Stage
Liebherr-Aerospace Toulouse SAS
Toulouse, France
il y a 2j
  • Acteur de référence de l’industrie aéronautique au plan national et international, Liebherr Aerospace Toulouse SAS (LTS) (526 M€ de CA en 2016, 1278 salariés), filiale du Groupe Liebherr (42 328 personnes dans le monde et 9 milliards d’euros de CA), est l’un des leaders mondiaux dans son métier ;
  • la conception, le développement et la maintenance de systèmes de traitement de l'air dédiés à l'aéronautique (prélèvement, conditionnement, pressurisation...).

    Liebherr-Aerospace Toulouse SAS conçoit et produit par exemple :

  • des vannes de prélèvement et de régulation d’air,
  • des groupes de refroidissement,
  • des vannes de pressurisation cabine,
  • des turbomachines et packs de conditionnement d’air.
  • Au sein du département Techniques et projets , nous recherchons un stagiaire :

    Sujet du stage : Détection du pompage de compresseur électrique centrifuge

    Durée souhaitée : 6 mois

    Objectif du stage / Missions du stagiaire

    Dans le cadre des applications Fuel-Cell, l’objectif du turbocompresseur motorisé développé par Liebherr Aerospace est d’alimenter la pile à combustible en air comprimé et ce pour toute les phrases de fonctionnement.

    La diversité des régimes de fonctionnement (à faible ou forte vitesse de rotation, la variété des conditions d’entrée (pouvant aller de -

    30 C à 45 C) ainsi que l’existence de cas de panne à très faible débits conduit à une spécification extrêmement large en temps de plage de fonctionnement.

    La problématique de pompage devient alors centrale dans le dimensionnement du compresseur.

    Des solutions aérodynamiques ne permettent pas de résoudre à elles-seuls les problèmes de plage, notamment la nécessité de fonctionner au voisinage direct de la ligne de pompage théorique.

    Par ailleurs, l’intégration et le vieillissement des équipements peuvent conduire à une variabilité de cette ligne. Un contrôle est alors nécessaire au niveau système.

    L’entrée en pompage des étages de compression de la gamme LTS se distinguent des études classiquement citées dans la littérature, notamment chez les motoristes.

  • Les entrées en pompage sont la plupart du temps de type Spike ; il s’agit d’entrées très rapides, sans apparition préalable de précurseur dans l’écoulement.
  • L’intensité du phénomène est plus faible que ce qui peut être observé dans la littérature, et a priori non destructrice.
  • Un contrôle réactif, asservi à l’écoulement, qui protégerait l’étage de l’apparition de pompage n’est donc pas envisageable.

    En revanche, le même système de contrôle peut réagir après cette apparition, si tant est que le contrôleur réagit rapidement.

    Une approche classique pneumatique, via une vanne de contrôle, présente malheureusement un temps de réaction un peu long, de l’ordre de la seconde, quand une action de contrôle serait nécessaire dès les premières millisecondes.

    Une solution alternative est envisagée pour les turbocompresseurs motorisés. Le moteur est classiquement équipé d’un contrôleur qui, via une commande asservie sur le courant, permet d’appliquer une consigne constante sur la vitesse de rotation du rotor.

    Cet asservissement peut être utilisé pour mettre en évidence la variation du couple sur l’arbre introduit par la variation de pression dans le compresseur en phase de pompage.

    Par suite, elle est également théoriquement à même de contrôler cette vitesse et d’appliquer une consigne permettant de sortir le compresseur de sa phase de pompage.

    Les temps de réaction du calculateur et de l’actionneur sont très faible (de l’ordre du centième de seconde) et donc adaptés à la présente étude.

    Un travail conséquent est néanmoins nécessaire pour paramétrer le contrôleur et analyser finement les signaux renvoyés par le moteur en phase de pompage.

    Objectif du stage :

    Rechercher un algorithme de détection de la signature du pompage d’un compresseur centrifuge motorisé électriquement à partir des grandeurs électriques.

    Pour cela différentes actions seront à mener :

  • Analyser les résultats déjà acquis concernant les entrées en pompages de plusieurs compresseurs et identifier les signatures électromécaniques associées au phénomène.
  • Identifier les essais supplémentaires si nécessaires et les moyens à mettre en œuvre en termes de mesure.
  • Accompagner les campagnes d’essais potentielles pour l’acquisition des données
  • Evaluer plusieurs solutions de détection à l’aide du logiciel Matlab / Simulink.
  • On pourra envisager : Le dimensionnement de filtre passe bande L’utilisation d’observateurs d’états L’utilisation d’outils d’analyse temps / fréquence etc.
  • Implémenter numériquement la solution sur calculateur embarqué
  • Evaluer le prototype sur banc
  • Niveau de formation : Bac +5

    Domaine de formation : Automatique, traitement du signal

    Requis :

  • Automatique, traitement du signal, connaissances du logiciel Matlab
  • Connaissance en contrôle de machines électrique tournantes
  • Connaissances en thermodynamique et sur les compresseurs centrifuges seraient un plus.
  • Notions de programmation langage C
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