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AIRCRAFT ELECTRICAL GENERATION SYSTEM WITH ACTIVE RECTIFICATION AND HEALTH MONITORING

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Un nouveau démarreur pour les avions électriques légers

Les récents progrès technologiques obtenus dans les domaines de l'électronique de puissance, de la propulsion électrique et de l'électrique de commande ont ouvert la voie pour une nouvelle ère, celle de l'aviation électrique. Des chercheurs financés par l'UE ont ainsi développé un nouvel alterno-démarreur dont les aimants permanents sont 20 % plus légers et 10 % plus efficaces que les systèmes actuels les plus avancés, améliorant d'autant leur performance écologique et économique.

Énergie

L'industrie aéronautique européenne s'est engagée à révolutionner les systèmes énergétiques embarqués à bord de ses appareils en remplaçant progressivement les éléments hydrauliques, pneumatiques et mécaniques par des composants électriques. Malheureusement, la mise en œuvre de ce concept s'appuyant sur des composants conventionnels a montré que l'augmentation de poids de ces avions plus électriques contrebalançait toutes les économies réalisées grâce à l'amélioration de leur efficacité. Dans le cadre du projet AEGART (Aircraft electrical generation system with active rectification and health monitoring) financé par l'UE, les chercheurs ont développé un nouveau système qui débouche sur un considérable gain de poids de l'alterno-démarreur sans compromettre la sécurité et la fiabilité de l'avion. Ce nouveau système générateur comprend une machine électrique, un convertisseur électronique de puissance, un système de refroidissement associé et un dispositif de contrôle avec des fonctions de moniteur. Une part importante de ces travaux s'est focalisée sur l'amélioration conceptuelle du système en introduisant un convertisseur actif, en particulier pour son fonctionnement en mode départ. Les chercheurs ont abordé chaque point avec minutie, l'efficacité de la machine, les pertes de puissance, la densité de couple, la dissipation thermique et les dispositifs de refroidissement. Comparé aux transformateurs-redresseurs actuels, ce convertisseur accroît l'efficacité de la conversion de puissance et élimine le besoin de filtres passifs et donc le poids du système alterno-générateur. Ce nouveau système de génération revendique également des fonctionnalités encore jamais atteintes. Parmi celles- ci, on peut citer le démarrage moteur avec accélération contrôlée, un mode opératoire soit autonome soit en parallèle, un partage de charge ou la limitation de la vitesse de balayage. La conception de l'alterno-générateur tolérante aux pannes et une technologie de monitoring de la santé du dispositif, garantissent par ailleurs sa sécurité tout en réduisant son volume et son poids. Les résultats du projet constituent ainsi un progrès significatif dans le domaine de la conception aéronautique d'alternateurs et de systèmes de conversion d'énergie et leur gestion thermique. Des réductions significatives de poids et de coût pourront ainsi être obtenues pour ces avions plus électriques avec un générateur électrique qui sera plus fiable, plus efficace et plus sûr tout en nécessitant moins de maintenance.

Mots‑clés

AEGART, système de génération, moniteur de santé, conversion de puissance

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