DOMAINE TECHNIQUE

Le présent exposé concerne le domaine des turbomachines, en particulier des moteurs d’aéronef. Plus précisément, le présent exposé concerne la gestion de l’alimentation de charges électriques d’un moteur et/ou d’un aéronef.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Un aéronef peut comprendre au moins un moteur, lequel peut comprendre au moins deux corps rotatifs distincts. En outre, chacun du moteur et de l’aéronef peut comprendre des charges électriques et/ou des sources d’alimentation électrique. Un système électrique peut relier les charges, les sources et le moteur entre eux pour permettre des échanges électriques entre ces différents éléments. En outre, le moteur peut comprendre au moins une machine électrique reliée aux corps rotatifs. Ainsi, au moins une des charges peut être alimentée par la machine électrique qui, pour ce faire, prélève une puissance mécanique sur au moins un des corps rotatifs. Par ailleurs, au moins un des corps rotatifs peut être assisté par prélèvement d’une puissance électrique sur au moins une source. Le cas échéant, c’est la machine électrique qui peut être une source, et qui prélève alors une puissance mécanique sur l’autre des corps rotatifs. Les corps rotatifs ainsi sollicités par prélèvement ou injection de puissance mécanique peuvent comprendre des modes propres, par exemple en torsion et/ou en flexion. Dès lors, y réaliser un prélèvement ou une injection de puissance mécanique à des fréquences proches de ces modes propres peut entraîner une mise en résonnance de tout ou partie du moteur, ce qui est susceptible de l’endommager. D’un autre côté, éviter de prélever ou d’injecter de la puissance mécanique sur les corps rotatifs à cause de ces modes propres peut réduire les performances du système électrique, et donc du moteur, voire de l’aéronef.

EXPOSE DE L'INVENTION

Un but du présent exposé est d’améliorer la durée de vie d’un moteur d’aéronef comprenant une charge électrique alimentée par prélèvement mécanique sur le moteur tout en garantissant les performances du moteur.

Il est à cet effet proposé, selon un aspect du présent exposé, un procédé de contrôle d’un système électrique comprenant : le traitement d’un signal principal de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique sur une turbomachine hybridée électriquement de sorte à en extraire une première composante fréquentielle correspondant à une fréquence propre d’un premier corps rotatif de la turbomachine et à générer un premier signal principal filtré privé de la première composante fréquentielle ; la génération d’un premier signal subsidiaire de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique sur le premier corps rotatif à partir du premier signal principal filtré ; et la génération d’un deuxième signal subsidiaire de commande d’un prélèvement d’une puissance par le système électrique sur une source de puissance auxiliaire à partir de la première composante fréquentielle.

Avantageusement, mais facultativement, le procédé peut comprendre l’une au moins des caractéristiques suivantes, prise seule ou dans une quelconque combinaison :

- la source de puissance auxiliaire est un deuxième corps rotatif de la turbomachine et la génération du deuxième signal subsidiaire comprend le filtrage de la première composante fréquentielle de sorte à en extraire une deuxième composante fréquentielle correspondant à une fréquence propre du deuxième corps rotatif ;

- la source de puissance auxiliaire est un deuxième corps rotatif de la turbomachine, le procédé comprenant en outre :

* le traitement du signal principal de commande de sorte à en extraire une deuxième composante fréquentielle correspondant à une fréquence propre du deuxième corps rotatif et à générer un deuxième signal principal filtré privé de la deuxième composante fréquentielle ;

* le traitement du deuxième signal principal filtré à partir d’une consigne de répartition de prélèvement de puissance mécanique entre le premier corps rotatif et le deuxième corps rotatif de sorte à générer un premier signal intermédiaire filtré de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique sur le premier corps rotatif et un deuxième signal intermédiaire filtré de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique sur le deuxième corps rotatif ; dans lequel la génération du premier signal subsidiaire est mise en oeuvre à partir de la deuxième composante fréquentielle et du premier signal intermédiaire filtré ; et dans lequel la génération du deuxième signal subsidiaire est mise en oeuvre à partir du deuxième signal intermédiaire filtré ;

- la source de puissance auxiliaire est un deuxième corps rotatif de la turbomachine, le procédé comprenant en outre le traitement préalable du signal principal de commande de sorte à en extraire au moins une troisième composante fréquentielle correspondant à une fréquence propre commune au premier corps rotatif et au deuxième corps rotatif et à générer un signal principal intermédiaire filtré, dans lequel l’extraction de l’une au moins de la première composante fréquentielle et de la deuxième composante fréquentielle est mise en oeuvre par traitement du signal principal intermédiaire filtré ;

- il comprend en outre la génération d’un troisième signal subsidiaire de commande d’un prélèvement d’une puissance électrique par le système électrique sur une source de courant continu à partir de la troisième composante fréquentielle ;

- la source de puissance auxiliaire est un deuxième corps rotatif de la turbomachine, le procédé comprenant en outre :

* le traitement du signal principal de commande de sorte à en extraite une deuxième composante fréquentielle correspondant à une fréquence propre du deuxième corps rotatif et à générer un deuxième signal principal filtré privé de la deuxième composante fréquentielle ;

* la génération d’un troisième signal subsidiaire de commande d’un prélèvement d’une puissance électrique par le système électrique sur une source de courant continu à partir de la première composante fréquentielle et de la deuxième composante fréquentielle ;

- il comprend en outre le traitement préalable du signal principal de commande à partir d’une consigne de répartition de prélèvement de puissance entre le premier corps rotatif, le deuxième corps rotatif et la source de courant continu, de sorte à générer un premier signal intermédiaire filtré de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique sur le premier corps rotatif, un deuxième signal intermédiaire filtré de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique sur le deuxième corps rotatif et un troisième signal intermédiaire filtré de commande de prélèvement d’une puissance électrique par le système électrique sur la source de courant continu, dans lequel l’extraction de la première composante fréquentielle est mise en oeuvre par traitement du premier signal intermédiaire filtré, l’extraction de la deuxième composante fréquentielle est mise en oeuvre par traitement du deuxième signal intermédiaire filtré et la génération du troisième signal subsidiaire est mise en oeuvre à partir du troisième signal intermédiaire filtré ;; et

- la génération de l’un du premier signal subsidiaire et du deuxième signal subsidiaire est mise en oeuvre à partir d’un seuil de prélèvement maximal autorisé sur l’un du premier corps rotatif et de la source de puissance auxiliaire.

Selon un autre aspect, il est proposé un système électrique comprenant : un bus d’alimentation électrique prévu pour être relié à au moins une charge et configuré pour fournir une puissance électrique à la charge sous forme d’un signal continu ; un premier générateur de courant alternatif prévu pour être relié à un premier corps rotatif d’une turbomachine hybridée électriquement pour prélever une puissance mécanique sur le premier corps rotatif et la transformer en puissance électrique susceptible d’être transférée au bus ; un deuxième générateur de courant alternatif prévu pour être relié à un deuxième corps rotatif de la turbomachine pour prélever une puissance mécanique sur le deuxième corps rotatif et la transformer en puissance électrique susceptible d’être transférée au bus ; un premier convertisseur reliant le premier générateur de courant alternatif au bus et configuré pour réguler le bus en tension à partir d’une puissance électrique fournie par le premier générateur de courant alternatif ; un deuxième convertisseur reliant le deuxième générateur de courant alternatif au bus et configuré pour réguler le bus en tension à partir d’une puissance électrique fournie par le deuxième générateur de courant alternatif ; et un dispositif de contrôle relié aux convertisseurs et configuré pour piloter les convertisseurs en vue de compenser une évolution d’une tension du bus par la mise en oeuvre d’un procédé tel que précédemment décrit.

Selon un autre aspect, il est proposé une turbomachine comprenant : un système électrique tel que précédemment décrit ; un premier corps rotatif relié au premier générateur ; et un deuxième corps rotatif relié au deuxième générateur.

DESCRIPTION DES FIGURES

D’autres caractéristiques, buts et avantages ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

La figure 1 illustre un aéronef de façon schématique.

La figure 2 est une vue en coupe schématique d’un ensemble propulsif.

La figure 3 illustre schématiquement un système électrique.

La figure 4 illustre un mode de mise en oeuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé.

La figure 5 illustre un mode de mise en oeuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé.

La figure 6 illustre un mode de mise en oeuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé. La figure 7 illustre un mode de mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé.

La figure 8 illustre un mode de mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé.

La figure 9 illustre un mode de mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé.

La figure 10 illustre un mode de mise en œuvre d’un procédé de contrôle selon le présent exposé.

Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Aéronef

La figure 1 illustre un aéronef 100 comprenant au moins un ensemble propulsif 1 , en l’espèce deux ensembles propulsifs 1. L’aéronef 100 représenté est un avion, civil ou militaire, mais pourrait être tout autre type d’aéronef 100, tel qu’un hélicoptère. Les ensembles propulsifs 1 sont rapportés et fixés sur l’avion 100, chacun sous une aile de l’avion 100, comme visible sur la figure 1. Ceci n’est toutefois pas limitatif, puisqu’au moins un ensemble propulsif 1 peut être également monté sur l’aile de l’avion ou encore à l’arrière de son fuselage.

L’aéronef 100 comprend également une pluralité de charges (ou récepteurs) électriques 400 représentées sur la figure 3. Chaque charge électrique 400 est un dispositif alimenté par de l’énergie électrique et pouvant être configuré pour transformer l’énergie électrique qui l’alimente en une autre forme d’énergie, comme par exemple de la chaleur ou de l’énergie mécanique. Des exemples non limitatifs de charges électriques 400 de l’aéronef 100 sont : un moteur électrique, un système de chauffage et/ou de climatisation, un compresseur, etc. Ces charges électriques 400 permettent notamment d’assurer un certain nombre de fonctionnalités, en vol comme au sol, telles que la pressurisation et/ou l’illumination de la cabine de l’aéronef 100, le fonctionnement du poste de pilotage, etc.

Pour alimenter ces charges électriques 400 en énergie électrique, l’aéronef 100 comprend une pluralité de réseaux électriques, dont au moins un réseau à courant continu. Chaque réseau électrique comprend typiquement un ensemble de conducteurs d’électricité, typiquement un ensemble de fil(s) ou barre(s) et/ou un assemblage de fil(s) et/ou une (ou plusieurs) piste(s) imprimée(s) et/ou quelque appareil qui sert à conduire l'électricité. Le réseau à courant continu n’autorise la circulation d’énergie électrique que sous forme d’un signal continu.

L’énergie électrique consommée par les charges électriques 400 peut, au moins en partie, être produite par le moteur 2 de l’ensemble propulsif 1 , décrit plus en détails ci-après, et plus précisément par prélèvement mécanique sur des corps rotatifs BP, HP du moteur 2.

Ensemble propulsif

La figure 2 illustre un ensemble propulsif 1 s’étendant selon un axe longitudinal X-X, et comprenant un moteur 2, qui est une turbomachine, et une nacelle 3 entourant le moteur 2.

L’ensemble propulsif 1 est destiné à être monté sur un aéronef 100, par exemple de la manière illustrée sur la figure 1. À cet égard, l’ensemble propulsif 1 peut comprendre un mât (non représenté) destiné à relier l’ensemble propulsif 1 à une partie de l’aéronef 100.

Le moteur 2 illustré sur la figure 2 est un turboréacteur à double corps, double flux et entraînement direct de la soufflante 20. Ceci n’est toutefois pas limitatif puisque le moteur 2 peut comporter un nombre différent de corps et/ou de flux, et/ou être un autre type de turboréacteur, tel qu’un turboréacteur à entraînement de la soufflante via un réducteur, ou un turbopropulseur. De même, ce qui est décrit est applicable à tous types de turbomachine, c’est-à-dire de système permettant un transfert d’énergie entre une partie tournante et un fluide.

Sauf précision contraire, les termes « amont » et « aval » sont utilisés en référence à la direction globale d’écoulement d’air à travers l’ensemble propulsif 1 en fonctionnement. De même, une direction axiale correspond à la direction de l'axe longitudinal X-X et une direction radiale est une direction orthogonale à l’axe longitudinal X-X et coupant l’axe longitudinal X-X. Par ailleurs, un plan axial est un plan contenant l'axe longitudinal X-X et un plan radial est un plan orthogonal à l’axe longitudinal X-X. Une circonférence s’entend comme un cercle appartenant à un plan radial et dont le centre appartient à l’axe longitudinal X-X. Une direction tangentielle ou circonférentielle est une direction tangente à une circonférence : elle est orthogonale à l’axe longitudinal X-X mais ne passe pas par l’axe longitudinal X-X. Enfin, les adjectifs « intérieur » (ou « interne ») et « extérieur » (ou « externe ») sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est, suivant une direction radiale, plus proche de l'axe longitudinal X-X que la partie extérieure du même élément. Comme visible sur la figure 2, le moteur 2 comprend, de l’amont vers l’aval, une soufflante 20, une section de compression 22 comprenant un compresseur basse pression 220 et un compresseur haute pression 222, une chambre de combustion 24 et une section de détente 26 comprenant une turbine haute pression 262 et une turbine basse pression 260. Chacun du compresseur basse pression 220, du compresseur haute pression 222, de la turbine haute pression 262 et de la turbine basse pression 260 comprend une partie rotor et une partie stator, la partie rotor étant susceptible d’être entraînée en rotation par rapport à la partie stator autour de l’axe longitudinal X-X. La soufflante 20, la partie rotor du compresseur basse pression 220, et la partir rotor de la turbine basse pression 260 sont reliées entre elles par un arbre basse pression 280 s’étendant le long de l’axe longitudinal X-X, formant ainsi un corps basse pression (corps BP) qui est un premier corps rotatif. La partie rotor du compresseur haute pression 222 et la partie rotor de la turbine haute pression 262 sont reliées entre elles par un arbre haute pression 282 s’étendant également le long de l’axe longitudinal X-X, autour de l’arbre basse pression 280, formant ainsi un corps haute pression (corps HP) qui est un deuxième corps rotatif. Comme visible sur la figure 2, la section de compression 22, la chambre de combustion 24 et la section de détente 26 sont entourés par un carter moteur 23, auxquels sont reliés les parties stator du compresseur basse pression 220, du compresseur haute pression 222, de la turbine haute pression 262 et de la turbine basse pression 260, tandis que la soufflante 20 est entourée par un carter de soufflante 25. Le carter moteur 23 et le carter de soufflante 25 sont reliés entre eux par des bras 27 profilés s’étendant radialement et formant des redresseurs (ou OGV pour « Outlet Guide Vanes » dans la terminologie anglo-saxonne), lesquels sont répartis de manière circonférentielle tout autour de l’axe longitudinal X-X. Àu moins certains de ces bras 27 peuvent être prévus structuraux. L’axe longitudinal X-X définit l’axe de rotation pour la soufflante 20, les parties rotor de la section de compression 22 et les parties rotor de la section de détente 26, autrement dit pour le corps BP et le corps HP, lesquels sont chacun susceptibles d’être entraînés en rotation autour de l’axe longitudinal X-X par rapport au carter moteur 23 et au carter de soufflante 25.

La nacelle 3 s’étend radialement à l’extérieur du moteur 2, tout autour de l’axe longitudinal X-X, de sorte à entourer à la fois le carter de soufflante 25 et le carter moteur 23, et à définir, avec une partie aval du carter moteur 23, une partie aval d’une veine secondaire B, la partie amont de la veine secondaire B étant définie par le carter de soufflante 25 et une partie amont du carter moteur 23. La partie amont de la nacelle 3 définit en outre une entrée d’air 29 par laquelle la soufflante 20 aspire le flux d’air circulant à travers l’ensemble propulsif 1. La nacelle 3 est solidaire du carter de soufflante 25 et rapportée et fixée à l’aéronef 100 au moyen du mât. Le moteur 2 peut également comprendre au moins un boîtier d’accessoires (non représenté), appelé ÀGB (pour « Accessory gear box » dans la terminologie anglo-saxonne), typiquement logé dans une cavité ménagée au sein de la nacelle 3. Le boîtier d’accessoires comprend un ensemble d’engrenages permettant d’entraîner en rotation une pluralité d’arbres autour de leur propre axe, des accessoires étant montés sur ces arbres pour tirer de leur rotation une puissance mécanique utile. L’ensemble d’engrenages est lui-même entraîné à l’aide d’un arbre de prise de mouvement (ou RDS pour « Radial Drive Shaft » dans la terminologie anglo- saxonne) reliant, éventuellement par l’intermédiaire d’un boîtier de transfert (non représenté), le boîtier d’accessoires à l’un au moins parmi le corps haute pression HP et le corps basse pression BP, typiquement en étant engrené avec l’un au moins parmi l’arbre haute pression 282 et l’arbre basse pression 280. À cet égard, l’arbre de prise de mouvement peut s’étendre à l’intérieur d’une cavité longitudinale ménagée au sein de l’un des bras 27. De cette manière, une puissance mécanique est susceptible d’être prélevée sur l’un au moins parmi le corps haute pression HP et le corps basse pression BP pour être délivrée à l’un au moins des accessoires par l’intermédiaire du boîtier d’accessoires.

Le moteur 2 peut, lui aussi, comprendre une pluralité de charges électriques 400, telles qu’un démarreur, des géométries variables ou des systèmes de dégivrage, lesquelles doivent également être alimentées en énergie électrique. L’alimentation d’au moins certaines de ces charges électriques 400 peut être sous la forme d’un signal continu, typiquement une tension continue.

En fonctionnement, la soufflante 20 aspire un flux d’air dont une portion, circulant au sein d’une veine primaire A, est, successivement, comprimée au sein de la section de compression 22, enflammée au sein de la chambre de combustion 24 et détendue au sein de la section de détente 26 avant d’être éjectée hors du moteur 2. La veine primaire A traverse le carter moteur 23 de part en part. Une autre portion du flux d’air circule au sein de la veine secondaire B qui prend une fourme annulaire allongée entourant le carter moteur 23, l’air aspiré par la soufflante 20 étant redressé par les redresseurs puis éjecté hors de l’ensemble propulsif 1. De cette manière, l’ensemble propulsif 1 génère une poussée. Cette poussée peut, par exemple, être mise au profit de l’aéronef 100 sur lequel l’ensemble propulsif 1 est rapporté et fixé.

La figure 3 illustre un système électrique 4 distribué entre l’ensemble propulsif 1 et l’aéronef 100 pour l’alimentation en énergie électrique des charges électriques 400 du moteur 2 et/ou de l’aéronef 100, typiquement au moyen du réseau à courant continu. Le système électrique 4 permet notamment de réaliser l’interface entre les corps rotatifs BP, HP du moteur 2 et le réseau électrique de l’aéronef 100. Le système électrique est notamment configuré pour répondre aux besoins en puissance électrique des charges 400 de l’aéronef 100 et/ou du moteur 2 par prélèvement mécanique sur le moteur 2, pour assister le démarrage et/ou le fonctionnement en vol du moteur 2 à l’aide de sources électriques de l’aéronef 100 et/ou du moteur 2, et/ou pour assurer une répartition de puissance entre les corps rotatifs BP, HP du moteur 2. En d’autres termes, le moteur 2 est hybridé électriquement.

Le système électrique 4 comprend un bus 40 électrique, ou bus 40 d’alimentation électrique, relié à au moins une charge 400 électrique de l’aéronef 100 et/ou du moteur 2, de préférence un ensemble de plusieurs charges 400 de l’aéronef 100 et/ou du moteur 2, le bus 40 étant configuré pour fournir une puissance électrique à la charge 400 sous forme d’un signal continu afin notamment de répondre à ses besoins en puissance. En d’autres termes, le bus 40 est configuré pour autoriser une circulation d’énergie électrique sous forme d’un signal continu. Le bus 40 peut, par exemple, comprendre un ensemble de conducteurs d’électricité, typiquement un ensemble de fil(s) ou barre(s) et/ou un assemblage de fil(s) et/ou une (ou plusieurs) piste(s) imprimée(s) et/ou quelque appareil qui sert à conduire l'électricité.

Le système électrique 4 comprend en outre plusieurs convertisseurs 410, 420, 430 électriques, chacun relié à une source électrique 411 , 421 , 431 respective, c’est-à-dire à un élément configuré pour fournir une puissance électrique. Les sources électriques 411 , 421 , 431 peuvent être un générateur de courant alternatif 411 , 421 , et/ou une source de courant continu 431. Le générateur de courant alternatif 411 , 421 et la source de courant continu 431 peuvent appartenir au moteur 2, c’est-à-dire être pilotés en même temps que le moteur 2, voire être pilotés par le moteur 2. Dans ce cas ce sont des sources électriques 411 , 421 , 431 du moteur 2. Du reste, la source de courant continu 431 n’est pas nécessairement localisée dans le moteur 2 et peut, par exemple, être logée dans le mât permettant de fixer le moteur 2 à l’aéronef 100. Alternativement, la source de courant continu 431 appartient à l’aéronef 100, c’est-à-dire qu’elle est pilotée en même temps que l’aéronef 100. Comme visible sur la figure 3, le système électrique 4 peut ainsi comprendre un premier convertisseur 410 relié à un premier générateur de courant alternatif 411 , un deuxième convertisseur 420 relié à un deuxième générateur de courant alternatif 421 et, optionnellement, un troisième convertisseur 430 relié à une source de courant continu 431. Le troisième convertisseur 430 et la source de courant continu 431 sont optionnels dans le sens où, dans certains modes de réalisation, ils sont absents ou, dans d’autres modes de réalisation, la source de courant continu 431 est indisponible. D’autre part, chacun des convertisseurs 410, 420, 430 est, comme visible sur la figure 3, relié au bus 40. De fait, au moins un, si ce n’est chacun, des convertisseurs 410, 420, 430 est configuré pour réguler le bus 40 en tension à partir, c’est-à-dire à l’aide, d’une puissance électrique fournie par la ou les source(s) électrique(s) 411 , 421 , 431 auxquels les convertisseurs 410, 420, 430 sont reliés. Le nombre et le type de convertisseurs 410, 420, 430 et de sources électriques 411 , 421 , 431 n’est, bien entendu, pas limitatif.

La régulation en tension du bus 40 est critique. En effet, l’évolution temporelle de la tension électrique au sein du bus 40, lors du fonctionnement du système électrique 4, si elle peut ponctuellement varier autour d’une valeur nominale donnée, doit pour autant demeurer au sein de limites d’un gabarit, ce qui est la garantie que l’ensemble des éléments qui sont connectés au bus 40 fonctionne correctement. Le gabarit définit, en fait, les limites supérieures et inférieures d’excursion de la tension, en fonction du temps, lors du fonctionnement du système électrique 4. Le gabarit peut comprendre des limites définies pour des conditions de fonctionnement normales et/ou anormales, lesquelles limites entourent, de manière symétrique ou non, un niveau de tension électrique nominal du bus 40. Dans un diagramme (non représenté) fournissant l’évolution de la tension électrique en fonction du temps, une limite d’un gabarit est typiquement représentée comme une ligne, brisée ou non. De préférence, même si la limite ne définit par une valeur de tension électrique constante dans un premier temps, notamment pendant le temps caractéristique de mise en fonctionnement (ou démarrage) du système électrique 4 ou encore pendant le temps d’établissement d’un régime permanent en cas de transitoire de puissance, il est commun que la limite définisse ensuite une valeur de tension électrique constante, et ce afin de garantir la stabilité de fonctionnement du bus 40 et, partant, du système électrique 4. Un tel gabarit peut, par exemple, être défini dans une norme relative à la qualité du système électrique 4 et/ou du réseau à courant continu, mais aussi être défini par un cahier des charges d’un véhicule type aéronef auquel le système électrique 4 est raccordé, typiquement les exigences du fabricant de l’aéronef 100 et/ou du moteur 2 au sein duquel le système électrique 4 est intégré.

D’autre part, la régulation en tension du bus 40 permet de répondre aux demandes en puissance de la part des charges 400 reliées au bus 40. Typiquement, lorsque la quantité de puissance prélevée par au moins une charge 400 sur le bus 40 est supérieure à la quantité de puissance injectée sur le bus 40 par au moins un convertisseur 410, 420, 430, la tension du bus 40 diminue significativement. Inversement, lorsque la quantité de puissance injectée par au moins un convertisseur 410, 420, 430 sur le bus 40 est supérieure à la quantité de puissance prélevée sur le bus 40 par au moins une charge 400, la tension du bus 40 augmente. Ainsi, réguler la tension du bus 40 permet, outre d’assurer la sécurité du système électrique 4, de répondre aux besoins en puissance des charges 400. En d’autres termes, chacun des convertisseurs 410, 420, 430 est configuré pour adapter en permanence la puissance qu’il injecte ou prélève sur le bus 40, selon la tension du bus 40, de sorte à répondre exactement aux besoins en puissance des charges 400 reliées au bus 40.

Cette injection ou ce prélèvement de puissance sur le bus 40 par les convertisseurs 410, 420, 430 est notamment permise par leur liaison avec les sources électriques 411 , 421 , 431. De fait, au moins un, si ce n’est chacun, des générateurs 411 , 421 à courant alternatif est relié à un corps rotatif BP, HP, du moteur 2 pour permettre un échange de puissance mécanique et/ou électrique entre le corps rotatif BP, HP et le générateur 411 , 421 de courant alternatif, de préférence pour prélever une puissance mécanique sur le corps rotatif BP, HP et la transformer en une puissance électrique, laquelle puissance électrique est ensuite délivrée au premier convertisseur 410 et/ou au deuxième convertisseur 420 pour être injectée sur le bus 40. Comme la puissance électrique fournie par les générateurs 411 , 421 à courant alternatif est sous la forme d’un signal alternatif, chacun du premier convertisseur 410 et du deuxième convertisseur 420 est configuré pour transformer, de manière réversible, ce signal alternatif en un signal continu adapté pour être injecté, puis circuler, sur le bus 40. De même, la source de courant continu 431 peut délivrer une puissance sous forme d’un signal continu au troisième convertisseur 430, lequel va tout de même le convertir, également de manière réversible, pour le mettre en forme selon les contraintes propres au bus 40, puis l’injecter sur le bus 40. Chacun, ou au moins l’un, des générateurs 411 , 421 de courant alternatif peut, par exemple, être une machine synchrone à rotor bobiné, comprenant typiquement trois étages, appelée VFG (pour « Variable Frequency Generator » dans la terminologie anglo-saxonne), entraînée par l’un au moins parmi l’arbre haute pression 282 et l’arbre basse pression 280 du moteur 2, typiquement par l’intermédiaire du boîtier d’accessoires. D’autres types de machines électriques sont envisageables, telles que, de préférence, des machines synchrones à aimant permanent, appelées PMSM (pour « Permanent-Magnet Synchronous Machine Drives » dans la terminologie anglo-saxonne) qui présentent notamment l’avantage d’avoir une masse plus réduite, ou telles que des machines asynchrones (ou « Induction machine » dans la terminologie anglo-saxonne) ou à réluctance variable. De préférence, le premier générateur 411 de courant alternatif est relié au corps HP, tandis que le deuxième générateur 421 de courant alternatif est relié au corps BP, 280. La source de courant continu 431 peut, quant à elle, comprendre une batterie, un supercondensateur, une génératrice à courant continu et/ou une pile à combustible. La source de courant continu 431 permet notamment de soulager les corps rotatifs BP, HP, ou prendre leur relais, lorsque, par exemple, le niveau de prélèvement exigé pour répondre aux besoins en puissance des charges 400 est trop élevé, mais permet aussi d’absorber certaines dynamiques, telles des variations brusques, du comportement des charges 400.

La figure 3 illustre également que le système électrique 4 comprend un dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000, relié à au moins un, si ce n’est chacun, des convertisseurs 410, 420, 430.

Le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 illustré sur la figure 3 comprend un organe central 4000 et une pluralité d’organes de contrôle 412, 422, 432, chacun des organes de contrôle 412, 422, 432 étant relié (ou intégré) à un des convertisseurs 410, 420, 430. Alternativement, le dispositif de contrôle 412, 422, 432 peut ne comprendre que la pluralité des organes de contrôle 412, 422, 432, chacun des organes de contrôle 412, 422, 432 étant relié (ou intégré) à un des convertisseurs 410, 420, 430.

Le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 est en outre avantageusement configuré pour recevoir un signal V représentatif d’une mesure d’une tension du bus 40. Pour ce faire, le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 peut être relié au bus 40 ou à un capteur de tension relié au bus 40, et recevoir du bus 40 (ou de ce capteur) le signal V. Ce signal V peut être reçu par l’intermédiaire d’une liaison physique ou sans fil. Ce signal V représente notamment l’évolution des besoins en puissance de la part des charges 400 reliées au bus 40. Typiquement, lorsqu’une charge 400 requiert soudainement de pouvoir prélever sur le bus 40 une puissance importante, du fait du temps de réponse du système électrique 4 pour fournir au bus 40 la puissance nécessaire pour compenser la puissance prélevée, la tension du bus 40 va brutalement chuter, et cette chute sera remontée au dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 par l’intermédiaire du signal V. De la même manière, lorsqu’une charge 400 se déleste brusquement d’une puissance importante sur le bus 40, du fait du temps de réponse du système électrique 4 pour soutirer au bus 40 la puissance nécessaire en vue de compenser ce délestage, la tension du bus 40 va brutalement augmenter, et cette augmentation sera remontée au dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 par l’intermédiaire du signal V. De ce fait, le signal V est typiquement un signal temporel, c’est- à-dire fournissant (ou représentant) l’évolution de la tension du bus 40 en fonction du temps. De nombreuses charges 400, notamment les charges 400 dites « actives », peuvent présenter ce type de comportement dynamique, lequel peut d’ailleurs varier au cours des différentes phases de vol.

Les évolutions de la tension du bus 40 sont compensées par l’action des convertisseurs 410, 420, 430, laquelle action suit donc l’évolution de la tension, aussi brusque et fluctuante soit-elle. C’est pourquoi, cette action est coordonnée par le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 pour maintenir la tension du bus 40 dans les gabarits permettant un fonctionnement stable du système électrique 4.

Pour ce faire, chacun des convertisseurs 410, 420, 430 reçoit du dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 un signal de commande CTRL_1 , CTRL_2, CTRL_3 qui lui est propre, et à partir de laquelle le convertisseur 410, 420, 430 régule en tension le bus 40. La combinaison des régulations en tension de chaque convertisseur 410, 420, 430 permet ainsi de suivre en permanence les besoins en puissance des charges 400.

Dans le système électrique 4 illustré sur la figure 3, c’est l’organe central 4000 qui est, notamment, configuré pour recevoir puis traiter le signal V. En outre, l’organe central 4000 est configuré pour transmettre à chacun des organes de contrôle 412, 422, 432 un signal de commande CTRL_1 , CTRL_2, CTRL_3, pouvant typiquement prendre la forme d’un courant de commande, pour le pilotage des convertisseurs 410, 420, 430. Dans le système électrique 4 illustré sur la figure 3, le contrôle est donc réalisé de manière centralisée. Alternativement, lorsque le dispositif de contrôle 412, 422, 432 ne comprend que les organes de contrôle 412, 422, 432, chacun des organes de contrôle 412, 422, 432 est configuré pour, notamment, recevoir et traiter le signal V, et piloter le convertisseur 410, 420, 430. En d’autres termes, le contrôle est alors réalisé de manière décentralisé.

La figure 3 montre en outre la présence d’un contrôleur général 7, qui peut par exemple être tout ou partie du système réalisant l’interface entre le cockpit de l’aéronef 100 et le moteur 2 (ou FADEC ou « Full Authority Digital Engine Control », dans la terminologie anglo- saxonne), typiquement être l’unité de commande du moteur 2, (ou ECU pour « Electronic Control Unit » dans la terminologie anglo-saxonne), laquelle est intégrée au FADEC. Le contrôleur général 7 est relié au dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000, en l’occurrence à l’organe central 4000, mais pourrait alternativement être directement relié à chacun des organes de contrôle 412, 422, 432 lorsque l’organe central 4000 n’est pas présent. Dans ce cas, les fonctions réalisées par l’organe central 4000 sont soit effectuées localement dans les organes de contrôle 412, 422, 432, soit effectuées par le contrôleur général 7. Le contrôleur général 7 fournit notamment les données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, mais aussi des contraintes supplémentaires à respecter par le système électrique 4 pour répondre aux besoins en puissances des charges 400. Ainsi, le contrôleur général 7 peut transmettre au dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 une consigne Cons de répartition de prélèvement entre les corps rotatifs BP, HP et la source de courant continu 431 , et/ou un seuil Se1 , Se2, Se3 de prélèvement maximal sur au moins un, si ce n’est chacun, des corps rotatifs BP, HP et de la source de courant continu 431 , le seuil Se1 , Se2, Se3 étant, le cas échéant, propre à chaque corps rotatif BP, HP et à la source de courant continu 431. Plus précisément, la consigne Cons de répartition indique au dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 la manière dont la totalité de la puissance à prélever sur le moteur 2 pour répondre aux besoins des charges 400 doit être répartie entre les corps rotatifs BP, HP, et la source de courant continu 431 , et peut typiquement prendre la forme d’un pourcentage. Les seuils Se1 , Se2, Se3 de prélèvement fournissent, quant à eux, et pour chacune des sources électriques 411 , 421 , 431 , la valeur maximale de la puissance que le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 est autorisé à faire prélever par leur convertisseur respectif 410, 420, 430 ; c’est-à-dire une première valeur maximale de puissance pouvant être prélevée sur le moteur 2 par le premier convertisseur 410, via le premier générateur 411 à courant alternatif, une deuxième valeur maximale de puissance pouvant être prélevée sur le moteur 2 par le deuxième convertisseur 420, via le deuxième générateur 421 à courant alternatif, et une troisième valeur maximale de puissance pouvant être prélevée sur la source de courant continu 431 par le troisième convertisseur 430. Le seuil Se3 associé à la source de courant continu 431 peut typiquement prendre la forme d’une limite de prélèvement de courant de charge ou de décharge si la source de courant continu 431 est une batterie. Le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 est alors configuré pour piloter les convertisseurs 410, 420, 430 en fonction des données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, de cette consigne Cons de répartition et/ou de ces seuils Se1 , Se2, Se3.

Les données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, la consigne Cons de répartition et/ou les seuils Se1 , Se2, Se3 de prélèvement transmis par le contrôleur général 7 peuvent évoluer au cours du temps et permettent de s’assurer que chacun des corps rotatifs BP, HP et la source de courant continu 431 fournissent la puissance nécessaire aux charges en optimisant le point de fonctionnement du moteur 2. En tout état de cause, ces données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, cette consigne Cons de répartition et/ou ces seuils Se1 , Se2, Se3 de prélèvement peuvent s’avérer nécessaire dans la mesure où le prélèvement mécanique a des conséquences différentes suivant le corps rotatif BP, HP sur lequel la puissance est prélevée.

Procédé de contrôle

De la figure 4 à la figure 10 sont illustrés différents modes de mise en oeuvre d’un procédé de contrôle du système électrique 4, lequel procédé est mis en oeuvre par le dispositif de contrôle 412, 422, 432, 4000 illustré sur la figure 3, et ce pour permettre de répondre en temps réel aux besoins en puissance des charges 400 électriques, quelle que soit la phase de fonctionnement du moteur 2, tout en respectant les contraintes propres au moteur 2, et notamment à ses corps rotatifs BP, HP. Ce procédé de contrôle vise à prévenir la sollicitation (i.e., le prélèvement mécanique par les générateurs à courant alternatif 411 , 421 ) des corps rotatifs BP, HP, notamment des arbres 280, 282, à leurs modes propres, typiquement en torsion et/ou en flexion. Ces modes propres sont associés à des fréquences propres et présentent la particularité d’accumuler l’énergie mécanique de sorte à potentiellement entrainer des vibrations susceptibles d’endommager les pièces concernées. Grâce au procédé de contrôle, le système électrique 4 ne sollicite pas, par exemple en couple, les corps rotatifs BP, HP à des fréquences proches de ces fréquences propres. Pour ce faire, comme il sera décrit en détail ci-après, le procédé de contrôle permet de basculer le contenu fréquentiel non désiré de prélèvement sur un corps rotatif BP, HP à une autre source électrique 411 , 421 , 431 , ce qui permet de maximiser la puissance prélevée par le système électrique 4 sur les corps rotatifs BP, HP, sans toutefois risquer de réduire leur durée de vie.

De la figure 4 à la figure 10, est illustré que ce procédé de contrôle mis en oeuvre au sein de l’organe central 4000, mais ceci n’est toutefois pas limitatif puisque ce procédé de contrôle peut être mis en oeuvre au sein d’un, si ce n’est chacun, des organes de contrôle 412, 422, 432. Le cas échéant les organes de contrôle 412, 422, 432 sont susceptibles d’échanger des informations entre eux, sous forme de signaux filaires ou à distance, et/ou de recevoir des informations de la part du bus 40 et/ou du contrôleur général 7.

Ce procédé de contrôle permet au système électrique 4 de corriger une différence (ou erreur) relevée entre une référence V_ref, qui dépend du gabarit en tension du bus 40, représente l’état dans lequel devrait se trouver le bus 40 pour un fonctionnement normal et peut être transmise par le contrôleur général 7, et une mesure de la tension du bus 40, qui représente quant à elle la réalité des besoins des charges 400 électriques telles qu’elles l’expriment par injection ou prélèvement de puissance sur le bus 40. En d’autres termes, ce procédé de contrôle, en corrigeant cette différence entre la référence V_ref et la mesure de la tension du bus 40, assure que les besoins en puissance des charges 400 électriques soient assouvis par la régulation en tension du bus 40.

Plus précisément, comme visible de la figure 4 à la figure 10, un signal en tension V représentatif d’une mesure de la tension du bus 40 est reçu. Ce signal en tension V peut alors être comparé à la référence V_ref. S’il n’y a aucune différence entre la référence V_ref et le signal en tension V, c’est que la tension du bus 40 n’a pas à être régulée. En revanche, si une différence est constatée, c’est-à-dire que la tension du bus 40 a subi une évolution, il est nécessaire que la tension du bus 40 soit régulée. Pour ce faire, il est nécessaire de piloter les sources électriques 411 , 421, 431 , en vue de réaliser cette régulation en tension. Ce pilotage peut, par exemple, consister en la transmission d’un courant de commande, d’une puissance de commande ou même d’un couple de commande. Ces signaux de commande CTRL_1 , CTRL_2, CTRL_3 fixeront la manière dont le système électrique 4, et plus précisément les sources électriques 411 , 421 , 431 , devra adapter son fonctionnement pour mener à bien cette régulation en tension. En l’occurrence, un signal initial I0 de commande, plus aisé à manipuler par l’organe de contrôle, qu’il s’agisse de l’organe central 4000 ou des organes de contrôle 412, 422, 432, peut avantageusement être généré puis traité en fonction de l’erreur relevée dans le signal en tension V par rapport à la référence V_ref. Le traitement peut avantageusement être mise en oeuvre par un correcteur de type proportionnel intégral. De là, un signal principal IP de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique 4 sur le moteur 2 hybridée électriquement est prêt à parvenir au système électrique 4. Ce signal principal IP de commande est représentatif de la correction à apporter par le système électrique 4 pour réduire, voire annuler, la différence entre référence V_ref et signal mesuré, et ainsi compenser l’évolution de la tension du bus 40. Toutefois, ce signal principal IP de commande ne fait que fixer la consigne générale à adopter par le système électrique 4, sans pour autant discriminer le rôle que chacun des membres du système électrique 4, et plus précisément les sources électriques 411 , 421 , 431 , aura à jouer dans la régulation en tension du bus 40.

À cet égard, en référence à la figure 4, le signal principal IP de commande est traité de sorte à en extraire une première composante fréquentielle CF1 correspondant à une fréquence propre d’un premier corps rotatif, par exemple le corps HP, et à générer un premier signal principal filtré IF1 privé de la première composante fréquentielle CF1. Pour ce faire, il peut par exemple être fait usage d’un filtre coupe-bande ou d’un filtre passe- bas, voire d’une pluralité de filtres coupe-bande et/ou passe-bas combinés et/ou associés les uns aux autres. Ces filtres peuvent être de plusieurs types ou ordres. Les filtres peuvent être de structure fixe, ou présenter une topologie variable en fonction de plusieurs paramètres associées aux données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, par exemple : le régime du moteur 2, au moins un des débits de carburant dans la chambre de combustion 24, la position de géométries variables, les conditions de vol de l’aéronef 100, le niveau de prélèvement de puissance mécanique sur les corps rotatifs BP, HP, etc. De cette manière, il est possible de tenir compte d’éventuelles évolutions des modes propres des corps rotatifs BP, HP en fonctionnement, et d’ajuster l’exclusion de la première composante fréquentielle CF1 en conséquence.

De là, un premier signal subsidiaire de commande CTRL_1 d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique 4, et plus précisément par le premier générateur de courant alternatif 411 , sur le premier corps rotatif HP est généré à partir du premier signal principal filtré IF1. Cette génération du premier signal subsidiaire de commande CTRL_1 peut simplement consister en le formatage du premier signal principal filtré IF1 pour qu’il corresponde aux contraintes propres de l’organe de contrôle 412 associé au premier générateur à courant alternatif 411. Alternativement, ou en complément, comme visible sur la figure 4, cette génération peut en outre être mise en oeuvre à partir du premier seuil de prélèvement Se1 maximal autorisé sur le premier corps rotatif HP, lequel peut, également, typiquement être transmise par le contrôleur général 7. Le premier signal subsidiaire de commande CTRL_1 correspond donc au signal de commande transmis à l’organe de contrôle 412 du convertisseur 410 relié au premier générateur de courant alternatif 411 prélevant une puissance sur le premier corps rotatif HP.

Par ailleurs, un deuxième signal subsidiaire de commande CTRL_2 d’un prélèvement d’une puissance par le système électrique 4 sur une source de puissance auxiliaire BP, 431 est généré à partir de la première composante fréquentielle CF1. Ainsi, les fréquences propres gênantes pour le premier corps rotatif HP, qui étaient contenues dans le signal principal IP de commande, sont rejetées sur la source de puissance auxiliaire BP, 431. Là encore, la génération du deuxième signal subsidiaire de commande CTRL_2, CTRL_3 peut simplement consister en le formatage de la première composante fréquentielle CF1 pour qu’elle corresponde aux contraintes propres de l’organe de contrôle 422, 432 associé à la source de puissance auxiliaire BP, 431. Alternativement, ou en complément, cette génération peut en outre être mise en oeuvre à partir d’un seuil de prélèvement Se2, Se3 maximal autorisé sur la source de puissance auxiliaire BP, 431 , lequel peut, également, typiquement être transmise par le contrôleur général 7. La source de puissance auxiliaire BP, 431 peut être un deuxième corps rotatif, typiquement le corps BP, du moteur 2 mais également être la source de courant continu 431. Le deuxième signal subsidiaire de commande CTRL_2, CTRL_3 correspond donc au signal de commande transmis à l’organe de contrôle 422 du convertisseur 420 relié au deuxième générateur de courant alternatif 421 prélevant une puissance sur le deuxième corps rotatif BP ou à l’organe de contrôle 432 du convertisseur 430 relié à la source de courant continu 431.

La figure 5 illustre que, dans le cas où la source de puissance auxiliaire BP, 431 est un deuxième corps rotatif BP du moteur 2, la génération du deuxième signal subsidiaire de commande CTRL_2 peut comprendre le filtrage de la première composante fréquentielle CF1 de sorte à en extraire une deuxième composante fréquentielle CF2 correspondant à une fréquence propre du deuxième corps rotatif BP. De cette manière, on s’assure que le contenu fréquentiel gênant pour le premier corps rotatif HP, qui est rejeté sur le deuxième corps rotatif BP, ne contient pas, lui non plus, de fréquences propres gênantes pour le deuxième corps rotatif BP. Là encore, l’exclusion de la deuxième composante fréquentielle CF2 peut être mise en oeuvre à partir des données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, par exemple transmises par le contrôleur général 7, à l’aide de filtres équivalents à ceux déjà exposés.

La figure 6 illustre qu’un troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 d’un prélèvement d’une puissance électrique sur la source de courant continu 431 peut être généré à partir de la deuxième composante fréquentielle CF2. Le troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 correspond donc au signal de commande transmis à l’organe de contrôle 432 associé au convertisseur 430 relié à la source de courant continu 431. Ainsi, les fréquences propres gênantes pour le deuxième corps rotatif BP, qui étaient contenues dans la première composante fréquentielle CF1, sont rejetées sur la source de courant continu 431. Là aussi, la génération du troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 peut être mise en oeuvre à partir d’un seuil de prélèvement Se3 maximal autorisé sur la source de courant continu 431 , lequel peut, également, typiquement être transmis par le contrôleur général 7. Grâce à cette variante de mise en oeuvre, quasiment toute la puissance requise par l’intermédiaire du signal principal IP de commande sera effectivement prélevée par le système électrique 4 sur les sources électriques 411 , 421 , 431 , ce qui permet d’optimiser les performances du système électrique 4 pour la régulation en tension.

De la figure 7 à la figure 10 sont illustrées différentes variantes du procédé de contrôle dans lesquelles la consigne de répartition Cons de prélèvement entre les corps rotatifs BP, HP et la source de courant continu 431 est utilisée.

La figure 7 illustre une variante du mode de mise en oeuvre illustré sur la figure 4, dans laquelle la source de puissance auxiliaire BP, 431 est un deuxième corps rotatif BP du moteur 2. Sur la figure 7, on constate que le signal principal IP est également traité de sorte à en extraire une deuxième composante fréquentielle CF2 correspondant à une fréquence propre du deuxième corps rotatif BP et à générer un deuxième signal principal filtré IF2 privé de la deuxième composante fréquentielle CF2. Puis, le deuxième signal principal filtré IF2 est traité à partir de la consigne de répartition Cons de prélèvement de puissance mécanique entre le premier corps rotatif HP et le deuxième corps rotatif BP de sorte à générer un premier signal intermédiaire filtré IIF1 de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique 4 sur le premier corps rotatif HP et un deuxième signal intermédiaire filtré IIF2 de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique 4 sur le deuxième corps rotatif BP. De là, le premier signal subsidiaire de commande CTRL_1 est généré à la fois à partir de la deuxième composante fréquentielle CF2 et du premier signal intermédiaire filtré IIF1. De même, le deuxième signal subsidiaire de commande CTRL_2 est généré à partir, outre de la première composante fréquentielle CF1 comme déjà décrit en référence à la figure 4, du deuxième signal intermédiaire filtré IIF2. Ainsi, le deuxième signal principal filtré IF2 est affranchi des contenus fréquentiels gênants pour les deux corps rotatifs BP, HP, ce qui permet de garantir que le deuxième signal principal filtré IF2, qui est traité par la consigne de répartition Cons de prélèvement de puissance mécanique entre le premier corps rotatif HP et le deuxième corps rotatif BP, est sûr. En outre, pour assurer une performance maximale, les contenus fréquentiels gênants pour un des corps rotatifs BP, HP sont réintégrés dans le signal de commande de l’organe de contrôle 412, 422 associé au convertisseur 412, 422 relié au générateur de puissance alternatif 411, 421 de l’autre des corps rotatifs BP, HP, et vice- versa. Là encore, la génération du premier signal subsidiaire de commande CTRL_1 et, respectivement, du deuxième signal subsidiaire de commande CTRL_2 peut simplement consister en le formatage du premier signal intermédiaire filtré IIF1 de commande et, respectivement, du deuxième signal intermédiaire filtré IIF2 de commande, pour qu’il corresponde aux contraintes propres des organes de contrôle 412, 422 associés aux convertisseur 412, 422 reliés au des générateurs de courant alternatifs 411 , 421. Alternativement, ou en complément, cette génération peut en outre être mise en oeuvre, respectivement, à partir du premier seuil de prélèvement Se1 maximal autorisé sur le premier corps rotatif HP et du deuxième seuil de prélèvement Se2 maximal autorisé sur le deuxième corps rotatif BP, lesquels peuvent, également, typiquement être transmis par le contrôleur général 7.

La figure 8 illustre une variante semblable au mode de mise en oeuvre illustré sur la figure 7, à ceci près que les contenus fréquentiels gênants communs aux corps rotatifs BP, HP sont filtrés au préalable. En effet, de tels contenus fréquentiels ne peuvent être rejetés sur l’un ou l’autre des corps rotatifs BP, HP. Plus précisément, le signal principal IP est préalablement traité de sorte à en extraire au moins une troisième composante fréquentielle CF3 correspondant à une fréquence propre commune au premier corps rotatif HP et au deuxième corps rotatif BP et à générer un signal principal IP intermédiaire filtré, dans lequel l’extraction de l’une au moins de la première composante fréquentielle CF1 et de la deuxième composante fréquentielle CF2 est mise en oeuvre par traitement du signal principal IP intermédiaire filtré. Là encore, l’exclusion de la troisième composante fréquentielle CF3 peut être mise en oeuvre à partir des données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, par exemple transmises par le contrôleur général 7, à l’aide de filtres équivalents à ceux déjà exposés.

La figure 9 illustre une variante du mode de mise en oeuvre illustré sur la figure 8, dans lequel ce contenu fréquentiel gênant commun aux deux corps rotatifs BP, HP est rejeté vers la source de courant continu 431 , afin d’éviter une perte de puissance et ainsi améliorer les performances de la régulation en tension. Plus précisément, un troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 d’un prélèvement d’une puissance électrique par le système électrique 4 sur une source de courant continu 431 est généré à partir de la troisième composante fréquentielle CF3 extraite. Là encore, la génération du troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 peut être mise en oeuvre à partir d’un seuil de prélèvement Se3 maximal autorisé sur la source de courant continu 431 , lequel peut, également, typiquement être transmis par le contrôleur général 7.

La figure 10 illustre une variante du mode de mise en oeuvre illustré sur la figure 4, dans laquelle tous les contenus fréquentiels gênants sont rejetés vers la source de courant continu 431 , plutôt que de les adresser sur l’autre corps rotatif HP, BP. Plus précisément, la source de puissance auxiliaire BP, 431 est un deuxième corps rotatif BP du moteur 2 et le signal principal IP de commande est traité de sorte à en extraite une deuxième composante fréquentielle CF2 correspondant à une fréquence propre du deuxième corps rotatif BP et à générer un deuxième signal principal filtré IF2 privé de la deuxième composante fréquentielle CF2. En outre un troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 d’un prélèvement d’une puissance électrique par le système électrique 4 sur une source de courant continu 431 est généré à partir de la première composante fréquentielle CF1 et de la deuxième composante fréquentielle CF2. Là encore, la génération du troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 peut être mise en oeuvre à partir du seuil de prélèvement Se3 maximal autorisé sur la source de courant continu 431 , lequel peut, également, typiquement être transmis par le contrôleur général 7. De même, l’exclusion de la deuxième composante fréquentielle CF2 peut être mise en oeuvre à partir des données DFP relatives aux fréquences propres des corps rotatifs BP, HP, par exemple transmises par le contrôleur général 7, à l’aide de filtres équivalents à ceux déjà exposés.

La figure 10 illustre également que la consigne de répartition Cons de prélèvement de puissance entre le premier corps rotatif HP, le deuxième corps rotatif HP et la source de courant continu 431 peut également être utilisée. Plus précisément, le signal principal IP de commande est préalablement traité à partir de la consigne de répartition Cons de prélèvement de puissance entre le premier corps rotatif HP, le deuxième corps rotatif BP et la source de courant continu 431 , de sorte à générer un premier signal intermédiaire filtré IIF1 de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique 4 sur le premier corps rotatif HP, un deuxième signal intermédiaire filtré IIF2 de commande d’un prélèvement d’une puissance mécanique par le système électrique 4 sur le deuxième corps rotatif BP et un troisième signal intermédiaire filtré IIF3 de commande de prélèvement d’une puissance électrique par le système électrique 4 sur la source de courant continu 431. En outre, l’extraction de la première composante fréquentielle CF1 est mise en oeuvre par traitement du premier signal intermédiaire filtré IIF1 , l’extraction de la deuxième composante fréquentielle CF2 est mise en oeuvre par traitement du deuxième signal intermédiaire filtré IIF2 et la génération du troisième signal subsidiaire de commande CTRL_3 est mise en oeuvre à partir du troisième signal intermédiaire filtré IIF3.

Quoiqu’il en soit, et comme visible sur la figure 3, chaque convertisseur 410, 420, 430 est piloté par son organe de contrôle 412, 422, 432 respectif, à l’aide du signal subsidiaire de commande CTRL_1 , CTRL_2, CTRL_3 qui lui est propre, en vue de compenser sa partie de l’évolution de la tension.

Avantages obtenus

Grâce au procédé de contrôle précédemment décrit, le prélèvement mécanique sur le moteur 2 hybridé électriquement ne risque pas d’exciter les modes propres des arbres 280, 282 du moteur 2, tout en minimisant les pertes de puissance et donc de performance associée avec l’exclusion de ces modes propres dans la mise en oeuvre du prélèvement.