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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR DISSIPATING ELECTRIC ENERGY REGENERATED BY ACTUATORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/193559
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system for dissipating (10) regenerated electric energy produced by an electric actuator (1) of an aircraft, the dissipating system (10) including: a resistor (R); two switching arms (12, 13), each switching arm (12, 13) being connected in series with the resistor (R), the two switching arms (12, 13) being connected together in parallel, each switching arm (12, 13) including two switches (Q1, Q2, Q3, Q4) connected to one another in series, each switch (Q1, Q2, Q3, Q4) including two terminals and a control grid, each switch (Q1, Q2, Q3, Q4) being capable of being controlled by controlling the potential applied to the control grid (G1, G2, G3, G4) thereof; and measurement means (MM1, MM2, MM3, MM4) capable of measuring the voltage at the terminals of each switch (Q1, Q2, Q3, Q4).

Inventors:
CARTAILLER LAURENT (FR)
MICHAUD BENOIT (FR)
Application Number:
PCT/FR2016/050936
Publication Date:
December 08, 2016
Filing Date:
April 21, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SAFRAN ELECTRICAL & POWER
International Classes:
H02P3/12; B60L7/02; H02P3/22
Foreign References:
EP1674326A22006-06-28
JPS60197179A1985-10-05
EP1944779A22008-07-16
US20130215658A12013-08-22
JPH0199483A1989-04-18
Attorney, Agent or Firm:
CAMUS, Olivier et al. (FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

Système de dissipation (10) de l'énergie électrique régénérée produite par un actionneur électrique (1 ) d'un aéronef, le système de dissipation (10) comportant :

- une résistance (R) ;

- deux bras de commutation (12, 13), chaque bras de commutation (12, 13) étant relié en série avec la résistance (R), les deux bras de commutation (12, 13) étant reliés entre eux en parallèle, chaque bras de commutation (12, 13) comportant deux interrupteurs (Q1 , Q2, Q3, Q4) reliés entre eux en série, chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4) comportant deux bornes (Bu , B12, B21 , B22, B31 , B32, B41 , B42) et une grille de commande (G1 , G2, G3, G4) , chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4) étant apte à être commandé en contrôlant le potentiel appliqué sur sa grille de commande (G1 , G2, G3, G4);

- des moyens de mesure (MM1 , MM2, MM3, MM4) aptes à mesurer la tension aux bornes (Bu , B12, B21 , B22, B31 , B32, B4i , B 2) de chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4).

Système de dissipation (10) selon la revendication précédente, comportant en outre un circuit d'équilibrage (BE1 , BE2, BE3, BE4) monté en parallèle de chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4), chaque circuit d'équilibrage (BE1 , BE2, BE3, BE4) comportant une résistance (RE1 , RE2, RE3, RE4), dite « résistance d'équilibrage, et une capacité (CE1 , CE2, CE3, CE4), dite « capacité d'équilibrage ».

Système de dissipation (10) selon l'une des revendications précédentes, comportant en outre un circuit de compensation (BC1 , BC2, BC3, BC4) monté en parallèle de chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4), chaque circuit de compensation (BC1 , BC2, BC3, BC4) comportant une résistance (RC1 , RC2, RC3, RC4), dite « résistance de compensation ». 4. Système de dissipation (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4) est un transistor bipolaire à grille isolée.

5. Convertisseur électrique pour alimenter au moins un actionneur électrique d'un aéronef à partir d'une alimentation électrique alternative, le convertisseur comportant :

- un redresseur (4) ;

- un système de dissipation (10) selon l'une des revendications précédentes, le système de dissipation (10) étant monté en parallèle du redresseur (4);

- une capacité (6) montée en parallèle du système de dissipation (10).

6. Procédé de dissipation d'énergie dans un système selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel les deux interrupteurs (Q1 /Q2, Q3/Q4) d'un même bras sont commandés de façon à être ouverts simultanément et fermés simultanément, les interrupteurs étant en outre commandés de façon à fermer alternativement les deux bras. 7. Procédé de dissipation d'énergie selon la revendication précédente, dans lequel, chaque interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4) est commandé par un signal de modulation à largeur d'impulsion, dit « signal normal », les signaux normaux commandant les deux bras étant déphasés l'un par rapport à l'autre de façon à ce qu'un bras soit fermé tandis que l'autre bras est ouvert.

8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, à chaque fois qu'un interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4) est fermé, le procédé comporte les étapes suivantes :

- mesure de la tension aux bornes (Bu , B12, B21 , B22, B31 , B32, B4i , B 2) dudit interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4);

- comparaison de la tension mesurée avec une tension seuil.

9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, si la tension mesurée aux bornes (Bu , B12, B21 , B22, B31 , B32, B4i , B42) d'un interrupteur (Q1 , Q2, Q3, Q4), dit « interrupteur défaillant », est supérieure à la tension seuil, le procédé comporte les étapes suivantes:

- maintien dans une position ouverte de l'interrupteur appartenant au même bras que l'interrupteur défaillant;

- commande des interrupteurs appartenant à l'autre bras par un signal de modulation à largeur d'impulsion, dit « signal en cas de panne », présentant une fréquence deux fois supérieure à la fréquence du signal normal.

Description:
SYSTEME ET PROCEDE DE DISSIPATION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE

REGENEREE PAR DES ACTIONNEURS

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne un système et un procédé destinés à dissiper l'énergie électrique régénérée par des actionneurs électriques d'un aéronef. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEUR

Comme décrit dans le préambule de la demande FR2967847, les actionneurs électriques d'un aéronef peuvent fonctionner selon deux modes :

- Un mode moteur dans lequel une alimentation électrique de l'aéronef leur fournit de l'énergie. Cette alimentation électrique doit généralement être continue. Pour ce faire, les aéronefs comportent généralement une alimentation électrique alternative et un redresseur qui permet de convertir le courant de tension alternative fourni par l'alimentation électrique de l'avion en courant de tension continue; Ce redresseur peut également être situé dans l'actionneur lui-même ;

- Un mode générateur dans lequel les actionneurs électriques produisent de l'énergie. Cette énergie est généralement appelée « énergie électrique régénérée ». De l'énergie électrique régénérée est par exemple produite lors des manœuvres en vol de l'avion pendant lesquels les actionneurs de commandes de vol peuvent renvoyer de l'énergie.

Toutefois, sur les réseaux électriques des aéronefs actuels, cette énergie électrique régénérée ne peut pas être renvoyée vers l'alimentation électrique de l'avion. Par conséquent, dans l'art antérieur, comme représenté schématiquement sur la figure 1 , chaque actionneur 1 est relié à l'alimentation électrique 2 de l'avion par l'intermédiaire d'un convertisseur électrique 3 comportant :

- un redresseur 4 permettant de convertir le courant de tension alternative fourni par l'alimentation électrique de l'avion en courant de tension continue ; - un système de dissipation 5 de l'énergie régénérée ;

- une capacité 6.

Un système de dissipation 5 de l'énergie régénérée de l'art antérieur est représenté plus précisément sur la figure 2. Il comporte :

- une résistance 8 permettant de dissiper par effet joule l'énergie électrique régénérée produite par l'actionneur électrique 1 ;

- un interrupteur commandable 7 relié en série avec la résistance 8;

- une diode en roue libre 9 qui permet d'éviter les surtensions aux bornes de la résistance 8 lorsque l'on ouvre l'interrupteur 7.

Un tel système de dissipation d'énergie est contrôlé grâce à son interrupteur 7. Celui- ci peut être commandé par un signal à modulation de largeur d'impulsion dont le rapport cyclique est régulé de façon à contrôler la quantité d'énergie dissipée dans la résistance. En effet, lorsque la quantité d'énergie électrique régénérée produite par l'actionneur électrique augmente, on augmente le rapport cyclique du signal de commande appliqué à l'interrupteur. Au contraire, lorsque la quantité d'énergie électrique régénérée produite par l'actionneur électrique diminue, on diminue le rapport cyclique du signal de commande appliqué à l'interrupteur. D'autres méthodes de contrôle, tel que le contrôle de la tension par seuils (comparateur à hystérésis) peuvent être utilisées.

Un tel système de dissipation d'énergie est efficace. Toutefois, le fait d'avoir autant de systèmes de dissipation d'énergie que d'actionneurs électriques augmente la masse et le cout du système implanté dans l'aéronef.

Il serait donc avantageux de raccorder tous les actionneurs électriques à un même système de dissipation. Toutefois, en cas de panne du système de dissipation, l'énergie électrique régénérée produite par un des actionneurs électriques ne serait plus dissipée, de sorte qu'elle pourrait détériorer voir détruire les autres actionneurs et/ou l'alimentation électrique de l'avion, détérioration liée à l'augmentation de la tension continue aux bornes des capacités de découplage. Or, on constate que les systèmes de dissipation d'énergie de l'art antérieur n'ont pas la disponibilité pour dissiper l'énergie électrique régénérée de plusieurs actionneurs électriques. EXPOSE DE L'INVENTION

L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant un système de dissipation de l'énergie régénérée par au moins un actionneur d'un aéronef qui soit plus disponible que ceux de l'art antérieur.

Pour ce faire, est proposé selon un premier aspect de l'invention, un système de dissipation de l'énergie électrique régénérée produite par un actionneur électrique (1 ) d'un aéronef, le système de dissipation comportant :

- une résistance;

- deux bras de commutation, chaque bras de commutation étant relié en série avec la résistance, les deux bras de commutation étant reliés entre eux en parallèle, chaque bras de commutation comportant deux interrupteurs reliés entre eux en série, chaque interrupteur comportant deux bornes et une grille de commande, chaque interrupteur étant apte à être commandé en contrôlant le potentiel appliqué sur sa grille de commande;

- des moyens de mesure aptes à mesurer la tension aux bornes de chaque interrupteur.

Le système de dissipation d'énergie est particulièrement avantageux car on a constaté que dans les systèmes de dissipation d'énergie de l'art antérieur, le composant qui tombait le plus souvent en panne était l'interrupteur. Le système de dissipation d'énergie selon l'invention permet de remédier aux inconvénients de l'état de la technique en mesurant la tension aux bornes de chaque interrupteur, ce qui permet de savoir à tout instant si chaque interrupteur est fonctionnel ou non. En effet, lorsqu'un interrupteur fonctionne correctement et qu'il est fermé, la tension à ses bornes doit être inférieure à une tension seuil. De la même façon, lorsqu'un interrupteur fonctionne correctement et qu'il est ouvert, la tension à ses bornes doit être supérieure à la tension seuil. En mesurant la tension aux bornes de chaque interrupteur et en la comparant avec une tension seuil, on peut donc savoir à tout instant si ledit interrupteur est fonctionnel ou non. Si on détecte qu'un interrupteur ne fonctionne plus, on peut alors ouvrir l'autre interrupteur appartenant au même bras que l'interrupteur défaillant et fonctionner uniquement avec l'autre bras. Le système de dissipation d'énergie selon l'invention présente donc une disponibilité plus importante que ceux de l'art antérieur.

Le système de dissipation d'énergie selon le premier aspect de l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-après prises indépendamment ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles.

Avantageusement, le système de dissipation comporte en outre un circuit d'équilibrage monté en parallèle de chaque interrupteur, chaque circuit d'équilibrage comportant une résistance, dite « résistance d'équilibrage », et une capacité, dite « capacité d'équilibrage ». Les circuits d'équilibrage monté en parallèle de chaque interrupteur permettent de maîtriser le potentiel au niveau du point milieu situé entre les deux interrupteurs d'un même bras, notamment lorsque les interrupteurs sont ouverts. En effet, en l'absence de ces circuits d'équilibrage, lors de la commutation de chaque interrupteur d'une position fermée à une position ouverte, le potentiel entre les deux interrupteurs d'un même bras ne serait pas maîtrisé de sorte que la tension mesurée aux bornes de chaque interrupteur ne serait pas fiable. Les circuits d'équilibrage permettent de répartir la tension entre les deux interrupteurs d'un même bras de façon à ce que la tension mesurée aux bornes de chaque interrupteur soit plus fiable. En outre, ces circuits d'équilibrage permettent de se passer de la diode en roue libre qui est montée en parallèle de la résistance de dissipation des systèmes de dissipation de l'art antérieur puisqu'ils permettent, comme cette diode, d'éviter les surtensions aux bornes des interrupteurs lors de l'ouverture des interrupteurs. La valeur de la résistance d'équilibrage et de la capacité d'équilibrage sont de préférence choisies de façon à ce que:

- la constante de temps RC du circuit d'équilibrage soit suffisante pour compenser les dispersions des temps de commutations des interrupteurs et ainsi garantir une détection fiable de l'état ouvert ou fermé de l'interrupteur ;

- la constante de temps RC du circuit d'équilibrage soit compatible avec les temps de commutations des interrupteurs, qui peuvent être paramétrés à l'aide des résistances de grille du driver ;

- la capacité d'équilibrage soit suffisamment forte pour récupérer tout ou partie de l'énergie stockée dans l'inductance formée par la résistance de dissipation et son câblage ;

- la capacité d'équilibrage soit suffisamment faible pour ne pas stockée trop d'énergie qui sera dissipée au moment de la fermeture de l'interrupteur ;

- la valeur de la résistance d'équilibrage soit suffisamment faible pour ne pas créer de surtension au blocage de l'interrupteur liée au courant circulant dans la résistance de dissipation ;

- la puissance de la résistance d'équilibrage soit compatible avec l'énergie stockée dans la capacité d'équilibrage.

Avantageusement, le système de dissipation comporte en outre un circuit de compensation monté en parallèle de chaque interrupteur, chaque circuit de compensation comportant une résistance, dite « résistance de compensation ». Cette résistance de compensation permet de compenser les courants de fuite de l'interrupteur quand il est ouvert, ce qui permet également d'équilibrer la répartition de la tension entre les deux interrupteurs d'un même bras lorsqu'ils sont ouverts.

La valeur de la résistance de compensation est de préférence strictement inférieure à l'impédance de l'interrupteur aux bornes duquel elle est reliée lorsque que l'interrupteur est ouvert.

Plus précisément, la valeur de la résistance de compensation est de préférence sensiblement égale à la valeur divisée par dix de l'impédance de l'interrupteur aux bornes duquel elle est reliée lorsque que l'interrupteur est ouvert.

Selon différents modes de réalisation, chaque interrupteur peut être :

- un transistor bipolaire à grille isolée, également appelé IGBT pour « Insulated Gâte Bipolar Transistor » ; - un transistor à effet de champ à grille isolée, également appelé MOSFET pour « Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » ;

- un thyristor commuté à grille intégréef, également appelé IGCT pour "Integrated Gate-Commutated Thyristor » ;

- un thyristor à extinction par la gâchette, également appelé GTO pour « Gâte Turn-Off Thyristor » ;

- un transistor bipolaire ;

- un transistor SiC JFET normally off. Un deuxième aspect de l'invention concerne un convertisseur électrique pour alimenter au moins un actionneur électrique d'un aéronef à partir d'une alimentation électrique alternative, le convertisseur comportant :

- un redresseur ;

- un système de dissipation selon le premier aspect de l'invention, le système de dissipation étant monté en parallèle du redresseur ;

- une capacité montée en parallèle du système de dissipation.

Ce convertisseur est avantageux car il permet d'alimenter simultanément plusieurs actionneurs électriques.

Un troisième aspect de l'invention concerne un procédé de dissipation d'énergie régénérée dans un système selon le premier aspect de l'invention, dans lequel les deux interrupteurs d'un même bras sont commandés de façon à être ouverts simultanément et fermés simultanément, les interrupteurs étant en outre commandés de façon à fermer alternativement les deux bras. En effet, le fait de faire fonctionner alternativement les deux bras permet de tester en permanence tous les interrupteurs. En outre, cela permet de solliciter de manière équilibrée tous les interrupteurs.

Avantageusement, chaque interrupteur est commandé par un signal de modulation à largeur d'impulsion, dit « signal normal », les signaux normaux commandant les deux bras étant déphasés l'un par rapport à l'autre de façon à ce qu'un bras soit fermé tandis que l'autre bras est ouvert. On peut ainsi réguler la quantité d'énergie régénérée dissipée dans la résistance de dissipation en répartissant la commande sur les deux bras.

Avantageusement, à chaque fois qu'un interrupteur est fermé, le procédé comporte les étapes suivantes :

- mesure de la tension aux bornes dudit interrupteur ;

- comparaison de la tension mesurée avec une tension seuil.

Ces étapes permettent de tester qu'un interrupteur est fonctionnel à chaque fois qu'il passe en position fermée. Dans ce cas, si la tension mesurée aux bornes d'un interrupteur, dit « interrupteur défaillant », est supérieure à la tension seuil, le procédé comporte de préférence les étapes suivantes :

- maintien dans une position ouverte de l'interrupteur appartenant au même bras que l'interrupteur défaillant;

- commande des interrupteurs appartenant à l'autre bras par un signal de modulation à largeur d'impulsion, dit « signal en cas de panne », présentant une fréquence deux fois supérieure à la fréquence du signal normal.

Ainsi, si on détecte qu'un interrupteur est défaillant, on condamne le bras auquel il appartient et on n'utilise plus que l'autre bras

Avantageusement, à chaque fois qu'un interrupteur est ouvert, le procédé comporte les étapes suivantes :

- mesure de la tension aux bornes dudit interrupteur ;

- comparaison de la tension mesurée avec une tension seuil.

Ces étapes permettent de tester qu'un interrupteur est fonctionnel à chaque fois qu'il passe en position ouverte. Dans ce cas, si la tension mesurée aux bornes d'un interrupteur, dit « interrupteur défaillant », est inférieure à la tension seuil, le procédé comporte de préférence les étapes suivantes :

- maintien dans une position ouverte de l'interrupteur appartenant au même bras que l'interrupteur défaillant;

- commande des interrupteurs appartenant à l'autre bras par un signal de modulation à largeur d'impulsion, dit « signal en cas de panne », présentant une fréquence deux fois supérieure à la fréquence du signal normal.

C'est particulièrement avantageux lorsqu'un interrupteur est en court circuit puisqu'on peut alors ouvrir le bras auquel il appartient à l'aide de l'autre interrupteur du même bras et continuer à fonctionner normalement grâce à l'autre bras.

BREVES DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :

- La figure 1 , une représentation schématique d'un actionneur électrique de l'art antérieur raccordé à une alimentation électrique d'un aéronef ;

- La figure 2, une représentation schématique d'un système de dissipation d'énergie de l'art antérieur ;

- La figure 3, une représentation schématique d'un système de dissipation d'énergie selon un mode de réalisation de l'invention ;

- La figure 4, une représentation schématique de signaux de commande du système de la figure 3 ;

- La figure 5, une représentation schématique des moyens de commande du système de dissipation d'énergie de la figure 3 ;

- La figure 6, une représentation schématique d'un convertisseur électrique selon un mode de réalisation de l'invention.

- La figure 7, une représentation schématique d'un convertisseur électrique selon un autre mode de réalisation de l'invention.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de références identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION

La figure 3 représente un système de dissipation d'énergie 10 selon un mode de réalisation de l'invention. Ce système de dissipation d'énergie comporte une résistance R, dite « résistance de dissipation ». La résistance de dissipation R est apte à dissiper de l'énergie par effet Joule. Le système de dissipation d'énergie comporte également deux bras, dits « bras de commutation » 12 et 13. Chaque bras de commutation 12, 13 est relié en série avec la résistance de dissipation R. Les deux bras de commutation 12, 13 sont reliés en parallèle entre eux.

Chaque bras de commutation 12, 13 comporte deux interrupteurs Q1 , Q2 et Q3, Q4 reliés entre eux en série. Chaque interrupteur comporte deux bornes Bu , B12, B21 , B22, B31 , B32, B41 , B 4 2. Chaque interrupteur comporte une grille de commande G1 , G2, G3, G4. Entre deux interrupteurs Q1 , Q2 et Q3, Q4 d'un même bras se trouve un point dit « point milieu » P1 , P2. Chaque interrupteur est commandable. En effet, chaque interrupteur Q1 , Q2, Q3, Q4 peut être fermé ou ouvert. Pour cela, le potentiel appliqué sur la grille de commande de chaque interrupteur peut être choisi en fonction de l'état dans lequel on veut placer l'interrupteur. Chaque interrupteur Q1 , Q2, Q3, Q4 peut par exemple être :

- un transistor à effet de champ à grille isolée, également appelé MOSFET pour « Métal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » ;

- un thyristor commute à grille integer, également appelé IGCT pour "Integrated Gate-Commutated Thyristor » ;

- un thyristor à extinction par la gâchette, également appelé GTO pour « Gâte Turn-Off Thyristor » ;

- un transistor bipolaire

- un transistor SiC JFET Normally off. Selon un mode de réalisation préférentiel, chaque interrupteur Q1 , Q2, Q3, Q4 est un transistor bipolaire à grille isolée, également appelé IGBT pour « Insulated Gâte Bipolar Transistor ». Le système de dissipation d'énergie comporte également des moyens de commande MC1 , MC2, MC3, MC4 de chaque interrupteur. Ces moyens de commande MC1 , MC2, MC3, MC4 permettent d'appliquer un signal de commande de tension contrôlée sur la grille de commande G1 , G2, G3, G4 de chaque interrupteur de façon à contrôler l'ouverture et la fermeture dudit interrupteur.

Le système de dissipation d'énergie comporte également des moyens de mesure MM1 , MM2, MM3, MM4 configurés pour mesurer la tension aux bornes Bu , B12, B21 , B22, B31 , B32, B41 , B 4 2 de chaque interrupteur Q1 , Q2, Q3, Q4. En effet, le fait de mesurer la tension aux bornes de chaque interrupteur permet de savoir si cet interrupteur est fonctionnel ou non. En effet, lorsqu'un interrupteur est fonctionnel et qu'il est ouvert, la tension à ses bornes doit être supérieure à une tension seuil. Au contraire, lorsqu'un interrupteur est fonctionnel et qu'il est fermé, la tension à ses bornes doit être inférieure à une tension seuil. Par conséquent, en mesurant la tension aux bornes de chaque interrupteur, on peut savoir si ces interrupteurs sont fonctionnels ou non.

Le système de dissipation d'énergie comporte également des circuits dits « circuit d'équilibrage » BE1 , BE2, BE3, BE4. Chaque circuit d'équilibrage BE1 , BE2, BE3, BE4 est reliée en parallèle avec un des interrupteurs Q1 , Q2, Q3, Q4. Chaque circuit d'équilibrage BE1 , BE2, BE3, BE4 comporte une résistance, dite « résistance d'équilibrage » RE1 , RE2, RE3, RE4 et une capacité, dite « capacité d'équilibrage, CE1 , CE2, CE3, CE4. Ces circuits d'équilibrage permettent de répartir la tension entre les deux interrupteurs d'une même branche lorsque ces interrupteurs passent d'un état fermé à un état ouvert. Ces circuits d'équilibrage permettent donc de maîtriser le potentiel du point milieu P1 , P2 de chaque branche. Ces circuits d'équilibrage permettent également d'éviter les surtensions aux bornes des interrupteurs lors de l'ouverture des interrupteurs sans avoir à utiliser de diode de roue libre.

La valeur de chaque résistance d'équilibrage RE1 , RE2, RE3, RE4 et la valeur de chaque capacité d'équilibrage CE1 , CE2, CE3, CE4 sont de préférence choisies comme suit : la constante de temps RC du circuit d'équilibrage soit suffisante pour compenser les dispersions des temps de commutations des interrupteurs et ainsi garantir une détection fiable de l'état (ouvert / fermé) de l'interrupteur ;

- la constante de temps RC du circuit d'équilibrage soit compatible avec les temps de commutations des interrupteurs, qui peuvent être paramétrés à l'aide des résistances de Grille du driver ;

- la capacité d'équilibrage soit suffisamment forte pour récupérer tout ou partie de l'énergie stockée dans l'inductance formée par la résistance de dissipation et son câblage ;

- la capacité d'équilibrage soit suffisamment faible pour ne pas stockée trop d'énergie qui sera dissipée au moment de la fermeture de l'interrupteur ;

- la valeur de la résistance d'équilibrage soit suffisamment faible pour ne pas créer de surtension au blocage de l'interrupteur liée au courant circulant dans la résistance de dissipation ;

- la puissance de la résistance d'équilibrage soit compatible avec l'énergie stockée dans la capacité d'équilibrage.

Le système de dissipation d'énergie comporte également des circuits, dits « circuits de compensation » BC1 , BC2, BC3, BC4. Chaque circuit de compensation BC1 , BC2, BC3, BC4 est reliée en parallèle à un des interrupteurs Q1 , Q2, Q3, Q4. Chaque circuit de compensation BC1 , BC2, BC3, BC4 comporte une résistance, dite « résistance de compensation », RC1 , RC2, RC3, RC4. Les résistances de compensation permettent d'équilibrer le système de dissipation d'énergie vis-à-vis des courants de fuite des interrupteurs lorsque ceux-ci sont ouverts.

La valeur de chaque résistance de compensation RC1 , RC2, RC3, RC4 est strictement inférieure à la valeur de l'impédance de l'interrupteur Q1 , Q2, Q3, Q4 auquel elle est reliée. La valeur de chaque résistance de compensation RC1 , RC2, RC3, RC4 est de préférence égale à la valeur divisée par 10 de l'impédance de l'interrupteur Q1 , Q2, Q3, Q4 auquel elle est reliée.

Les circuits d'équilibrage BE1 , BE2, BE3, BE4 et les circuits de compensation BC1 , BC2, BC3, BC4 permettent donc de maîtriser le potentiel au point milieu P1 , P2 de chaque bras, de façon à ce que la mesure de tension effectuée aux bornes de chaque interrupteur soit fiable et réellement représentative de l'état de chaque interrupteur. Un exemple de procédé de commande du système de dissipation d'énergie de la figure 3 va maintenant être détaillé en référence à la figure 4.

Le signal de commande peut être généré par un PWM comme représenté ci-après, mais il peut être également généré par d'autres systèmes de contrôle tel que la commande par hystérésis qui consiste à fermer l'interrupteur dès que la tension aux bornes du condensateur est supérieur à un seuil et d'ouvrir l'interrupteur dès que celle-ci est inférieure à un deuxième seuil plus faible que le premier.

Enfin, le signal peut également être généré par un OU logique entre les deux commandes, ce qui permet d'assurer une disponibilité de service encore plus grande.

La courbe PWM_ANT représente le signal de commande qui serait utilisé si le système de dissipation d'énergie comportait un seul interrupteur. Ce signal de commande PWM_ANT est un signal de modulation à largeur d'impulsion, également appelé PWM pour « pulse-width modulation ». Il présente de préférence une fréquence constante. La quantité d'énergie dissipée dans la résistance est contrôlée en contrôlant le rapport cyclique de ce signal PWM_ANT. La courbe PWM_Q1 -Q2 représente le signal de commande appliqué à chacun des interrupteurs Q1 et Q2 qui appartiennent au premier bras 12. La courbe PWM_Q3- Q4 représente le signal de commande appliqué à chacun des interrupteurs Q3 et Q4 qui appartiennent au deuxième bras 13. Le signal de commande appliqué à chaque interrupteur est un signal de modulation à largeur d'impulsion, également appelé PWM pour « pulse-width modulation ». Tant que les deux interrupteurs Q1 , Q2 ou Q3, Q4 appartenant à un même bras sont fonctionnels, on applique de préférence le même signal de commande aux deux interrupteurs qui appartiennent à un même bras de façon à ce que les interrupteurs d'un même bras soient ouverts en même temps et fermés en même temps. Par contre, le signal de commande PWM_Q1 -Q2 appliqué aux interrupteurs Q1 , Q2 du premier bras 1 2 est actif en alternance par rapport au signal de commande PWM_Q3-Q4 appliqué aux interrupteurs Q3, Q4 du deuxième bras 13. En outre, comme on peut le voir sur la figure 4, le signal de commande PWM_Q1 -Q2 et PWM_Q3-Q4 appliqué à chacun d'un bras présente un rapport cyclique deux fois plus faible que le signal de commande PWM_ANT qu'on utiliserait si le système de dissipation d'énergie ne comportait qu'un seul bras. En effet, les deux bras sont utilisés en alternance tant que tous les interrupteurs sont fonctionnels. Cette utilisation en alternance des deux bras permet de vérifier en permanence que tous les interrupteurs sont fonctionnels.

Pour cela, le procédé comporte également une étape de mesure de la tension aux bornes de chaque interrupteur à chaque fois que ledit interrupteur est fermé. Le procédé comporte ensuite une étape de comparaison de la tension mesurée avec une tension seuil. Tant que la tension mesurée reste inférieure à la tension seuil, l'interrupteur aux bornes duquel la tension a été mesurée est considéré comme fonctionnel. Par contre si on détecte que la tension mesurée aux bornes d'un interrupteur est supérieure à la tension seuil, cet interrupteur est considéré comme défaillant.

A titre d'exemple, on peut par exemple supposer que Q1 est considéré comme défaillant.

Le procédé comporte alors une étape d'ouverture de l'autre interrupteur appartenant au même bras que l'interrupteur considéré comme défaillant, dans cet exemple Q2, de façon à neutraliser le bras qui comporte un interrupteur défaillant.

Dans la suite du procédé de commande, seul l'autre bras, dans notre exemple, le deuxième bras 13, est utilisé. Par conséquent, le signal de commande PWM_Q3-Q4 appliqué au deuxième bras présente un rapport cyclique égal à deux fois le rapport cyclique qui était appliqué à chacun des bras avant la défaillance de l'interrupteur du fait du doublement de la fréquence d'activation du bras. La figure 5 représente un exemple d'un des moyens de commande pouvant être utilisés pour commander les interrupteurs. Comme représenté sur cette figure, une seule alimentation Vcc_driver peut être utilisée pour émettre les signaux de commande PWM_Q1 -Q2 et PWM_Q3-Q4 permettant de commander les quatre interrupteurs. Pour cela, les commandes des interrupteurs Q2 et Q4 des deux bras peuvent être alimentées par des pompes de charges avec l'alimentation des drivers des interrupteurs Q1 et Q3 des deux bras référencées au Bus HVDC.

La figure 6 représente un convertisseur électrique selon un mode de réalisation de l'invention. Ce convertisseur électrique permet de connecter une alimentation électrique 2 d'un aéronef à au moins deux actionneurs électriques 1 . Pour ce faire, le convertisseur électrique comporte un redresseur 4 permettant de convertir le courant de tension alternative produit par l'alimentation électrique 2 de l'avion en courant de tension continue. Le convertisseur comporte donc un premier et un deuxième bus 20, 21 en sortie du redresseur 4, les deux bus 20, 21 permettant de faire transiter le courant en sortie du redresseur vers les actionneurs électriques 1 .

Le convertisseur électrique comporte également un système de dissipation d'énergie 10 tel que celui décrit en référence à la figure 3. Ce système de dissipation d'énergie comporte une première borne 14 reliée au premier bus 20 et une deuxième borne 15 reliée au deuxième bus 21 . Le convertisseur électrique comporte également une capacité 6 reliée en parallèle du système de dissipation d'énergie et du redresseur. Le convertisseur électrique est ensuite relié aux actionneurs électriques 1 via des dispositifs de protection 22 permettant de protéger ces actionneurs électriques.

Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, la figure 7 représente un autre mode de réalisation dans lequel le convertisseur comporte une résistance R 1 1 et trois interrupteurs Q1 , Q2, Q3. Les deux interrupteurs Q2 et Q3 sont reliés en parallèle l'un de l'autre. L'interrupteur Q1 est relié en série avec les deux interrupteurs Q2 et Q3. Un circuit RC est relié en parallèle des interrupteurs Q2 et Q3. Un circuit RC est relié en parallèle de l'interrupteur Q1 .

En fonctionnement normal, l'interrupteur Q1 est toujours fermé pour limiter ses contraintes, en tension et en température, et augmenter sa durée de vie. Les interrupteurs Q2 et Q3 commutent alternativement comme décrit en référence aux figures 3 et 4.

En cas de détection d'une défaillance d'un interrupteur Q2 ou Q3, l'autre interrupteur en parallèle avec l'interrupteur défaillant, est placé en position fermé et seul l'interrupteur Q1 est commandé.