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Pourquoi alimenter les avions en 400Hz ?

 
Si le réseau électrique européen est exploité à une fréquence de 50Hz et celui de l'Amérique du Nord de 60Hz, c'est plus couramment de 400Hz que l'on dispose à bord des aéronefs.

Pour un non initié aux choses de l'aéronautique, il peut sembler farfelu d'utiliser la fréquence de 400Hz pour un réseau d'énergie. On se doute cependant qu'il y une raison à ce choix !

Chacun sait que les alimentations à découpage sont considérablement plus petites et moins lourdes que celles à transformateur 50Hz, grâce à une fréquence de fonctionnement de plusieurs dizaines de kilohertz.

Plus la fréquence est élevée, et plus le noyau d'un transformateur peut être petit à puissance égale, et moins le nombre de spires par volt est important.

La même règle s'applique également aux moteurs, génératrices, et plus généralement tous les composants électromagnétiques. Par ailleurs, un filtrage après redressement exige des condensateurs bien plus petits à 400Hz qu'à 50Hz, d'autant qu'il s'agit très souvent de redressement polyphasé à très faible ondulation.

En aviation l'ennemi numéro 1 est le poids, et le numéro 2 l'encombrement : l'adoption de la fréquence 400Hz permet de gagner beaucoup sur ces deux plans.

Deux questions se posent naturellement : pourquoi ne pas dépasser 400Hz pour accroître encore ces avantages, et pourquoi ne pas utiliser du 400Hz davantage sur le réseau mondial d'électricité ?

En fait, tout médaille à son revers, et tout avantage se paie par des inconvénients ; un alternateur 400Hz est une machine électromécanique coûteuse et délicate. Pour obtenir du 400Hz, il faut disposer d'un grand nombre de "paires de pôles", et / ou tourner très vite.

En aviation les turboréacteurs tournent eux même à des vitesses fort élevées et peuvent donc entraîner sans problème des générateurs 400Hz. Par ailleurs, tout est déjà si cher sur un avion que le coût de l'alternateur se fond dans la masse. ce qui peut se faire, sous puissance modeste, dans un moteur d'avion ne serait pas viable dans une centrale de type EDF.
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