CONTROLEURS
Le contrôleur, appelé également convertisseur, hacheur, variateur, ou encore onduleur constitue l'électronique de puissance située entre le moteur et les batteries. Il est essentiel au fonctionnement de l'ensemble.
Moteur brushed : piloté par la tension aux bornes du moteur
Dans le cas du moteur brushed, le principe est assez simple. Le moteur est alimenté en continu grâce à un hacheur, mettant en œuvre des composants électroniques appelés MOSFET agissant comme des interrupteurs actionnés à une fréquence de l'ordre de 16 kiloHerz. Il en résulte une tension de sortie en créneau. La durée de chaque créneau commandée par la manette de puissance, détermine la tension moyenne appliquée au moteur. Les hacheurs pour moteurs brushed d'une puissance de quelques dizaines de kW sont relativement faciles à mettre en œuvre. Il en existe sur le marché, comme par exemple l'AXE d'ALLTRAX. Ils sont conçus pour les véhicules terrestres, et doivent être paramétrés soigneusement pour nos applications aéronautiques. Ils présentent néanmoins quelques inconvénients: l'émission de parasites qui perturbent grandement les radios aéronautiques, par exemple. La mise au point d'un hacheur spécifique pour l'utilisation en vol est abordable pour un spécialiste en électronique.
Contrôleur AXE (ALLTRAX)
Moteur brushless : piloté par la fréquence du courant alternatif
Les moteurs brushless sont eux reliés à des onduleurs triphasés qui délivrent des tensions alternatives à partir d'une source d'énergie électrique continue. La fréquence du courant alternatif génère un champ magnétique tournant, qui attire les bobines du rotor vers des aimants permanents sur le stator. Ainsi le rotor tourne en sautant de l'attraction d'un aimant vers celle du suivant. Dans le cas de petites puissances, comme les moteurs de modèles réduits, il existe de nombreux modèles de convertisseurs qui fonctionnent très bien. Le problème intervient avec de plus fortes puissances utilisées pendant des périodes assez longues (prise d'altitude en ULM ou motoplaneur). La forte intensité qui passe dans le convertisseur alliée à une faible surface de dissipation induit une montée en température rapide et un dépassement des plages autorisées: en somme, l'onduleur "grille". De nombreux essais ont été réalisés avec des convertisseurs du commerce, pour l'instant sans succès.
Il est bien entendu envisageable de développer un convertisseur pour moteurs brushless de quelques dizaines de kW, avec un radiateur adapté et des composants performants, mais ces travaux sont assez complexes et surtout onéreux. Pour son planeur à dispositif d'envol incorporé Antarès, Lange Aviation a mis au point son propre convertisseur pour moteur brushless. La société slovène Pipistrel réalise actuellement de telles recherches pour son biplace Taurus Electro dont le moteur électrique développe 30 kW. Sonex y travaille également pour son Waiex électrique. La société Yuneec a réalisé un système complet performant, pour l'instant prototype.
convertisseur du Taurus
L'électronique de puissance est un domaine en plein essor, notamment grâce aux nouveaux champs d’applications liés au développement durable et aux énergies renouvelables. De nombreuses sociétés s'y intéressent et des solutions vont se généraliser dans les prochaines années dans tous les secteurs, y compris l'aviation légère.
ELECTRAVIA est spécialisée dans la conception et la mise au point de l'électronique de puissance nécessaire aux moteurs électriques pour l'aviation légère.