production d'éléctricité sur l'avion

Produire de l'électricité consiste à se servir d'une autre énergie qu'on transforme en électricité. Trois
sources d’énergie. Ces trois sources d’énergie sont toutes obtenues à
partir du réacteur. L’énergieprimaire est donc fournie par la combustion
du Kérosène et les autres sources citéesconstituent le secondaire.
Hydraulique :
L’énergie hydraulique est fournie par une pompe hydraulique couplée
mécaniquement à l’arbre du réacteur. Les principales fonctions du
circuit hydraulique sont l’actionnement des commandes de vol, le
relevage du train d’atterrissage ainsi que le freinage.
Pneumatique :
L’énergie pneumatique est obtenue par prélèvement d’air chaud sur les
étages hauts et basse pression du réacteur. Les fonctions réalisées par
le pneumatique sont principalement le conditionnement d’air de la cabine
et du cockpit (climatisation et pressurisation) et le dégivrage des
bords d’attaque des ailes. Le circuit d’air permet aussi le démarrage
des réacteurs, mais cette fois l’alimentation se fait par l’APU «
Auxiliary Power Unit ». L’APU est un générateur auxiliaire alimenté lui
aussi par du kérosène. Il est essentiellement utilisé au sol avant le
démarrage des réacteurs.
thermique :
L’énergie électrique est fournie par un alternateur entraîné
mécaniquement par la rotation de l’arbre du réacteur. Les fonctions de
l’énergie électrique sont nombreuses et variées et en perpétuelle
augmentation. En basant sur les célèbres
principes de génération d’énergie électrique en va donc voir dans la
suite les différentes étapes et les différents organes responsable de
assurer la production de l’énergie électrique à bord d’un avion pour
alimenter le pariage de contrôle, de commande, de vole… etc.
Remarque : en va voir la totalité de notre
étude sur la production d’énergie électrique alternative parce que la
production de continu passe par le redressement de courant alternatif.
Et le type de production thermique

Production d’énergie électrique à partir d’une énergie thermique
La puissance mécanique disponible sur l’arbre
accouplé au réacteur asservit pour fournir le courant d’excitation. On
utilise alors un système d’excitation monté sur le même arbre que le
rotor de l’alternateur. De plus, il est alors possible de supprimer les
contacts glissants nécessaires à l’alimentation de l’excitation. Donc on
utilise soi un VFG ou un IDG pour tourner l’aimant permanant, ce
dernier va générai un champ magnétique rotatif donc un courant
alternatif. Le courant alternatif sera redresser par un pont de diode
pour obtenir un courant continu dont l’utilisation sera d’alimenter
l’excitatrice, celle la va fournir un champ magnétique nécessaire pour
l’alternateur.

L’IDG
L’IDG est une machine de pointe de
courant contrôlée par l'électronique et est destiné à l'intégration avec
des moteurs à combustion interne. Il remplace le démarreur
conventionnel et d'un alternateur, qui sont les deux indispensables
unités électriques sur presque tous les moteurs.
Ce nouveau générateur de démarreur intégré offre plusieurs nouvelles
fonctions afin que les utilisateurs finaux obtenir le modes de
fonctionnement suivants à partir d'un seul générateur démarreur intégré:
• Starter mode pour le moteur à combustion interne principale
• Le mode générateur de courant continu pour charger la batterie remplacement de l'alternateur
• Mode de moteur électrique pour la propulsion électrique
• Booster mode moteur électrique comme une puissance supplémentaire au
moteur à combustion interne pour une meilleure accélération
Par l'assemblage de ce générateur de démarreur intégré par les liaisons
mécaniques sur le côté du moteur principal ainsi que sur la côté boîte
de vitesses, le système d'entraînement est d'un genre hybride qui peut
étendre son utilisation dans des zones restrictives et offre générale un
plus grand confort pour les utilisateurs finaux.
Le générateur d'entraînement intégré comprend
en combinaison dans l'axe d'entrée / sortie, et le moteur / générateur
ayant un arbre de rotor, une transmission à vitesse constante ayant une
entrée et une sortie, un chemin de couplage de commencer à alimenter le
moteur arbre du générateur / rotor à l'entrée / arbre de sortie lequel
le moteur / générateur qui fonctionne comme un moteur, entraîne l'arbre
d'entrée / sortie comme un arbre de sortie, sans passer par la
transmission, pour ainsi démarrer le moteur principal couplé à l'arbre
d'entrée / sortie, et un chemin de couplage de générer la puissance
d'entrée / sortie arbre à l'entrée de la transmission et de couplage de
la sortie de transmission à l'arbre du moteur / générateur rotor par
laquelle le premier moteur actionne le moteur / générateur comme un
générateur à vitesse constante à travers l'arbre d'entrée / sortie,
fonctionnant comme un arbre d'entrée, et la transmission de produire
fréquence de puissance électrique constante du moteur / générateur pour
l'équipement électrique de l'avion.

Le VFG
Un générateur à fréquence variable de
commande de régulation du circuit et procédé de contrôle de gain en
boucle ouverte dans des conditions changeantes vitesse du générateur
utilisant une impulsion à haute fréquence de largeur signal modulé avec
un rapport cyclique qui est contrôlée tels que les variations de PMG
tension redressée et générateur de gain sur la plage de vitesse de la
génératrice peut être compensée. Ce signal est modulé par une impulsion
de fréquence à faible largeur de signal modulé fourni par le régulateur
du générateur, en utilisant une porte logique pour produire un signal
combiné représente un signal de tension moyenne appliquée à un domaine
générateur de liquidation, selon les fluctuations de vitesse du
générateur.

Le PMG
Le PMG (générateur à aimant permanent) est
un système qui est utilisé pour l’excitation secondaire. L' PMG offre
une stable et fiable d'énergie électrique pour AVR quel que soit le
terminal de l'générateur tension. Le générateur avec le système
d'excitation PMG peut fournir 300% du courant nominal au cours
court-circuit, qui se produit pendant 5-10 secondes.
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Excitatrice bobinée

C’est une bobine qui sert à générer un champ
magnétique (vecteur B) à partir d’un courant continu et alimenter
l’alternateur principale.
Le principe
d'induction magnétique est généralement expérimenté en déplaçant un
aimant permanent dans une bobine. Une tension se crée aux bornes de la
bobine. Un alternateur fonctionne selon ce principe :.un électroaimant,
alimenté par un courant d'excitation, est en rotation à l'intérieur de
trois bobines : il produit ainsi trois tensions triphasées alternatives
décalées de 120°. Ces tensions sont ensuite redressées en une tension
continue.
L'énergie produite par un alternateur est proportionnelle à la vitesse
de rotation de l'électroaimant et à sa puissance, qui elle même est
proportionnelle au courant d'excitation.
Alternateur principale
Un alternateur est un générateur triphasé dont
le courant est redressé puis filtré pour générer un courant continu. A
chaque rotation du rotor trois tensions alternatives déphasées de 120°
sont créées. Ces trois tensions sont ensuite couplées via un pont de
diodes pour récupérer les alternances positive et négative en tension
positive. Le schéma ci dessous décrit les différentes phases de
redressement de ces trois tensions:

La puissance du signal est fonction du courant d'excitation et de la
vitesse de rotation du rotor. L’alternateur est depuis longtemps utilisé
pour les voitures et donc, optimisé pour ce besoin. La batterie d'une
voiture est utilisée exclusivement pour le démarrage, par conséquent
elle n'est pas sollicitée en décharge profonde. Quand le moteur est
démarré l'alternateur fournit suffisamment d'énergie pour assurer le
fonctionnement des appareils électriques tout en complétant la charge de
la batterie. Il n'est donc pas important dans ce contexte d'optimiser
la régulation pour recharger la batterie.
Le type de régulateur utilisé a pour principe de limiter la tension à
une valeur préréglée. Lorsque la tension générée par l'alternateur est
supérieure à la valeur cible, le régulateur coupe le courant
d'excitation ou le limite, ce qui a pour effet de faire chuter l'énergie
produite. Lorsque la tension aux bornes de la batterie est en dessous
du seuil le régulateur régénère le courant d'excitation.
En fonction de la valeur de préréglage, cette tension ne sera soit pas
suffisante pour recharger la batterie (valeur fixée à la tension de
floating), soit trop importante et détériorera la batterie.

Système de production éolien

En cas de défaillance sur le système de
génération thermique, le système de génération éolienne sera un système
de secours. Une hélice va sortie de bas de réacteur et elle va récupérer
une partie de l’énergie éolienne et elle va la transformer en énergie
électrique. Et le principe reste le même.

La machine se compose de pales (hélice) portées par un rotor et
installées au sommet d’un mât vertical. Cet ensemble est fixé sur une
nacelle qui abrite un générateur

Système de production solaire

L'aviation solaire a débuté avec des modèles
réduits dans les années 70, lorsque des cellules solaires abordables
sont apparues sur le marché

L’effet photovoltaïque
utilisé dans les cellules solaires permet de convertir directement
l’énergie lumineuse des rayons solaires en électricité par le biais de
la production et du transport dans un matériau semi-conducteur de
charges électriques positives et négatives sous l’effet de la lumière.
Ce matériau comporte deux parties, l’une présentant un excès d’électrons
et l’autre un déficit en électrons, dites respectivement dopée de type n et dopée de type p. Lorsque la première est mise en contact avec la seconde, les électrons en excès dans le matériau n diffusent dans le matériau p. La zone initialement dopée n devient chargée positivement, et la zone initialement dopée p chargée négativement. Il se crée donc entre elles un champ électrique qui tend à repousser les électrons dans la zone n et les trous vers la zone p. Une jonction (dite p-n) a été formée. En ajoutant des contacts métalliques sur les zones n et p,
une diode est obtenue. Lorsque la jonction est éclairée, les photons
d’énergie égale ou supérieure à la largeur de la bande interdite
communiquent leur énergie aux atomes, chacun fait passer un électron de
la bande de valence dans la bande de conduction et laisse aussi
un trou capable de se mouvoir, engendrant ainsi
une paire électron-trou. Si une charge est placée aux bornes de la
cellule, les électrons de la zone n rejoignent les trous de la zone p via la connexion extérieure, donnant naissance à une différence de potentiel: le courant électrique circule .
L’effet repose donc à la base sur les propriétés semi-conductrices du matériau
et son dopage afin d’en améliorer la
conductivité. Le silicium employé aujourd’hui dans la plupart des
cellules a été choisi pour la présence de quatre électrons de valence
sur sa couche périphérique (colonne IV du tableau de Mendeleïev). Dans
le silicium solide, chaque atome – dit tétravalent – est lié à quatre
voisins, et tous les électrons de la couche périphérique participent aux
liaisons. Si un atome de silicium est remplacé par un atome de la
colonne V (phosphore par exemple), un de ses cinq
électrons de valence ne participe pas aux
liaisons; par agitation thermique, il va très vite passer dans la bande
de conduction et ainsi devenir libre de se déplacer dans le cristal,
laissant derrière lui un trou fixe lié à l’atome de dopant. Il y a
conduction par un électron, et le semi-conducteur dit dopé de type n.
Si au contraire un atome de silicium est remplacé par un atome de la
colonne III (bore par exemple) à trois électrons de valence, il en
manque un pour réaliser toutes les liaisons, et un électron peut
rapidement venir combler ce manque et occuper l’orbitale vacante par
agitation thermique. Il en résulte un trou dans la bande de valence, qui
va contribuer à la conduction, et le semi-conducteur est dit dopé de type p.
Les atomes tels que le bore ou le phosphore sont donc des dopants du
silicium. Les cellules photovoltaïques sont assemblées pour former des
modules.

Conclusion
Grâce aux progrès réalisés dans le domaine de
l’électronique de puissance, la puissance électrique embarquée dans les
véhicules de transport (automobile, ferroviaire, maritime…) est en
constante augmentation. Cette évolution est aussi en train de se
produire dans les aéronefs conduisant inévitablement à une augmentation
du niveau de tension. La souplesse de contrôle, la maintenance facilitée
ainsi que le coût sont les atouts supposés des systèmes dits « Plus électrique ».L’utilisation
de l’électricité dans le monde aéronautique n’est pas récente. Mais,
progressivement, les avionneurs ont manifesté un profond souhait
d’élargir son utilisation à l’ensemble des fonctions remplies à bord des
avions. De surcroît, le confort des passagers comme le développement
des distractions à bord (cinéma, jeux,…) ne fait qu’augmenter la demande
en puissance électrique embarquée

مشكووووورة عائشة
موضــــــوع ممــــــيز
بـــارك الله فيـــــــــك