Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Alain CAILLOT : Responsable du Département Alimentations à Sextant Avionique
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Lire l’articleINTRODUCTION
La fonction alimentation est la seule qui se retrouve systématiquement dans les équipements électroniques indépendamment des domaines d’utili-sation : industriel, grand public, aéronautique, médical, etc.
La fonction alimentation consiste à convertir la tension du ou des réseaux d’entrée en tensions compatibles avec les constituants de l’équipement : circuits intégrés, circuits analogiques, capteurs, actionneurs, etc. Les réseaux fournissent, généralement, des tensions de 220 ou 380 V, 50 ou 60 Hz en monophasé ou triphasé dans les domaines industriels, grand public, médical, télécommunications, etc. Les domaines aéronautiques civils et militaires utilisent quant à eux des réseaux en continu 28 V pour les équipements nécessitant d’être secourus électriquement ou en alternatif 115 V/400 Hz monophasé ou triphasé pour les autres.
Outre la fonction de conversion d’énergie, l’alimentation inclut des fonctionnalités de filtrage et de conditionnement du réseau, de maintien d’une tension minimale : fonction booster, de gestion de réseaux multiples, de génération et de gestion de réserve d’énergie, de génération de signaux de service destinés en particulier aux microprocesseurs.
L’aéronautique se distingue des autres domaines par des exigences élevées sur les critères de qualité de la régulation, susceptibilité aux agressions électromagnétiques, rendement, masse, compacité, fiabilité, tenue aux vibrations, chocs, etc.
Les progrès continuels des semi-conducteurs, transistors MOS (Metal Oxide Semiconductor) et ASICs (Application Specific for Integrated Circuit) analo-giques en particulier, permettent de prévoir des améliorations substantielles des performances des alimentations des équipements aéronautiques dans les années à venir, mais aussi dans les autres domaines d’application.
en électronique, il existe un grand nombre de termes ou d’abréviations anglais non traduisibles. Ces termes seront repris en tant que tels dans ce chapitre.
Les schémas du présent document ne fournissent que le principe des fonctions qu’ils illustrent et ne peuvent en aucun cas être considérés comme des schémas d’application.
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Architectures2. Réseaux de bord
Les réseaux de bord se décomposent en 3 grandes fonctions comme l’indique la figure 3 :
-
la génération électrique ;
-
la distribution ;
-
l’utilisation.
Les réseaux de bord peuvent être de type continu ou alternatif. En conséquence, la génération est réalisée soit par des génératrices, soit par des alternateurs. Ces machines tournantes sont entraînées par les moteurs de l’aéronef, ou par le rotor principal dans le cas des hélicoptères. Des sources de secours pour la production électrique existent à partir de batteries ou d’alternateurs auxiliaires.
La fonction distribution gère la répartition de l’énergie (contacteurs) et la protection des équipements (disjoncteurs).
La figure 4 montre 4 types de réseaux utilisés sur les principaux porteurs aéronautiques civils et militaires. On note une prédominance à l’emploi des réseaux alternatifs et à l’usage généralisé du triphasé 200 V/400 Hz.
Après ces quelques généralités, nous proposons de détailler les réseaux de type avion et hélicoptère. Comme le montre la figure 6, et pour des raisons de sécurité, les avions sont décomposés en un côté gauche et un côté droit indépendants, pouvant être reconfigurés en cas de besoin. En mode normal, chacun des alternateurs fournit de l’énergie au côté dont il est responsable. En cas de défaillance de l’un des alternateurs ou de l’un des moteurs, l’alternateur restant fournit la totalité des besoins électriques après reconfiguration du cœur alternatif. Au sol ou lors d’une panne générale des alternateurs ou des moteurs, l’énergie est fournie par l’APU (Auxiliary Power Unit). L’APU est un alternateur auxiliaire se trouvant généralement dans la queue de l’aéronef (cas des Airbus) ou dans l’un des compartiments moteur (cas des ATR). Cet alternateur est entraîné par une turbine. Au sol, il existe en fait 3 sources de tensions : l’APU, la prise de parc (groupe électrogène se trouvant sur la piste) et les batteries de l’avion.
De plus, en cas de panne générale en vol des alternateurs principaux et auxiliaires, un petit alternateur généralement logé dans les ailes...
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Réseaux de bord
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FERRIEUX (J.P.), FOREST (F.) - Alimentations à découpage, convertisseurs à résonnance : principes, modélisation, composants. - Masson, 1987.
-
(2) - CUK (S.), MIDDLEBROOK (R.D.) - A new optimum topology switching DC to DC converter - . PESC 77 Record.
-
(3) - CUK (S.), MIDDLEBROOK (R.D.) - Coupled inductor and other extensions of a new optimum topology switching DC to DC converter - . IAS 77 Annual.
-
(4) - ERICKSON (R.W.) - Synthesis of switched-mode converters - . IEEE 027569306/83/0000-0009.
-
(5) - SEVERNS (R.P.), BLOOM (G.E.) - Modern DC to DC switching-mode power converter circuits - . Van Nostrand Reinhold, 1985.
-
(6) - CHRYSSIS (G.C.) - High frequency switching power supplies, theory and design - . McGraw-Hill Publishing Company, 1989.
NORMES
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Reliability Prediction of electronic equipment - MIL HDBK 217F -
-
Requirements For the Control of EMF - MIL STD 461E -
-
Guidance for Test Procedures for Demostration of Utilization Equipment Compliance to Aircraft Electrical Power Characteristics - MIL STD 704 -
-
Série aérospatiale. Caractéristiques de l’alimentation électrique des aéronefs - NF EN 2282 -
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Environmental testing - IEC 60068 -
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