de tôles du rotor peuvent être identiques entre tôles dudit paquet.
Les tôles de deux paquets différents peuvent être identiques entre elles, étant décalées angulairement ou étant retournées afin d’obtenir le décalage angulaire des crans. Les tôles de deux paquets différents peuvent être identiques entre elles, n’étant pas retournées. Les deux paquets avec des tôles identiques peuvent être consécutifs ou non. Ils peuvent par exemple être séparés par un paquet de tôles ayant des tôles différentes.
Par ‘tôles identiques’, on entend principalement que lesdites tôles sont identiques par la position du ou des crans.
A partir du système (3), on remarque que les courants liés au stator contiennent l’information de la position du rotor.
On procède alors à la définition d’une matrice de transformation suivante :
Avec est la position estimée décalée d’un angle de radians.
On procède alors à la transformation (4) des deux courants statoriques par la matrice de transformation et nous obtenons le nouveau système d’équations suivant :
Ces deux courants déphasés sont récrits en fonction uniquement de l’erreur d’estimation de la position ( ), ce qui explique le besoin ultérieur d’utiliser des algorithmes de poursuite pour minimiser cette séquence afin de récupérer la position du rotor .
On procède alors ensuite à une étape de calcul 13 de l’erreur d’estimation de la position du rotor.
Pour obtenir l’erreur d’estimation de la position du rotor , nous calculons les deux différences ( ) et ( ) des deux équations (6) et (7) comme montré par le système d’équation suivant :
Où est le courant de référence de l’axe d.
Ainsi on détermine deux nouveaux termes d’erreur d’estimation de la position, que nous appellerons par la suite variables intermédiaires de l’erreur d’estimation , ou plus simplement variable intermédiaires , en fonction de la différence entre les deux courants du repère tournant et du courant i * d de référence.
Ensuite, nous écrivons pour ; en fonction des courants dans le repère de Park , et l’erreur d’estimation de la position , comme suit :
Comme les variables intermédiaires peuvent être calculées à partir des courant mesurés, et en supposant que la commande assure le suivie du courant vers sa référence , nous obtenons :
Et par l’utilisation des règles trigonométriques, l’équation (10) peut être réécrite sous la forme suivante :
Donc, les variables intermédiaires peuvent-être approximées en fonction de l’erreur d’estimation de la position, de la manière suivante :
En considérant que le terme en quadratique est beaucoup plus petit par rapport au terme linéaire, peut-être réécrit sous la forme suivante :
Il est clair que le couple électromagnétique et le courant ont des comportements similaires. Dans le cas où le couple est positif, le courant sera positif, autrement, le courant sera négatif.
Le module de régulation 18 permet ici de contrôler le courant d'excitation Iexc circulant dans l'enroulement d'excitation 12 en fonction d'une différence entre une tension de consigne U0 et la tension d’alimentation Ubat, fournie par les phases 8 après redressement, au réseau de bord 2, auquel est connecté une batterie 10 du véhicule et diverses charges 11.
Le module de régulation 18 comporte dans cet exemple une boucle de régulation 14, un pont diviseur de tension 50 d'adaptation de la tension de régulation Ubat au niveau de tension requis par la boucle de régulation 14; un soustracteur 51 générant la différence entre la tension de consigne U0 fournie par une mémoire 52 et la tension de régulation Ubat, un premier composant électronique de commutation 53 de type MOSFET contrôlant le courant d'excitation Iexc commandé par un signal modulé en largeur d'impulsion (MLI), de rapport cyclique variable en fonction d'un résultat du soustracteur 51 généré par la boucle de régulation 14. Le premier composant électronique de commutation 53 est ainsi commandé par un signal de commutation Sc. Le premier composant électronique de commutation 53 émet un signal de régulation, en fonction du signal de commutation Sc, qui crée le courant d’excitation Iext dans l’enroulement 12. Le module de régulation 18 peut également comporter une première diode de roue libre dans laquelle circule le courant démagnétisant du rotor quand le premier composant électronique de commutation 53 est ouvert.
Le module de régulation 18 est relié, notamment via des traces du porte-balais, à une masse 21 du réseau de bord 2 au moyen d'une première borne de masse 22 par l'intermédiaire d'une prise de régulation négative 23, à une ligne positive 24 du réseau de bord 2 au moyen d'une première borne d'alimentation 25 par l'intermédiaire d'une prise de régulation positive 26, ainsi qu’à une première borne d'excitation 27 connectée à l’enroulement 12 du rotor.
La prise de régulation positive 26 et la prise de régulation négative 23 du régulateur sont reliées respectivement par des connexions câblées à une première borne positive 28 de l'alternateur 1 et à une seconde borne négative 29 de l'alternateur 1, généralement la masse.
La première borne d'alimentation 25 est également la borne de mesure sur laquelle est prélevée la tension d’alimentation Ubat au moyen du pont diviseur de tension 50.
En cas de défaillance du module de régulation 18, par exemple quand le premier composant électronique à commutation 53 reste bloqué à l’état passant, l’enroulement 12 du rotor est alimenté de façon permanente via la première borne d'alimentation 25 et la première borne d'excitation 27. La fonction de régulation n’est plus assurée et une surtension est générée sur le réseau de bord 2.
Afin d’éviter cette surtension sur le réseau de bord 2, le régulateur 13 comprend le module de sécurité 15. Le module de sécurité 15 est alimenté entre une seconde borne d'alimentation 34 destinée à être reliée à la ligne positive 24 du réseau de bord 2, et une seconde borne de masse 35 destinée à être reliée à la masse 21. Ce module de sécurité 15 comprend un deuxième composant électronique de commutation 31 notamment de type transistor MOSFET.
Le module de sécurité 15 est dans cet exemple relié en série avec le module de régulation 18 et l’enroulement 12. Par exemple, l’enroulement 12 est monté entre deux branches d’une architecture de type pont en H. Une première branche de ce pont en H comprend le premier composant électronique de commutation 53 et la première diode de roue libre du module de régulation 18. Une seconde branche de ce pont en H comprend le deuxième composant électronique de commutation 31 et une seconde diode de roue libre 37 du module de sécurité 15. Le deuxième composant électronique de commutation 31 est ici connecté selon un montage dit « low side », en anglais, entre la borne de masse 35 et une borne d’excitation 33. La borne d’excitation 33 est située en un point milieu de la seconde branche. La diode de roue libre 37 est connectée entre la borne d’excitation 33 et la borne d’alimentation 34 de manière à faire circuler le courant démagnétisant du rotor quand le deuxième composant électronique 31 est bloqué. Les deux extrémités de l’enroulement 12 du rotor sont reliées respectivement aux bornes d’excitation 27 et 33, notamment à travers des balais respectifs du porte-balais.
Dans cet exemple, le deuxième composant électronique 31 est connecté en série avec l'enroulement 12 et la première borne d’excitation 27 du module de régulation 18 de manière à couper le courant d'excitation Iexc quand un module de commande 36 détecte une surtension sur la seconde borne d'alimentation 34 par rapport à la seconde borne de masse 35.
Dans le cas d’un fonctionnement sans défaillance du module de régulation 18, le deuxième composant électronique 31 reste à l’état passant. Le courant magnétisant le rotor en provenance de la batterie 10 circule via le premier composant électronique 53, puis le second composant électronique 31. Quand le premier composant électronique 53 est bloqué pendant les états bas du signal de commutation Sc, les première et seconde diodes de roue libre 37 laissent circuler le courant de démagnétisation.
Dans le cas d’une défaillance du module de régulation 18, le premier composant électronique 53 peut rester commuté dans l’état passant (exemple d’un mode de défaillance possible). Le module de sécurité 15 détecte alors une surtension sur le réseau de bord 2 et coupe le courant d'excitation Iexc en bloquant le deuxième composant électronique 31. La démagnétisation s’effectue alors par la seconde diode de roue libre 37. La surtension est détectée lorsque la tension d’alimentation Ubat atteint une valeur de tension maximale admissible par le réseau de bord 2. La tension d’alimentation Ubat diminue lorsque l’excitation de l’enroulement 12 est coupée.
Le module de sécurité 15 comprend ainsi un module de commande 36 agencé pour commander les fonctions de sécurité dudit module de sécurité. Le module de sécurité comprend, en outre, une unité de veille 41 agencée pour transmettre un signal de changement de mode Sm au module de commande 36. Le signal de changement de mode Sm permet de basculer le module de commande 36 depuis un mode actif vers un mode de repos ou depuis le mode de repos vers le mode actif. L’unité de veille 41 est distincte du module de commande 36.
Dans cet exemple, l’unité de veille 41 est agencée pour surveiller l’état du signal de commutation Sc transmis au premier composant électronique de commutation 53 du module de régulation 18. Ainsi lorsqu’une tension de découpage, telle qu’illustrée sur la , est détectée en sortie du module de régulation 18, l’unité de veille fait basculer le module de commande 36 du mode de repos vers le mode actif.
Le fonctionnement de l’unité de veille 41 va maintenant être décrit en référence aux courbes de la . Dans cet exemple, le signal de changement de mode Sm est de type binaire. Par exemple, ledit signal Sm est égal à 0 lorsque le module de commande 36 est dans le mode de repos et est égal à 1 lorsque le module de commande est dans le mode actif. Lorsque le signal de commutation Sc est inactif, c’est-à-dire lorsque le premier composant électronique de commutation 53 est à l’état bloqué et que le courant d’excitation Iext est nul, l’unité de veille 41 émet un signal de changement de mode Sm égal à 0. Lorsque le signal de commutation Sc présente une tension de découpage, c’est-à-dire lorsque le premier composant électronique 53 passe à l’état passant, l’unité de veille 41 émet un signal de changement de mode Sm égal à 1. Comme illustré ici, l’unité de veille 41 va attendre de détecter un signal de commutation Sc présentant une tension de découpage pendant une supérieure ou égale à une durée déterminée T5 avant de basculer son signal de changement de mode de l’état 0 vers l’état 1 afin d’éviter une fausse détection de l’activation du signal de commutation Sc. Le signal de changement de mode Sm passe alors de l’état 0 vers l’état 1 ce qui permet de passer le module de commande 36 du mode de repos au mode actif.
A l’inverse, lorsque le signal de commutation Sc ne présente plus de tension de découpage, c’est-à-dire lorsque le premier composant électronique 53 passe à l’état bloqué pendant une durée supérieure ou égale à une durée T6 déterminée afin d’éviter une fausse détection de l’activation du signal de commutation Sc, l’unité de veille 41 émet un signal de changement de mode Sm égal à 0. Le signal de changement de mode Sm passe alors de l’état 1 vers l’état 0 ce qui permet de passer le module de commande 36 du mode actif au mode de repos.
Quel que soit l’état du signal de commutation Sc ou du module de commande 36, l’unité de veille 41 est alimentée électriquement entre la seconde borne d'alimentation 34 et la seconde borne de masse 35. Dans le mode actif, le module de commande 36 est également alimenté entre la seconde borne d'alimentation 34 et la seconde borne de masse 35. Dans le mode de repos, l’alimentation électrique dudit module de commande 36 est coupée afin de réduire la consommation électrique du module de sécurité.
Le vase sanitaire (17) approvisionne la réserve d’eau chaude (20) en priorité avant d’utiliser le réseau principal d’eau froide. Puisque le réseau principal d’eau froide est à une pression inférieure que celle de la réserve (17).
Module de régulation centralisé pour un dispositif de distribution d’eau chaude sanitaire. Le module de régulation centralisé selon l’invention a pour fonction de réguler une pression standard (par exemple 3 bars) aux points de puisage dans un dispositif de distribution d’eau chaude sanitaire domestique, notamment dans les dispositifs tels que décrits dans le brevet européen EP3472394.
Dans l’art antérieur, tel que le montre la , qui est l’état de l’art le plus proche, l’ordre des éléments a donc une importance primordiale, qui doit être le suivant : La source d’eau chaude (20) => la pompe (2) => le tuyau de petite section (5.2) => le régulateur de pression (9) => le robinet (41). En toute logique, l’homme du métier, pour obtenir une pression de service standard au robinet (41), positionne le régulateur de pression (9) directement en amont du robinet (41). Car s’il le plaçait à un autre endroit sur le circuit, les pertes de charges importantes dans le tuyau de petite section (5.2), qui sont variables en fonction de la demande de l’utilisateur, empêcheraient une régulation correcte aux robinets (41).
Selon l’invention, schématisée sur la , le(s) module(s) de régulation (91), permettant de réguler une pression standard au(x) robinet(s) (41) (exemple 3 bars), est (sont) placé(s) à proximité de la pompe directement en amont du (des) tuyau(x) de petite section (5.2).
L’invention concerne également, le module de régulation (91) qui a été développé spécifiquement pour cette application. Sa fonction n’est pas de réguler directement une pression, mais de réguler un débit dans le tuyau de petite section (5.2), en fonction de la pression au robinet (41).
Pour ce faire, il convient que l’information de pression en amont du robinet soit transmise au module de régulation. Mais compte tenu des fortes variations de pression dans le tuyau de petite section, il est exclu qu’elle passe par ce canal. Il convient alors de transmettre l’information par un autre moyen, matérialisé par un tuyau de commande (5.1) sur les figures 1, 2 et 4. Cette information (non détaillée dans ce descriptif) pourrait aussi utiliser un canal : hertzien, mécanique ou électrique.
L’ordre des éléments selon l’invention devient donc le suivant : La source d’eau chaude (20) => la pompe (2) => le module de régulation (91) => le tuyau de petite section (5.2) & le tuyau de commande (5.1) => le robinet (41)
Nota : Le réglage du régulateur doit selon l’invention tenir compte de la pression ou de la dépression exercé par de la colonne d’eau, dans le cas où le robinet n’est pas situé au même niveau que ce dernier (approximativement plus ou moins un bar tous les 10 mètres).
Ce nouvel arrangement apporte de nombreux avantages, à savoir :