CARACTÉRISATION DE LA PERFORMANCE CEM DES BLINDAGES …

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CARACTÉRISATION DE LA PERFORMANCE CEM DES

BLINDAGES À FAIBLE TAUX DE COUVERTURE

22/03/2018 Jérôme Genoulaz

SAFRAN Electrical & Power – Div EWISe

alaincharoy

Tampon

alaincharoy

Tampon


AN UNRIVALLED PRODUCT RANGE

Safran Electrical & Power / 22 mars 2018 / Direction Technique Innovation - Div. EWISe2

GENERATION

Variable and constant

frequency AC

generators

2-Pole, high speed APU

generators

28VDC Brush and

BLDC (Brushless Direct

Current)Start

Generators

WIRING

EWIS processes and

Tools

All-ATA interface

modeling & simulation

One-Stop Shop for

configuration control

LOADS

ELECTRIFICATION

Green Taxi (APU

Supplied) and e-Brake

Electric Nacelle (e-

TRAS- Electrical Thrust

Reverser Actuation

System, VFN - Variable

Fan Nozzle, Anti-Ice

functions)

Electric Engine Start

Flight Controls EMA

(Electro Mechanical

Actuator)

Variable frequency fans

DISTRIBUTION

AC and DC distribution

Secondary AC and DC

Solid State Power

Controller

Circuit protection

Contactors & Relays

ALTERNATE POWER

Auxiliary Power

e-APU (Auxiliary Power

Unit) and MPG (Main

Power Generators)

RAT (Ram Air Turbine)

product policy from

conventional deploy to

integrated solutions


Sommaire


1 – Contexte

Avion plus composite – Sur-blindage pour protection foudre

Blindage mixte ou allégé

2 – Caractérisation de la performance des sur-blindages

Banc triaxial

Méthode du fil d’injection

3 – Quid du faible taux de couverture optique ?

4 – Application

5 – Conclusions



CONTEXTE

Avion plus composite

Sur-blindage pour protection foudre

Blindage mixte ou allégé

1

PEPDC_2_1

PEPDC_1_1

PEPDC_2_2

PEPDC_1_2

AVIONICS

RACK

FORWARD

AVIONICS

BAY

EEB_RH_AFT

AVIONICS

RACK

FORWARD

AVIONICS

BAY

EEB_LH_AFT

IFE

RACK

G

G

G

G

RDC 1_2

SG_RH_INBD

SG_RH_OUTBD

SG_LH_INBD

SG_LH_OUTBD

AVIONICS

RACK

FORWARD

AVIONICS

BAY

EEB_RH_FWD

RDC 2_1

RDC 2_2

AVIONICS

RACK

FORWARD

AVIONICS

BAY

EEB_LH_FWD

RDC 1_1

RDC 1_4

RDC_CARGO

BUS_CH_RH_OUTBD

BUS_CH_LH_OUTBD

BUS_CH_RH_INBD

BUS_CH_LH_INBD

IFE_BUS_RH

IFE_BUS_LH

RDC 1_3

RDC 2_3

RDC 2_4

APU

APU_RH

APU

APU_LH


Contexte

Avions plus composite :

Augmentation de l’impédance fuselage/structure

Conséquences:

Introduction d’un retour de courant autre que le fuselage

Augmentation de la performance basse fréquence des sur-blindages


10

20

30

40

50

60

1990 2000 2010 20201985 1995 2005 2015

Pourcentage en masse de composite

Année de mise en service


Sur-blindage pour protection foudre


Performance basse fréquence augmentée

A masse constante

Performance haute fréquence relâchée

Soit due à l’orientation des fuseaux

Soit due à un faible taux de couverture optique

Roundit® V0 EMI – Federal Mogul


Sur-blindage ou blindage


Fonction protection EM et mécanique

Mixte de brins conducteurs et polyester

Résistance à l’abrasion

Blindage allégé

Mixte de brins conducteur et nomex

Performance réduite et gain de masse

HEGE MIP – Hellerman

Safran Electrical & Power



CARACTÉRISATION DE LA PERFORMANCE DES SUR-BLINDAGES

Banc triaxial

Fil d’injection

2


Sur-blindage ou blindage


CEI-IEC 62153-4-3 : Impédance surfacique de transfert –

Méthode triaxiale

Banc de référence pour Zt (juste, sensible, fidèle)

Limité en fréquence (100 MHz max pour L=30cm)

Utilisable pour la caractérisation des zones 1 à 5 Banc triaxial à court-circuitZone

4Zone

5Zone

6

Zone 3

Zone 2

Zone 1

Terminologie ReAéro 704-10


Méthode du fil d’injection


CEI-IEC 62153-4-6 : Impédance de transfert de

surface – Méthode de la ligne d’injection

Limité en fréquence en fonction de la longueur

du harnais si les charges ne sont pas adaptées

Utilisable pour la caractérisation globale d’un

harnais

Load50

ohms

Generator RF

Networkanalyser

Injection line 50 W

Load50

ohms



QUID DU FAIBLE TAUX DE COUVERTURE OPTIQUE

3


Hypothèse de bon blindage


Blindage raccordé à la masse aux 2 extrémités

Fort taux de couverture optique

Nous ne sommes pas dans le cas où l’impédance de transfert permet de caractériser à elle

seule le blindage il faut mesurer l’admittance de transfert

πDπD

Taux couverture optiqueTaux de recouvrement

Surface couverte

Surface totale


Setup pour la mesure de l’admittance de transfert


CIE-IEC 62153-4-8 : Compatibilité électromagnétique (CEM) – Admittance de couplage capacitif

La mesure intègre :

la capacité cellule-blindage, la capacité de transfert et la capacité blindage-conducteur

𝑌𝑡 =1

2. Z. L. 10

Pm−Pinj20



APPLICATION

4


Application : Electronique de puissance


DO160G / ED14G : ENVIRONMENTAL CONDITIONS AND TEST - PROCEDURES FOR AIRBORNE EQUIPMENT

Section 21 : Emission of Radio Frequency Energy

Masse des filtres CEM jusqu’à 1/3 du convertisseur

Réduction de la capacité de MC du harnais

Moins de courant de MC

Besoin blindage réduit


Exemple d’admittance de transfert


Blindage allégé

Mixte cuivre nickelé et nomex

16 fuseaux métalliques – 16 fuseaux textiles

Diamètre externe = 17mm

Kc = 0.52


Application : Diaphonie


Théorie des lignes de transmission (CRIPTE)

Longueur : 10m

Ligne émettrice blindée et chargée sur 50Ω

Blindage relié à la masse des 2 cotés

Ligne réceptrice chargée sur 1GΩ

Impact visible hors du régime quasi statique



CONCLUSIONS

5


Dans le cas d’un blindage à faible taux de couverture et une utilisation du blindage pour

une autre fonction que la protection foudre, l’impédance de transfert ne suffit pas

La mesure de l’admittance peut se faire avec une cellule triaxiale en utilisant la méthode du

tube en circuit ouvert

En fonction de l’application, des différences apparaissent sur le couplage avec

l’environnement, principalement visible lorsque les phénomènes de propagation

apparaissent

Conclusions



Merci pour votre attention.


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