Constant speed drive

Le Constant Speed Drive (ou CSD) est un dispositif mécanique permettant d'obtenir une fréquence constante sur une turbomachine. Utilisé notamment en aviation, il régule le nombre de tours en sortie de moteur en direction de l'alternateur en vue d'alimenter les servitudes électriques avec une fréquence constante.

Fonctionnement

En effet, un moteur est soumis aux actions de l'équipage et ne garde jamais la même fréquence de rotation. Par exemple, un moteur en configuration « décollage » tournera plus vite qu'un moteur en configuration « palier » ou « atterrissage ».

Le CSD permet donc à partir de cette fréquence de rotation variable de sortir un nombre de tours stable pour obtenir une fréquence électrique constante (400 Hz).

Il est composé d'un train épicycloidal jouant le rôle d'un différentiel reliant l'arbre d'entrée et l'alternateur ainsi que d'une pompe hydraulique reliée à un moteur sur une couronne.

L'arbre d'entrée correspond à la vitesse de rotation du moteur en sortie. Elle est donc, comme indiqué plus haut, variable.

La pompe hydraulique est alimentée par le réacteur. Le fluide sous pression après passage dans celle-ci vient alimenter, par le biais d'un cylindre de commande, le moteur qui s'engrène sur la couronne.

La pompe est régulée par un régulateur à masselottes qui prend la fréquence de rotation en sortie du train épicycloïdal, permettant ainsi d'assurer un nombre de tours constant.

Trois possibilités se profilent alors :

1. Le nombre de tour est effectivement constant, ω entrée = ω sortie. Le barillet de la pompe est vertical, le régulateur n'induit pas de changement, le débit n'est pas augmenté, il n'y a donc pas de changement au niveau du train épicycloïdal.
2. Le nombre de tour d'entrée est inférieur à la sortie : ω entrée < ω sortie. Les masselottes du régulateur sont proches de l'axe entre elles, empêchant le ressort de se comprimer et le fluide de passer. Ce dernier se dirige donc vers un avertisseur de sous-vitesse. Le barillet de la pompe va donc se déplacer d'un angle α envoyant un certain débit permettant de faire tourner le moteur dans un sens, ce qui permettra d'augmenter la fréquence de sortie.
3. Le nombre de tours d'entrée est supérieur à la sortie : ω entrée > ω sortie. Les masselottes du régulateur sont éloignées entre elles, permettant au ressort de se comprimer, laissant ainsi le fluide passer vers le cylindre de commande. Le barillet de la pompe se déplace d'un angle -α envoyant un certain débit permettant de faire tourner le moteur dans le sens inverse du deuxième cas, ce qui permettra de diminuer la fréquence de sortie.

Sources

• documentation B707
• Support de cours BTS MEMA