Innovation in power conversion for the aeronautics market

AERO-converter

The project consists in designing, manufacturing and validating a power converter demonstrator for use in a pressurized zone (use constraints distinct from a non-pressurized zone, which is more difficult to manage in terms of isolation), incorporating the following innovations : 
- fast breakers based on Silicon technology. These devices are designed to protect the electrical network and the converter in the event of a failure, in a shorter time than the current state of the art. This would reduce the impact of a failure on the grid.
- elementary functions of conversion, control, command, communication and protection that are reliable and optimized in terms of electromagnetic compatibility. This involves : 
- model converter functions in terms of reliability and electromagnetic compatibility
- achieve performance in line with commercial flight requirements
- predict converter health
- inductive components (transformers, inductance) optimized in terms of mass and volume by a ratio of 2 compared with the existing system.
- functionalized, low-loss interconnected busbars with improved partial discharge behavior. Busbars are components designed to conduct high-power electrical energy between two points in the product. They are a substitute for cable, which has major disadvantages in terms of assembly and handling in production. 
- the definition, modeling and implementation of an industrial test strategy, right from the design stage of the demonstrator, to ensure the theoretical reliability of the converter at the end of the production process.

[Original text]
"Innovation en conversion de puissance pour le marché aéronautique"

Le projet consiste à concevoir, fabriquer, valider un démonstrateur de convertisseur de puissance pour utilisation dans une zone pressurisée (contraintes d’utilisation distinctes d’une zone non pressurisée, plus difficile à gérer en terme d’isolement), intégrant les innovations suivantes : 
- des breakers rapides basés sur technologie Silicium. Ces organes visent à protéger le réseau électrique et le convertisseur en cas de défaillance, dans un temps plus rapide que l’état de l’art actuel. Ceci permettrait de diminuer l’impact d’une défaillance sur le réseau.
- les fonctions élémentaires de conversion, de contrôle, de commande, de communication et de protection fiabilisée et optimisées en termes de compatibilité électromagnétique. Il s’agit de : 
- modéliser les fonctions du convertisseur en termes de fiabilité et de compatibilité électromagnétique
- atteindre les performances conformes aux exigences des vols commerciaux
- prédire l’état de santé du convertisseur
- les composants inductifs (transformateurs, inductance) optimisés en termes de masse et de volume d’un ratio 2 par rapport à l’existant.
- les busbars fonctionnalisés, interconnectés avec de faibles pertes et améliorés sur leur comportement face aux décharges partielles. Les busbars sont des composants qui visent à conduire une énergie électrique de forte puissance entre deux points dans le produit. Ils sont un substitut au câble qui comporte de gros désavantages en termes d’assemblage et de manipulation en production. 
- la définition, la modélisation et la mise en œuvre d’une stratégie de test industriel, dès la conception du démonstrateur permettant d’assurer la fiabilité théorique du convertisseur à l’issue du processus de production

Coordinator: TRONICO

Participants: MERSEN, ASTER, CNRS, LARIS, ESEO

D. Device Technology
G. Propulsion - G1. Endothermic Systems
G. Propulsion - G3. Electric Systems
C. Materials Technology - C1. Electronic
H. Avionics and On-board Systems - H4. Major s/s

More information at:

CORAC

Project type: National

Country/Region: France

Total budget: 5.70m€

Public funding contribution: 50%

Starting year: 2024

Duration: 36M

TRL(start-end): 2-5

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