FR3152530A1 - Turbomachine comprenant une machine électrique munie d’un enroulement fixe, d’un enroulement d’excitation et d’un enroulement tournant agencés radialement - Google Patents

Abstract

Turbomachine (50) pour un aéronef (100) comprenant au moins: - une partie tournante (Pt) autour d’un axe de rotation (A), - une partie fixe (Pf) en rotation autour de l’axe de rotation (A) par rapport à la partie tournante (Pt), la partie fixe (Pf) comprenant un carter de soufflante (52), - une machine électrique (M1, M2, M3) adaptée pour fonctionner en mode générateur, la turbomachine (50) étant caractérisée en ce que la machine électrique (M1, M2, M3) comprend au moins un enroulement fixe (10) et un enroulement d’excitation (20), qui sont positionnés sur la partie fixe (Pf) de la turbomachine (50), et au moins un enroulement tournant (30) positionné sur la partie tournante (Pt) de la turbomachine (50), l’enroulement fixe (10), l’enroulement d’excitation (20) et l’enroulement tournant (30) étant agencés radialement autour de l’axe de rotation (A). Figure 3

Description

Turbomachine comprenant une machine électrique munie d’un enroulement fixe, d’un enroulement d’excitation et d’un enroulement tournant agencés radialement

L’invention concerne le domaine des turbomachines d’aéronef et plus particulièrement une turbomachine comprenant une machine électrique et un aéronef comprenant une telle turbomachine.

Dans le présent exposé, le terme « turbomachine d’aéronefs » désigne un ensemble des turbomachines ou appareils à turbine à gaz produisant une énergie motrice, dédié à une propulsion d’un aéronef et équipé d’une nacelle ou non. Parmi ces appareils on distingue notamment les turboréacteurs fournissant une poussée nécessaire à la propulsion par réaction à l’éjection à grande vitesse de gaz, et les turbomoteurs dans lesquels l’énergie motrice est fournie par une rotation d’un arbre moteur. Par exemple, des turbomoteurs sont utilisés comme moteur d’hélicoptère. Les turbopropulseurs (turbomoteur entraînant une hélice) sont des turbomoteurs utilisés comme moteur d’avion.

Etat de la technique antérieure

Le changement climatique est une préoccupation majeure pour de nombreux organes législatifs et de régulation à travers le monde. En effet, diverses restrictions sur les émissions de carbone ont été, sont ou seront adoptées par divers états. En particulier, une norme ambitieuse s’applique à la fois aux nouveaux types d’avions mais aussi ceux actuellement en circulation nécessitant de devoir mettre en œuvre des solutions technologiques afin de les rendre conformes aux réglementations en vigueur. L’aviation civile se mobilise depuis maintenant plusieurs années pour apporter une contribution à la lutte contre le changement climatique.

Les efforts de recherche technologique ont déjà permis d’améliorer de manière très significative les performances environnementales des avions. La Déposante prend en considération les facteurs impactant toutes les phases de conception et de développement pour obtenir des composants et des produits aéronautiques moins énergivores, plus respectueux de l’environnement et dont l’intégration et l’utilisation dans l’aviation civile ont des impacts environnementaux modérés dans un but d’amélioration de l'efficacité énergétique des avions.

Par voie de conséquence, la Déposante travaille en permanence à la réduction de son impact climatique par l’emploi de méthodes et l’exploitation de procédés de développement et de fabrication vertueux et minimisant les émissions de gaz à effet de serre au minimum possible pour réduire l'empreinte environnementale de son activité.

Ces travaux de recherche et de développement soutenus portent à la fois sur les nouvelles générations de moteurs d’avions, l’allègement des appareils, notamment par les matériaux employés et les équipements embarqués allégés, le développement de l’emploi des technologies électriques pour assurer la propulsion, et, indispensables compléments aux progrès technologiques, les biocarburants aéronautiques.

Il existe des dispositifs disposés dans une partie tournante d’une turbomachine, par exemple un rotor d’une turbine, tel qu’un dispositif de contrôle d’un pas des aubes d’une soufflante, des dispositifs de protection petit pas d‘aubes de la soufflante, des dispositifs de dégivrage d’un cône ou des aubes de la soufflante, etc… De tels dispositifs peuvent être alimentés par énergie électrique.

Pour cela, il est connu d’avoir une machine électrique dans une partie fixe d’une turbomachine et de transmettre l’énergie électrique dans la partie tournante. Cela peut, par exemple, être réalisé au moyen d’un collecteur tournant (appelé « slip ring » en anglais). Cependant, un tel collecteur tournant peut être fragile et nécessiter des opérations régulières de maintenance.

On appelle partie fixe des dispositifs de la turbomachine configurés pour être immobiles ou fixes en rotation par rapport à un aéronef sur lequel est installée la turbomachine. La partie fixe comprend par exemple le carter de soufflante.

On appelle partie tournante des dispositifs de la turbomachine configurés pour être mobiles en rotation par rapport à l’aéronef sur lequel est installée la turbomachine.

La transmission de l’énergie électrique à la partie tournante peut également être réalisée par un transformateur tournant associé à un onduleur entraînant une augmentation d’une masse et d’un volume de la turbomachine. En outre, un champ électromagnétique généré par le transformateur tournant peut perturber des dispositifs de mesures de la turbomachine tels qu’un capteur de régime ou un capteur de calage de pas de la soufflante.

Il existe donc un besoin en ce sens pour une alimentation électrique dans la partie tournante qui soit fiable, de masse réduite et d’encombrement réduit.

Un mode de réalisation concerne une turbomachine pour un aéronef, la turbomachine s’étendant selon un axe de rotation et comprenant au moins:

- une partie tournante autour de l’axe de rotation,

- une partie fixe en rotation autour de l’axe de rotation par rapport à la partie tournante, la partie fixe comprenant un carter de soufflante,

- une machine électrique adaptée pour fonctionner en mode générateur

la turbomachine étant caractérisée en ce que la machine électrique comprend au moins un enroulement fixe et un enroulement d’excitation, qui sont positionnés sur la partie fixe de la turbomachine, et au moins un enroulement tournant positionné sur la partie tournante de la turbomachine, l’enroulement fixe, l’enroulement d’excitation et l’enroulement tournant étant agencés radialement autour de l’axe de rotation.

De manière générale, la direction axiale correspond à la direction de l'axe de rotation de la turbomachine (ou d’un disque d’une soufflante), et une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe de rotation.

En outre, l'amont et l'aval sont définis par rapport à un sens d'écoulement normal des gaz (de l'amont vers l'aval) à travers la turbomachine.

Dans certains modes de réalisation, la turbomachine comprend au moins une turbine, au moins un compresseur et au moins une soufflante qui sont positionnés selon la direction axiale, c'est-à-dire linéairement le long de l’axe de rotation.

La turbomachine peut également comprendre une nacelle.

La turbine, le compresseur et la nacelle comprennent des éléments ou dispositifs formant la partie fixe de la turbomachine par rapport à l’aéronef, lorsque la turbomachine est fixée sur l’aéronef via la nacelle. Autrement dit, la partie fixe est solidaire de la nacelle.

La turbine, le compresseur et la soufflante comprennent des éléments mobiles en rotation autour de l’axe de rotation. Ces éléments forment la partie tournante de la turbomachine. Ces éléments présentent un mouvement relatif par rapport à la nacelle.

Au moyen d’une détente des gaz d’une chambre de combustion, la turbomachine entraîne, en rotation l’axe de rotation sur lequel la partie tournante est fixée.

La turbomachine comprend également au moins une machine électrique selon l’objet du présent exposé. La machine électrique peut être utilisée en mode générateur dans lequel elle produit de l’énergie électrique, ou en mode moteur dans lequel elle consomme de l’énergie afin de mettre en rotation l’axe de rotation.

Plus précisément, la machine électrique est une machine rotative qui peut convertir une énergie mécanique en énergie électrique à courant alternatif et inversement.

De manière générale, un enroulement peut désigner une bobine électrique.

La machine selon l’objet du présent exposé comprend au moins un enroulement fixe et un enroulement d’excitation, qui sont tous deux positionnés sur la partie fixe de la turbomachine.

La machine comprend également au moins un enroulement tournant positionné sur la partie tournante de la turbomachine.

L’enroulement fixe, l’enroulement d’excitation et l’enroulement tournant sont agencés radialement autour de l’axe de rotation.

L’enroulement fixe, l’enroulement d’excitation et l’ enroulement tournant sont positionnés de manière concentrique autour de l’axe de rotation de sorte que des inductions électriques sont possibles entre chacun des enroulements.

Dans un fonctionnement de la machine électrique selon le mode moteur, l’enroulement fixe est un inducteur de la machine c'est-à-dire qu’il a pour fonction d’induire un champ électromagnétique dans l’ enroulement tournant positionné sur la partie tournante. Pour cela, l’enroulement fixe est alimenté électriquement, notamment par un courant triphasé. Un champ électromagnétique créé par l’enroulement fixe induit un champ électromagnétique dans l’ enroulement tournant ce qui a pour effet d’entraîner en rotation la partie tournante. L’enroulement tournant est alors un induit de la machine électrique.

Le mode moteur de la machine électrique peut être utilisé lors d’un démarrage de la turbomachine, ou lors d’une opération de maintenance nécessitant une rotation de la partie tournante de la turbomachine, ou encore pour injecter du couple mécanique sur un arbre de la turbomachine auquel la machine électrique est couplée pendant toute phase de vol de l’aéronef.

Dans un fonctionnement de la machine selon un mode générateur, l’enroulement tournant est un induit et un inducteur de la machine. En effet, d’une part il est excité par l’enroulement d’excitation de sorte qu’il produit un courant électrique triphasé dans la partie tournante, et d’autre part il induit un champ électromagnétique dans l’enroulement fixe positionné sur la partie fixe, de sorte que l’ enroulement fixe génère un courant électrique triphasé dans la partie fixe. L’enroulement tournant délivre une tension variable dont une valeur efficace et une fréquence varient avec une tension d’alimentation de l’enroulement d’excitation.

Le courant électrique généré par l’enroulement fixe ou l’ enroulement tournant est un courant alternatif sinusoïdal.

La machine électrique a donc plusieurs fonctions selon qu’elle fonctionne en mode moteur ou en mode générateur.

L’objet du présent exposé peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison.

Selon un mode de réalisation, la turbomachine peut comprendre d’une part un corps haute pression comportant un compresseur haute pression et une turbine haute pression, et d’autre part un corps basse pression comportant un compresseur basse pression et une turbine basse pression.

Selon un mode de réalisation, la turbomachine comprend également un corps intermédiaire comportant un compresseur à pression intermédiaire et une turbine à pression intermédiaire.

Selon un mode de réalisation, la machine électrique est positionnée entre la soufflante et le compresseur.

Selon un mode de réalisation, la machine électrique est positionnée entre la soufflante et une boîte à réducteur.

Selon un mode de réalisation, la machine électrique est positionnée entre une boîte à réducteur et le compresseur.

Ainsi, la machine électrique présente un régime de fonctionnement plus élevé et donc un meilleur rendement.

Selon un mode de réalisation, l’enroulement tournant est positionné sur un arbre basse pression de la turbomachine.

Selon un mode de réalisation, la turbomachine comprend au moins un réseau électrique de puissance positionné dans la partie tournante, ledit au moins un réseau électrique de puissance étant relié à l’au moins un enroulement tournant, et configuré pour faire circuler un courant électrique de puissance supérieure ou égale à 10 kW et inférieure ou égale à 50 kW.

La machine électrique, et plus particulièrement l’enroulement tournant, est dimensionné pour fournir le courant électrique de puissance sur le réseau électrique de puissance qui est positionné dans la partie tournante.

Le courant électrique de puissance est généré directement dans la partie tournante par la machine électrique.

Selon un mode de réalisation, l’au moins un réseau électrique de puissance est configuré pour alimenter au moins un dispositif électrique de la turbomachine qui est positionné sur la partie tournante.

Principalement, l’objet du présent exposé est de générer un courant électrique dans la partie tournante afin d’alimenter des fonctions, également appelées dispositifs électriques, de la turbomachine présentes dans la partie tournante. De la sorte, il n’est pas nécessaire de faire passer le courant de la partie fixe à la partie tournante. Un rendement, un poids et un volume de la turbomachine sont améliorés.

On appelle dispositif électrique tout élément de la turbomachine consommateur d’électricité. Les fonctions de la turbomachine mises en œuvre électriquement peuvent aussi être désignées « charges électriques ». Un dispositif peut réaliser une action physique sur la turbomachine comme par exemple chauffer, ou une action de régulation ou de contrôle.

Cependant, bien que l’objet du présent exposé est de générer un courant électrique dans la partie tournante, la machine électrique selon l’invention génère également un courant électrique dans la partie fixe comme cela a été détaillé ci-dessus. Le courant électrique généré dans la partie fixe a pour objet d’alimenter des éléments électriques positionnés dans la partie fixe.

Selon un mode de réalisation, l’au moins un dispositif électrique de la turbomachine positionné dans la partie tournante est un dispositif de contrôle d’un pas des aubes d’une soufflante, des dispositifs de protection petit pas d‘aubes de la soufflante, des dispositifs de dégivrage d’un cône ou des aubes de la soufflante.

Par exemple, le dégivrage d’un cône ou des pâles de la soufflante nécessite une puissance électrique d’environ 30kW.

Selon un mode de réalisation, la machine électrique est une machine à rotor bobiné.

Selon un mode de réalisation, l’enroulement fixe et l’enroulement d’excitation sont électriquement reliés de sorte qu’un courant électrique d’alimentation généré par l’enroulement fixe puisse alimenter l’enroulement d’excitation.

Dans le mode générateur, l’enroulement tournant induit un champ électromagnétique dans l’ enroulement fixe positionné sur la partie fixe de sorte que l’ enroulement fixe génère un courant électrique triphasé dans la partie fixe. Ce courant électrique peut alors alimenter l’enroulement d’excitation de la machine électrique. On parle alors d’auto-alimentation. La fréquence de la tension du courant électrique généré par l’enroulement fixe dépend alors d’une vitesse de rotation de la partie tournante.

Selon un mode de réalisation, l’enroulement fixe est électriquement relié à un réseau électrique général positionné sur la partie fixe.

Le réseau électrique général correspond à un réseau électrique de la turbomachine, et plus globalement de l’aéronef, qui alimente des dispositifs dans la partie fixe comme par exemple une alimentation des commandes de vol, un antigivrage des ailes, une alimentation du système de conditionnement d'air cabine, un éclairage d’une cabine de l’aéronef, ou encore une alimentation du poste de pilotage.

Cela permet d’assurer une redondance d’alimentation électrique sur le réseau électrique général.

Selon un mode de réalisation, l’enroulement d’excitation comprend un convertisseur DC/DC ou un convertisseur DC/AC.

Selon un mode de réalisation, la turbomachine comprenant un élément mécanique de séparation et de déconnexion de la machine électrique par rapport à un arbre de la turbomachine.

En effet, en cas de défaillance électrique de la machine électrique ou du réseau électrique de puissance, il est nécessaire d’avoir un élément permettant de déconnecter mécaniquement la machine électrique.

Selon un mode de réalisation, l’au moins une machine électrique est positionnée à l’intérieur du carter de soufflante.

Selon un mode de réalisation, l’élément de séparation mécanique peut être une boîte à crabot.

Un autre aspect de l’invention vise un aéronef comprenant une turbomachine selon l’un quelconque des modes de réalisation du présent exposé.

L’objet du présent exposé sera mieux compris, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à plusieurs modes de réalisation, donné à titre d’exemples non limitatifs et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :

FIG. 1est une représentation d’un aéronef ;

FIG. 2est une représentation schématique d’une architecture d’une turbomachine selon un exemple de l’objet du présent exposé ;

FIG. 3illustre un mode de réalisation de l’objet du présent exposé.

LaFIG. 1représente un aéronef 100, dans cet exemple un avion, équipé de deux turbomachines 50, dans cet exemple deux ensembles propulsifs ou deux turboréacteurs 50, à savoir une turbomachine 50 par aile 101. Une seule turbomachine 50 et une seule aile 101 sont représentées sur laFIG. 2. Selon une variante, l’aéronef 100 peut être équipé de plus d’une turbomachine 50 par aile 101, chaque aile 101 étant pourvue d’un même nombre de turbomachines 50.

LaFIG. 2représente une vue schématique, en coupe selon le plan II de laFIG. 1, d’une architecture de la turbomachine 50 selon l’objet du présent exposé.

La turbomachine 50 comprend un fan, également appelé soufflante 52, qui est positionné dans un carter de soufflante et un générateur de gaz 54.

Dans cet exemple, le générateur de gaz 54 comprend de l’amont vers l’aval, les gaz s’écoulant au sein de la turbomachine 50 de l’amont vers l’aval, un compresseur 54A (ou section compresseur 54A), une chambre de combustion 54B, et une turbine 54C (ou section turbine 54C).

Le fan 52 peut être entraîné en rotation par un arbre du générateur de gaz 54, par exemple directement par un arbre A d’un corps basse pression, ou par l’intermédiaire d’une boîte à réducteur Gb aussi dite RGB (acronyme anglo-saxon de « Reduction Gear Box ») couplée mécaniquement à l’arbre A du corps basse pression. La boîte à réducteur Gb permet de réduire la vitesse de rotation du fan 52 par rapport à celle de l’arbre A du corps basse pression.

Le générateur de gaz 54 peut être du type double-corps et comprendre un corps basse pression et un corps haute pression.

Le corps basse pression peut comprendre un compresseur basse pression 62A couplé en rotation avec une turbine basse pression 66A par l’intermédiaire d’un arbre basse pression A.

Le corps haute pression peut comprendre un compresseur haute pression 62B disposé en aval du compresseur basse pression 62A et en amont de la chambre de combustion 54B, et une turbine haute pression 66B, disposée en aval de la chambre de combustion 54B et amont de la turbine basse pression 66A, et couplée en rotation avec le compresseur haute pression 62B par l’intermédiaire d’un arbre haute pression B.

Le compresseur 54A du générateur de gaz 54 peut comprendre les compresseurs basse et haute pression 62A et 62B. La turbine 54C du générateur de gaz 54 peut comprendre les turbines basse et haute pression 66B et 66A.

LaFIG. 2est schématique, chaque compresseur et chaque turbine pouvant présenter un ou plusieurs étages, chaque étage comprenant une roue mobile et un stator.

La turbomachine 50 comprend des éléments mobiles en rotation, par la suite désignés par partie tournante Pt, autour d’un axe de rotation, dans une nacelle de la turbomachine 50. La nacelle est configurée pour être fixée sur l’aéronef 100. Par la suite on désigne par partie fixe Pf des éléments du corps haute pression, du corps basse pression qui sont fixes par rapport à la nacelle.

LaFIG. 2illustre le positionnement de machines électriques M1, M2, M3 reliés à un réseau électrique général 4 de la turbomachine, et plus globalement de l’aéronef 100. Le réseau électrique général 4 alimente des dispositifs dans la partie fixe Pf comme par exemple une alimentation des commandes de vol, un antigivrage des ailes, une alimentation du système de conditionnement d'air cabine, un éclairage d’une cabine de l’aéronef, ou encore une alimentation du poste de pilotage.

Une première machine électrique M1 est positionnée entre la soufflante 52 et le compresseur 54A du générateur de gaz 54. Plus spécifiquement, la machine électrique M1 est positionnée axialement (le long de l’axe de rotation A) entre la soufflante 52 et la boîte à réducteur Gb ou de manière alternative positionnée axialement entre la boîte à réducteur Gb et le compresseur 54A.

La machine électrique M1 sera décrite plus précisément en référence à laFIG. 3.

Un deuxième machine électrique M2 est positionnée en aval de la turbine 54C et une troisième machine électrique M3 est positionnée au niveau du compresseur haute pression 62B.

Les machines électriques M1, M2 et M3 produisent un courant électrique destiné à être consommé dans la partie tournante Pt de la turbomachine 50 ou à être transmis sur le réseau électrique général 4.

Avoir plusieurs machines électriques M1, M2, M3 permet de réduire un dimensionnement de chacune des machines électriques M1, M2, M3. Ainsi, ils sont plus facilement intégrables dans l’architecture globale de la turbomachine. Un autre avantage à positionner plusieurs machines électriques M1, M2, M3 est d’une part, d’avoir une redondance et donc une meilleure fiabilité globale du réseau électrique général 4, et d’autre part de pouvoir installer des machines électriques simples.

Plus particulièrement, un mode de réalisation de la turbomachine 50 selon l’objet du présent exposé est décrit en référence à laFIG. 3.

La turbomachine 50 comprend un machine électrique M1 qui comprend des éléments positionnés sur la partie tournante Pt et d’autre sur la partie fixe Pf de la turbomachine.

Sur la partie fixe Pf, la machine électrique M1 comprend au moins un enroulement fixe 10 et un enroulement d’excitation 20.

La partie tournante Pt de la machine électrique M1 comprend au moins un enroulement tournant 30.

L’enroulement fixe 10, l’enroulement d’excitation 20 et l’enroulement tournant 30 sont agencés radialement autour de l’axe de rotation.

L’enroulement fixe 10, l’enroulement d’excitation 20 et l’ enroulement tournant 30 sont positionnés de manière concentrique autour de l’axe de rotation de sorte que des inductions électriques sont possibles entre chacun des enroulements 10, 20, 30.

L’enroulement fixe est électriquement relié au réseau électrique général 4 positionné sur la partie fixe Pf.

En outre, l’enroulement fixe 10 et l’enroulement d’excitation 20 sont électriquement reliés par une liaison électrique 41 de sorte qu’un courant électrique d’alimentation généré par l’enroulement fixe 10 puisse alimenter l’enroulement d’excitation 20.

L’enroulement fixe 10 est relié à un convertisseur AC/DC 11.

L’enroulement d’excitation 20 comprend un convertisseur 21 DC/DC ou un convertisseur DC/AC.

L’enroulement tournant 30 est agencé sur l’arbre basse pression de la turbomachine. L’enroulement tournant 30 est relié via un réseau électrique de puissance 3 à un redresseur à six diodes tournantes 31.

Le réseau électrique de puissance 3 est configuré pour faire circuler un courant électrique de puissance supérieure ou égale à 10 kW et inférieure ou égale à 50 kW de sorte à alimenter au moins un dispositif électrique F1 de la partie tournante Pt, pouvant être par exemple un dispositif de contrôle d’un pas des aubes d’une soufflante, des dispositifs de protection petit pas d‘aubes de la soufflante, des dispositifs de dégivrage d’un cône ou des aubes de la soufflante.

Dans un fonctionnement de la machine électrique selon un mode moteur, l’ enroulement fixe 10 est un inducteur de la machine c'est-à-dire qu’il a pour fonction d’induire un champ électromagnétique dans l’ enroulement tournant 30 positionné sur la partie tournante Pt. Pour cela, l’enroulement fixe 10 est alimenté électriquement, notamment par un courant triphasé via le réseau électrique général 4. Un champ électromagnétique créé par l’enroulement fixe 10 induit un champ électromagnétique dans l’enroulement tournant 30 ce qui a pour effet d’entraîner en rotation la partie tournante Pt. L’enroulement tournant 30 est alors un induit de la machine.

Le mode moteur de la machine électrique peut être utilisé lors d’un démarrage de la turbomachine 50 ou lors d’une opération de maintenance nécessitant une rotation de la partie tournante Pt de la turbomachine 50 ou encore pour injecter du couple mécanique sur un arbre de la turbomachine 50 auquel la machine électrique est couplée pendant toute phase de vol de l’aéronef.

Dans un fonctionnement de la machine selon un mode générateur, l’axe de rotation est entraîné en rotation par la chambre de combustion 54B. L’enroulement tournant 30 est alors un induit et un inducteur de la machine. En effet, d’une part il est excité par l’enroulement d’excitation 20 de sorte qu’il produit un courant électrique triphasé dans la partie tournante Pt, et d’autre part il induit un champ électromagnétique dans l’enroulement fixe 10 positionné sur la partie fixe Pf de sorte que l’ enroulement fixe 10 génère un courant électrique triphasé dans la partie fixe Pf. L’enroulement tournant 30 délivre une tension variable dont une valeur efficace et une fréquence varient avec une tension d’alimentation de l’enroulement d’excitation 20.

Dans le mode générateur, l’enroulement tournant 30 induit un champ électromagnétique dans l’ enroulement fixe 10 positionné sur la partie fixe Pf de sorte que l’ enroulement fixe 10 génère un courant électrique triphasé dans la partie fixe Pf. Ce courant électrique peut alors alimenter l’enroulement d’excitation 20 de la machine électrique. On parle alors d’auto-alimentation. La fréquence de la tension du courant électrique généré par l’enroulement fixe 10 dépend alors d’une vitesse de rotation de la partie tournante Pt.

Le courant électrique généré par l’enroulement fixe 10 ou l’ enroulement tournant 30 est un courant alternatif sinusoïdal.

La machine électrique a donc plusieurs fonctions selon qu’elle fonctionne en mode moteur ou en mode générateur.

Enfin, la turbomachine 50 peut comprendre un élément mécanique de séparation et de déconnexion de la machine électrique M1 par rapport à un arbre A de la turbomachine 50. Par exemple, l’élément mécanique de séparation et de déconnexion de la machine électrique est positionné dans la partie tournante de la turbomachine 50.

En effet, en cas de défaillance électrique de la machine électrique M1 ou du réseau électrique de puissance 3, il est nécessaire d’avoir un élément permettant de déconnecter mécaniquement la machine électrique M1.

L’élément de séparation mécanique peut être une boîte à crabot.

Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des modes de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims (10)

1. Turbomachine (50) pour un aéronef (100), la turbomachine (50) s’étendant selon un axe de rotation (A) et comprenant au moins:
   - une partie tournante (Pt) autour de l’axe de rotation (A),
   - une partie fixe (Pf) en rotation autour de l’axe de rotation (A) par rapport à la partie tournante (Pt), la partie fixe (Pf) comprenant un carter de soufflante (52),
   - une machine électrique (M1, M2, M3) adaptée pour fonctionner en mode générateur,
   la turbomachine (50) étant caractérisée en ce que la machine électrique (M1, M2, M3) comprend au moins un enroulement fixe (10) et un enroulement d’excitation (20), qui sont positionnés sur la partie fixe (Pf) de la turbomachine (50), et au moins un enroulement tournant (30) positionné sur la partie tournante (Pt) de la turbomachine (50), l’enroulement fixe (10), l’enroulement d’excitation (20) et l’enroulement tournant (30) étant agencés radialement autour de l’axe de rotation (A).
2. Turbomachine selon la revendication 1, dans laquelle l’enroulement tournant (30) est positionné sur un arbre basse pression (A) de la turbomachine (50).
3. Turbomachine (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant au moins un réseau électrique de puissance (3) positionné dans la partie tournante (Pt), ledit au moins un réseau électrique de puissance (3) étant relié à l’au moins un enroulement tournant (30), et configuré pour faire circuler un courant électrique de puissance supérieure ou égale à 10 kW et inférieure ou égale à 50 kW.
4. Turbomachine (50) selon la revendication 3, dans laquelle l’au moins un réseau électrique de puissance (3) est configuré pour alimenter au moins un dispositif électrique (F1) de la turbomachine (50) qui est positionné sur la partie tournante (Pt).
5. Turbomachine (50) selon la revendication 4, dans laquelle l’au moins un dispositif électrique (F1) de la turbomachine (50) positionné dans la partie tournante (Pt) est un dispositif de contrôle d’un pas des aubes d’une soufflante (52), des dispositifs de protection petit pas d‘aubes de la soufflante (52), des dispositifs de dégivrage d’un cône ou des aubes de la soufflante (52).
6. Turbomachine (50) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la machine électrique (M1, M2, M3) est une machine à rotor bobiné.
7. Turbomachine (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enroulement fixe (10) et l’enroulement d’excitation (20) sont électriquement reliés (41) de sorte qu’un courant électrique d’alimentation généré par l’ enroulement fixe (10) puisse alimenter l’enroulement d’excitation (20).
8. Turbomachine (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’enroulement d’excitation (20) comprend un convertisseur (21) DC/DC ou un convertisseur DC/AC.
9. Turbomachine (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un élément mécanique de séparation et de déconnexion de la machine électrique par rapport à un arbre (A) de la turbomachine (50).
10. Aéronef (100) comprenant une turbomachine (50) selon l'une quelconque des revendications précédentes.