BR112015001649B1

BR112015001649B1 - Sistema e método de estabilização de sistema elétrico para aeronave

Info

Publication number: BR112015001649B1
Application number: BR112015001649-9A
Authority: BR
Inventors: Atsushi IWASHIMA; Kazushige Sugimoto; Joseph S. Breit; Kazuya Matsuo; Farhad Nozari
Original assignee: Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha; The Boeing Company
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2013-07-29
Publication date: 2021-12-07
Also published as: WO2014062269A3; JP2015533699A; US20140032002A1; JP6251264B2; CN104471828A; BR112015001649A2; CN104471828B; CA2871964C; EP2880738A4; EP2880738A2; US10279759B2; CA2871964A1; US20150165990A1; WO2014062269A2; EP2880738B1

Abstract

sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave. a presente invenção refere-se a um sistema elétrico de uma aeronave que inclui um dispositivo de estabilização de energia conectado a um barramento de ca primário e uma bateria secundária. a bateria secundária tem uma voltagem classificada que permite que a bateria secundária absorva a energia regenerativa de um atuador de superfície de controle. baseado em uma voltagem e em uma frequência no barramento de ca primário, o carregamento/descarregamento da bateria secundária é controlado para estabilizar o sistema elétrico.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção refere-se a um sistema de estabilização de sistema elétrico para uma aeronave. Particularmente, a presente invenção refere-se a um sistema de estabilização de sistema elétrico para uma aeronave, que é capaz de estabilizar um sistema elétrico que inclui um suprimento de potência CA e um suprimento de potência CC e é acionado eletricamente principalmente pela potência CA.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[0002] Tipicamente, como sistemas de potência para uma aeronave, três tipos de sistemas, que são um sistema hidráulico, um sistema de ar de purga e um sistema elétrico, são incorporados dentro de uma aeronave. O sistema hidráulico é empregado para a operação de trens de aterrissagem, superfícies de controle, etc. O sistema de ar de purga é empregado para a operação de dispositivos de condicionamento de ar, dispositivos de aplicação de pressão, dispositivos de degelo, e outros, no interior da aeronave. O sistema elétrico é empregado para a operação de dispositivos elétricos e dispositivos eletrônicos. Nos últimos anos, existe uma tendência de que pelo menos uma porção do sistema hidráulico e uma porção do sistema de ar de purga sejam substituídas pelo sistema elétrico tendo uma eficácia maior. Por exemplo, como atuadores (incluindo um atuador para controlar a superfície de controle) montados na aeronave, atuadores elétricos (acionados eletricamente) foram usados amplamente, em vez de atuadores hidráulicos convencionais (energizados hidraulicamente). A aeronave em que o sistema hidráulico, o sistema de ar de purga e outro sistema são substituídos tanto quanto possível pelo sistema elétrico, é tipicamente denominada MEA (aeronave mais elétrica).

[0003] Sabe-se que com um progresso da MEA, uma mudança (flutuação) em uma tensão de suprimento de potência tende a ocorrer, e o sistema elétrico tende a ser instável. Por exemplo, no caso do atuador elétrico, grande potência regenerativa é gerada em um motor de acionamento e, deste modo, uma tensão no sistema elétrico surge significativamente temporariamente (durante certo tempo). Além disso, a potência elétrica é retornada para um gerador provido em um motor e, deste modo, uma caixa de engrenagem de motor pode ser adversamente afetada devido à pressa de voltar. Ou, se cargas de potência supridas com a potência elétrica a partir do sistema elétrico, (dispositivos montados na aeronave e supridos com potência elétrica a partir do sistema elétrico) aumentam temporariamente, um decréscimo de tensão significativo (queda) pode ser gerado.

[0004] Sabe-se que no sistema elétrico em que o MEA progride, várias configurações são empregadas para abordar o aumento de tensão declarado acima ou o decréscimo de tensão (queda). Por exemplo, sabe-se que para abordar a potência regenerativa a partir do atuador, um resistor é construído em um controlador do atuador. De acordo com esta configuração, a potência regenerativa de um motor de acionamento é convertida em calor pelo resistor e consumida, que impede a potência regenerativa de retornar ao sistema elétrico. Sabe- se também que para abordar um decréscimo de tensão devido a um aumento temporário em cargas de potência, um gerador de potência CA tendo uma capacidade de geração de potência tornada maior em conformidade com o decréscimo de tensão é empregado.

[0005] No entanto, nas configurações convencionais declaradas acima, um peso da aeronave pode provavelmente aumentar. Por exemplo, na primeira configuração, um resistor de tamanho grande é requerido para consumir adequadamente a grande potência regenerativa. Portanto, o tamanho do controlador do atuador aumenta e o calor gerado aumenta, que causa uma necessidade de um radiador de calor de tamanho grande. Devido à incorporação do controlador de tamanho grande e do radiador de calor de tamanho grande dentro da aeronave, o peso da aeronave aumenta. Na última configuração, o tamanho do gerador de potência CA aumenta devido ao aumento na capacidade de geração de potência e, portanto, o peso da aeronave aumenta. Além do mais, na primeira configuração, embora o radiador de calor seja provido, geração de calor desnecessária ocorre. Portanto, é necessário que o controlador seja designado em vista de uma influência da geração de calor.

[0006] Consequentemente, por exemplo, Literatura de Patente 1: Publicação de Patente US no 2009/0302153 divulga um sistema elétrico em que potência elétrica em excesso tal como potência regenerativa é absorvida ou potência elétrica deficiente devido a um aumento de tensão é compensada, usando um suprimento de potência CC tal como uma bateria e um capacitor, em uma aeronave de tamanho pequeno. LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[0007] Literatura de Patente 1: Publicação de Patente US no 2009/0302153

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0008] Como mostrado na Fig. 14, em um sistema elétrico de uma aeronave comercial típica, potência CA de AC115V e uma frequência constante de 400 Hz, ou potência CA de AC230V e uma frequência variável de 360 a 800 Hz, é usada principalmente. Por comparação, no sistema elétrico divulgado na Literatura de Patente 1, potência CC de 270V é principalmente usada como representado por uma potência regenerativa (150 ~ 200kW) de um atuador de um plano de combate como um exemplo típico. Embora a Literatura de Patente 1 descreva que uma aplicação para potência CA de 115V pode ser feita, mas não divulga explicitamente uma configuração específica disto. Portanto, o sistema elétrico divulgado na Literatura de Patente 1 destinado a um sistema elétrico, que é acionado eletricamente principalmente por CC, não pode ser aplicado sem alguma modificação a um sistema elétrico que é acionado eletricamente principalmente por CA.

[0009] A presente invenção foi desenvolvida para resolver os problemas descritos acima, e um objetivo da presente invenção é proporcionar um sistema de estabilização de sistema elétrico para uma aeronave, que é capaz de estabilizar favoravelmente um sistema elétrico enquanto evitando um aumento de peso em uma aeronave incluindo o sistema elétrico que é acionado eletricamente principalmente pela potência CA.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[00010] Para resolver os problemas acima descritos, de acordo com a presente invenção, é proporcionado um sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave compreendendo pelo menos um sistema elétrico incluindo um suprimento de potência CC e um suprimento de potência CA como um dispositivo de suprimento de potência elétrica e um barramento de potência CA conectado ao suprimento de potência CA, o sistema elétrico sendo configurado para suprir potência elétrica a pelo menos um dispositivo elétrico montado na aeronave, e um dispositivo de estabilização de potência conectado ao barramento de suprimento de potência CA e ao suprimento de potência CC, para estabilizar uma saída do dispositivo de suprimento de potência elétrica; em que o suprimento de potência CC é configurado para absorver a potência regenerativa a partir do dispositivo elétrico e transitoriamente suprir potência elétrica ao dispositivo elétrico; o dispositivo de estabilização de potência inclui: uma seção de conversão de potência incluindo um conversor PWM (Modulação de Largura de Pulso); e uma seção de controle de estabilização de potência para controlar a seção de conversão de potência; e a seção de controle de estabilização de potência monitora pelo menos uma de uma mudança em uma tensão e de uma mudança em uma frequência no barramento de suprimento de potência CA, e controla o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC de acordo com um resultado do monitoramento, para estabilizar o sistema elétrico.

[00011] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, a aeronave pode incluir uma unidade de potência auxiliar (APU) e uma turbina de ar de impacto (RAT); o sistema elétrico pode incluir como o suprimento de potência CA: um iniciador/gerador de APU montado na unidade de potência auxiliar e configurado para gerar potência CA; um gerador de potência CA montado no motor; e um gerador de RAT montado na turbina de ar de impacto; o sistema elétrico pode incluir como o suprimento de potência CC; pelo menos uma de uma bateria secundária e um capacitor, o suprimento de potência CC e o iniciador/gerador de APU pode ser cada um conectado ao dispositivo de estabilização de potência; o gerador de potência CA e o gerador de RAT podem ser conectados ao dispositivo de estabilização de potência a partir do barramento de suprimento de potência CA; e o iniciador/gerador de APU pode ser conectado ao dispositivo de estabilização de potência através do barramento de suprimento de potência CA.

[00012] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, o sistema elétrico pode incluir um relé de suprimento de potência através do qual a seção de conversão de potência é conectada à unidade de potência auxiliar ou ao gerador de potência CA; em que em um estado em que a unidade de potência auxiliar é desativada e a seção de conversão de potência é conectada ao iniciador/gerador de APU por comutação do relé de suprimento de potência, a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a converter a potência CC a partir do suprimento de potência CC em potência CA e suprir a potência CA ao iniciador/gerador de APU para iniciar a unidade de potência auxiliar.

[00013] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, o sistema elétrico pode incluir um relé de suprimento de potência através do qual a seção de conversão de potência é conectada ao iniciador/gerador de APU ou ao gerador de potência CA; em que em um estado onde o suprimento de potência CC está em um estado carregável e a seção de conversão de potência é conectada ao gerador de potência CA ou ao iniciador/gerador de APU por comutação do relé de suprimento de potência, a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a converter a potência CA a partir do gerador de potência CA ou do iniciador/gerador de APU na potência CC e suprir a potência CC ao suprimento de potência CC para carregar o suprimento de potência CC.

[00014] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, o pelo menos um dispositivo elétrico pode ser conectado ao barramento de suprimento de potência CA em um estado onde a potência CA não é suprida a partir do gerador de potência CA ao dispositivo elétrico através do barramento de suprimento de potência CA, a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a converter a potência CC a partir do suprimento de potência CC em potência CA e suprir a potência CA ao dispositivo elétrico através o barramento de suprimento de potência CA durante um período de tempo especificado.

[00015] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, o sistema elétrico pode incluir: um barramento essencial suprido com a potência elétrica a partir do gerador de potência CA através do barramento de suprimento de potência CA e tendo uma tensão nominal mais baixa do que o suprimento de potência CC; e um conversor de tensão interposto entre o barramento essencial e o suprimento de potência CC; em que o suprimento de potência CC pode estar sempre conectado ao barramento essencial através da seção de conversão de potência; e em que em um estado onde a potência CA não é suprida a partir do gerador de potência CA ao barramento essencial, a potência elétrica pode ser suprida ao barramento essencial sem corte.

[00016] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, em um estado em que o gerador de potência CA é desativado e a potência CA é suprida a partir do gerador de RAT no barramento de suprimento de potência CA, a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência para converter a potência CA a partir do gerador de RAT em potência CC e suprir a potência CC ao barramento essencial.

[00017] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, a aeronave pode incluir uma unidade de potência auxiliar e pelo menos um motor provido com gerador de potência CA em cada um dos lados direito e esquerdo; o barramento de suprimento de potência CA pode incluir um barramento de suprimento de potência CA provido no lado esquerdo e conectado ao gerador de potência CA provido no lado esquerdo, e um barramento de suprimento de potência CA provido no lado direito e conectado ao gerador de potência CA provido no lado direito; em que o sistema elétrico pode incluir dois sistemas elétricos que são: um sistema elétrico esquerdo incluindo o gerador de potência CA provido no lado esquerdo, o barramento de suprimento de potência CA provido ao lado esquerdo, o suprimento de potência CC, o dispositivo de estabilização de potência, e o barramento essencial; e um sistema elétrico direito incluindo o gerador de potência CA provido no lado direito, o barramento de suprimento de potência CA provido no lado direito, o suprimento de potência CC, o dispositivo de estabilização de potência, e o barramento essencial; e os barramentos de suprimento de potência CA direito e esquerdo podem ser conectados um ao outro através de um relé de suprimento de potência, os barramentos de suprimento de potência CA direito e esquerdo podem ser conectados ao iniciador/gerador de APU através de relés de suprimento de potência; e os barramentos essenciais direito e esquerdo podem ser conectados um ao outro através de um relé de suprimento de potência.

[00018] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, a seção de controle de estabilização de potência pode medir pelo menos uma da tensão e da frequência no barramento de suprimento de potência CA e determina que um valor de retardo de primeira ordem de um valor de medição de pelo menos uma da tensão e da frequência é um valor-alvo no controle; e a seção de controle de estabilização de potência pode controlar o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC baseado em uma diferença entre o valor-alvo e o valor de medição.

[00019] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, a seção de controle de estabilização de potência pode monitorar um estado de carga (SOC) do suprimento de potência CC e pode fazer compensação para a quantidade de carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC baseado em uma diferença entre um valor de medição do SOC e um valor-alvo pré-fixado de uma taxa de carregamento.

[00020] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, a seção de controle de estabilização de potência pode multiplicar uma diferença entre o valor- alvo e o valor de medição por uma constante proporcional pré-fixada para a potência ativa ou a potência reativa, para gerar um sinal de comando de potência da potência ativa ou um sinal de comando de potência da potência reativa; a seção de controle de estabilização de potência pode gerar um valor de compensação ativo de uma diferença entre um valor de medição de SOC do suprimento de potência CC e um valor-alvo pré-fixado do SOC; a seção de controle de estabilização de potência pode adicionar o valor de compensação de potência ativa a um valor de base que é o sinal de comando de potência gerado da potência ativa para gerar um valor final do sinal de comando de potência da potência ativa; e a seção de controle de estabilização de potência pode controlar o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC baseado no sinal de comando de potência da potência reativa e no valor final do sinal de comando de potência da potência ativa.

[00021] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, o sistema de estabilização de sistema elétrico pode adicionar ao valor de base do sinal de comando de potência da potência ativa, o valor de compensação de potência ativa e um valor de compensação de sobrecarga pré-fixado para suprir potência elétrica auxiliar a partir do suprimento de potência CC para o barramento de suprimento de potência CA, para gerar um valor final do sinal de comando de potência da potência ativa.

[00022] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA tem uma frequência variável, a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a carregar o suprimento de potência CC com potência ativa em proporção a um aumento de tensão, para produzir potência reativa com um fator de potência adiantado em proporção ao aumento de tensão, ou a carregar o suprimento de potência CC com a potência ativa em proporção ao aumento de tensão e produzir a potência reativa com o fator de potência adiantado em proporção ao aumento de tensão, se o aumento de tensão é monitorado; e em que a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC em proporção a um aumento de tensão, para produzir potência reativa com um fator de potência atrasado em proporção à diminuição na tensão, ou a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC em proporção ao decréscimo na tensão e produzir a potência reativa com o fator de potência atrasado em proporção ao decréscimo na tensão, se o decréscimo na tensão é monitorado.

[00023] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA tem uma frequência constante; a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a carregar o suprimento de potência CC com potência ativa, em proporção a um aumento de frequência se o aumento de frequência é monitorado; e em que a seção de controle de estabilização de potência leva a seção de conversão de potência a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC em proporção ao decréscimo de frequência se um decréscimo de frequência é monitorado.

[00024] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA tem uma frequência constante, a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência para produzir potência reativa de um fator de potência adiantado em proporção a um aumento de tensão se o aumento de tensão é monitorado; e a seção de controle de estabilização de potência pode levar a seção de conversão de potência a produzir potência reativa de um fator de potência atrasado em proporção a um decréscimo na tensão se o decréscimo na tensão é monitorado.

[00025] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave tendo a configuração acima, o dispositivo elétrico pode ser um atuador para controlar uma superfície de controle.

[00026] O sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, na aeronave tendo a configuração acima, pelo menos tanto um sistema hidráulico ou um sistema de ar de purga pode ser acionado eletricamente; o sistema elétrico pode incluir um barramento de suprimento de potência CC conectado a um controlador do dispositivo elétrico; e um controlador do sistema hidráulico ou sistema de ar de purga que é acionado eletricamente é conectado ao barramento de suprimento de potência CC.

[00027] Para resolver os problemas descritos acima, de acordo com a presente invenção, é proporcionado um método de estabilizar um sistema elétrico para aeronave, o sistema elétrico incluindo um suprimento de potência CC e um suprimento de potência CA como um dispositivo de suprimento de potência elétrica, e um barramento de suprimento de potência CA conectado ao suprimento de potência CA, o sistema elétrico sendo configurado para suprir potência elétrica a pelo menos um dispositivo elétrico montado na aeronave; o método compreendendo: usar como o suprimento de potência CC um suprimento de potência CC configurado para absorver potência regenerativa a partir do dispositivo elétrico e transitoriamente suprir potência elétrica ao dispositivo elétrico; e monitorar pelo menos uma de uma mudança em uma tensão e uma mudança em uma frequência no barramento de suprimento de potência CA e controlar o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC baseado em um resultado do monitoramento, deste modo estabilizando o sistema elétrico.

[00028] Os objetivos, características e vantagens acima e outros da presente invenção serão mais totalmente evidentes a partir da seguinte descrição detalhada de modalidades preferidas com referência aos desenhos em anexo.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[00029] Como descrito acima, de acordo com a presente invenção, obtém-se um efeito vantajoso que proporciona um sistema de estabilização de sistema elétrico para uma aeronave, que é capaz de estabilizar favoravelmente um sistema elétrico enquanto evitando um aumento de peso em uma aeronave incluindo um sistema elétrico que é acionado eletricamente principalmente por uma potência CA.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00030] A Fig. 1 é um diagrama de bloco esquemático mostrando uma configuração exemplar de um sistema de estabilização de sistema elétrico para uma aeronave de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[00031] A Fig. 2 é um diagrama de bloco mostrando uma configuração esquemática exemplar de um dispositivo de estabilização de potência CA no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1.

[00032] A Fig. 3 é um diagrama de bloco esquemático mostrando componentes principais no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1 e mostrando um estado exemplar em que uma APU é iniciada pelo dispositivo de estabilização de potência CA da Fig. 2.

[00033] A Fig. 4 é um diagrama de bloco esquemático mostrando componentes maiores no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 2 e mostrando um estado exemplar em que o carregamento/descarregamento de uma bateria secundária é controlado pelo dispositivo de estabilização de potência CA da Fig. 2.

[00034] A Fig. 5A é um diagrama de bloco esquemático mostrando um circuito de controle de carregamento/descarregamento exemplar incluído em uma seção de controle de estabilização de potência no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 2, e a Fig. 5B é um diagrama de bloco esquemático mostrando um circuito de compensação de SOC incluído na seção de controle de estabilização de potência.

[00035] A Fig. 6 é um diagrama de bloco esquemático mostrando outro exemplo do circuito de controle de carregamento/descarre- gamento incluído na seção de controle de estabilização de potência no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 2.

[00036] A Fig. 7 é uma vista esquemática mostrando uma transição de estado exemplar sob controle realizada pelo dispositivo de estabilização de potência CA no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1.

[00037] A Fig. 8A é um diagrama de bloco esquemático mostrando um estado em que potência elétrica é suprida a partir da bateria secundária (suprimento de potência CC) quando uma unidade de potência auxiliar é iniciada, no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1, e a Fig. 8B é um diagrama de bloco esquemático mostrando um estado em que potência elétrica é suprida a partir do gerador de potência CA (suprimento de potência CA) em um estado normal, no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1.

[00038] A Fig. 9 é um diagrama de bloco esquemático mostrando um estado em que potência regenerativa gerada em um atuador é absorvida e potência elétrica deficiente devido a um decréscimo de tensão (queda) é compensada no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1.

[00039] A Fig. 10 é um diagrama de bloco esquemático mostrando um estado em que potência elétrica é suprida a partir da bateria secundária (suprimento de potência CC) a um atuador e a um barramento essencial no caso onde uma situação em que nenhuma potência elétrica é suprida a partir do gerador de potência CA (suprimento de potência CA) ocorre, no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1.

[00040] A Fig. 11 é um diagrama de bloco esquemático mostrando um estado em que potência elétrica é suprida de um gerador de turbina de ar de impacto para o atuador e para o barramento essencial, no sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da Fig. 1.

[00041] A Fig. 12 é um diagrama de bloco mostrando outro circuito de controle de carregamento/descarregamento exemplar da Fig. 5A.

[00042] A Fig. 13 é um diagrama de bloco mostrando outro circuito de controle de carregamento/descarregamento exemplar da Fig. 6.

[00043] A Fig. 14 é um diagrama de bloco esquemático mostrando uma configuração exemplar de um sistema elétrico geral convencional para uma aeronave.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[00044] A seguir, modalidades preferidas da presente invenção serão descritas com referência aos desenhos. Por todos os desenhos, os componentes iguais ou correspondentes são designados pelos mesmos números de referência e não serão descritos em repetição.

[00045] Configuração geral de sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave

[00046] Primeiramente, uma configuração total exemplar de um sistema de estabilização de sistema elétrico para uma aeronave de acordo com a Modalidade 1 da presente invenção será descrita especificamente com referência à Fig. 1.

[00047] O sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave de acordo com a presente modalidade é incorporada na aeronave incluindo sistemas elétricos que são acionados eletricamente principalmente por CA. A aeronave pode ser configurada de modo que o sistema elétrico que é um dos sistemas de potência é acionado eletricamente principalmente por CA ou pelo menos um de um sistema hidráulico e um sistema de ar de purga é acionado eletricamente principalmente por CA além do sistema elétrico.

[00048] Ou, a aeronave da presente modalidade pode ser configurada de modo que somente uma porção do sistema hidráulico, somente uma porção do sistema de ar de purga, ou somente uma porção do sistema hidráulico e uma porção do sistema de ar de purga são acionadas eletricamente principalmente por CA. Por exemplo, como uma configuração em que somente uma porção do sistema hidráulico é acionada eletricamente, uma porção ou todo de pelo menos um atuador (a seguir referido simplesmente como "atuador de superfície de controle" para explicação mais fácil) usada para controlar a superfície de controle pode ser acionada eletricamente.

[00049] Como mostrado na Fig. 1, a aeronave da presente modalidade inclui um motor esquerdo 11L, um motor direito 11R, uma unidade de potência auxiliar (APU) 12 e uma turbina de ar de impacto (RAT) 17. O motor esquerdo 11L e o motor direito 11R são motores propulsores da aeronave, e incluem um gerador de potência CA 14L e um gerador de potência CA 14R, respectivamente.

[00050] A APU 12 é uma fonte de potência auxiliar provida separadamente a partir dos motores 11L, 11R. A APU 12 é atuada pela combustão de um combustível como os motores 11L, 11R. A APU 12 também inclui um iniciador/gerador de APU 124 como um gerador de potência CA. O RAT 17 é uma fonte de potência auxiliar provida separadamente a partir de APU 12. A RAT 17 é armazenada no interior da aeronave durante um estado normal e é implantada no exterior da aeronave em emergências, etc. A RAT 17 implantada no exterior da aeronave é atuada por um fluxo de ar (vento de voo) gerado pelo voo da aeronave. A RAT 17 inclui um gerador de RAT 171 como um gerador de potência CA.

[00051] A APU 12 é usada para ativar o motor esquerdo 11L e o motor direito 11R como descrito posteriormente, além do uso como a fonte de potência em emergências. Por comparação, a RAT 17 é fundamentalmente uma fonte de potência em emergências, e é configurado para suprir potência elétrica necessária e mínima para capacitar a aeronave voar com segurança em emergências.

[00052] Como mostrado na Fig. 1, o sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da presente modalidade, que é aplicado à aeronave, inclui pelo menos um sistema elétrico esquerdo 20L, um sistema elétrico direito 20R, um dispositivo de estabilização de potência CA 30L conectado ao sistema elétrico esquerdo 20L, uma bateria secundária 13L conectada ao sistema elétrico esquerdo 20L, um dispositivo de estabilização de potência CA 30R conectado ao sistema elétrico direito 20R e uma bateria secundária 13R conectada ao sistema elétrico direito 20R.

[00053] O sistema elétrico esquerdo 20L inclui como dispositivos de suprimento de potência, o gerador de potência CA 14L do motor esquerdo 11L, o iniciador/gerador de APU 124 da APU 12, o gerador de RAT 171 da RAT 17, e a bateria secundária 13L. O sistema elétrico direito 20R inclui como dispositivos de estabilização de potência o gerador de potência CA 14R do motor direito 11R, o iniciador/gerador de APU 124, o gerador de RAT 171, e a bateria secundária 13R.

[00054] Entre os dispositivos de suprimento de potência mencionados acima, como mostrado na Fig. 1, o iniciador/gerador de APU 124 é configurado para ser diretamente conectável tanto ao sistema elétrico 20L como ao sistema elétrico direito 20R. Como mostrado na Fig. 1, o gerador de RAT 171 é configurado para ser diretamente conectável tanto ao sistema elétrico esquerdo 20L como ao sistema elétrico direito 20R através de um barramento de backup 29.

[00055] Portanto, na presente modalidade, cada um do sistema elétrico esquerdo 20L e do sistema elétrico direito 20R inclui quatro dispositivos de suprimento de potência no total, que são três suprimentos de potência CA e um suprimento de potência CC.

[00056] A configuração do sistema elétrico esquerdo 20L, dos dois sistemas elétricos, será descrita agora. O gerador de potência CA 14L no sistema elétrico esquerdo 20L é conectado a um barramento de suprimento de potência CA primário (barramento de CA primário) 21L através de um relé de suprimento de potência primário 281. O barramento de CA primário 21L é conectado ao iniciador/gerador de APU 124, a um transformador/retificador (TU) 251L, a um transformador 261L, a um retificador 253L, e a um controlador de motor 333 através de relés de suprimento de potência secundários 282, respectivamente. O dispositivo de estabilização de potência CA 30L é conectado ao barramento de CA primário 21L através do relé do comutador de partida 283. Portanto, o gerador de potência CA 14L é capaz de suprir potência CA ao dispositivo de estabilização de potência CA 30L, ao transformador/retificador (TU) 251L, ao transformador 261L, ao retificador 253L e ao controlador de motor 333, através do barramento de CA primário 21L.

[00057] O iniciador/gerador de APU 124 é conectado ao barramento de CA primário 21L através do relé de suprimento de potência primário 281 e do relé de suprimento de potência secundário 282. O gerador de RAT 171 é conectado ao barramento de backup 29 através do relé de suprimento de potência primário 281. O barramento de backup 29 é conectado ao barramento de CA primário 21L através do relé de suprimento de potência secundário 282. Portanto, o barramento de CA primário 21L pode ser suprido com potência CA a partir do iniciador/gerador de APU 124 ou do gerador de RAT 171 bem como a partir do gerador de potência CA 14L.

[00058] Além disso, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L também é conectado ao iniciador/gerador de APU 124 sem conexão através do barramento de suprimento de potência CA primário 21L. Especificamente, como mostrado na Fig. 1, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L é conectado ao barramento de CA primário 21L através de relés do comutador de partida (primeiro relé do comutador de partida) 283. Portanto, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L é conectado ao iniciador/gerador de APU 124 através de um caminho (na Fig. 1, caminho incluindo o primeiro relé do comutador de partida 283, o barramento de CA primário 21L, o relé de suprimento de potência secundário 282, e o relé de suprimento de potência primário 281) incluindo o barramento de CA primário 21L. O caminho é referido como "caminho normal" para uma descrição mais fácil. O dispositivo de estabilização de potência CA 30L também é conectado o iniciador/gerador de APU 124 através de um caminho incluindo o outro relé do comutador de partida (segundo) 283 (na Fig. 1, caminho incluindo o outro relé do comutador de partida 283 e o relé de suprimento de potência primário 281), além do caminho normal. Este caminho é referido como "caminho de partida" para uma descrição mais fácil.

[00059] O dispositivo de estabilização de potência CA 30L é conectado à bateria secundária 13L. A bateria secundária 13L é conectada a um barramento essencial 22L através de um conversor de tensão 262L e um elemento retificador 252L. O transformador/retificador 251L é conectado ao barramento de suprimento de potência CC (barramento de CC) 27L. O barramento essencial 22L é conectado ao barramento de CC 27L através do relé do comutador de suprimento de potência CC 285.

[00060] De acordo com esta configuração, o barramento essencial 22L pode ser suprido com a potência elétrica a partir dos suprimentos de potência CA (gerador de potência CA 14L, ou unge de APU 124) através do caminho incluindo o barramento de CA primário 21L, e a potência elétrica a partir do suprimento de potência CC (bateria secundária 13L) através do caminho incluindo o conversor de tensão 262L. O transformador 261L é conectado ao barramento de suprimento de potência CA (barramento de CA secundário) 23L.

[00061] O controlador de motor 333 é conectado ao barramento de CA primário 21L e controla um motor (motor de atuador de superfície de controle) 151 incluído em um atuador de superfície de controle 15. Um barramento de suprimento de potência CC (barramento de CC) 24L é conectado ao barramento de CA primário 21L através do retificador 253L descrito acima. Um controlador de motor 334 é conectado ao barramento de CC 24L. O controlador de motor 334 controla grandes cargas de potência na aeronave, por exemplo, um motor de um compressor de condicionamento de ar, um motor de uma bomba hidráulica, etc.

[00062] Na Fig. 1, para uma descrição mais fácil, o motor do compressor de condicionamento de ar, o motor da bomba hidráulica, etc. São descritos coletivamente como um ("motor hidráulico/de condicionamento de ar 161") típico. Também, na Fig. 1, um típico é descrito como o atuador de superfície de controle 15 (e motor de atuador de superfície de controle 151).

[00063] Como mostrado na Fig. 1, a configuração do sistema elétrico direito 20R é a mesma como a configuração descrita acima do sistema elétrico esquerdo 20L. Isto é, o sistema elétrico direito 20R inclui o gerador de potência CA 14R (suprimento de potência CA) e a bateria secundária 13R (suprimento de potência CC) como os dispositivos de suprimento de potência e compartilha o iniciador/gerador de APU 124 e o gerador de RAT 171 com o sistema elétrico esquerdo 20L. O sistema elétrico direito 20R inclui como barramentos de suprimento de potência o barramento de CA primário 21R, o barramento essencial 22R, o barramento de CA secundário 23R, e o barramento de CC 27R como os barramentos de suprimento de potência e o dispositivo de estabilização de potência CA 30R.

[00064] O gerador de potência CA 14R é conectado ao barramento de CA primário 21R através do relé de suprimento de potência primário 281. O iniciador/gerador de APU 124 é conectado ao barramento de CA primário 21R através do relé de suprimento de potência secundário 282 e o relé de suprimento de potência primário 281. O barramento de CA primário 21R é conectado ao gerador de RAT 171 através do relé de suprimento de potência secundário 282, o barramento de backup 29 e o relé de suprimento de potência primário 281. Como descrito acima, o dispositivo de estabilização de potência CA 30R é conectado ao barramento de CA primário 21R através do caminho normal (caminho incluindo primeiro relé do comutador de partida 283) e ao iniciador/gerador de APU 124 (e barramento de CA primário 21R) através do caminho de partida (caminho incluindo o segundo relé do comutador de partida 283).

[00065] Além dos dispositivos de suprimento de potência descritos acima, dos barramentos de suprimento de potência descritos acima e do dispositivo de estabilização de potência CA 30R, o sistema elétrico direito 20R inclui componentes referidos como "componentes de transformador/retificador" para uma descrição mais fácil), que realizam transformação, retificação, etc., tais como um TRU 251R, um elemento retificador 252R, um retificador 253R, um transformador 261R e um conversor de tensão 262R. Estes componentes de transformador/retificador são conectados ao barramento de CA primário 21R ou a outros componentes (barramentos de suprimento de potência, dispositivos de suprimento de potência) de modo a ter a mesma configuração como a do sistema elétrico esquerdo 201. O controlador de motor 333 é conectado ao barramento de CA primário 21R através do relé de suprimento de potência secundário 282. O controlador de motor 334 é conectado ao retificador 253R através do barramento de CC 24R. Não será dada mais nenhuma descrição detalhada da configuração do sistema elétrico direito 20R.

[00066] O sistema elétrico esquerdo 20L e o sistema elétrico direito 20R são configurados de tal forma que os barramentos essenciais 22L, 22R são conectados juntos através de um relé de conexão direito-esquerdo 284, os barramentos de CA secundários 23L, 23R são conectados juntos através de um relé de conexão direito-esquerdo 284, e os barramentos de CC 27L, 27R são conectados juntos através de um relé de conexão direito-esquerdo 284. Cada um do sistema elétrico esquerdo 20L e do sistema elétrico direito 20R é operativo independentemente como o sistema elétrico. Se geração de potência em um dos sistemas elétricos é interrompida, a potência elétrica pode ser suprida ao outro sistema elétrico por comutação dos relés de conexão direito-esquerdo 282 presentes entre os barramentos de suprimento de potência.

[00067] Uma vez que o sistema elétrico esquerdo 20L e o sistema elétrico direito 20R podem ser conectados juntos como descrito acima, a potência elétrica pode ser suprida a partir do gerador de potência CA 14L, que é o suprimento de potência CA no sistema elétrico esquerdo 20L para o sistema elétrico direito 20R, e a potência elétrica pode ser suprida a partir da bateria secundária 13L que é o suprimento de potência CC no sistema elétrico esquerdo 20L para o sistema elétrico direito 20R. A potência elétrica é suprida a partir do sistema elétrico direito 20R para o sistema elétrico esquerdo 20L do mesmo modo. Uma vez que o iniciador/gerador de APU 124 e o gerador de RAT 171 são conectados tanto ao sistema elétrico esquerdo 20L como ao sistema elétrico direito 20R, eles são capazes de suprir a potência elétrica tanto do sistema elétrico esquerdo 20L como do sistema elétrico direito 20R.

[00068] Nos sistemas elétricos 20L, 20R, os barramentos de CA primários 21L, 21R são conectados juntos, o iniciador/gerador de APU 124 é conectado aos barramentos de CA primários 21L, 21R, os barramentos essenciais 22L, 22R são conectados juntos, e os barramentos essenciais de CA secundários 23L, 23R são conectados juntos. Assim, como o sistema elétrico na aeronave, um sistema de dupla redundância em que os sistemas elétricos 20L, 20R são conectados juntos é construído. Nesta construção, a potência elétrica pode ser suprida de um dos sistemas elétricos para o outro sistema elétrico. Isto pode ainda melhorar a confiabilidade dos sistemas elétricos. Uma vez que os relés de conexão direito-esquerdo 284 (dois relés de suprimento de potência secundários 282 entre os barramentos de CA primários 21L, 21R) estão presentes entre os sistemas elétricos 20L, 20R, os sistemas elétricos 20L, 20R não estão sempre conectados eletricamente juntos.

[00069] Um caminho básico através do qual a potência elétrica é suprida a partir do suprimento de potência CA em cada um dos sistemas elétricos 20L, 20R tendo a configuração acima será descrito brevemente. Toda a potência CA trifásica (referida como "potência CA normal" para uma descrição mais fácil) a partir dos geradores de potência CA 14L, 14R, ou o iniciador/gerador de APU 124 é suprido aos barramentos de CA primários 21L, 21R. Portanto, a potência CA normal é suprida às cargas de potência através dos barramentos de CA primários 21L, 21R.

[00070] Durante o voo da aeronave, se uma situação ocorre em que a potência elétrica não pode ser suprida de qualquer um dos geradores de potência CA 14L, 14R e o iniciador/gerador de APU 124, o RAT 17 é ativado e o gerador de RAT 171 começa a gerar potência elétrica. Uma vez que o gerador de RAT 171 é conectado aos barramentos de CA primários 21L, 21R através do barramento de backup 29, potência CA trifásica (referida como "potência CA de RAT" para uma descrição mais fácil) gerada no gerador de RAT 171 é suprida aos barramentos de CA primários 21L, 21R através do barramento de backup 29.

[00071] Neste momento, a potência CA de RAT é suprida a cargas de potência que são pelo menos necessárias para possibilitar a aeronave voar com segurança, isto é, os atuadores de superfície de controle 15 e dispositivos elétricos conectados aos barramentos essenciais 22L, 22R. Especificamente, a potência CA de RAT é suprida aos atuadores de superfície de controle 15 a partir dos barramentos primários 21L, 21R através de controladores de motor 333, respectivamente. Como descrito posteriormente, a potência CA de RAT é convertida em potência CC pelos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R, e suprida aos barramentos essenciais 22L, 22R por meio dos conversores de tensão 262L, 262R, e os elementos retificadores 252L, 252R, respectivamente.

[00072] Neste momento, a potência CA de RAT não é suprida, por exemplo, ao motor hidráulico/ de condicionamento de ar 161 que é outra carga de potência. Portanto, os relés de suprimento de potência secundários 282 interpostos entre os retificadores 253L, 253R e os barramentos de CA primários 21L, 21R, são comutados para um estado de corte, para cortar a potência CA de RAT. Componentes no sistema elétrico

[00073] A seguir, os dispositivos de suprimento de potência, os barramentos de suprimento de potência e os componentes de transformador/retificador, etc., constituindo os sistemas elétricos 20L, 20R, serão descritos especificamente. Entre os dispositivos de suprimento de potência, os geradores de potência CA 14L, 14R que são um dos suprimentos de potência CA, são providos no motor esquerdo 11L, e o motor direito 11R, respectivamente, para gerar a potência CA trifásica como descrito acima. A tensão e frequência da potência CA trifásica não são particularmente limitadas. Na presente modalidade, como os geradores de potência CA 14L, 14R, geradores com uma frequência variável (VF) podem ser usados, ou geradores com uma frequência constante (CF) podem ser usados.

[00074] Em um caso onde os geradores de potência CA 14L, 14R são os geradores VF, por exemplo, sua tensão pode ser 230VAC, e sua frequência pode ser 360 800HzVF. Ou, a tensão pode ser 115VAC, e a frequência pode ser 360 800HzVF. Neste caso, os transformadores 261L, 261R mostrados na Fig. 1 podem ser omitidos. Em um caso onde os geradores de potência CA 14L, 14R são os geradores de CF, por exemplo, sua tensão pode ser 230VAC, e sua frequência pode ser 400HzCF, Ou, a tensão pode ser 115VAC, e a frequência pode ser 400HzC. Neste caso, os transformadores 261L, 261R podem ser omitidos.

[00075] O iniciador/gerador de APU 124 que é um dos suprimentos de potência CA é montado em uma microturbina de gás (não mostrada) incluída na APU 12 e gera potência CA trifásica semelhante aos geradores de potência CA 14L, 14R. A microturbina de gás é construída de modo que uma turbina e um compressor são acoplados juntos coaxialmente, e o iniciador/gerador de APU 124 é anexado a um eixo de compressor. A potência CA trifásica gerada no iniciador/gerador de APU 124 é, na presente modalidade, 230VAC em tensão e 400HzCF em frequência, mas pode ser 115VAC em tensão e 400HzCF em frequência.

[00076] O gerador de RAT 171 que é um suprimento de potência CA em emergências é um gerador de potência CA que gera potência elétrica pela rotação de um propelente do RAT 17. O gerador de RAT 171 é configurado para gerar potência CA trifásica necessária e mínima para capacitar a aeronave a voar com segurança. O barramento de backup 29 conectado ao gerador de RAT 171 é provido para suprir a potência CA trifásica a partir do gerador de RAT 171 para os barramentos primários 21L, 21R.

[00077] Na presente modalidade, os barramentos de CA primários 21L, 21R são barramentos de suprimento de potência em que sua tensão nominal é 230VAC. Os barramentos CA primários 21L, 21R são providos para suprir a potência CA trifásica a partir dos geradores de potência CA 14L, 14R, o iniciador/gerador de APU 124 ou o gerador de RAT 171 ao sistema elétrico esquerdo 20L e o sistema elétrico direito 20R.

[00078] Os TRUs 251L, 251R convertem a potência elétrica de 230VAC a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R em potência elétrica de 28VDC. Os barramentos de CC 27L, 27R são barramentos de suprimento de potência usados para suprir potência elétrica de 28VDC obtida por conversão pelos TRUs 251L, 251R para os barramentos essenciais 22L, 22R. Na presente modalidade, os barramentos essenciais 22L, 22R são barramentos de suprimento de potência em que sua tensão nominal é 28VDC obtida por conversão nos TRUs 251L, 251R, para controlar sistemas que são importantes na manipulação da aeronave (por exemplo, dispositivo de monitor ou dispositivo de controle, etc., que são importantes na manipulação da aeronave).

[00079] Os transformadores 261L, 261R diminuem a tensão da potência elétrica de CA 230V a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R para 115VAC. Os barramentos secundários 23L, 23R são usados para suprir a potência elétrica de 115VAC obtida por decréscimo de tensão nos transformadores 261L, 261R aos dispositivos elétricos ou dispositivos eletrônicos que são incorporados na aeronave.

[00080] O dispositivo de estabilização de potência CA 30L é interposto entre o suprimento de potência CA (gerador de potência CA 14L) e a bateria secundária 13L para regular uma tensão do barramento de CA primário 21L, deste modo estabilizando o sistema elétrico 20L. O dispositivo de estabilização de potência CA 30R é interposto entre o suprimento de potência CA (gerador de potência CA 14R) e a bateria secundária 13R para regular uma tensão do barramento de CA primário 21R, deste modo estabilizando o sistema elétrico 20R. Sua configuração específica será descrita posteriormente. As baterias secundárias 13L, 13R são suprimentos de potência CC dos sistemas elétricos 20L, 20R, respectivamente. Na presente modalidade, as baterias secundárias 13L, 13R têm uma tensão nominal de 250V e uma capacidade de 10AH (Ampère-Hora).

[00081] As baterias secundárias 13L, 13R são configuradas para absorver potência regenerativa de uma grande carga de potência (dispositivo elétrico, dispositivo construído dentro da aeronave) tal como o atuador de superfície de controle 15 e suprir transitoriamente potência elétrica necessária ao dispositivo elétrico. Especificamente, as baterias secundárias 13L, 13R podem ter uma tensão nominal que permite que a potência regenerativa a partir da carga de potência seja absorvida dentro das mesmas. Na presente modalidade, a tensão nominal é 250V como descrito acima, mas não está limitada a este valor. Na presente modalidade, a capacidade das baterias secundárias 13L, 13R é 10AH como descrito acima, mas não está limitada a este valor.

[00082] Por exemplo, como descrito posteriormente, em um sistema elétrico de uma aeronave geral convencional, a tensão nominal da bateria secundária é 24VDC (ver bateria secundária 913 na Fig. 14). Por comparação, por exemplo, a tensão nominal das baterias secundárias 13L, 13R da presente modalidade é 250V, e é substancialmente igual à tensão (230VAC) dos geradores de potência CA 14L, 14R, ou a tensão do iniciador/gerador de APU 124.

[00083] Portanto, preferivelmente, a tensão nominal dos suprimentos de potência CC (baterias secundárias 13L, 13R, capacitores descritos posteriormente, etc.) usados na presente modalidade é pelo menos cerca de dez vezes (especificamente, cerca de 8 a 12 vezes) tão grande quanto a tensão nominal de um bateria secundária de uma aeronave geral convencional e é pelo menos igual a (especificamente, cerca de 0,9 a 1,1 vezes) tão grande quanto a tensão nominal de um suprimento de potência CA da aeronave geral convencional. Os suprimentos de potência CC tendo tal tensão nominal são capazes de absorver a potência regenerativa a partir de cargas de potência e adequadamente abordar um decréscimo de tensão (queda) devido a sobrecarga como descrito posteriormente.

[00084] Os suprimentos de potência CC não estão limitados aos que têm tal tensão nominal ou capacidade. Suprimentos de potência CC tendo uma tensão nominal ou capacidade maior podem ser usados como necessário contanto que os suprimentos de potência CC sejam capazes de absorver a potência regenerativa a partir das cargas de potência.

[00085] Os conversores de tensão 262L, 262R diminuem 250VDC a partir das baterias secundárias 13L, 13R para 28VDC. Os elementos retificadores 252L, 252R retificam a potência elétrica de 28VDC que é a tensão diminuída de modo que a potência elétrica é fluida em direção aos barramentos essenciais 22L, 22R. Portanto, os barramentos essenciais 22L, 22R podem ser supridos com a potência elétrica a partir das baterias secundárias 13L, 13R, bem como a potência elétrica a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R.

[00086] Os retificadores 253L, 253R convertem a potência elétrica de 230VAC a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R em potência elétrica de +/- 270VDC. Os barramentos de CC 24L, 24R conectados aos retificadores 253L, 253R, respectivamente, suprem a potência elétrica convertida de +/- 270VDC para grandes cargas de potência tais como os Motores hidráulicos/de condicionamento de ar 161.

[00087] Os relés de suprimento de potência primários 281, os relés de suprimento de potência secundários 282, os relés do comutador de partida 283, os relés de conexão direito-esquerdo 284, e os relés do comutador de suprimento de potência CC 285 são "componentes de relé" que são configurados para realizar adequadamente a comutação entre conexão e desconexão da potência elétrica em locais desejados do sistema elétrico esquerdo 20L e do sistema elétrico direito 20R. Notar que estes componentes de relé são descritos por símbolos de capacitores na Fig. 1.

[00088] Os relés de suprimento de potência primários 281 são componentes de relé diretamente conectados aos suprimentos de potência CA. Os relés de suprimento de potência primários 281 estão em um estado conectado quando a potência elétrica é suprida a partir dos suprimentos de potência CA aos barramentos de CA primários 21L, 21R, etc., e estão em um estado desconectado quando a potência elétrica não é suprida a partir dos suprimentos de potência CA para os barramentos de CA primários 21L, 21R, etc. Os relés de suprimento de potência secundários 282 são componentes de relé (exceto para os relés de suprimento de potência primários 281 e os relés do comutador de partida 283) diretamente conectados aos barramentos de CA primários 21L, 21R. Os relés de suprimento de potência secundários 282 estão em um estado conectado quando a potência elétrica é suprida a partir dos suprimentos de potência CA para os componentes através dos barramentos de CA primários 21L, 21R, e estão em um estado desconectado quando a potência elétrica não é suprida a partir dos suprimentos de potência CA para os componentes através dos barramentos de CA primários 21L, 21R.

[00089] Os relés do comutador de partida 283 são componentes de relé conectados aos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R. Na presente modalidade, dois relés do comutador de partida 283 são conectados a cada um dos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R. Um (primeiro relé do comutador de partida) dos dois relés do comutador de partida 283 é interposto entre cada um dos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R e o barramento de CA primário 21L. O outro relé do comutador de partida (segundo relé do comutador de partida) 283 é interposto entre cada um dos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R e o iniciador/gerador de APU 124.

[00090] Os segundos relés do comutador de partida 283 estão, como descrito posteriormente, em um estado conectado no caso onde o iniciador/gerador de APU 124 é ativado. Isto permite que os dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R sejam conectados ao iniciador/gerador de APU 124 através de caminhos (caminhos de partida) sem ser através dos barramentos de CA primários 21L, 21R. Em um caso onde a potência CA é suprida a partir de geradores de potência CA 14L, 14R (ou iniciador/gerador de APU 124, gerador de RAT 171), e outros, através dos barramentos de CA primários 21L, 21R, os segundos relés do comutador de partida 283 estão em um estado desconectado e os dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R estão conectados aos barramentos de CA primários 21L, 21R através de caminhos normais (caminhos incluindo os primeiros relés do comutador de partida 283).

[00091] Como descrito acima, os relés de conexão direito-esquerdo 284 são componentes de relé que possibilitam que a potência elétrica seja suprida entre o sistema elétrico esquerdo 20L e o sistema elétrico direito 20R. Os relés de conexão direito-esquerdo 284 estão no estado conectado no caso onde a potência elétrica é suprida de um dos sistemas elétricos 20L, 20R aos outros sistemas elétricos 20L, 20R, e estão no estado desconectado no caso onde a potência elétrica não é suprida de um dos sistemas elétricos 20L, 20R para o outro dos sistemas elétricos 20L, 20R. Em outras palavras, os relés de conexão direito-esquerdo 284 estão no estado desconectado sob o estado em que ambos os geradores de potência CA esquerdo e direito 14L, 14R estão operando normalmente, e estão no estado conectado sob o estado em que somente um dos geradores de potência CA esquerdo e direito 14L, 14R está operando normalmente, a potência CA é suprida a partir do iniciador/gerador de APU 124, etc.

[00092] Os relés do comutador de suprimento de potência CC 285 são componentes de relé que permitem que a potência CC suprida a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R através de TRUs 251L, 251R e dos barramentos de CC 27L, 27R seja suprida aos barramentos essenciais 22L, 22R. Por exemplo, os relés do comutador de suprimento de potência CC 285 estão em um estado conectado em um caso onde a potência elétrica é suprida a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R através de TRUs 251L, 251R e dos barramentos de CC 27L, 27R e estão em um estado desconectado em um caso onde a potência elétrica não pode ser suprida a partir dos barramentos de CA primários 21L, 21R para os barramentos essenciais 22L, 22R.

[00093] A configuração específica dos dispositivos de suprimento de potência, dos barramentos de suprimento de potência, componentes de transformador/retificador, componentes de relé descritos acima, etc. não é particularmente limitada, mas dispositivos de suprimento de potência, barramentos de suprimento de potência, retificadores, transformadores, etc., que são conhecidos no campo de aeronave, podem ser usados, exceto para casos especiais. Além disso, as configurações conhecidas da aeronave podem ser adequadamente usadas para as cargas de potência tais como os controladores de motor e os atuadores.

[00094] Configuração básica de dispositivo de estabilização de potência CA

[00095] A configuração básica exemplar dos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R conectados aos sistemas elétricos 20L, 20R, respectivamente, será descrita especificamente com referência às figuras 2 a 4.

[00096] Como mostrado nas figuras 2 a 4, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L ou 30R da presente modalidade inclui pelo menos uma seção de conversão de potência 33, uma seção de monitoramento de barramento de CA 34, uma seção de monitoramento de bateria secundária 35 e uma seção de controle de estabilização de potência 36. A Fig. 2 é um diagrama de bloco esquemático mostrando a configuração total do dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R. As figuras 3 e 4 são diagramas de bloco esquemáticos mostrando a configuração de controle realizada pela seção de controle de estabilização de potência 36. Portanto, nas figuras 3 e 4, por razão de explicação mais fácil, a seção de monitoramento de barramento de CA 34 e a seção de monitoramento de bateria secundária 35 mostradas na Fig. 2 são omitidas.

[00097] A seção de conversão de potência 33 permite que a conversão entre a potência CC e a potência CA ocorra entre a bateria secundária 13L, 13R que é o suprimento de potência CC e o gerador de potência CA 14L, 14R ou o iniciador/gerador de APU 124. Na presente modalidade, a seção de conversão de potência 33 inclui um conversor de PWM 331 e um conversor boost 332.

[00098] Como mostrado na Fig. 3, o conversor de PM 331 inicia o iniciador/gerador de APU 124 da APU 12 através do caminho de partida (ver Fig. 1) realizando a comutação de dois relés do comutador de partida 283. Portanto, o conversor de PWM 331 corresponde ao controlador de motor do iniciador/gerador de APU 24. Baseado na saída do conversor de PWM 331, o barramento de CA primário 21L, 21R é estabilizado. A configuração específica do conversor de PWM 331 não é particularmente limitada. Na presente modalidade, como o conversor de PWM 331, um circuito inversor usando, por exemplo, IGBT (Transistor Bipolar de Portão Isolado) é usado.

[00099] Como mostrado nas figuras 3 e 4, o conversor boost 332 é conectado à bateria secundária 13L, 13R e eleva a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R para suprir a potência CC ao conversor de PWM 331; A configuração específica do conversor boost 332 não é particularmente limitada. Na presente modalidade, por exemplo, um circuito de helicóptero bidirecional usando IGBT é usado como o conversor boost 332. O conversor boost 332 pode ser omitido se não for necessário elevar a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R.

[000100] Embora somente um relé do comutador de partida 283 seja descrito esquematicamente nas figuras 2 a 4, dois relés do comutador de partida 283 são providos no sistema elétrico 20L, 20R. Os dois relés do comutador de partida 283 são configurados para realizar comutação para conectar a seção de conversão de potência 33 ao iniciador/gerador de APU 24 sem ser através do barramento de CA primário 21L, 21R (caminho de partida) ou para conectar a seção de conversão de potência 33 o suprimento de potência CA (gerador de potência C 14L, 14R, iniciador/gerador de APU 124 ou gerador de RAT 171) através do barramento de CA primário 21L, 21R (caminho normal) (ver Fig. 1, além das figuras 2 a 4).

[000101] Como descrito acima, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R é conectado ao iniciador/gerador de APU 124 através de dois caminhos que são o caminho de partida e o caminho normal. Os relés do comutador de partida 283 são providos nestes dois caminhos, respectivamente. Na Fig. 2, somente o relé do comutador de partida 283 é ilustrado. Especificamente, o bloco indicando o iniciador/gerador de APU 124 é ilustrado como estando diretamente conectado ao segundo relé do comutador de partida 283. Para descrever o caminho normal, o primeiro relé do comutador de partida 283 é omitido e o barramento de CA primário 21L, 21R é conectado ao iniciador/gerador de APU 124 por meio de linhas. O bloco do gerador de potência CA da Fig. 2 inclui o gerador de RAT 171 bem como o gerador de potência CA 14L, 14R.

[000102] Nas figuras 3 e 4, para descrever o caminho de partida, o iniciador/gerador de APU 124 é esquematicamente representado por um bloco circular, e os suprimentos de potência CA (geradores de potência CA 14L, 14R, e o gerador de RAT 171) que não seja o iniciador/gerador de APU 124, são indicados coletivamente por um bloco circular. Somente o relé do comutador de partida 283 correspondendo ao caminho de partida é mostrado, e o relé do comutador de partida 283 correspondendo ao caminho normal não é mostrado. Uma vez que o iniciador/gerador de APU 124 também é conectado ao dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 20R através do caminho normal como no caso de outros suprimentos de potência CA. Portanto, com respeito ao bloco circular indicando outros suprimentos de potência CA, o símbolo de referência "124" entre parênteses é adicionado para incluir um caso onde o iniciador/gerador de APU 124 é conectado através do caminho normal.

[000103] No caso onde a APU 12 está em um estado desativado e torna-se necessário iniciar a APU 12, como mostrado na Fig. 3, a seção de conversão de potência 33 é conectada ao iniciador/gerador de APU 124 (APU 12) através do caminho de partida por comutação dos relés do comutador de partida 283. A seção de controle de estabilização de potência 35 leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R em potência CA e a suprir a potência CA ao iniciador/gerador de APU 124 (APU 12), deste modo iniciando a APU 12.

[000104] Em um caso onde a bateria secundária 13L, 13R está em um estado carregável e a seção de conversão de potência 33 é conectada através do caminho normal por comutação dos relés do comutador de partida 283, como mostrado na Fig. 4, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CC a partir do suprimento de potência C (gerador de potência CA 14L, 14R, ou o iniciador/gerador de APU 124) conectado ao barramento de CA primário 21L, 21R em potência CC e supre a potência CC à bateria secundária 13L, 13R, deste modo carregando a bateria secundária 13L, 13R.

[000105] Como mostrado na Fig. 4, presume-se que a seção de conversão de potência 33 é conectada através do caminho normal por comutação dos relés do comutador de partida 283, e pelo menos um de uma pluralidade de dispositivos elétricos, por exemplo, atuador de superfície de controle 15, é conectado ao barramento de CA primário 21L, 21R. Presume-se que uma situação ocorra neste estado, em que o gerador de potência CA 14L, 14R falha, e a potência CA não é suprida ao barramento de CA primário 21L, 21R. Neste caso, o iniciador/gerador de APU 124 inicia a geração de potência elétrica ou o gerador de RAT 171 inicia a geração de potência elétrica, deste modo suprindo a potência CA ao barramento de CA primário 21L, 21R.

[000106] No entanto, o suprimento de potência CA não pode sempre iniciar a geração de potência elétrica sem um retardo imediatamente após a situação acima ocorrer. Por causa disto, se a situação acima ocorre, existe uma possibilidade de que a potência CA não será suprida temporariamente (durante um período de tempo especificado) ao barramento de CA primário 21L, 21R. Para abordar isto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R em potência CA e a suprir a potência CA temporariamente (durante um período de tempo especificado) a cargas de potência (dispositivos elétricos) que são pelo menos necessários para possibilitar que a aeronave voe com segurança através do barramento de CA primário 21L, 21R.

[000107] Como mostrado na Fig. 2, a seção de monitoramento do barramento de CA primário 34 monitora pelo menos uma de uma mudança na tensão e uma mudança na frequência do barramento de CA primário 21L, 21R, e produz um valor de tensão de medição que é um resultado do monitoramento (seta m1 na Fig. 2) para a seção de controle de estabilização de potência 36. A configuração específica da seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 não é particularmente limitada, mas uma unidade de monitoramento de potência CA conhecida ou semelhante pode ser usada adequadamente.

[000108] Como mostrado na Fig. 2, a seção de monitoramento de bateria secundária 35 monitora o SOC (estado de carga) da bateria secundária 13L, 13R e produz um resultado de monitoramento (seta m2 na Fig. 2) para a seção de controle de estabilização de potência 36. A configuração específica da seção de monitoramento de bateria secundária 35 não é particularmente limitada, mas um detector de SOC conhecido capaz de detectar o SOC da bateria secundária 13L, 13R pode ser usado adequadamente.

[000109] Como o detector de SOC, um detector de SOC é conhecido que usa um método de SOC de integração que integra uma corrente de carregamento/descarregamento, ou um método de SOC instantâneo que estima o SOC baseado em uma tensão de bateria, uma corrente de bateria, uma temperatura de bateria, etc., qualquer um dos quais pode ser usado adequadamente. Na presente modalidade, preferivelmente, o detector de SOC configurado para fazer compensação para um erro acumulado gerado no método de SOC de integração pelo método de SOC instantâneo é usado. Isto torna possível reprimir o erro de SOC de ser acumulado mesmo após um uso em tempo prolongado do detector de SOC. Portanto, SOC com precisão pode ser produzido para a seção de controle de estabilização de potência 36. Como um resultado, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R pode estabilizar o sistema elétrico 20L, 20R mais favoravelmente.

[000110] A seção de controle de estabilização de potência 36 é um controlador do dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R. Como mostrado nas figuras 2 a 4, a seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 monitora pelo menos uma de uma tensão e frequência no barramento de CA primário 21L, 21R, e controla a seção de conversão de potência 33 baseada em um resultado de monitoramento. Assim, o carregamento/descarregamento da bateria secundária 13L, 13R que é o suprimento de potência CC é controlado.

[000111] Na presente modalidade, como descrito acima, o SOC da bateria secundária 13L, 13R, que é monitorado pela seção de monitoramento de bateria secundária 35, é usado para o controle. Além disto, como mostrado na Fig. 2, informação indicando um comando de início de APU, um estado ativado por gerador, um comando de início de estabilização de suprimento de potência, etc., que são obtidos no sistema elétrico 20L, 20R, é produzida (seta m0 na Fig. 2) para a seção de controle de estabilização de potência 36 e usada para controlar a seção de conversão de potência 33.

[000112] Na presente modalidade, como descrito posteriormente, no caso onde o suprimento de potência CA (gerador de potência CA 14L, 14R) é uma frequência variável (VF), a tensão no barramento de CA primário 21L, 21R é monitorada, um valor de retardo de primeira ordem de um valor de medição de tensão é determinado como um valor-alvo em controle, e o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC são controlados baseados em uma diferença (desvio) entre o valor-alvo e o valor de medição. No caso onde o suprimento de potência CA é a frequência constante (CF), a tensão e frequência do barramento de CA primário 21L, 21R é monitorado, um valor de retardo de primeira ordem de um valor de medição da tensão e um valor de retardo de primeira ordem de um valor de medição da frequência são determinados como valores-alvo em controle, e o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC são controlados baseados em uma diferença entre os valores-alvo e os valores de medição.

[000113] A configuração específica da seção de controle de estabilização de potência 36 da presente modalidade não é particularmente limitada. A seção de controle de estabilização de potência 36 pode ser configurada como um circuito lógico incluindo um elemento de comutação conhecido, um subtrator conhecido, um comparador conhecido, etc., para gerar os sinais de comando de potência descritos acima. Ou, a seção de controle de estabilização de potência 36 pode ser uma configuração funcional implementada pela operação de uma CPU de um microcontrolador que é a seção de controle de estabilização de potência 36, de acordo com programas armazenados em uma memória do microcontrolador.

[000114] Configuração exemplar da seção de controle de estabilização de potência: Tipo de adaptativo de VF

[000115] A seguir, uma configuração específica exemplar da seção de controle de estabilização de potência 36 será descrita com referência às figuras 5A e 5B.

[000116] No caso onde o gerador de potência CA 14L, 14R é o gerador de VF, como mostrado na Fig. 5A, a seção de controle de estabilização de potência 36 inclui "um circuito de controle de carregamento/descarregamento" que monitora a tensão no barramento de CA primário 21L, 21 (isto é, tensão no sistema elétrico 20L, 20R) e carrega/descarrega a bateria secundária 13L, 13R com potência ativa e/ou potência reativa baseado em um resultado do monitoramento. A seção de controle de estabilização de potência 36 incluindo o circuito de controle de carregamento/descarregamento é referida como "seção de controle de estabilização de potência adaptativa de VF", para uma descrição mais fácil.

[000117] Especificamente, como mostrado na Fig. 5A, por exemplo, a seção de controle de estabilização de potência adaptativa de VF 36 inclui um primeiro processador de retardo 341, um segundo processador de retardo 342, um subtrator 345, um primeiro comparador/controlador 361, um segundo comparador/controlador 362, e um adicionador 365.

[000118] Como mostrado na Fig. 2, a seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 constituindo o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R monitora uma tensão no barramento de CA primário 21L, 21R. Como mostrado na Fig. 5A, a seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 emite um valor de tensão de medição Vm como um resultado do monitoramento m1 ao primeiro processador de retardo 341 (ver figuras 3 e 4 além da Fig. 5A). O primeiro processador de retardo 341 indica um retardo de tempo associado com um filtro. O primeiro processador de retardo 341 gera um valor de tensão de sistema Vgen como a saída, e emite o valor de tensão de sistema Vgen ao segundo processador de retardo 342 e ao subtrator 345. Nota-se que uma constante de tempo Tm do primeiro processador de retardo 341 é ajustada como um tempo de retardo de medição.

[000119] O segundo processador de retardo 342 realiza processamento de retardo de tempo no valor de tensão de sistema Vgen para gerar um valor-alvo de tensão de sistema Vref, e emite o valor-alvo de tensão de sistema Vref ao subtrator 345. A constante de tempo T do segundo processador de retardo 342 pode ser ajustada apropriadamente e ajustar para 10 s na presente modalidade. O subtrator 345 subtrai o valor de tensão de sistema Vgen a partir do valor-alvo de tensão de sistema Vref, e emite o valor de subtração resultante (diferença, Vref-Vgen) ao primeiro comparador/controlador 361 e ao segundo comparador/controlador 362.

[000120] O primeiro comparador/controlador 361 é um controlador que gera um sinal de comando de potência Qcmd usado para controlar o carregamento/descarregamento da potência reativa. Uma constante proporcional Kq é pré-fixada no primeiro comparador/controlador 361. O segundo comparador/controlador 362 é um controlador que gera um sinal de comando de potência Pcmd usado para controlar o carregamento/descarregamento da potência ativa. Uma constante proporcional Kq é pré-fixada no segundo comparador/controlador 362. O primeiro comparador/controlador 361 multiplica a saída do valor de subtração a partir do subtrator 345 pela constante proporcional Kq para gerar o sinal de comando de potência Qcmd (=Kq x (Vref-Vgen)) e emite o sinal de comando de potência Qcmd ao conversor de PWM 331 da seção de conversão de potência 33 como indicado pela seta s1 na Fig. 3 ou Fig. 4.

[000121] O segundo comparador/controlador 362 multiplica o valor de subtração pela constante proporcional Kp, e emite o valor da multiplicação resultante (Kp x (Vref-Vgen)) ao adicionador 365. O valor da multiplicação é um valor de base para um sinal de comando de potência ativa Pcmd. Além disso, um valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp é emitido ao adicionador 365, como será descrito posteriormente. O adicionador 365 adiciona o valor de multiplicação (o valor de base) e o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp para gerar o sinal de comando de potência finalmente Pcmd (=Kp x (vref-Vgen) + Psoc_cmp, um valor final do sinal de comando de potência Pcmd), e emite o sinal de comando de potência Pcmd à seção de conversão de potência 33 como indicado pela seta s1, s2 na Fig. 3 ou Fig. 4. A seção de conversão de potência 33 controla o carregamento/descarregamento da bateria secundária 13L, 13R baseada nos sinais de comando de potência Qcmd, Pcmd.

[000122] Mais especificamente, se um aumento de tensão tempotário é monitorado, o valor de tensão de sistema Vgen torna-se maior do que o valor-alvo de tensão de sistema Vref. Por causa disto, a saída do valor de subtração a partir do subtrator 345 é um valor negativo (Vref-Vgen>0), e a saída de sinal de comando de potência ativa Pcmd (adição de Psoc_cmp) a partir do adicionador 365 através do segundo comparador/controlador 362 (multiplicação de Kp) é também um valor negativo. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a carregar a bateria secundária 13L, 13R (suprimento de potência CC) com a potência ativa, em proporção a um valor do aumento de tensão baseado no sinal de comando de potência Pcmd.

[000123] A saída do sinal de comando de potência reativa Qcmd a partir do primeiro comparador/controlador 361 é um valor negativo porque o primeiro comparador/controlador 361 multiplica o valor de subtração negativo pela constante proporcional Kp. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a produzir potência reativa com um fator de potência adiantado em proporção ao valor do aumento de tensão baseado no sinal de comando de potência Qcmd.

[000124] Por outro lado, se um decréscimo de tensão temporário (queda) é monitorado, o valor de tensão de sistema Vgen torna-se menor do que o valor-alvo de tensão de sistema Vref. Por causa disto, a saída do valor de subtração a partir do subtrator 345 é um valor positivo (Vref-Vgen>0) e, portanto, a saída de sinal de comando de potência ativa Pcmd a partir do adicionador 365 também é um valor positivo. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a descarregar a potência ativa a partir da bateria secundária 13L, 13R (suprimento de potência CC) em proporção a um valor do decréscimo de tensão baseado no sinal de comando de potência Pcmd.

[000125] A saída do sinal de comando de potência reativa Qcmd a partir do primeiro comparador/controlador 361 é um valor positivo porque o primeiro comparador/controlador 361 multiplica o valor de subtração positivo pela constante proporcional Kq. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a produzir potência reativa com um fator de potência atrasado em proporção a um valor do decréscimo de tensão (queda) baseado no sinal de comando de potência Qcmd.

[000126] Assim, na presente modalidade, o primeiro valor de retardo Vref do valor de tensão de sistema Vgen é usado como um valor-alvo de tensão de sistema que é um valor de tensão predeterminado. Nesta configuração, somente quando uma tensão no sistema elétrico 20L, 20R muda transitoriamente (ou temporariamente), o sinal de comando de potência é gerado. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 é configurada para não gerar um sinal de comando de potência em resposta a uma diferença em uma tensão gerada estacionariamente no sistema elétrico 20L, 20R. Como um resultado, é possível reduzir eficazmente uma possibilidade de que a bateria secundária 13L, 13R será carregada ou descarregada excessivamente.

[000127] Na presente modalidade, se um aumento de tensão é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 pode levar a seção de conversão de potência 33 a carregar o suprimento de potência CC (bateria secundária 13L, 13R) com a potência ativa em proporção ao aumento de tensão, para produzir potência reativa com um fator de potência adiantado em proporção ao aumento de tensão, ou carregar o suprimento de potência CC com a potência ativa e produzir a potência reativa com um fator de potência adiantado. Isto torna possível suprimir eficazmente um aumento de tensão temporário e reprimir a potência elétrica de retornar ao suprimento de potência CA no sistema elétrico 20L, 20R como será descrito posteriormente.

[000128] Se um decréscimo de tensão é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 pode levar a seção de conversão de potência 33 a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC em proporção ao decréscimo de tensão, produzir a potência reativa com um fator de potência atrasado em proporção ao decréscimo de tensão, ou descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC e produzir a potência reativa com um fator de potência atrasado. Isto torna possível suprimir eficazmente um decréscimo de tensão temporário de ocorrer no sistema elétrico 20L, 20R como será descrito posteriormente.

[000129] Embora na presente modalidade o primeiro processador de retardo 341 e o segundo processador de retardo 342 constituindo o circuito de controle de carregamento/descarregamento sejam configurados para realizar o primeiro processamento de retardo, a presente invenção não está limitada a isto. Eles podem ser configurados para realizar outro processamento tal como segundo processamento de retardo contanto que realize o processamento de retardo de tempo.

[000130] Agora, como gerar o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp será descrito. A seção de controle de estabilização de potência 36 da presente modalidade inclui um "circuito de compensação de SOC" que faz compensação para o SOC da bateria secundária 13L, 13R como mostrado na Fig. 5B, além do circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 5A. O valor de compensação de potência ativa é gerado no circuito de compensação de SOC e emitido para o adicionador 365. Como mostrado na Fig. 5B, na presente modalidade, este circuito de controle de SOC inclui um subtrator 351 e um limitador de valor superior/inferior 352.

[000131] Como mostrado na Fig. 2, a seção de monitoramento de bateria secundária 35 constituindo o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R monitora o SOC da bateria secundária 13L, 13R. Como mostrado na Fig. 5B, a seção de monitoramento de bateria secundária 35 emite um valor de medição SOCm de SOC que é um resultado de monitoramento m2 do subtrator 351 (ver figuras 3 e 4, além da Fig. 2). Um valor-alvo SOCref de SOC é pré-fixado no circuito de compensação de SOC. Portanto, o subtrator 351 compara o valor- alvo SOCref com o valor de medição SOCm e subtrai o valor de medição SOCm do valor-alvo SOCref. O valor de substração resultante SOCdiff (SOCref - SOC) é emitido ao limitador de valor superior/inferior 352.

[000132] O limitador de valor superior/inferior 352 gera o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp baseado no valor de subtração SOCdiff e emite o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp o adicionador 365 no circuito de controle de carregamento/descarregamento. Quando o valor de subtração SOCdiff é positivo, isto é, o valor de medição SOCm é menor do que o valor- alvo SOCREF, O limitador de valor superior/inferior 352 gera o valor de compensação de potência ativa Psoc_cpm de um sinal negativo (Psoc_cmp < 0). Assim, a compensação é feita de modo que o sinal de comando de potência Pcmd torna-se um sinal de comando para carregar a potência ativa. Por outro lado, quando o valor de subtração SOCdiff é negativo, isto é, o valor de medição SOCm é maior do que o valor-alvo SOCref, o limitador de valor superior/inferior 352 gera o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp de um sinal positivo (Psoc_cmp > 0). Assim, a compensação é feita de modo que o sinal de comando de potência Pcmd torna-se um sinal de comando para descarregar a potência ativa.

[000133] Como deve ser apreciado a partir do descrito acima, na presente modalidade, no caso onde o suprimento de potência CC é a bateria secundária 13L, 13R, seu estado carregado (SOC) é monitorado, e a compensação é feita para uma quantidade de carregamento/descarregamento da bateria secundária 13L, 13R baseado na diferença entre o valor de medição SOCm obtido pelo monitoramento e o valor predeterminado pré-fixado de SOC (valor-alvo SOCref). Isto torna possível reduzir eficazmente uma possibilidade de que a bateria secundária 13L, 13R será carregada ou descarregada excessivamente mesmo quando a operação de estabilização do sistema elétrico 20L, 20R é realizada durante um longo período de tempo. Configuração exemplar de seção de controle de estabilização de potência: tipo de CF adaptativo

[000134] A seguir, outro exemplo da configuração específica da seção de controle de estabilização de potência 36 será descrita com referência à Fig. 6.

[000135] No caso onde o gerador de potência CA 14L, 14R é o gerador de CF, como mostrado na Fig. 6, a seção de controle de estabilização de potência 36 inclui um circuito de controle de carregamento/descarregamento que monitora a tensão e frequência no barramento de CA primário 21L, 21R (Isto é, tensão e frequência no sistema elétrico 20L, 20R) e carrega/descarrega potência ativa e/ou potência reativa baseado em um resultado de monitoramento. A seção de controle de estabilização de potência 36 incluindo este circuito de controle de carregamento/descarregamento é referido como "seção de controle de estabilização de potência adaptativa de CF" para uma descrição mais fácil.

[000136] Especificamente, como mostrado na Fig. 6, por exemplo, a seção de controle de estabilização de potência adaptativa de CF 36 inclui um primeiro processador de retardo 341, um segundo processador de retardo 342, um primeiro subtrator 346, um primeiro comparador/controlador 363, um processador de PLL 344, um terceiro processador de retardo 343, um segundo subtrator 347, um segundo comparador/controlador 364 e um adicionador 365.

[000137] A seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 que não é mostrado na Fig. 6 produz um valor de tensão de medição Vm como um resultado do monitoramento ml ao primeiro processador de retardo 341. O primeiro processador de retardo 341 indica um retardo de tempo associado com um filtro. O primeiro processador de retardo 341 gera um valor de tensão de sistema Vgen como a saída, e emite o valor de tensão de sistema Vgen ao segundo processador de retardo 342 e ao primeiro subtrator 346. O segundo processador de retardo 342 realiza o processamento de retardo de tempo no valor de tensão de sistema Vgen para gerar um valor-alvo de tensão de sistema Vref, e emite o valor-alvo de tensão de sistema Vref ao primeiro subtrator 346. O primeiro subtrator 346 subtrai o valor de tensão de sistema Vgen a partir do valor-alvo de tensão de sistema Vref, e emite o valor de subtração resultante (diferença, Vref - Vgen) ao primeiro comparador/controlador 363.

[000138] O primeiro comparador/controlador 363 é um comparador/controlador que gera um sinal de comando de potência Qcmd usado para controlar o carregamento/descarregamento da potência reativa. Um coeficiente proporcional Kv é pré-fixado no primeiro comparador/controlador 363. O primeiro comparador/controlador 363 multiplica a saída do valor de subtração a partir do primeiro subtrator 346 pela constante proporcional Kv para gerar um sinal de comando de potência Qcmd (=Kv x Vref - Vgen) e emite o sinal de comando de potência Qcmd ao conversor de PWM 331 da seção de conversão de potência 33 como indicado pela seta s1, s2 na Fig. 3 ou Fig. 4. A seção de conversão de potência 33 controla o carregamento/descarregamento da bateria secundária 13L, 13R baseado nos sinais de comando de potência Qcmd, e sinais de comando de potência Pcmd descritos posteriormente,

[000139] Mais especificamente, se um aumento de tensão temporário é monitorado, o valor de tensão de sistema Vgen torna-se maior do que o valor de alvo de tensão de sistema Vref. Por causa disto, como no caso da seção de controle de estabilização de potência adaptativa de VF, a saída do valor de subtração a partir do primeiro subtrator 346 é um valor negativo, e a saída de sinal de comando de potência reativa Qcmd a partir do primeiro comparador/controlador 363 é um valor negativo. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a emitir potência reativa com um fator de potência adiantado, em proporção a um valor do aumento de tensão baseado no sinal de comando de potência Qcmd.

[000140] Por outro lado, se um decréscimo de tensão temporário (queda) é monitorado, o valor de tensão de sistema Vgen torna-se menor do que o valor-alvo de tensão de sistema Vref. Por causa disto, como no caso da seção de controle de estabilização de potência adaptativa de VF 36, a saída do sinal de comando de potência Qcmd a partir do comparador/controlador 363 é um valor positivo. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a emitir potência reativa com um fator de potência de comando em proporção a um valor do aumento de tensão baseado no sinal de comando de potência Qcmd.

[000141] A seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 que não é mostrada na Fig. 6 emite o valor de tensão de medição Vm ao processador de PLL 344. O processador de PLL 344 realiza o processamento de loop travado de fase no valor de tensão de medição Vm para gerar a frequência de sistema Fgen no sistema elétrico 20L, 20R, e emite a frequência de sistema Fgen ao terceiro processador de retardo 343. O terceiro processador de retardo 343 é idêntico na configuração ao segundo processador de retardo 342. O terceiro processador de retardo 343 realiza o processamento de retardo de tempo na frequência de sistema Fgen para gerar um valor-alvo de frequência de sistema Fref e emite o valor-alvo de frequência de sistema Fref ao segundo subtrator 347. O segundo subtrator 347 subtrai a frequência de sistma Fgen a partir do valor-alvo de frequência de sistema Fref e emite o valor de subtração resultante (diferença, Fef - Fgen) ao segundo comparador/controlador 364.

[000142] O segundo comparador/controlador 364 é um comparador/controlador que gera o sinal de comando de potência Pcmd usado para controlar o carregamento/descarregamento da potência ativa. Uma constante proporcional Kf é pré-fixada no segundo comparador/controlador 364. O segundo comparador/controlador 364 multiplica o valor de subtração pela constante proporcional Kf e emite o valor de medição resultante (= Kf x (Fref - Fgen) ao adicionador 365. O valor de multiplicação é um valor de base para o sinal de comando de potência de ativa Pcmd. Como descrito acima, o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp também é emitida a partir do circuito de compensação de SOC (ver Fig. 5B) ao adicionador 365. O adicionador 365 adiciona o valor de multiplicação (o valor de base) ao valor de compensação de potência ativa Psoc_cpm para gerar o sinal de comando de potência Pcmd finalmente (= Kf x (Fref - Fgen) + Psoc_cmp, um valor final do sinal de comando de potência Pcmd) e emite o sinal de comando de potência Pcmd à seção de conversão de potência 33 como indicado pela seta s1, s2 na Fig. 3 ou 4. A seção de conversão de potência 33 controla o carregamento/descarregamento da bateria secundária 13L, 13R baseado nos sinais de comando de potência Qcmd e nos sinais de comando de potência Pcmd descritos acima.

[000143] Mais especificamente, se um aumento de frequência temporário é monitorado, a frequência de sistema Fgen torna-se maior do que o valor-alvo de frequência de sistema Fref. Por causa disto, a saída do valor de subtração a partir do subtrator 345 é um valor negativo (Fref - Freg < 0). Portanto, a saída do sinal de comando de potência ativa Pcmd (adição de Psoc_cmp) a partir do adicionador 365 através do segundo comparador/controlador 364 (multiplicação de Kf) também é um valor negativo. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a carregar a segunda bateria secundária 13L, 13R (suprimento de potência CC) com a potência ativa em proporção ao valor do aumento de frequência baseado no sinal de comando de potência Pcmd.

[000144] Por outro lado, se um decréscimo de frequência temporário é monitorado, a frequência de sistema Fgen torna-se menor do que o valor-alvo de frequência de sistema Fref. Por causa disto, a saída de valor de subtração a partir do segundo subtrator 347 é um valor positivo (Fref - Freg > 0). Portanto, a saída de sinal de comando de potência ativa Pcmd a partir do adicionador 365 também é um valor positivo. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a descarregar a potência ativa a partir da bateria secundária 13L, 13R (suprimento de potência CC) em proporção ao valor do decréscimo de frequência baseado no sinal de comando de potência Pcmd.

[000145] Como deve ser apreciado do descrito acima, na configuração adaptativa de CF a frequência da potência CA é constante e, portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 usa o valor de retardo Vref de primeira ordem do valor de tensão de sistema Vgen como o valor-alvo da tensão, como no caso da configuração adaptativa de VF, e usa o valor de retardo Fref de primeira ordem da frequência de sistema Fgen como o valor-alvo da frequência.

[000146] Portanto, o(s) sinal(ais) de comando de potência é/são gerado(s) somente quando a mudança na tensão e/ou a mudança na frequência no sistema elétrico 20L, 20R é transiente (ou temporário). Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 é configurado não para gerar o sinal de comando de potência em resposta a uma diferença na tensão ou frequência gerada estacionariamente no sistema elétrico 20L, 20R. Como um resultado, é possível reduzir eficazmente uma possibilidade de que a bateria secundária 13L, 13R será carregada ou descarregada excessivamente.

[000147] Além do mais, na presente modalidade, se um aumento de frequência é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a carregar o suprimento de potência CC (bateria secundária 13L, 13R) com a potência ativa em proporção ao aumento de frequência, enquanto se um aumento de tensão é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a emitir a potência reativa com um fator de potência adiantado em proporção ao aumento de tensão. Isto torna possível suprimir eficazmente um aumento de tensão devido à potência regenerativa temporária gerada no sistema elétrico 20L, 20R, como será descrito posteriormente.

[000148] Por outro lado, se o decréscimo de frequência é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC em proporção ao decréscimo de frequência, enquanto se o decréscimo de tensão é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a produzir potência reativa com um fator de potência atrasado em proporção ao decréscimo de tensão. Isto torna possível suprimir eficazmente um decréscimo de tensão temporário gerado no sistema elétrico 20L, 20R, como será descrito posteriormente. Estabilização do sistema elétrico

[000149] A seguir, a estabilização exemplar do sistema elétrico 20L, 20R pelo dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R tendo a configuração acima será descrita com referência às figuras 7, 8A, 8B, 9, 10 e 11, além das figuras 2 a 4. Para explicação mais fácil, nas figuras 8A, 8B, 9, 10 e 11, as cargas de potência no sistema eletricamente acionado (por exemplo, bomba hidráulica no sistema hidráulico, ou compressor de condicionamento de ar no sistema de ar de purga), que estão além do atuador da superfície de controle 15, são indicadas por "bloco de símbolo de referência 16".

[000150] Como mostrado na Fig. 7, o sistema de estabilização da presente modalidade é configurado para transição entre cinco estados incluindo um estado desativado sob controle realizado pelo dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R. Na Fig. 7, um estado M0 no centro é o estado desativado. Se o início de APU 12 é solicitado, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R inicia a APU 12 e, portanto, o sistema de estabilização transiciona para um estado M1 em um lado superior na Fig. 7: um estado de início de APU. Quando o início de APU 12 está concluído, o sistema de estabilização retorna ao estado M0: estado desativado. Se backup é solicitado, o sistema de estabilização transiciona para um estado M4 em um lado inferior na Fig. 7: estado de backup, enquanto se a desativação do backup é solicitada, o sistema de estabilização retorna ao estado M0: estado desativado.

[000151] Quando o gerador e VF incluído no gerador de potência CA 14L, 14R é ativado e o início de estabilização do sistema elétrico 20L, 20R é solicitado, o sistema de estabilização transiciona para um estado M2 em um lado direito na Fig. 7: o estado de estabilização de suprimento de potência VF. Quando o gerador de potência CA VF 14L, 14R está desativado ou desativação de estabilização é solicitada, o sistema de estabilização retorna ao estado M0: estado desativado. Do mesmo modo, quando o início de estabilização do sistema elétrico 20L, 20R é solicitado em um estado em que o iniciador/gerador de APU 124 está suprindo potência elétrica como o gerador, ou o gerador de CF incluído no gerador de potência CA 14L, 14R está suprindo a potência elétrica, o sistema de estabilização transiciona para um estado M3 em um lado esquerdo na Fig. 7: estado de estabilização de potência CF. Se o gerador de potência CA 14L, 14R ou o iniciador/gerador de APU 124 estão desativados, ou a desativação de estabilização é solicitada, o sistema de estabilização retorna ao estado M0: estado desativado.

[000152] Entre os suprimentos de potência CA, o gerador de RAT 171 é categorizado dentro do gerador VF. Portanto, quando o início de estabilização do sistema elétrico 20L, 20R é solicitado em um estado em que o gerador de RAT 171 está suprindo a potência elétrica como o gerador, o sistema de estabilização transiciona para o estado M2: estado de estabilização de potência VF no lado direito na Fig. 7. Quando o gerador de RAT 171 está desativado ou a desativação da estabilização é solicitada, o sistema de estabilização retorna ao estado M0: estado desativado.

[000153] A seguir, como estabilizar o sistema elétrico 20L, 20R será descrito com referência à transição de estado mencionada acima. Inicialmente, como mostrado nas figuras 3 e 8A, durante a partida do iniciador/gerador de APU 124 da APU 12, o sistema de estabilização transiciona a partir do estado M0 na Fig. 7 para o estado M1 na Fig. 7, e o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R leva a bateria secundária 13L, 13R a ser descarregada como indicado pela seta de bloco F1. Neste momento, a seção de conversão de potência 33 é conectada ao iniciador/gerador de APU 124 através do caminho de partida em vez do caminho normal por comutação dos relés do comutador de partida 283. A seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R em potência CA suprido ao barramento de CA primário 21L, 21R.

[000154] Especificamente, a seção de controle de estabilização de potência 36 gera um sinal de comando de potência usado para descarregar a potência elétrica a partir da bateria secundária 13L, 13R em direção ao iniciador/gerador de APU 124 e emite o sinal de comando de potência como uma entrada para o conversor de PWM 331 e o conversor boost 332 constituindo a seção de conversão de potência 33. Na Fig. 3 (e Fig. 4) a entrada de sinal de comando de potência para o conversor de PWM 331 é indicada pela seta de linha fina s1, enquanto a entrada do sinal de comando de potência para o conversor boost 332 é indicada pela seta de linha fina s2. Na presente modalidade, o sinal de comando de potência é um sinal de acionamento de portão para levar uma pluralidade de elementos de comutação (por exemplo, elementos semicondutores de potência) constituindo o conversor de PWM 331 ou o conversor boost 332 a ser LIGADO/DESLIGADO.

[000155] Ao receber o sinal de acionamento de portão como a entrada, os elementos de comutação no conversor de PWM 331 ou no conversor boost 332 são comutados, deste modo descarregando a potência elétrica a partir da bateria secundária 13L, 13R como indicado pela seta de bloco F1. Como um resultado, a potência elétrica é suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R para o iniciador/gerador de APU 124, deste modo possibilitando a partida do iniciador/gerador de APU 124 (ser ativado). Na partida do iniciador/gerador de APU 124, o motor esquerdo 11L e o motor direito 11R iniciam pela APU 12, de modo que os geradores de potência CA 14L, 14R providos nos motores 11L, 11R iniciam a geração de potência elétrica.

[000156] Na partida do iniciador/gerador de APU 124, a potência CA é suprida a partir do iniciador/gerador de APU 24 para o barramento de CA primário 21L, 21R. Neste momento, o sistema de estabilização retorna a partir do estado M1 para o estado M0 e então transiciona para o estado M3 em resposta a uma solicitação de início de estabilização. Neste estado, o motor 11L, 11R inicia. Portanto, como mostrado na Fig. 8B, uma fonte de suprimento da potência CA para o barramento de CA primário 21L, 21R comuta a partir do iniciador/gerador de APU 124 para o gerador de potência CA 14L, 14R. Na comutação do suprimento de potência CA, o sistema de estabilização vai através do estado M0, e então transiciona para o estado M2 ou para o estado M3 dependendo da configuração (VF ou CF) do gerador de potência CA 14L, 14R.

[000157] Simultaneamente com isto, a seção de conversão de potência 33 comuta o caminho de conexão a partir do caminho de partida para o caminho normal. Então, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CA a partir do barramento de CA primário 21L, 21R em potência CC suprida à bateria secundária 13L, 13R. Deste modo, como indicado pela seta de bloco F3 nas figuras 4 e 8, a potência elétrica a partir do gerador de potência CA 14L, 14R é suprida à bateria secundária 13L, 13R para carregar a bateria secundária 13L, 13R.

[000158] Especificamente, como indicado pela seta de linha fina m1 da Fig. 4, a seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 (não mostrada na Fig. 4) monitora a tensão e frequência no barramento de CA primário 21L, 21R (por exemplo, tensão e frequência no sistema elétrico 20L, 20R). A seção de controle de estabilização de potência 36 gera os sinais de comando de potência s1, s2 baseado no resultado do monitoramento e emite os sinais de comando de potência s1, s2 ao conversor de PWM 331 e ao conversor boost 332. Em resposta aos sinais de comando de potência s1, s2, os elementos de comutação do conversor de PWM 331 e os elementos de comutação do conversor boost 332 são comutados, deste modo carregando a bateria secundária 13L, 13R como indicado pela seta de bloco F3.

[000159] A potência CA suprida a partir do gerador de potência CA 14L, 14R é suprida principalmente ao atuador de superfície de controle 15 e outra carga de potência 16. Portanto, na Fig. 8B, as setas de bloco F2 indicando suprimento de potência elétrica a estas cargas de potência são representadas por linhas relativamente em negrito, enquanto as setas de bloco F3 indicando suprimento de potência elétrica à bateria secundária 13L, 13R para carregamento são representadas por linhas relativamente finas. O estado mostrado na Fig. 8B é um estado em que a potência elétrica é suprida a partir dos suprimentos de potência CA através de caminho normal. Os suprimentos de potência CA neste momento incluem o iniciador/gerador de APU 124 bem como o gerador de potência CA 14L, 14R.

[000160] Se um aumento de tensão devido à potência regenerativa ou semelhante ocorre ou um decréscimo de tensão (queda) ocorre devido a um aumento nas cargas de potência no estado acima em que a potência elétrica é suprida normalmente, como mostrado na Fig. 9, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R realiza controle de estabilização de tal modo que, por exemplo, a bateria secundária 13L, 13R absorve o aumento de tensão ou supre potência elétrica para compor potência elétrica deficiente devido ao decréscimo de tensão. Na Fig. 9, a potência regenerativa e a potência elétrica composta são indicadas coletivamente pela seta de bloco bidirecional R0.

[000161] Especificamente, por exemplo, como indicado pela seta de linha fina m1 na Fig. 4, se é detectado que potência regenerativa ocorre (aumentos de tensão, aumentos de frequência, etc.) no barramento de CA primário 21L, 21R cujo estado de potência é monitorado pela seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 (não mostrado na Fig. 4), a seção de controle de estabilização de potência 36 gera os sinais de comando de potência s1, s2 e emite os sinais de comando de potência s1, s2 à seção de conversão de potência 33, de modo que a potência elétrica é suprida a partir do barramento de CA primário 21L, 21R à bateria secundária 13L, 13R. Nota-se que o estado de potência a ser monitorado pode ser pelo menos uma tensão, mas pode ser, por exemplo, uma frequência junto com a tensão.

[000162] No conversor de PWM 331 e o conversor boost 332 constituindo a seção de conversão de potência 33, os elementos de comutação são comutados baseados nos sinais de comando de potência, de modo que a potência regenerativa que flui para dentro do barramento de CA primário 21L, 21R flui em direção à bateria secundária 13L, 13R como indicado pela seta de bloco R0-3 (a mesma direção como a da seta de bloco F3) na Fig. 4. Uma vez que a bateria secundária 13L, 13R é configurada para ter uma tensão mais alta suficiente para absorver a potência regenerativa, a potência regenerativa gerada pode ser carregada para dentro e, deste modo, absorvida favoravelmente dentro da bateria secundária 13L, 13R.

[000163] Como descrito acima, quando a tensão aumenta, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a produzir a potência reativa com um fator de potência adiantado em proporção a um aumento de tensão. Este controle também pode suprimir o aumento de tensão.

[000164] Do mesmo modo, como indicado pela seta de linha fina m1 da Fig. 4, se um decréscimo de tensão significativo (decréscimo de tensão, decréscimo de frequência, etc.) é detectado no barramento de CA primário 21L, 21R cujo estado de potência é monitorado pela seção de monitoramento de barramento de CA primário 34 (não mostrado na Fig. 4), a seção de controle de estabilização de potência 36 gera os sinais de comando de potência s1, s2 e emite os sinais de comando de potência s1, s2 à seção de conversão de potência 33 de modo que a potência elétrica é suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R ao barramento de CA primário 21L, 21R.

[000165] No conversor de PWM 331 e o conversor boost 332 na seção de conversão de potência 33, os elementos de comutação são comutados baseados nos sinais de comando de potência e na potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R flui em direção ao barramento de CA primário 21L, 21R como indicado pela seta de bloco R0-4 na Fig. 4. Como um resultado, a bateria secundária 13L, 13R supre de forma auxiliar a potência elétrica para ajudar o gerador de potência CA 14L, 14R, que pode reduzir um estado de sobrecarga do gerador de potência CA 14L, 14R. Em outras palavras, a potência elétrica suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R pode compor um decréscimo de tensão significativo devido ao estado de sobrecarga.

[000166] Como descrito acima, se o decréscimo de tensão é monitorado, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a produzir a potência reativa com um fator de potência atrasado em proporção ao decréscimo de tensão. Este controle também pode suprimir o decréscimo de tensão.

[000167] Como deve ser apreciado a partir do descrito acima, de acordo com a presente modalidade, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R monitora a tensão e frequência no barramento de CA primário 21L, 21R e controla o carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC. Portanto, a potência regenerativa significativa pode ser absorvida pelo suprimento de potência CC através do barramento de CA primário 21L, 21R, ou deficiência de potência elétrica devido ao decréscimo de tensão temporário pode ser composta suprindo a potência elétrica a partir do suprimento de potência CC. Como um resultado, diferente da configuração convencional, por exemplo, não é necessário prover o resistor dentro do controlador do atuador de superfície de controle 15 para consumir a potência regenerativa por geração de calor, ou não é necessário aumentar uma capacidade de geração de potência dos suprimentos de potência CA adaptavelmente a uma carga máxima. Assim, o sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da presente invenção é capaz de estabilizar favoravelmente o sistema elétrico 20L, 20R enquanto evitando um aumento de peso.

[000168] Como mostrado na Fig. 10, mesmo quando alguma anormalidade (seta X m na Fig. 10) ocorre no gerador de potência CA 14L, 14R e, deste modo, a potência elétrica não é suprida ao barramento de CA primário 21L, 21R, a seção de controle de estabilização de potência 36 no dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R em potência CA suprida ao barramento de CA primário 21L, 21R. Este estado corresponde ao estado M4 na Fig. 7; estado de backup.

[000169] Pelo menos um dos dispositivos elétricos é conectado ao barramento de CA primário 21L, 21R. Quando a potência CA não é suprida a partir do gerador de potência CA 14L, 14R a este dispositivo elétrico através do controle geral de CA primário 21L, 21R, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R em potência CA de modo que a potência CA pode ser suprida ao dispositivo elétrico temporariamente (durante um tempo especificado) através do controle geral de CA primário 21L, 21R. Deste modo, como indicado pela seta de bloco R4 na Fig. 10, a potência CA obtida a partir da potência CC suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R é suprida ao controle geral de CA primário 21L, 21R.

[000170] Se uma situação ocorre, em que a potência elétrica não é suprida a partir do gerador de potência CA 14L, 14R, a APU 12 ou o RAT 17 é ativado e, deste modo, o iniciador/gerador de APU 124 ou o gerador de RAT 171 é ativado para iniciar a geração de potência elétrica. Um determinado tempo de ativação (por exemplo, cerca de 5 s) é necessário para ativar o gerador auxiliar. Se a potência elétrica não é suprida a tal tempo muito curto, a operação da aeronave pode ser afetada negativamente. Portanto, a seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a suprir a potência CA baseada na potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R, deste modo capacitando o atuador de superfície de controle 15 e semelhante a operar.

[000171] Especificamente, se uma determinada anormalidade, por exemplo, ocorrência de interrupções dos geradores de potência CA 14L, 14R no estado em que a potência CA é suprida como mostrado na Fig. 4, a seção de controle de estabilização de potência 36 gera os sinais de comando de potência s1, s2 e emite os sinais de comando de potência s1, s2 à seção de conversão de potência 33 de modo que a potência elétrica é suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R para o controle geral de CA primário 21L, 21R.

[000172] No conversor de PWM 331 e no conversor boost 332 na seção de conversão de potência 33 os elementos de comutação são comutados baseados nos sinais de comando de potência, e a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R flui em direção ao controle geral de CA primário 21L, 21R como indicado pela seta de bloco F4 na Fig. 4 (a mesma direção como a da seta de bloco R0-4).

[000173] Cargas de potência importantes que são pelo menos necessárias para habilitar a aeronave a voar com segurança são conectadas ao barramento essencial 22L, 22R. Na presente modalidade, durante um período de tempo que passa antes do gerador auxiliar ser ativado após a interrupção simultânea dos geradores de potência CA 14L, 14R ou semelhante ocorra, como indicado pela seta de bloco F4 na Fig. 10, a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R pode ser suprida ao barramento essencial 22L, 22R através do conversor de tensão 262L, 262R, e do elemento retificador 252L, 252R.

[000174] O barramento essencial 22L, 22R é suprido com a potência CC obtida ao converter no transformador/retificador 251L, 251R a potência CA suprida a partir do gerador de potência CA 14L, 14R, através do barramento de CA primário 21L, 21R, Além disto, a potência CC a partir da bateria secundária 13L, 13R em um estado de tensão mais alto é diminuída em tensão pelo conversor de tensão 262L, 262R, e sempre suprida ao barramento essencial 22L, 22R através dos elementos de retificador 252L, 252R.

[000175] Portanto, no caso onde o suprimento de potência elétrica a partir do gerador de potência CA 14L, 14R para em emergências, isto é, a potência CA não é suprida a partir do gerador de potência CA 14L, 14R ao barramento essencial 22L, 22R através do barramento de CA primário 21L, 21R, a potência elétrica pode ser suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R continuamente. Portanto, sem corte instantâneo devido à comutação dos componentes de relé, a potência elétrica pode ser suprida para composição, que torna possível evitar uma parada dos sistemas de controle importantes.

[000176] Em um caso onde os geradores de potência CA 14L, 14R montados nos motores 11L, 11R param simultaneamente, o os motores 11L, 11R param simultaneamente durante o voo da aeronave, o RAT 17 é implantado fora da aeronave, e o gerador de RAT 171 do RAT17 é ativado como mostrado esquematicamente na Fig. 11. Como descrito acima, o gerador de RAT 171 é capaz de suprir a potência elétrica às cargas de potência que são essenciais (requisito) para a aeronave voar com segurança. Na Fig. 11, a potência elétrica suprida a partir do gerador de RAT 171 é indicada pela seta de bloco F5.

[000177] As cargas de potência que são essenciais para a aeronave voar com segurança incluem o atuador de superfície de controle 15 e os dispositivos elétricos conectados aos barramentos 22L, 22R. Entre estes componentes, o atuador de superfície de controle 15 é uma carga de potência (dispositivo elétrico) que necessita transitoriamente de uma grande quantidade de carga. Por comparação, o gerador de RAT 171 é um dispositivo de suprimento de potência de emergência e, portanto, tem uma capacidade de geração de potência menor do que o gerador de potência CA 14L, 14R, etc. Por esta razão, no sistema elétrico 20L, 20R, no caso de se usar somente o gerador de RAT 171 como o suprimento de potência CA, uma grande mudança de tensão com respeito a uma mudança de potência elétrica temporária tende a ocorrer, como comparado ao caso de se usar outros suprimentos de potência CA.

[000178] Como uma solução para o acima, na presente modalidade, como indicado pela seta de bloco bidirecional R0 na Fig. 11, o dispositivo de estabilização de potência 30L, 30R realiza controle de estabilização de tal modo que a bateria secundária 13L, 13R absorve o aumento de tensão ou supre a potência elétrica para compor potência elétrica deficiente devido ao aumento de tensão. Portanto, no caso onde o gerador de RAT 171 é o suprimento de potência CA, o sistema de estabilização da presente modalidade pode estabilizar o sistema elétrico 20L, 20R mais eficazmente.

[000179] Especificamente, como indicado pela seta de bloco F5 na Fig. 11, a potência elétrica é suprida a partir do gerador de RAT 171 para o atuador de superfície de controle 15 através dos controles gerais de CA primário 21L, 21R. Mesmo quando um aumento de carga de potência temporária ocorre ou potência regenerativa é gerada em associação com o atuador de superfície de controle 15, o controle de estabilização realizado pelo dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R pode suprimir tal mudança de tensão (ou mudança de frequência).

[000180] Além disso, a seção de controle de estabilização de potência 36 no dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R leva a seção de conversão de potência 33 a converter a potência CA do gerador de RAT 171 em potência CC. Portanto, como indicado pela seta F5 na Fig. 11, esta potência CC pode ser suprida ao barramento essencial 22L, 22R. Portanto, no caso de se usar o gerador de RAT 171 como o suprimento de potência CA, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R pode não somente estabilizar o sistema elétrico 20L, 20R, mas também serve como o conversor de potência usado para suprir a potência CC ao barramento essencial 22L, 22R.

[000181] Além disso, o sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da presente modalidade tem uma vantagem de que a configuração pode ser simplificada como comparada a um sistema elétrico geral convencional. Especificamente, como mostrado na Fig. 14, o sistema elétrico 920L, 920R convencional tem fundamentalmente a mesma configuração como a do sistema elétrico 20L, 20R da presente modalidade da Fig. 1. Uma bateria secundária 913 é conectada a um controle geral de CA secundário 23L no sistema elétrico esquerdo 920L através de um carregador de bateria secundária 924. A bateria secundária 913 é conectada ao barramento essencial 22L, 22R. Um relé comutador de carregamento 286 é interposto entre o carregador de bateria secundária 924 e a bateria secundária 913, enquanto um relé do comutador de suprimento de potência de bateria 287 é interposto entre a bateria secundária 913 e o barramento essencial 22L, 22R.

[000182] Uma bateria secundária de partida de APU 922 é conectada ao barramento de CA secundário 23R no sistema elétrico direito 920R através de um carregador de bateria secundária de partida 925. Um controlador de partida de APU 921 (controlador de motor) é conectado à bateria secundária de partida de APU 922 através de um amplificador 923. O controlador de partida de APU 921 é conectado à APU (iniciador/gerador de APU 124) junto com o barramento de CA primário 21L, 21R. Um relé do comutador de carregamento 286 é interposto entre o carregador de bateria secundária de partir da APU 925 e a bateria secundária de partida de APU 922.

[000183] Além disso, um transformador/retificador de backup 926 é conectado ao barramento de backup 29 conectado ao gerador de RAT 171. O transformador/retificador de backup 926 é um componente de transformador/retificador que converte a potência CA no gerador de RAT 171 em potência CC e supre a potência CC ao barramento essencial 22L, 22R. O transformador/retificador de backup 926 é conectado ao barramento essencial 22L, 22R através do relé do comutador de suprimento de potência CC 285.

[000184] Nesta configuração, como o suprimento de potência CC, duas baterias, isto é, a bateria secundária 913 que é um suprimento de potência de backup do barramento essencial 22L, 22R e a bateria secundária de partida de APU 922 provida exclusivamente para partida da APU 12, são necessárias. Além disso, estas baterias secundárias 913, 922 não estão conectadas ao dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R da presente modalidade. Portanto, é necessário que o carregador de bateria secundária 924 e o carregador de bateria secundária de partida de APU 925 estejam conectados para o fim de carregamento e os relés do comutador de carregamento 286 estejam interpostos entre os carregadores 924, 925 e as baterias secundárias 913, 922.

[000185] Embora na presente modalidade, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R possa ser usado como o controlador para controlar a APU 12 durante a partida, é necessário prover separadamente o controlador de partida de APU 921 na aeronave convencional. Além disso, uma vez que a tensão nominal da bateria secundária de partida de APU 922 é 24VDC, é necessário elevar a potência elétrica usando o amplificador 923 para iniciar a APU 12.

[000186] Como descrito acima, no sistema elétrico convencional 920L, 920R, os carregadores 924, 925 são necessários ser providos para corresponder as baterias secundárias 913, 922 que são os suprimentos de potência CC, respectivamente. Além disso, para iniciar a APU 12, o controlador de partida de APU 921 e o amplificador 923 são necessários. Além disso, para suprir a potência elétrica de backup a partir do gerador de RAT 171 ao barramento essencial 22L, 22R, um caminho incluindo o transformador/retificador de backup 926 e o relé do comutador de suprimento de potência CC 285 é necessário. Em um caso onde a potência CC não é suprida a partir de TRU 251L, 251R, é necessário suprir a potência elétrica de backup a partir da bateria secundária 913. Para este fim, o relé de suprimento de potência de bateria 287 é necessário. Por causa disto, os tipos de componentes no sistema elétrico (carregadores, amplificadores, controladores de partida, etc.) no sistema elétrico aumentam que pode tornar complicada a configuração do sistema elétrico e pode aumentar peso e custo.

[000187] A tensão nominal da bateria secundária 913 é 24VDC e é substancialmente igual à tensão nominal 28VDC do barramento essencial 22L, 22R. Portanto, para carregar a bateria secundária 913, o carregador 924 para uso exclusivo é necessário. Uma vez que a bateria secundária 913 é carregada usando o carregador 924 para uso exclusivo através do barramento de CA secundário 23L, é necessário que o relé do comutador de carregamento 286 intervenha entre a bateria secundária 913 e o carregador de bateria secundária 924 e o relé do comutador de suprimento de potência de bateria 287 intervenha entre a bateria secundária 913 e o barramento essencial 22L, 22R. Por esta razão, a bateria secundária 913 não pode ser sempre conectada ao barramento essencial 22L, 22R.

[000188] Em tal configuração, em um caso onde o suprimento de potência elétrica a partir do gerador de potência CA 14L, 14R para em emergências, em particular em um caso onde a potência elétrica é suprida a partir da bateria secundária 913 por comutação do relé do comutador de suprimento de potência de bateria 287, corte de potência temporário (corte instantâneo) ocorre. Quando o corte de potência ocorre, o dispositivo elétrico conectado ao barramento essencial 22L, 22R para temporariamente. Portanto, para evitar a parada temporária, é necessário incorporar suprimentos de potência de emergência tais como baterias ou capacitores nestes dispositivos elétricos.

[000189] Em contraste, como mostrado na Fig. 1, os sistemas elétricos 20L, 20R da presente modalidade têm a mesma configuração e, portanto, podem reduzir os tipos de componentes e simplificar o sistema elétrico como comparado ao sistema elétrico convencional.

[000190] Em relação à simplificação da configuração do sistema elétrico, na presente modalidade, os carregadores 924, 925 e o relé do comutador de carregamento 286 tornam-se desnecessários, o controlador de partida de APU 921 e o amplificador 923 tornam-se desnecessários. O caminho incluindo o transformador/retificador de backup 926 e o relé do comutador de suprimento de potência C 285 tornam-se desnecessários no suprimento da potência elétrica de backup a partir do gerador de RAT 171. O relé do comutador de suprimento de potência de bateria 287 que é uma causa do corte instantâneo torna-se desnecessário.

[000191] Na presente modalidade, como descrito acima, é possível evitar o corte instantâneo devido à comutação do suprimento de potência elétrica. Portanto, não é necessário prover suprimentos de potência de emergência nos dispositivos elétricos conectados aos barramentos essenciais 22L, 22R. Assim, o aumento de peso nos dispositivos elétricos não ocorrerá e a confiabilidade pode ser melhorada.

[000192] Diferente da configuração convencional, na presente modalidade, o sistema elétrico esquerdo 20L inclui o dispositivo de estabilização de potência CA 30L e a bateria secundária 13L, e o sistema elétrico direito 20R inclui o dispositivo de estabilização de potência CA 30R e a bateria secundária 13R. Portanto, um sistema duplo para iniciar a APU 12 usando suprimentos de potência CC é obtido, e um sistema duplo para suprir a potência elétrica a partir das baterias secundárias 13L, 13R aos barramentos essenciais 22L, 22R é obtido.

[000193] As baterias secundárias 13L, 13R são conectadas à APU 12 através dos dispositivos de estabilização de potência CA 30L, 30R e os barramentos de CA 21L, 21R, respectivamente, e têm uma tensão nominal alta para absorver uma grande carga de potência. Portanto, torna-se possível reduzir os fios para uma corrente com uma grande magnitude a partir das baterias secundárias 913, 922, que são usadas para fluir a corrente com uma grande magnitude durante a partida da APU 12. Isto resulta em um peso reduzido de uma aeronave. Exemplo modificado

[000194] Embora na presente modalidade as baterias secundárias 13L, 13R tendo a tensão nominal de 250V sejam ilustradas como os suprimentos de potência CC, a presente invenção não está limitada a isto. Por exemplo, os suprimentos de potência CC podem ser capacitores tendo uma tensão nominal idêntica ou uma combinação dos capacitores e baterias secundárias. Como um exemplo dos capacitores, capacitores de camada dupla elétricos tendo uma alta capacidade, que são denominados ultracapacitores, podem ser usados. Assim, na presente invenção, os suprimentos de potência CC não estão limitados às baterias secundárias 13L, 13R contanto que eles possam absorver a potência regenerativa a partir dos dispositivos elétricos tal como o atuador de superfície de controle 15 e suprir transitoriamente potência elétrica necessária.

[000195] Uma pluralidade de baterias secundárias e/ou capacitores pode ser combinada para formar suprimentos de potência CC com a condição de que o peso da aeronave não seja aumentado excessivamente. Em um caso onde os suprimentos de potência CC são os capacitores, a estabilização do sistema elétrico pode ser obtida, mas a APU 12 não pode ser iniciada. Em vista disto, para iniciar a APU 12, um suprimento de potência CC para partida, ou semelhante, pode ser provido separadamente.

[000196] Embora o sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da presente invenção seja usado adequadamente especialmente na aeronave em que a maior parte dos sistemas de potência é acionada eletricamente, ele pode ser adequadamente usado em uma aeronave em que pelo menos uma porção do atuador de superfície de controle 15 é acionado eletricamente ou todo o atuador de superfície de controle 15 é acionado eletricamente.

[000197] A grande demanda de potência regenerativa ou potência elétrica mostrada na Fig. 9 tende a ocorrer quando grandes cargas de potência estão presentes no sistema elétrico. Tais cargas de potência incluem o atuador de superfície de controle 15, outro atuador, aquecedores, compressores, outros motores, etc. entre estes componentes, especialmente, grande potência regenerativa a partir do atuador de superfície de controle 15 é mais provável de ocorrer. O atuador de superfície de controle 15 é usado para operar a superfície de controle da aeronave e opera rapidamente de acordo com o movimento da aeronave. Uma vez que uma grande potência regenerativa a partir do atuador de superfície de controle 15 é mais provável de ocorrer durante o movimento da aeronave, o sistema de estabilização de sistema elétrico para a aeronave da presente invenção é adequadamente empregado na aeronave em que pelo menos o atuador de superfície de controle 15 é acionado eletricamente.

[000198] No sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave da presente invenção, como mostrado nas figuras 12 e 13, o dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R pode ser configurado para suprir uma carga especificada a partir da bateria secundária 13L, 13R para o barramento de CA primário 21L, 21R, quando uma sobrecarga ocorre no suprimento de potência CA (o gerador de potência CA 14L, 14R, o iniciador/gerador de APU 124 ou o gerador de RAT 171).

[000199] Uma descrição será dada do dispositivo de estabilização de potência CA 30L, 30R capaz de suprir uma carga especificada a partir da bateria secundária 13L, 13R, por exemplo, em um caso onde o suprimento de potência CA é o gerador de VF (tipo adaptativo de VF). Neste caso, como mostrado na Fig. 12, a seção de controle de estabilização de potência 36 inclui basicamente um circuito de controle de carregamento/descarregamento similar em configuração ao do circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 5. O circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 12 é diferente do circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 5 em que um valor de compensação de sobrecarga Poverload é introduzido no adicionador 365. O valor de compensação de sobrecarga Poverload é um valor de compensação usado para aliviar (ou substancialmente cancelar) uma sobrecarga do suprimento de potência CA suprindo potência elétrica auxiliar especificada (carga auxiliar) a partir da bateria secundária 13L, 13R para o controle geral de CA primário 21L, 21R.

[000200] Como no caso do circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 5A, o circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 12 gera o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp e o sinal de comando de potência Qcmd e emite o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp e o sinal de comando de potência Qcmd à seção de conversão de potência 33. Como descrito acima, uma entrada de valor de subtração (diferença entre um valor-alvo de tensão de sistema Vref e valor de tensão de sistema Vgen) a partir do subtrator 345 é emitido ao primeiro comparador/controlador 361 e ao segundo comparador/controlador 362. O primeiro comparador/controlador 361 gera o sinal de comando de potência Qcmd a partir do valor de subtração e emite o sinal de comando de potência Qcmd à seção de conversão de potência 33, enquanto o segundo comparador/controlador 362 gera um valor de multiplicação a partir do valor de subtração e emite o valor de multiplicação ao adicionador 365.

[000201] O valor de multiplicação (valor de base do sinal de comando de potência Pcmd da potência ativa) a partir do segundo comparador/controlador 362 e o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp a partir do circuito de compensação de SOC (ver Fig. 5B) são introduzidos no adicionador 365. Além destes, o valor de compensação de sobrecarga pré-fixado Poverload é introduzido no adicionador 365. O adicionador 365 adiciona o valor de multiplicação, o valor de compensação de potência ativa Psoc_cmp e o valor de compensação de sobrecarga Poverload para gerar o sinal de comando de potência Pcmd (= Kp x (Vref-Vgn) + Psoc_cmp + Poverload) e emite o sinal de comando de potência Pcmd à seção de conversão de potência 33. A seção de conversão de potência 33 controla o carregamento/descarregamento da bateria secundária 13L, 13R baseada no sinal de comando de potência Qcmd e o sinal de comando de potência Pcmd.

[000202] A seção de controle de estabilização de potência 36 leva a seção de conversão de potência 33 a carregar/descarregar a potência ativa dentro/ a partir da bateria secundária 13L, 13R em proporção a um valor de um aumento de tensão ou um valor de um decréscimo de tensão (queda) baseada no sinal de comando de potência Pcmd. Neste momento, o sinal de comando de potência Pcmd inclui o valor de compensação e sobrecarga Poverload como descrito acima. Portanto, a potência ativa (carga especificada) correspondendo a uma sobrecarga pode ser suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R ao controle geral de CA primário 21L, 21R, mesmo quando a sobrecarga ocorre no gerador de potência CA 14L, 14R.

[000203] No caso onde o gerador de potência CA 14L, 14R é o gerador de CF (tipo adaptativo de CF) como mostrado na Fig. 13, a seção de controle de estabilização de potência 36 inclui um circuito de controle de carregamento/descarregamento que é basicamente similar ao circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 13 é diferente do circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 6 em que o valor de compensação de sobrecarga Poverload é introduzido no adicionador 365. O circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 13 gera o sinal de comando de potência Qcmd e o sinal de comando de potência Pcmd, emite o sinal de comando de potência Qcmd e o sinal de comando de potência Pcmd à seção de conversão de potência 33, e a seção de conversão de potência 33 controla o carregamento/descarregamento (suprindo uma carga especificada) a partir da bateria secundária 13L, 13R como no caso do gerador de VF e, portanto, isto não será descrito em repetição. No entanto, diferente do tipo adaptativo de VF, o circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 13 gera o sinal de comando de potência Pcmd da potência ativa, usando o valor de subtração (diferença entre o valor-alvo de frequência de sistema Fref e a frequência de sistema Fgen) de frequência, como no circuito de controle de carregamento/descarregamento da Fig. 6.

[000204] Como deve ser apreciado a partir do descrito acima, no sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave da presente invenção, o sinal de comando de potência Pcmd usado para controlar o carregamento/descarregamento da potência ativa pode ser gerado usando o valor de compensação de sobrecarga Poverload. Deste modo, a potência ativa baseada no valor de compensação de sobrecarga Poverload pode ser suprida a partir da bateria secundária 13L, 13R mesmo quando uma sobrecarga ocorre no gerador de potência CA 14L, 14R. Isto torna possível suprimir ou evitar eficazmente uma influência de uma sobrecarga nos sistemas elétricos 20L, 20R, e reduzir uma capacidade de sobrecarga do gerador de potência CA 14L, 14R.

[000205] A presente invenção não está limitada às modalidades acima, mas pode ser alterada de vários modos dentro do escopo das concretizações. As modalidades derivadas combinando adequadamente meios técnicos divulgados nas modalidades e exemplos modificados plurais são englobadas em um escopo técnico da presente invenção.

[000206] Modificações de números e modalidades alternativas da presente invenção serão evidentes aos peritos na técnica em vista da descrição acima. Consequentemente, a descrição deve ser interpretada como ilustrativa somente, e é provida para o fim de ensinar aos versados na técnica o melhor modo de realizar a invenção. Os detalhes da estrutura e/ou função podem variar substancialmente sem sair do espírito da invenção.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[000207] A presente invenção é usada adequadamente em campos de estabilização de sistemas elétricos em aeronaves comerciais, em particular, uma aeronave em que pelo menos um atuador de superfície de controle é acionado eletricamente e, preferivelmente, campos de MEAs em que outros sistemas de potência também são acionados eletricamente. LISTA DE CARACTERES DE REFERÊNCIA 11L motor esquerdo 11R motor direito 12 unidade de potência auxiliar (APU, dispositivo de suprimento de potência) 13L, 13R bateria secundária (dispositivo de suprimento de potência, suprimento de potência CC) 14L, 14R gerador de potência CA (dispositivo de suprimento de potência, suprimento de potência CA) 15 atuador de superfície de controle 16 outra carga de potência 17 turbina de ar de impacto (RAT) 20L sistema elétrico esquerdo 20R sistema elétrico direito 21L, 21R barramento de suprimento de potência CA primário (barramento de CA primário) 22L, 22R barramento essencial 23L, 23R barramento de suprimento de potência CA secundário (barramento de CA secundário) 24 barramento de suprimento de potência CC (barramento de CC) 30L, 30R dispositivo de estabilização de potência CA 33 seção de conversão de potência 34 seção de monitoramento de barramento de CA primário 35 seção de monitoramento de barramento de CA secundário 36 seção de controle de estabilização de potência 124 iniciador/gerador de APU 151 motor de atuador de superfície de controle 161 motor hidráulico/de condicionamento de ar 171 gerador de RAT 251L, 251R transformador/retificador (TRU) 253L, 253R retificador 261L, 261R transformador 262L, 262R conversor de tensão 331 conversor de PWM 332 conversor boost 333, 334 controlador de motor

Claims

1. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, compreendendo pelo menos: um sistema elétrico incluindo um suprimento de potência CC (13L, 13R) e um suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) como um dispositivo de suprimento de potência elétrica, e um barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) conectado ao suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171), o sistema elétrico sendo configurado para suprir potência elétrica a pelo menos um dispositivo elétrico (15) conectado ao barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) montado na aeronave, em que potência regenerativa é gerada em pelo menos o dispositivo elétrico (15) conectado ao barramento de suprimento de potência AC (21L, 21R); e um dispositivo de estabilização de potência (30L, 30R) conectado ao barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) e ao suprimento de potência CC (13L, 13R), para estabilizar uma saída do dispositivo de suprimento de potência elétrica; caracterizado pelo fato de que o suprimento de potência CC (13L, 13R) é configurado para absorver potência regenerativa a partir do dispositivo elétrico (15) e suprir transitoriamente potência elétrica ao dispositivo elétrico (15, 16); em que o dispositivo de estabilização de potência (30L, 30R) inclui: uma seção de conversão de potência (33) incluindo um conversor PWM (331); e uma seção de controle de estabilização de potência (36) para controlar a seção de conversão de potência (33); e em que a seção de controle de estabilização de potência (36) monitora pelo menos uma dentre uma mudança em uma tensão e uma mudança em uma frequência no barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R), e controla carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC (13L, 13R) de acordo com um resultado do monitoramento, para estabilizar o sistema elétrico.

2. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: a aeronave inclui uma unidade de potência auxiliar (APU) (12) e uma turbina de ar de impacto (RAT) (17); o sistema elétrico inclui como o suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171): um iniciador/gerador de APU (124) montado na unidade de potência auxiliar (12) e configurado para gerar potência CA, um gerador de potência CA (14L, 14R) montado em um motor (11L, 11R), e um gerador de RAT (171) montado na turbina de ar de impacto (17); o sistema elétrico inclui como o suprimento de potência CC (13L, 13R), pelo menos um dentre uma bateria secundária e um capacitor; o suprimento de potência CC (13L, 13R) e o iniciador/gerador de APU (124) são, cada um, conectados ao dispositivo de estabilização de potência (30L, 30R); o gerador de potência CA (14L, 14R) e o gerador de RAT (171) são conectados ao dispositivo de estabilização de potência (30L, 30R) através do barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R); e o iniciador/gerador de APU (124) é conectado ao dispositivo de estabilização de potência (30L, 30R) através do barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R).

3. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema elétrico inclui um relé de suprimento de potência (283) através do qual a seção de conversão de potência (33) é conectada ao iniciador/gerador de APU (124) ou ao gerador de potência CA (14L, 14R); em que em um estado onde a unidade de potência auxiliar (12) é desativada e a seção de conversão de potência (33) é conectada ao iniciador/gerador de APU (124) por comutação do relé de suprimento de potência (283); a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a converter potência CC a partir do suprimento de potência CC (13L, 13R) na potência CA e suprir a potência CA ao iniciador/gerador de APU (124) para iniciar a unidade de potência auxiliar (12).

4. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema elétrico inclui um relé de suprimento de potência (283) através do qual a seção de conversão de potência (33) é conectada ao iniciador/gerador de APU (124) ou ao gerador de potência CA (14L, 14R); em que em um estado onde o suprimento de potência CC (13L, 13R) está em um estado carregável e a seção de conversão de potência (33) é conectada ao gerador de potência CA (14L, 14R) ou o iniciador/gerador de APU (124) por comutação do relé de suprimento de potência (283), a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a converter a potência CA a partir do gerador de potência CA (14L, 14R) ou do iniciador/gerador de APU (124) em potência CC e suprir a potência CC ao suprimento de potência CC (13L, 13R) para carregar o suprimento de potência CC (13L, 13R).

5. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que em um estado onde a potência CA não é suprida a partir do gerador de potência CA (14L, 14R, 124, 171) ao dispositivo elétrico (15) através do barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R), a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a converter potência CC a partir do suprimento de potência CC (13L, 13R) na potência CA e suprir a potência CA ao dispositivo elétrico (15) através do barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) por um período de tempo especificado.

6. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o sistema elétrico inclui: um barramento essencial (22L, 22R) suprido com a potência elétrica a partir do gerador de potência CA (14L, 14R, 124) através do barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) e tendo uma tensão nominal mais baixa do que o suprimento de potência CC (13L, 13R); e um conversor de tensão (262L, 262R) interposto entre o barramento essencial (22L, 22R) e o suprimento de potência CC (13L, 13R); em que o suprimento de potência CC (13L, 13R) está sempre conectado ao barramento essencial (22L, 22R) através da seção de conversão de potência (33); e em que em um estado onde a potência CA não é suprida a partir do gerador de potência CA (14L, 14R, 124) ao barramento essencial (22L, 22R), a potência elétrica é suprida ao barramento essencial (22L, 22R) sem corte.

7. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que em um estado no qual o gerador de potência CA (14L, 14R, 124) é desativado e a potência CA é suprida a partir do gerador de RAT (171) ao barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R), a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a converter a potência CA a partir do gerador de RAT (171) em potência CC e suprir a potência CC ao barramento essencial (22L, 22R).

8. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a aeronave inclui uma unidade de potência auxiliar (12) e pelo menos um motor (11L, 11R) provido com o gerador de potência CA (14L, 14R), em cada um dos lados direito e esquerdo; em que o barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) inclui um barramento de suprimento de potência CA (21L) provido no lado esquerdo e conectado ao gerador de potência CA (14L) provido no lado esquerdo, e um barramento de suprimento de potência CA (21R) provido no lado direito e conectado ao gerador de potência CA (14R) provido no lado direito; em que o sistema elétrico inclui dois sistemas elétricos que são: um sistema elétrico esquerdo (20L) incluindo o gerador de potência CA (14L) provido no lado esquerdo, o barramento de suprimento de potência CA (21L) provido no lado esquerdo, o suprimento de potência CC (13L), o dispositivo de estabilização de potência (30L) e o barramento essencial (22L); e um sistema elétrico direito (20R) incluindo o gerador de potência CA (14R) provido no lado direito, o barramento de suprimento de potência CA (21R) provido no lado direito, o suprimento de potência CC (13R), o dispositivo de estabilização de potência (30R) e o barramento essencial (22R); e os barramentos de suprimento de potência CA direito e esquerdo (21L, 21R) são conectados um com o outro através de um relé de suprimento de potência (282), os barramentos de suprimento de potência CA direito e esquerdo (21L, 21R) são conectados ao iniciador/gerador de APU (124) através de relés de suprimento de potência (281); e os barramentos essenciais direito e esquerdo (22L, 22R) são conectados um com o outro através de um relé de suprimento de potência (284).

9. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de controle de estabilização de potência (36) mede pelo menos uma dentre a tensão e a frequência no barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) e determina que um valor de retardo de primeira ordem de um valor de medição de pelo menos uma dentre a tensão e a frequência é um valor-alvo em controle; e a seção de controle de estabilização de potência (36) controla carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC (13L, 13R) com base em uma diferença entre o valor-alvo e o valor de medição.

10. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de controle de estabilização de potência (36) monitora um estado de carga (SOC) do suprimento de potência CC (13L, 13R) e faz compensação para uma quantidade de carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC (13L, 13R) com base em uma diferença entre um valor de medição do SOC e um valor-alvo pré-fixado de uma taxa de carregamento.

11. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a seção de controle de estabilização de potência (36) multiplica uma diferença entre o valor-alvo e o valor de medição por uma constante proporcional pré-fixada para a potência ativa ou a potência reativa, para gerar um sinal de comando de potência da potência ativa ou um sinal de comando de potência da potência reativa; a seção de controle de estabilização de potência (36) gera um valor de compensação de potência ativa de uma diferença entre um valor de medição de SOC do suprimento de potência CC e um valor-alvo pré-fixado do SOC; a seção de controle de estabilização de potência (36) adiciona o valor de compensação de potência ativa a um valor de base que é o sinal de comando de potência gerado da potência ativa para gerar um valor final do sinal de comando de potência da potência ativa; e a seção de controle de estabilização de potência (36) controla carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC (13L, 13R) com base no sinal de comando de potência da potência reativa e no valor final do sinal de comando de potência da potência ativa.

12. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a seção de controle de estabilização de potência (36) adiciona ao valor de base do sinal de comando de potência da potência ativa, o valor de compensação de potência ativa e um valor de compensação de sobrecarga pré-fixado para suprir potência elétrica auxiliar a partir do suprimento de potência CC (13L, 13R) para o barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R), para gerar um valor final do sinal de comando de potência da potência ativa.

13. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) tem uma frequência variável, a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a carregar o suprimento de potência CC (13L, 13R) com potência ativa em proporção a um aumento na tensão, a produzir potência reativa com um fator de potência adiantado em proporção ao aumento na tensão, ou a carregar o suprimento de potência CC (13L, 13R) com a potência ativa em proporção ao aumento na tensão e produzir a potência reativa com o fator de potência adiantado em proporção ao aumento na tensão, se o aumento na tensão é monitorado; e em que quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) tem uma frequência variável, a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC (13L, 13R) em proporção a um decréscimo na tensão, para produzir a potência reativa com um fator de potência atrasado em proporção ao decréscimo na tensão, ou a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC (13L, 13R) em proporção ao decréscimo na tensão e a produzir a potência reativa com o fator de potência atrasado em proporção ao decréscimo na tensão, se o decréscimo na tensão é monitorado.

14. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência CA gerada no suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) tem uma frequência constante; a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (36) a carregar o suprimento de potência CC (13L, 13R) com potência ativa, em proporção a um aumento na frequência se o aumento na frequência é monitorado; e em que quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) tem uma frequência constante, a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a descarregar a potência ativa a partir do suprimento de potência CC (13L, 13R) em proporção a um decréscimo na frequência se o decréscimo na frequência é monitorado.

15. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) tem uma frequência constante, a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a produzir potência reativa de um fator de potência adiantado em proporção a um aumento na tensão se o aumento na tensão é monitorado; e em que quando a potência CA gerada no suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) tem uma frequência constante, a seção de controle de estabilização de potência (36) leva a seção de conversão de potência (33) a produzir potência reativa de um fator de potência atrasado em proporção a um decréscimo na tensão se o decréscimo na tensão é monitorado.

16. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo elétrico (15) é um atuador para controlar uma superfície de controle.

17. Sistema de estabilização de sistema elétrico para aeronave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na aeronave, pelo menos ou um sistema hidráulico (16) ou um sistema de ar de purga (16) é acionado eletricamente; o sistema elétrico inclui um barramento de suprimento de potência CC (24L, 24R) conectado a um controlador (333) do dispositivo elétrico (15); e um controlador (334) do sistema hidráulico ou sistema de ar de purga, que é acionado eletricamente, é conectado ao barramento de suprimento de potência CC (24L, 24R).

18. Método de estabilizar um sistema elétrico para aeronave, o sistema elétrico incluindo um suprimento de potência CC (13L, 13R) e um suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171) como um dispositivo de suprimento de potência elétrica, e um barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) conectado ao suprimento de potência CA (14L, 14R, 124, 171), o sistema elétrico sendo configurado para suprir potência elétrica a pelo menos um dispositivo elétrico (15) conectado ao barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) montado na aeronave, em que potência regenerativa é gerada em pelo menos o dispositivo elétrico (15) conectado ao barramento de suprimento de potência (21L, 21R); o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: usar como o suprimento de potência CC (13L, 13R) um suprimento de potência CC (13L, 13R) configurado para absorver potência regenerativa a partir do dispositivo elétrico (15, 16) e transitoriamente suprir potência elétrica ao dispositivo elétrico (15); e monitorar pelo menos uma dentre uma mudança em uma tensão e uma mudança em uma frequência no barramento de suprimento de potência CA (21L, 21R) e controlar carregamento/descarregamento do suprimento de potência CC (13L, 13R) com base em um resultado do monitoramento, deste modo estabilizando o sistema elétrico.