Conception et simulation d'une alimentation hybride de secours pour un avion plus électrique

Résumé

Ce mémoire traite d’une nouvelle approche afin d’améliorer le système électrique de secours (assemblage RAT) existant, afin de l’intégrer à des avions plus électriques (MEA). En effet, l’avion de type MEA a une demande en énergie électrique plus grande et il est difficile pour les systèmes de secours existants de la fournir. Pour répondre à cette demande, l’alternative choisie est la connexion d’accumulateurs aux ions de lithium en parallèle à l’assemblage RAT. Afin d’intégrer ces accumulateurs, deux convertisseurs de puissance sont utilisés en plus d’un circuit de freinage. Le premier est un convertisseur cc-cc contrôlé en tension. Son rôle est de maintenir un bus de tension cc de 270V à partir de la tension des accumulateurs. Il est bidirectionnel et permet à l’assemblage RAT de recharger les accumulateurs. Le deuxième convertisseur est de type ca-cc et il transforme la tension du bus cc en une tension triphasée de 200V à une fréquence de 400Hz. L’onduleur est contrôlé en courant et il a pour objectif de réguler la vitesse du générateur éolien de secours (ADG). À partir de spécifications techniques fournies par Bombardier Aéronautique (B.A.), la turbine éolienne de secours et l’ADG sont modélisés dans Simulink®/SimPowersSystems™ (SPS). À partir de résultats de tests de B.A., le modèle de l’assemblage RAT est validé. Les résultats de simulation fournis par le modèle s’avèrent semblables à ceux obtenus lors des tests expérimentaux. Aussi, les modèles des convertisseurs sont construits de manière détaillée. La topologie de chacun et leur principe d’asservissement sont expliqués en détail. À partir du modèle de l’assemblage RAT et de ceux des convertisseurs, le modèle de simulation de l’alimentation hybride de secours est construit. Finalement, deux simulations de la nouvelle conception sont effectuées. La première simulation prend en compte les caractéristiques d’un aéronef Bombardier Global Express, tandis que la deuxième prend en compte ceux d’un Bombardier CRJ-900. Les résultats des deux simulations démontrent que le nouveau système développé fonctionne comme attendu. Les accumulateurs permettent de fournir aux charges essentielles une puissance supérieure à la puissance nominale de l’ADG.

Date	21 déc. 2011
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Louis-A. Dessaint (Directeur(-trice))