Alimentación de energía eléctrica a una aeronave.

Procedimiento de generación de una tensión implementado mediante un módulo de generación (20) de una red eléctrica (1) de una aeronave,

comprendiendo dicha red eléctrica (1) una línea de alimentación (3) alimentada por dicho módulo de generación (20), un bus de continua (4) alimentado a partir de dicha línea de alimentación (3) por mediación de un rectificador (5), y al menos un actuador (9) eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua (4) por mediación de un ondulador (8),

comprendiendo el procedimiento de generación una etapa de suministro de una tensión alterna (VAC) en dicha línea de alimentación (3) en función de una consigna de tensión y de una tensión medida en dicha red eléctrica (1), estando caracterizado dicho procedimiento de generación por comprender una etapa de determinación de dicha consigna de tensión en función de un parámetro de funcionamiento (v9) de dicho actuador (9).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2012/050467.

Solicitante: HISPANO SUIZA.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 18 BOULEVARD LOUIS SEGUIN 92700 COLOMBES FRANCIA.

Inventor/es: VIEILLARD,Sébastien, DE WERGIFOSSE,ERIC, RAMBAUD,JULIEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02M5/458 ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformadores H01F; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P). › H02M 5/00 Transformación de una potencia de entrada en corriente alterna en una potencia de salida en corriente alterna, p. ej. para cambiar la tensión, para cambiar la frecuencia, para cambiar el número de fases. › utilizando solamente dispositivos semiconductores.

PDF original: ES-2542705_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Alimentación de energía eléctrica a una aeronave Antecedentes de la invención La invención se refiere a la alimentación de energía eléctrica a una red dedicada a un equipo de una aeronave.

Se conoce alimentar las redes eléctricas a bordo de una aeronave a partir de un generador embarcado. El generador es típicamente un generador unido al motor de propulsión de la aeronave o a un grupo auxiliar de potencia (APU por "Auxiliar y Power Unit") de turbina de gas.

Tal generador suele comprender una máquina eléctrica principal que se configura en generador eléctrico principal que funciona en modo síncrono tras el arranque y encendido de la turbomáquina asociada. La máquina eléctrica principal cuenta con un inductor rotórico y unos devanados estatóricos que suministran una energía eléctrica alterna a un bus trifásico de una red eléctrica de la aeronave.

La red dedicada comprende asimismo un equipo de alimentación en el que un bus de continua es alimentado a partir de la tensión alterna del bus trifásico, por mediación de un rectificador. El equipo de alimentación alimenta unos actuadores eléctricos trifásicos a partir de la tensión continua del bus de continua, por mediación de convertidores de potencia de tipo ondulador.

La tensión alterna del bus trifásico o la tensión continua del bus de continua se regula por medio de una unidad de regulación del generador o GCU ("Generator Control Unit") que alimenta con corriente continua un inductor estatórico de un excitador cuyos devanados rotóricos están unidos al inductor rotórico de la máquina eléctrica principal por intermedio de un rectificador giratorio. Típicamente, la unidad de regulación del generador hace variar la corriente continua de excitación en orden a mantener la tensión alterna del bus trifásico o la tensión continua del bus de continua igual a un valor de consigna constante.

La energía eléctrica necesaria para la alimentación del inductor del excitador puede ser suministrada por un generador eléctrico auxiliar tal como un generador síncrono de imanes permanentes, o puede estar derivada de la red eléctrica de a bordo de la aeronave.

En una red eléctrica de este tipo, los convertidores de potencia de tipo ondulador que alimentan los actuadores deben estar dimensionados para tener en cuenta los esfuerzos eléctricos y térmicos ligados a la potencia mecánica necesaria para el funcionamiento del actuador. Estos convertidores de potencia generalmente son equipos pesados y voluminosos.

El documento US 5.232.286 muestra un procedimiento de generación de tensión que se corresponde con el preámbulo de la reivindicación 1.

Objeto y sumario de la invención La invención pretende proporcionar un procedimiento y un módulo de generación, que permiten evitar al menos algunos de los inconvenientes de la citada técnica anterior.

A tal efecto, la invención propone un procedimiento de generación implementado mediante un módulo de generación de una red eléctrica de una aeronave, comprendiendo dicha red eléctrica una línea de alimentación alimentada por dicho módulo de generación, un bus de continua alimentado a partir de dicha línea de alimentación por mediación de un rectificador, y al menos un actuador eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua por mediación de un ondulador, comprendiendo el procedimiento de generación una etapa de suministro de una tensión alterna en dicha línea de alimentación en función de una consigna de tensión y de una tensión medida en dicha red eléctrica, estando caracterizado dicho procedimiento de generación por comprender una etapa de determinación de dicha consigna de tensión en función de un parámetro de funcionamiento de dicho actuador.

De este modo, merced a estas características, la tensión continua del bus de continua depende del parámetro de funcionamiento del actuador. Esto permite limitar el dimensionamiento del ondulador y/o reducir la disipación del ondulador.

De acuerdo con una forma de realización, la tensión medida es la tensión del bus de continua.

El parámetro de funcionamiento puede ser una velocidad de giro del actuador.

Correlativamente, la invención propone un módulo de generación para una red eléctrica de una aeronave, siendo dicho módulo de generación apto para suministrar una tensión alterna en función de una consigna de tensión y de una tensión medida en dicha red eléctrica, comprendiendo dicha red eléctrica una línea de alimentación alimentada

con dicha tensión alterna mediante dicho módulo de generación, un bus de continua alimentado a partir de dicha línea de alimentación por mediación de un rectificador, y al menos un actuador eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua por mediación de un ondulador, estando caracterizado dicho módulo de generación por comprender un módulo de determinación de dicha consigna de tensión en función de un parámetro de funcionamiento de dicho actuador.

En una forma de realización, el módulo de generación comprende un generador y una unidad de regulación del generador, siendo el generador apto para suministrar dicha tensión alterna en función de una corriente de regulación determinada por la unidad de regulación del generador, siendo la unidad de regulación del generador apta para determinar la corriente de regulación en función de la consigna de tensión y de la tensión medida en dicha red de a bordo.

Las ventajas y características referidas anteriormente en relación con el procedimiento de generación conciernen asimismo al módulo de generación.

La invención también proporciona una aeronave que comprende una red eléctrica que incluye un módulo de generación conforme a la invención, una línea de alimentación alimentada por dicho módulo de generación, un bus de continua alimentado a partir de dicha línea de alimentación por mediación de un rectificador, y al menos un actuador eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua por mediación de un ondulador.

Breve descripción de los dibujos Se comprenderá mejor la invención con la lectura de la descripción que a continuación se lleva a cabo, a título indicativo pero no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es un esquema de una red eléctrica dedicada a la alimentación de un equipo de alimentación a bordo de una aeronave, la figura 2 es un grafo de una curva de funcionamiento de un actuador eléctrico, la figura 3 es un grafo que muestra las pérdidas eléctricas en un convertidor que alimenta un actuador cuya curva de funcionamiento está representada en la figura 2, y las figuras 4 y 5 son figuras similares a las figuras 2 y 3, respectivamente, y conciernen a otro tipo de actuador eléctrico.

Descripción detallada de formas de realización La figura 1 representa la red eléctrica 1 de una aeronave, en su entorno. La red eléctrica 1 es una red dedicada a la alimentación de un equipo de alimentación 30 y comprende un módulo de generación 20, el equipo de alimentación 30 y una línea de alimentación 3 trifásica que une el módulo de generación 20 al equipo de alimentación 30.

El módulo de generación 20 suministra una tensión trifásica VAC. En el ejemplo representado, el módulo de generación 20 comprende un generador 2 y una unidad de regulación del generador 6.

El generador 2 está unido mecánicamente a un motor 7, que puede ser, por ejemplo, un motor de propulsión o un grupo auxiliar de potencia de la aeronave. El generador 2 puede ser un arrancador / generador apto para funcionar como motor eléctrico en el momento de arrancar el motor 7.

Cuando recibe el arrastre giratorio del motor 7, el generador 2 suministra una tensión trifásica VAC que depende de una corriente de regulación Ie suministrada por la unidad de regulación del generador 6. El generador 2 es, por ejemplo, un generador de tres etapas del tipo descrito en la parte introductoria.

La línea de alimentación 3 se alimenta mediante la tensión trifásica VAC suministrada por el generador 2.

El equipo de alimentación 30 comprende un bus de continua 4, un rectificador 5 y onduladores 8. El bus de continua 4 se alimenta de tensión continua VDC a partir de la tensión trifásica VAC de la línea de alimentación 3, por mediación del rectificador 5.

Unos actuadores eléctricos 9 son alimentados con energía eléctrica por el equipo de alimentación 30. Más exactamente, cada actuador eléctrico 9 es alimentado con tensión trifásica a partir del bus de continua 4, por mediación de un ondulador 8. Cada actuador eléctrico 9 es típicamente un motor eléctrico cuyo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de generación de una tensión implementado mediante un módulo de generación (20) de una red eléctrica (1) de una aeronave, comprendiendo dicha red eléctrica (1) una línea de alimentación (3) alimentada por dicho módulo de generación (20) , un bus de continua (4) alimentado a partir de dicha línea de alimentación (3) por mediación de un rectificador (5) , y al menos un actuador (9) eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua (4) por mediación de un ondulador (8) , comprendiendo el procedimiento de generación una etapa de suministro de una tensión alterna (VAC) en dicha línea de alimentación (3) en función de una consigna de tensión y de una tensión medida en dicha red eléctrica (1) , estando caracterizado dicho procedimiento de generación por comprender una etapa de determinación de dicha consigna de tensión en función de un parámetro de funcionamiento (v9) de dicho actuador (9) .

2. Procedimiento de generación según la reivindicación 1, en el que dicha tensión medida es la tensión (VDC) del bus de continua (4) .

3. Procedimiento de generación según la reivindicación 1 ó 2, en el que el parámetro de funcionamiento (v9) es una velocidad de giro de dicho actuador (9) .

4. Procedimiento de generación según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho módulo de generación (20) comprende un generador (2) y una unidad de regulación del generador (6) , siendo el generador (2) apto para suministrar dicha tensión alterna (VAC) en función de una corriente de regulación (Ie) determinada por la unidad de regulación del generador (6) , siendo la unidad de regulación del generador (6) apta para determinar la corriente de regulación (Ie) en función de la consigna de tensión y de la tensión medida en dicha red eléctrica (1) .

5. Módulo de generación (20) de una tensión para una red eléctrica (1) de una aeronave, siendo dicho módulo de generación (20) apto para suministrar una tensión alterna (VAC) en función de una consigna de tensión y de una tensión medida en dicha red eléctrica (1) , comprendiendo dicha red eléctrica (1) una línea de alimentación (3) alimentada con dicha tensión alterna (VAC) por dicho módulo de generación (20) , un bus de continua (4) alimentado a partir de dicha línea de alimentación (3) por mediación de un rectificador (5) , y al menos un actuador (9) eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua (4) por mediación de un ondulador (8) ,

estando caracterizado dicho módulo de generación por comprender un módulo de determinación de dicha consigna de tensión en función de un parámetro de funcionamiento (v9) de dicho actuador.

6. Módulo de generación (20) según la reivindicación 5, que comprende un generador (2) y una unidad de regulación del generador (6) , siendo el generador (2) apto para suministrar dicha tensión alterna (VAC) en función de una corriente de regulación (Ie) determinada por la unidad de regulación del generador (6) , siendo la unidad de regulación del generador (6) apta para determinar la corriente de regulación (Ie) en función de la consigna de tensión y de la tensión medida en dicha red eléctrica (1) .

7. Aeronave que comprende una red eléctrica (1) que incluye un módulo de generación (20) según la reivindicación 5 ó 6, una línea de alimentación (3) alimentada por dicho módulo de generación (20) , un bus de continua (4) alimentado a partir de dicha línea de alimentación (3) por mediación de un rectificador (5) , y al menos un actuador (9) eléctrico alimentado con tensión alterna a partir del bus de continua (4) por mediación de un ondulador (8) .

 

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