CN104471818A - 用于飞机的电力系统稳定系统 - Google Patents

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Abstract

系统中的电源稳定装置包括作为电力转换器部的一部分的、在电力系统中设置于第二初级交流电总线和第二直流电总线之间的、形成为执行直流电和交流电之间的相互转换的结构的第二PWM转换器。电源稳定装置中的电源稳定控制部基于第二初级交流电总线中的电压和频率控制二次电池充电和放电，从而稳定电力系统。

Description

用于飞机的电力系统稳定系统
技术领域
本发明涉及用于飞机的电力系统稳定系统。尤其是，本发明涉及能够稳定包括交流电源和直流电源并主要基于交流电电力驱动的电力系统的用于飞机的电力系统稳定系统。
背景技术
通常，作为用于飞机的动力系统，在飞机中包含三种系统：液压系统、抽气系统（breed air system）、以及电力系统。液压系统用于起落架、操纵面等的运行。抽气系统用于飞机内部的空调装置、施压装置、除冰装置和其它装置的运行。电力系统用于电子装置的运行。近年来，趋向于至少液压系统的一部分和抽气系统的一部分由具有更高效率的电力系统所代替。液压系统、抽气系统和其它系统尽可能多地被电力系统取代的飞机通常被称为MEA（more electric aircraft，多电飞机）。
例如，已知抽气系统产生大量的能量损失。通过将抽气系统构建为电力系统，可以提高燃料效率。在液压系统和抽气系统两者中，需要管道来循环或运送动力介质（在液压系统的情况下为液压油，在抽气系统的情况下为空气）。因此，如果将液压系统和抽气系统中的至少一个构建为电力系统，则可以简化或省去管道的管路布置或安装工作，从而可以降低生产成本。此外，如果将所有的动力系统替换为电力系统，则仅需执行电力系统的维护，从而可以更容易地管理动力系统且更容易地维护动力系统。
然而，随着在飞机中的MEA的发展，被供给来自电力系统的电力的电力负载（被供给来自电力系统的电力的装置）在数量上显著增加。因此，需要增加发电容量。如果发电容量增加，则发电机的尺寸增加且电线数量增加。这将导致飞机重量的增加。鉴于此，在飞机中的MEA的发展中，需要避免和抑制飞机重量的增加。例如，专利文献1：日本特开专利申请公开号2007-015423公开了通过在电力系统中将一般的集中配电方法变为分散配电方法而在全电力飞机（AEA，All Electric Aircraft）中设置轻量且高效的供电系统。
图16示出了当前的MEA的电力系统的示例。在该电力系统中，对飞机中的左发动机11L、右发动机11R、辅助动力装置（APU）12中的每一个设置两个启动机/发电机。这些启动机/发电机能够产生230VAC的交流电。230VAC的交流电经由初级交流电源总线211L、212L、211R、212R由自动变压器-整流器（ATRU）255L、255R整流，+/- 270VDC的直流电经由直流电源总线241L、242L、241R、242R供给至电力负载15的马达控制器331。在马达控制器331的控制下，驱动包含于电力负载152中的驱动马达（图14中的M）。
在飞机中的MEA的实现中，需要通过抑制电源电压的变化（波动）以及处理发电量的增加来稳定电力系统。例如，如果与另一负载相比产生更大的再生电力（电力的返回）的负载（例如用于控制操纵面的执行器）中产生再生电力，则电力系统中的电压暂时（在规定的时间段内）显著增加。或者，如果将被供给电力的电力负载暂时数量增加，则发生显著的电压减小（下降）。
目前，提出了避免或抑制电源电压的变化的各种方法。例如，为了解决上述与来自大负载的再生电力相关的问题，已知在负载（例如执行器）的控制器中构建电阻器。根据该结构，再生电力被电阻器转换为热量而被消耗。即，阻止再生电力返回至电力系统。为了解决由负载的临时增加导致的电压减小（下降）的问题，已知使用具有被增大的发电容量以对应电压减小的程度的交流电发电机。又，专利文献2：美国专利公开号2009/0302153公开了一种小型飞机的电力系统，其中通过使用直流电源例如电池或电容器来吸收例如再生电力的剩余电力或者补充因电压减小而导致的不足电力。
专利文献
专利文献1：日本特开专利申请公开号2007-015423；
专利文献2：美国专利公开号2009/0302153。
发明内容
技术问题：
然而，专利文献1没有公开避免或抑制电源电压的变化。专利文献2所公开的电力系统主要由270V直流电电力驱动。虽然记载了该电力系统也适用于115V交流电等，但是没有明确公开其具体应用。由于一般商用飞机中的电力系统主要由交流电驱动，因此如果不进行改进，则用于主要由直流电电力驱动的电力系统的技术无法适用于主要由交流电电力驱动的电力系统。
为解决上述问题而形成了本发明，本发明的目的是提供在已被更多地电力化且包括主要由交流电电力驱动的电力系统的飞机中的能够顺利地稳定电力系统同时避免重量增加而无需较大的设计变更的用于飞机的电力系统稳定系统。
解决问题的手段：
为了解决上述问题，根据本发明，提供一种用于飞机的电力系统稳定系统，至少具备：包括作为电源装置的直流电源和交流电源、与所述交流电源连接的交流电源总线、与所述直流电源连接的直流电源总线、和用于将至少来自所述交流电源的交流电转换为直流电以将该直流电通过所述交流电源总线供给至所述直流电源总线的电力转换器部，且形成为将电力通过所述交流电源总线和所述直流电源总线供给至安装于飞机中的电力化装置的结构的电力系统；以及用于稳定所述电源装置的电力输出的电源稳定装置；所述直流电源形成为吸收来自所述电力化装置的再生电力并暂时向所述电力化装置供给电力的结构；所述电源稳定装置包括用于控制所述电力转换器部中的电力的转换的电源稳定控制部；所述电源稳定控制部使所述直流电源基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压而充电和放电以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力从而稳定所述电力系统。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述飞机可以包括辅助动力装置（APU）和冲压空气涡轮（RAT）；所述电力系统可以包括作为交流电源的、安装于所述辅助动力装置并形成为产生交流电的结构的APU启动机/发电机、安装于所述发动机的交流电发电机、和安装于所述冲压空气涡轮的RAT发电机；所述电力系统可以包括作为直流电源的、二次电池和电容器中的至少一个；所述直流电源和所述APU启动机/发电机可以各自与所述电源稳定装置连接；所述交流电发电机和所述RAT发电机可以通过所述交流电源总线与所述电源稳定装置连接；所述APU启动机/发电机可以通过所述交流电源总线与所述电源稳定装置连接。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，为了起动处于停止状态中的所述辅助动力装置，所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部将来自所述直流电源的直流电升压并将供给该直流电以起动所述APU启动机/发电机。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，在所述直流电源处于可充电状态的情况下，所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部将来自所述交流电发电机或所述APU启动机/发电机的交流电转换为直流电，通过升压转换器将该直流电转换为适合于充电的电压，并将转换后的直流电供给至所述直流电源从而以该直流电对所述直流电源充电。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电力系统可以包括：从所述交流电发电机通过所述交流电源总线供给有电力、并具有比所述直流电源低的额定电压的基本总线；以及介于所述基本总线和所述直流电源之间的电压转换器；所述直流电源可以总是通过所述电力转换器部与所述基本总线连接；在不从所述交流电发电机向所述基本总线供给交流电的情况下，可以不切断地向所述基本总线供给电力。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，在所述交流电发电机停止，且所述RAT发电机向所述交流电源总线供给交流电的情况下，所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部将来自所述RAT发电机的交流电转换为直流电，并将该直流电供给至所述基本总线。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，在所述电力系统中，单个发动机可以具有多个交流电发电机；所述交流电发电机中的每个可以与包括所述交流电源总线、所述电力转换器部、和所述直流电源总线的系统结合，以构建多个下级系统中的对应的一个，所述多个下级系统分别对应于所述多个交流电发电机；在所述多个下级系统中，所述交流电源总线可以相互连接，所述直流电源总线可以相互连接。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，在包含于所述电力系统中的所述多个下级系统中，所述多个下级系统中的至少一个中的直流电源总线可以通过所述电力化装置的控制器与所述APU启动机/发电机连接。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电力系统可以包括作为电力转换器部的用于执行交流电和直流电之间的相互转换的PWM（Pulse With Modulation，脉宽调制）转换器、和通过所述直流电源总线与所述PWM转换器连接的升压转换器；所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压使所述直流电源充电和放电，以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电源稳定控制部可以测量所述交流电源总线中的电压或频率，并确定所述交流电源总线中的电压或频率的测量值的一阶滞后值为控制中的目标值；所述电源稳定控制部可以基于目标值和测量值之间的差值调节预设的所述升压转换器的参考电压指令值；所述电源稳定控制部可以基于调节后的参考电压指令值和测量值之间的差值控制所述升压转换器的输出电流；所述电源稳定控制部可以基于所述直流电源总线中的电压的测量值和预设的所述PWM转换器的参考电压值之间的差值控制所述PWM转换器中的有效电力和无效电力。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电源稳定控制部可以将所述交流电源总线的电压或频率的目标值和测量值之间的差值与预设的比例常数相乘，以产生所述参考电压指令值的基准值，并从所述直流电源的SOC（state of charge，荷电状态）的测量值和预设的SOC的目标值之间的差值产生补偿电压值；所述电源稳定控制部可以将所述补偿电压值和预设的所述升压转换器的参考电压的目标值与所述基准值相加，以产生所述参考电压指令值的最终值；所述电源稳定控制部可以基于所述参考电压指令值的最终值和测量值之间的差值控制所述升压转换器的输出电流。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电源稳定控制部可以在所述参考电压指令值的基准值上加上所述补偿电压值、所述参考电压的目标值、以及预设为从所述直流电源向所述交流电源总线供给辅助电力的过载补偿值，以产生所述参考电压指令值的最终值。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，在不从所述交流电发电机通过所述交流电源总线向所述电力化装置供给交流电的情况下，所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部将来自所述直流电源的直流电转换为交流电并在规定的时间段内将该交流电通过所述交流电源总线供给至所述电力化装置。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电力系统可以包括作为所述电力转换器部的、设置于所述交流电源总线和所述直流电源总线之间以将交流电转换为直流电的整流器；以及与所述直流电源总线连接的升压转换器；所述电源稳定控制部可以使所述直流电源基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压而充电和放电，以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，所述电源稳定控制部可以监测所述直流电源的荷电状态（SOC），并基于SOC的测量值和预设的充电率的目标值之间的差值补偿所述直流电源的充电/放电量。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，当所述交流电源中产生的交流电具有可变频率时，如果监测到电压增加，则所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部与电压增加成比例地对所述直流电源充电以使有效电力的输入增加，与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力，或者与电压增加成比例地对所述直流电源充电以使有效电力的输入增加并与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力；当所述交流电源中产生的交流电具有可变频率时，如果监测到电压减小，则所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部与电压减小成比例地从所述直流电源放电以使有效电力的输入减小，与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力，或者与电压减小成比例地从所述直流电源放电以使有效电力的输入减小并与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，如果监测到频率增加，则所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部与频率增加成比例地对所述直流电源充电以使有效电力的输入增加；当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，如果监测到频率减小，则所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部与频率减小成比例地从所述直流电源放电以使有效电力的输入减小。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，如果监测到电压增加，则所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力；当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，如果监测到电压减小，则所述电源稳定控制部可以使所述电力转换器部与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力。
在具有上述结构的用于飞机的电力系统稳定系统中，在飞机中，至少液压系统或抽气系统为电力驱动；电力驱动的液压系统或抽气系统的控制器可以与所述直流电源总线连接。
为了解决上述问题，根据本发明，提供稳定用于飞机的电力系统的方法，所述电力系统包括作为电源装置的直流电源和交流电源、与所述交流电源连接的交流电源总线、与所述直流电源连接的直流电源总线、和用于将至少来自所述交流电源的交流电转换为直流电以将该直流电通过所述交流电源总线供给至所述直流电源总线的电力转换器部，且形成为将电力通过所述交流电源总线和所述直流电源总线供给至安装于飞机中的电力化装置的结构，所述方法包括：使用形成为吸收来自所述电力化装置的再生电力并暂时向所述电力化装置供给电力的结构的直流电源作为所述直流电源；以及基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压使所述直流电源充电和放电，以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力，从而稳定所述电力系统。
本发明的上述和其它目的、特征及优点可以从参照附图的下述优选实施形态的详细说明得以更加充分地明确。
发明的有益效果
如上所述，根据本发明，可以实现如下有益效果：提供在已被更多地电力化且包括主要由交流电电力驱动的电力系统的飞机中的能够顺利地稳定电力系统同时避免重量增加而无需较大的设计变更的用于飞机的电力系统稳定系统。
附图说明
图1A是示出根据本发明的实施形态1或2的用于飞机的电力系统稳定系统可适用的飞机的电力系统的结构的示意图，图1B是示出现有的一般的飞机的动力系统的结构的示意图；
图2是示出根据本发明的实施形态1的用于飞机的电力系统稳定系统的示例性结构的示意框图；
图3是示出图2的用于飞机的电力系统稳定系统中的交流电稳定装置的示意结构的框图；
图4是示出图2的用于飞机的电力系统稳定系统中的主要构件，并示出由图3的交流电稳定装置控制二次电池的充电/放电的示例性状态的示意框图；
图5A是示出图3的交流电稳定装置中的电源稳定控制部中所包含的示例性升压转换器控制电路的示意框图，图5B是示出电源稳定控制部中所包含的示例性PWM转换器控制电路的示意框图，图5C是示出电源稳定控制部中所包含的示例性SOC补偿电路的示意框图；
图6是示出图3的交流电稳定装置的电源稳定控制部中所包含的示例性参考电压调节电路的和在交流电源具有可变频率（VF）的情况下的示例性结构的框图；
图7A和图7B是示出图3的交流电稳定装置的电源稳定控制部中所包含的示例性参考电压调节电路和在交流电源具有恒定频率（CF）的情况下的示例性结构的示意框图；
图8是示出由图2的用于飞机的电力系统稳定系统中的交流电稳定装置所执行的控制下的示例性状态转变的示意图；
图9A是示出在图2的用于飞机的电力系统稳定系统中，当辅助动力装置正在启动时从二次电池供给电力的状态的示意框图，图9B是示出在图2的用于飞机的电力系统稳定系统中在正常状态期间从启动机/发电机供给电力的状态的示意框图；
图10是示出在图2的用于飞机的电力系统稳定系统中，吸收执行器中产生的再生电力并补偿由电压减小（下降）导致的不足电力的状态的示意框图；
图11是示出在图2的用于飞机的电力系统稳定系统中，在发生不从启动机/发电机供给电力的情况时从二次电池供给电力的状态的示意框图；
图12是示出在图2的用于飞机的电力系统稳定系统中，从冲压空气涡轮发电机向执行器和基本总线供给电力的状态的示意框图；
图13是示出图6的另一示例性参考电压调节电路的框图；
图14是示出图7B的另一示例性参考电压调节电路的框图；
图15是示出根据本发明的实施形态2的用于飞机的电力系统稳定系统的示例性结构的示意框图；
图16是示出现有的一般的用于飞机的电力系统的示例性结构的示意框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的优选的实施形态。在所有附图中，对相同或相当的构件标以相同的参考符号并省略其重复说明。
（实施形态1）
[飞机的动力系统]
首先，参照图1A、1B说明应用有根据本发明的实施形态1的用于飞机的电力系统稳定系统的飞机中的动力系统的示意结构。以下，为了便于说明，将“用于飞机的电力系统稳定系统”简称为“稳定系统”。
本实施形态的稳定系统设置于至少液压系统的一部分和/或抽气系统的一部分被构建为电力系统的MEA（或AEA）中。图1A示出所有动力系统被构建为电力系统的飞机100的示意结构，图1B示出包括动力系统的现有的一般的飞机900的示意结构。
一般的飞机900除了由实线表示的电力系统20以外还包括由图1B中的点线表示的液压系统40和由图1B中的虚线表示的抽气系统50。左发动机11L和右发动机11R中的每个包括一个发电机201、一个液压泵401、和一个发动机启动机501。发电机201与电力系统20连接，液压泵401与液压系统40连接，发动机启动机501与抽气系统50连接。辅助动力装置（APU）12安装于一般的飞机900的后部。APU12所包含的APU启动机/发电机（图1B中未示出）与电力系统20连接。
虽然为详细示出电力系统20，但设置于飞机900中的电力负载（设置于飞机中的装置，电力化装置）被供给来自发电机201或来自APU启动机/发电机的电力。液压系统40与例如前起落架402、主起落架403、主翼操纵面404、尾翼操纵面405等的执行器连接。执行器由液压泵401驱动。抽气系统50与安装于主翼或尾翼的除冰装置502或安装于机身的空调施压装置503连接，向除冰装置502、空调施压装置503等供给空气。此外，抽气系统50通过高压空气驱动发动机启动机501，从而起动左发动机11L和右发动机11R中的每一个。
相比之下，例如，在所有动力系统被构建为电力系统的飞机100中，不设置液压系统40中的液压管、抽气系统50中的抽气管等，而仅设置电力系统20。在左发动机11L和右发动机11R中仅设置一个启动机/发电机14。在机身的后部，设有燃料电池19以代替APU12。
前起落架402、主起落架403、主翼操纵面404、尾翼操纵面405等的执行器由被供给来自电力系统20的电力的驱动马达驱动。除冰装置502由电加热器构成，空调施压装置503由电力驱动的空调装置等构成。除冰装置502和空调施压装置503被供给来自电力系统20的电力。启动机/发电机14作为起动左发动机11L和右发动机11R中的相应一个的电动马达型的发动机启动机，并作为在起动发动机后向电力系统20供给电力的交流电源。
应理解，应用MEA的飞机100具有比一般的飞机900的液压系统40和抽气系统50更简单的动力系统。抽气系统50产生较大的能量损失。通过将抽气系统50替换为电力系统20，可以实现节能，并提高燃料效率。在一般的飞机900中，为了维护，对于电力系统20、液压系统40、抽气系统50中的每一个，需要电源车、液压源车、和空气/抽气源车。然而，在飞机100中，可以仅使用电源车进行维护。此外，在飞机100中，不需要液压管和抽气管，从而减少生产成本。
本实施形态的稳定装置可以合适地用于应用有MEA的图1A所示的飞机100中。又，本实施形态的稳定装置除了所有动力系统均被电力化的飞机100以外，还可以合适地用于液压系统40和抽气系统50中的至少任意一个被电力化的飞机中，或者合适地用于仅液压系统或抽气系统中的一部分被电力化的飞机中。
[用于飞机的电力系统稳定系统的整体结构]
接着，参照图2具体说明根据本发明的实施形态1的稳定系统的整体结构的示例。虽然图1A的飞机100形成为包括作为电源装置的燃料电池19的结构，但在以下的实施形态中将说明飞机100包括一般的APU12的情况。
首先，说明应用有本实施形态的稳定系统的飞机100中所包含的电源装置。如图2所示，飞机100包括作为动力供给装置的左发动机11L、右发动机11R、辅助动力装置（APU）12、和冲压空气涡轮（RAT）17。左发动机11L和右发动机11R是飞机的推进发动机。左发动机11L包括启动机/发电机141L、142L，而右发动机11R包括启动机/发电机141R、142 R。因此，在本实施形态中，为左发动机11L和右发动机11R中的每一个设置两个交流电发电机。
APU12是独立于发动机11L、11R设置的辅助动力源。APU12像发动机11L、11R那样由燃料的燃烧驱动。APU12也包括作为交流电发电机的APU启动机/发电机121、122。RAT17是独立于APU12设置的辅助动力源。RAT17在正常状态下存储于飞机100的内部，在紧急等情况下在飞机100的外部展开。在飞机100的外部展开的RAT17由飞机100飞行所产生的气流（飞行风）驱动。RAT17包括作为交流电发电机的RAT发电机171。
APU12除了用作紧急情况下的动力源以外还如下所述用于起动左发动机11L和右发动机11R。相比之下，RAT17根本上是紧急情况下的动力源，形成为供给必需且最少的电力以使飞机100在紧急情况下能够安全飞行的结构。
如图2所示，本实施形态的稳定系统至少包括：左电力系统20L、右电力系统20R、包含于左电力系统20L中的交流电稳定装置30L、包含于左电力系统20L中的二次电池13L、包含于右电力系统20R中的交流电稳定装置30R、以及包含于右电力系统20R中的二次电池13R。
左电力系统20L包括作为电源装置的安装于左发动机11L的第一启动机/发电机141L和第二启动机/发电机142L、以及二次电池13L。右电力系统20R包括作为电源装置的安装于右发动机11R的第一启动机/发电机141R和第二启动机/发电机142R、以及二次电池13R。
APU12设置为独立于推进发动机的动力装置。APU12包括作为交流电发电机的第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122。RAT17设置为紧急情况下的动力装置。RAT17包括RAT发电机171。这些发电机与左电力系统20L和右电力系统20R两者连接。具体地，如图2所示，第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122可与左电力系统20L和右电力系统20R直接连接。如图2所示，RAT发电机171可通过备用总线29与左电力系统20L和右电力系统20R直接连接。因此，第一APU启动机/发电机121、第二APU启动机/发电机122、RAT发电机171是对应于左电力系统20L和右电力系统20R两者的电源装置。
因此，在本实施形态中，左电力系统20L和右电力系统20R中的每一个包括六个电源装置，其中有五个交流电源和一个直流电源。应注意，在本实施形态中，APU12的第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122作为APU12的启动机。第一启动机/发电机141L、141R和第二启动机/发电机142L、142R通过利用第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122中产生的电力来执行左发动机11L和右发动机11R的启动。
现在说明两个电力系统中的左电力系统20L的结构。左电力系统20L中的第一启动机/发电机141L通过初级电源继电器281与第一初级交流电源总线（第一初级交流电总线）211L连接。第一初级交流电总线211L通过次级电源继电器282分别与APU启动机/发电机121、122、电压器/整流器（TRU）251L、变压器261L、第一PWM转换器253L、第二初级交流电源总线（第二初级交流电总线）212L连接。
第二启动机/发电机142L通过初级电源继电器281与第二初级交流电总线212L连接。第二初级交流电总线212L可通过次级电源继电器282与第一初级交流电总线211L连接，并可通过次级电源继电器282与第二PWM转换器254L连接。第二初级交流电总线212L也与用于控制操纵面的执行器151（以下简称为“操纵面执行器151”）连接。
因此，第一启动机/发电机141L能够通过第一初级交流电总线211L向TRU251L、变压器261L、第一PWM转换器253L、第二初级交流电总线212L供给交流电。第二启动机/发电机142L能够通过第二初级交流电总线212L向第一初级交流电总线211L、第二PWM转换器254L、操纵面执行器151供给交流电。
第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122分别通过初级电源继电器281和次级电源继电器282与第一初级交流电总线211L连接。RAT发电机171通过初级电源继电器281与备用总线29连接。备用总线29通过次级电源继电器282与第二初级交流电总线212L连接。
因此，第一初级交流电总线211L被供给来自第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122以及来自第一启动机/发电机141L的交流电。此外，第一初级交流电总线211L通过第二初级交流电总线212L被供给来自第二启动机/发电机142L的交流电。同样地，第二初级交流电总线212L被供给来自第一启动机/发电机141L、第一APU启动机/发电机121和第二APU启动机/发电机122以及来自第二启动机/发电机142L的交流电。此外，第二初级交流电总线212L被供给来自RAT发电机171的交流电。
连接至第一初级交流电总线211L的TRU251L与通过直流电源开关继电器285连接至基本总线22L的直流电源总线（直流电总线）27L连接。连接至第一初级交流电总线211L的变压器261L与次级交流电源总线（次级交流电总线）23L连接。第一PWM转换器253L通过直流总线开关继电器286与第一直流电源总线（第一直流电总线）241L连接。第一直流电总线241L通过马达控制器331和马达开关继电器287与包括驱动马达（M）的电力负载152连接。
电力负载152是除操纵面执行器151以外的电力负载15，例如是大尺寸电动马达、例如液压泵或空调压缩机，其种类等不特别限定。在本实施形态中，“电力负载15”包括所有的电力化装置。电力负载152是指除操纵面执行器151以外的大尺寸电动马达。因此，为了便于说明，也将“电力负载152”称为“其它电力负载152”。
连接至第二初级交流电总线212L的第二PWM转换器254L像第一PWM转换器253L那样，通过直流总线开关继电器286与第二直流电总线242L连接。第二直流电总线242L通过马达控制器331和马达开关继电器287与其它电力负载152连接。第二PWM转换器254L与连接至二次电池13L的升压转换器332L双向连接。第二PWM转换器254L和升压转换器332L构成由单点划线包围的交流电稳定装置30L（后述）的一部分。
二次电池13L通过电压转换器262L和整流器元件252L与基本总线22L连接。如上所述，基本总线22L通过直流电总线27L和TRU251L与第一初级交流电总线211L连接。因此，基本总线22L可以被供给来自作为直流电源的二次电池13L以及交流电源（第一启动机/发电机141L、第二启动机/发电机142L、APU启动机/发电机121、122、RAT发电机171）的电力。
在左电力系统20L中，第一初级交流电总线211L与第一启动机/发电机141L连接。第一直流电总线241L通过第一PWM转换器253L与第一初级交流电总线211L连接。其它电力负载152与第一直流电总线241L连接。同样地，第二初级交流电总线212L与第二启动机/发电机142L连接。第二直流电总线242L通过第二PWM转换器254L与第二初级交流电总线212L连接。其它电力负载152与第二直流电总线242L连接。
因此，左电力系统20L被构建为两个下级系统：从第一启动机/发电机141L至第一初级交流电总线211L的下级电力系统、从第二启动机/发电机142L至第二初级交流电总线212L的下级电力系统。假设为了便于说明将该下级电力系统称为“下级系统”，则可以将与第一初级交流电总线211L连接的下级系统称为“第一下级系统”，而将与第二初级交流电总线212L连接的下级系统称为“第二下级系统”。
左电力系统20L中的第一下级系统和第二下级系统可以以初级交流电总线211L、212L可通过次级电源继电器282相连接、且直流电总线241L、242L可通过直流总线开关继电器286相连接的形式连接在一起。因此，左电力系统20L构成双重冗余系统。
作为另一电力系统的右电力系统20R如图2所示，与左电力系统20L相同。即，右电力系统20R包括作为电源装置的第一启动机/发电机141R、第二启动机/发电机142R、和二次电池13R，并与左电力系统20L共享第一APU启动机/发电机121、第二APU启动机/发电机122和RAT发电机171。右电力系统20R包括作为电源总线的第一初级交流电总线211R、第二初级交流电总线212R、直流电总线27R、基本总线22R、次级交流电总线23R、第一直流电总线241R、和第二直流电总线242R；以及作为整流器和变压器的TRU251R、整流器元件252R、第一PWM转换器253R、第二PWM转换器254R、变压器261R、电压转换器262R和升压转换器332R。
第一启动机/发电机141R通过初级电源继电器281与第一初级交流电总线211R连接。APU启动机/发电机121、122分别通过次级电源继电器282和初级电源继电器281与第一初级交流电总线211R连接。第一初级交流电总线211R通过次级电源继电器282与第二初级交流电总线212R连接。
第二初级交流电总线212R通过初级电源继电器281与第二启动机/发电机142R连接，并通过次级电源继电器282与第一初级交流电总线211R连接。第二初级交流电总线212R可通过次级电源继电器282、备用总线29、以及初级电源继电器281与RAT发电机171连接。
像左电力系统20L那样，第一初级交流电总线211R和第二初级交流电总线212R通过次级电源继电器282与TRU251R、变压器261R、PWM转换器253R、254R、或操纵面执行器151等连接。PWM转换器253R、254R分别通过直流总线开关继电器286与第一直流电总线241R、第二直流电总线242R连接。直流电总线241R、242R通过马达控制器331、333以及马达开关继电器287与电力负载152连接。TRU251R与直流电总线27R连接。直流电总线27R通过直流电源开关继电器285与基本总线22R连接。变压器261R与次级交流电总线23R连接。
由上可知，像左电力系统20L那样，右电力系统20R被构建为两个下级系统：从第一启动机/发电机141R至第一初级交流电总线211R的第一下级系统、从第二启动机/发电机142R至第二初级交流电总线212R的第二下级系统。如后所述，连接至第二直流电总线242R的马达控制器333通过马达开关继电器287与其它电力负载152连接，并通过启动开关继电器283与APU启动机/发电机121、122以及第一初级交流电总线211L、211R连接。不再给出右电力系统20R的进一步说明。
左电力系统20L和右电力系统20R以如下方式形成：基本总线22L、22R通过右-左连接继电器284连接在一起，次级交流电总线23L、23R通过右-左连接继电器284连接在一起，第一直流电总线241L、241R通过右-左连接继电器284连接在一起。此外，第一初级交流电总线211L、211R通过次级电源继电器282连接在一起，并通过次级电源继电器282与APU启动机/发电机121、122连接。左电力系统20L和右电力系统20R中的每一个可作为电力系统独立运行。如果电力系统中的一个中的发电停止，则可以通过存在于电源总线之间的右-左连接继电器284的切换向另一电力系统供给电力。
因此，左电力系统20L和右电力系统20R形成为它们的第一下级系统连接在一起的结构。电力可以从作为左电力系统20L中的交流电源的启动机/发电机141L、142L供给至右电力系统20R，电力可以从作为左电力系统20L中的直流电源的二次电池13L供给至右电力系统20R。电力可以以相同的方式从右电力系统20R供给至左电力系统20L。由于APU启动机/发电机121、122以及RAT发电机171与左电力系统20L和右电力系统20R两者连接，因此，它们能够向左电力系统20L和右电力系统20R两者供给电力。
在本实施形态中，电力系统20L、20R通过电源总线连接在一起。因此，作为飞机100中的电力系统，构建了电力系统20L、20R连接在一起的双重冗余系统。此外，电力系统20L、20R中的每一个由第一下级系统和第二下级系统构成。下级系统连接在一起，从而实质上构成四重冗余系统。在该结构中，只要电力系统中的任意一个能够供给电力，则可以维持整个电力系统。从而可以进一步提高电力系统的可靠性。由于右-左连接继电器284（第一初级交流电总线211L、211R之间的两个次级电源继电器282）存在于第一电力系统20L、20R之间，因此电力系统20L、20R并不总是电力连接在一起。
二次电池13L、13R与电力系统20L、20R的第二下级系统连接。图2中由单点划线包围的交流电稳定装置30L、30R分别包含于第二下级系统中。因此，可以稳定由于操纵面执行器151与第二下级系统连接而导致其中发生较大的电力变化的第二下级系统。这将在后面说明。
如上所述，电力系统20L包括第一PWM转换器253L、第二PWM转换器254L和升压转换器332L，而电力系统20R包括第一PWM转换器253R、第二PWM转换器254R和升压转换器332R。因此，在电力系统20L、20R中，限定了流通交流电的区域和流通直流电的区域。如果把前一区域成为“交流电区域”并把后一区域成为“直流电区域”，则第一初级交流电总线211L、211R和第二初级交流电总线212L、212R是处于交流电区域的电源总线，而第二直流电总线242L、242R和第一直流电总线241L、241R是处于直流电区域的电源总线。在交流电区域和直流电区域之间，存在直流电总线开关继电器286。
简要说明从具有上述结构的电力系统20L、20R中的每一个中的交流电源供给电力的基本路径。来自第一启动机/发电机141L、141R、第二启动机/发电机142L、142R、或APU启动机/发电机121、122的三相交流电（为了便于说明，称为“正常交流电”）全部供给至初级交流电总线211L、212L、211R、212R。因此，正常交流电通过初级交流电总线211L、212L、211R、212R供给至电力负载15（操纵面执行器151和其它电力负载152）。
在飞机100的飞行中，如果发生不能从第一启动机/发电机141L、141R、第二启动机/发电机142L、142R、或APU启动机/发电机121、122中的任意一个供给电力的情况，则起动RAT17，且RAT发电机171开始产生电力。由于RAT发电机171通过备用总线29与初级交流电总线212L、212R连接，因此RAT发电机171中产生的三相交流电（为了便于说明，称为“RAT交流电”）通过备用总线29供给至初级交流电总线212L、212R。
此时，RAT交流电仅供给至使飞机100能够安全飞行至少所需的电力负载15，即操纵面执行器151和与基本总线22L、22R连接的电力化装置。具体地，RAT交流电通过第二初级交流电总线212L、212R供给至操纵面执行器151。如后所述，RAT交流电通过第二初级交流电总线212L、212R供给至交流电稳定装置30L、30R，由交流电稳定装置30L、30R转换为直流电，并经由电压转换器262L、262R和整流器元件252L、252R供给至基本总线22L、22R。
此时，RAT交流电不供给至例如其它电力负载152。因此。存在于构成交流电稳定装置30L、30R的第二PWM转换器254L、254R和第二直流电总线242L、242R之间的直流总线开关继电器286切换为断开状态，存在于第一初级交流电总线211L、211R和第一PWM转换器253L、253R之间的次级电源继电器282切换为断开状态，且存在于第二初级交流电总线212L、212R和第一初级交流电总线211L、211R之间的次级电源继电器282切换为断开状态。这样，供给至其它电力负载152的RAT交流电被切断。
[电力系统中的构件]
接着，具体说明构成电力系统20L、20R的电源装置、电源总线、整流器、变压器等。如上所述，作为电源装置中的交流电源的启动机/发电机141L、142L、141R、142R设置于左发动机11L和右发动机11R，并产生三相交流电。三相交流电的电压和频率不特别限定。在本实施形态中，电压为230VAC，频率为360～800Hz的可变频率（VF）。或者，电压可以为115VAC，频率可以为360～800Hz。启动机/发电机141L、142L之一和启动机/发电机141R、142R之一具有230VAC或115VAC的电压和AC 400Hz的恒定频率（CF）。当启动机/发电机141L、142L、141R、142R的电压为115VAC时，图1所示的变压器261L、261R可以省去。
作为交流电源之一的APU启动机/发电机121、122安装于包含于APU12中的微型燃气涡轮（未示出），并像启动机/发电机141L、142L、141R、142R那样产生三相交流电。微型燃气涡轮形成为涡轮和压缩机同轴耦合的结构，APU启动机/发电机121、122设置于压缩机轴。APU启动机/发电机121、122所产生的三相交流电在本实施形态中电压为230VAC、频率为400HzCF，或者也可以是电压为115VAC、频率为400HzCF。
作为紧急情况下的交流电源的RAT发电机171是通过RAT17的推进器的旋转产生电力的交流电发电机。RAT发电机171形成为产生必需且最少量的三相交流电以使飞机100能够安全飞行的结构。设置与RAT发电机171连接的备用总线29以将三相交流电从RAT发电机171供给至第二初级交流电总线212L、212R。
在本实施形态中，初级交流电总线211L、212L、211R、212R是额定电压为230VAC的电源总线。设置初级交流电总线211L、212L、211R、212R以将三相交流电从启动机/发电机141L、142L、141R、142R、APU启动机/发电机121、122、或RAT发电机171供给至左电力系统20L和右电力系统20R。如上所述，操纵面执行器151与初级交流电总线212L、212R连接。
TRU251L、251R将来自第一初级交流电总线211L、211R的230VAC的电力转变为28VDC的电力。直流电总线27L、27R是用于将由TRU251L、251R转变而得的28VDC的电力供给至基本总线22L、22R的电源总线。在本实施形态中，基本总线22L、22R是额定电流为28VDC的电源总线。基本总线22L、22R用于将由TRU251L、251R转变而得的28VDC的电力供给至飞机100操纵中重要的控制系统（例如飞机100操纵中重要的显示装置或控制装置等）。
变压器261L、261R将来自第一初级交流电总线211L、211R的230VAC的交流电的电压降低至115VAC。次级交流电总线23L、23R用于将在变压器261L、261R中降低电压而得的115VAC的电力供给至包含于飞机100中的电力化装置或电子装置。
交流电稳定装置30L介于交流电源（启动机/发电机141L、142L）和二次电池13L之间以调节第二初级交流电总线212L的电压，从而稳定第二初级交流电总线212L。交流电稳定装置30R介于交流电源（启动机/发电机141R、142R）和二次电池13R之间以调节第二初级交流电总线212R的电压，从而稳定第二初级交流电总线212R。交流电稳定装置30L、30R的具体结构将与交流电稳定装置30L、30R中的升压转换器332L、332R一起在后说明。二次电池13L、13R分别是电力系统20L、20R的直流电源。在本实施形态中，二次电池13L、13R具有250V的额定电压和10AH（安培-时）的容量。
二次电池13L、13R形成为吸收来自大电力负载15（即执行器等）的再生电力，并向电力负载15暂时供给电力的结构。具体而言，二次电池13L、13R可以具有允许吸入来自电力负载15的再生电力的额定电压。在本实施形态中，额定电压如上所述为250V，但不限于该值。在本实施形态中，二次电池13L、13R的容量如上所述为10AH，但不限于该值。
例如，如后所述，在现有的一般的飞机的电力系统中，二次电池的额定电压为24VDC（参见图16中的二次电池913）或28VDC。相比之下，例如，本实施形态的二次电池13L、13R的额定电压为250V，基本等于启动机/发电机141L、142L、141R、142R的电压（230VAC）、或APU启动机/发电机121、122的电压。
因此，优选地，本实施形态中所采用的直流电源（二次电池13L、13R、后述的电容器等）的额定电压至少为现有的一般飞机的二次电池的额定电压的约10倍（具体为8至12倍），且至少与现有的一般飞机的交流电源的额定电压相等（具体为约0.9至1.1倍）。具有这样的额定电压的直流电源能够吸收来自电力负载的再生电力并充分地解决如后所述的因过载而导致的电压减小（下降）的问题。
直流电源不限于具有这样的额定电压或容量的直流电源。也可以根据需要使用具有更大的额定电压或容量的直流电源，只要直流电源能够吸收来自电力负载的再生电力并向电力负载暂时供给电力即可。
电压转换器262L、262R将来自二次电池13L、13R的250VDC的电压降低至28VDC。整流器元件252L、252R对作为降低的电压的28VDC的电力进行整流以使电力流向基本总线22L、22R。因此，基本总线22L、22R可以被供给来自第二下级系统中的二次电池13L、13R的电力、以及来自第一下级系统中的第一初级交流电总线211L、211R的电力。
与初级交流电总线211L、212L、211R、212R连接的PWM转换器253L、254L、253R、254R将来自初级交流电总线211L、212L、211R、212R的230VAC的电力转换为+/- 270VDC的电力。具体地，第二下级系统中的第二PWM转换器254L、254R能够将来自二次电池13L、13R的250VDC的直流电转换为230VAC的交流电（当然，第一下级系统中的第一PWM转换器253L、253R也能够执行直流-交流转换）。
与PWM转换器253L、254L、253R、254R连接的直流电总线241L、242L、241R、242R将转换后的+/- 270VDC的电力通过马达控制器331供给至其它电力负载152。直流电总线241L、242L、241R、242R的额定电压为+/- 270VDC。其它电力负载152包括驱动马达（在图1中表示为“M”）。通过向驱动马达供给交流电，从而驱动其它电力负载152。
初级电源继电器281、次级电源继电器282、启动开关继电器283、右-左连接继电器284、直流电源开关继电器285、直流总线开关继电器286、以及马达开关继电器287是形成为在左电力系统20L和右电力系统20R的所需位置适当地执行电力的连接和断开之间的切换的结构的“继电器构件”。应注意，这些继电器构件在图1中由电容器的符号描述。
初级电源继电器281为与交流电源直接连接的继电器构件。初级电源继电器281在电力从交流电源供给至初级交流电总线211L、212L、211R、212R等时处于连接状态，在电力不从交流电源供给至初级交流电总线211L、212L、211R、212R等时处于断开状态。次级电源继电器282为与初级交流电总线211L、212L、211R、212R直接连接的继电器构件（除初级电源继电器281以外）。次级电源继电器282在电力从交流电源通过初级交流电总线211L、212L、211R、212R供给至构件时处于连接状态，在电力不从交流电源通过初级交流电总线211L、212L、211R、212R供给至构件时处于断开状态。
启动开关继电器283如后所述在APU启动机/发电机121、122被起动的情况下处于连接状态。从而使马达控制器333通过不包括初级交流电总线211L、212L、211R、212R的路径（启动路径）与APU启动机/发电机121、122连接。启动开关继电器283在APU启动机/发电机121、122不被马达控制器333起动的情况下处于断开状态。
如上所述，右-左连接继电器284为使电力能够在左电力系统20L和右电力系统20R之间供给的继电器构件。右-左连接继电器284在电力从电力系统20L、20R中的一个供给至电力系统20L、20R中的另一个的情况下处于连接状态，在电力不从电力系统20L、20R中的一个供给至电力系统20L、20R中的另一个的情况下处于断开状态。换言之，右-左连接继电器284在左右启动机/发电机141L、142L、141R、142R两者都正常运行的状态下处于断开状态，在左右启动机/发电机141L、142L、141R、142R中仅一个正常运行、从APU启动机/发电机121、122供给交流电等状态下处于连接状态。
直流电源开关继电器285为允许从第一初级交流电总线211L、211R通过TRU251L、251R和直流电总线27L、27R供给的直流电供给至基本总线22L、22R的继电器构件。例如，直流电源开关继电器285在从第一初级交流电总线211L、211R通过TRU251L、251R和直流电总线27L、27R供给电力的情况下处于连接状态，在不能从第一初级交流电总线211L、211R向基本总线22L、22R供给电力的情况下处于断开状态。
直流总线开关继电器286是与第一直流电总线241L、241R以及第二直流电总线242L、242R连接的继电器构件。直流总线开关继电器286在从第一PWM转换器253L、253R或第二PWM转换器254L、254R供给电力的情况下处于连接状态，在不从第一PWM转换器253L、253R或第二PWM转换器254L、254R供给电力的情况下处于断开状态。直流总线开关继电器286在第一直流电总线241L、241R和第二直流电总线242L、242R之间（即第一下级系统和第二下级系统之间）进行通电时处于连接状态，在第一直流电总线241L、241R和第二直流电总线242L、242R之间进行通电时处于断开状态。
马达开关继电器287是设置于马达控制器331、333和其它电力负载152之间的继电器构件。马达开关继电器287在向电力负载15的马达供给电力的情况下处于连接状态，在不向电力负载15的马达供给电力的情况下处于断开状态。
上述电源装置、电源总线、整流器、变压器、马达控制器等的具体结构不特别限定，除特殊情况以外可以使用飞机领域公知的电源装置、电源总线、整流器、变压器等。此外，电力负载15（操纵面执行器151和其它电力负载152）可以是公知的包含于飞机中且由电力驱动的电力化装置。
[交流电稳定装置的基本结构]
接着，参照图3和图4具体说明分别与电力系统20L、20R连接的交流电稳定装置30L、30R的基本结构的示例。
如图3和图4所示，本实施形态的交流电稳定装置30L、30R至少包括初级交流电总线监测部33、直流电总线监测部34、二次电池监测部35、以及电源稳定控制部36，并控制升压转换器332L、332R以及第二PWM转换器254L、254R。图3是示出交流电稳定装置30L、30R的整体结构的示意框图。图4是示出由电源稳定控制部36执行的控制的结构的示意框图。因此，在图4中，为了便于说明，省去图3所示的初级交流电总线监测部33、直流电总线监测部34、和二次电池监测部35。
如上所述，第二PWM转换器254L、254R包含于电力系统20L、20R的第二下级系统中，并能够在作为直流电源的二次电池13L、13R和交流电源之间执行直流电和交流电之间的相互转换。在该情况下，交流电源包括图3的第一下级系统中的第一启动机/发电机141L、141R或者APU启动机/发电机121、122、以及图4的第二下级系统中的第二启动机/发电机142L、142R。这是因为如上所述下级系统连接在一起以构建多重冗余系统。
第二PWM转换器254L、254R形成为根据由电源稳定控制部36执行的控制稳定第二初级交流电总线212L、212R的结构。第二PWM转换器254L、254R的具体结构不特别限定。在本实施形态中，如图4所示，作为第二PWM转换器254L、254R，例如可以采用使用IGBT （Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）的和用于降低电压的自动变压器（三相变压器）的PWM转换器电路。
第二PWM转换器254L、254R的逆变电路侧与马达控制器331、333连接，其自动变压器侧与交流电源例如第二启动机/发电机142L、142R连接。自动变压器降低电压，然后交流电被转换为直流电，从而能够供给对应于第二直流电总线242L、242R的+/- 270V的额定电压的直流电。第一PWM转换器253L、253R具有与第二PWM转换器254L、254R相同的结构。
升压转换器332L、332R与二次电池13L、13R连接，并将来自二次电池13L、13R的直流电升压以将该直流电供给至马达控制器331。在本实施形态中，供给至电力负载15的直流电为+/- 270VDC，来自二次电池13L、13R的直流电为250VDC。升压转换器332L、332R将电压升至约两倍大的电压。升压转换器332L、332R的具体结构不特别限定。在本实施形态中，例如采用使用IGBT的双向升压斩波电路作为升压转换器332L、332R。如果无需对来自二次电池13L、13R的直流电升压，则可以省去升压转换器332L、332R。
图4的马达控制器331、333通过第二直流电总线242L、242R（参见图2）与第二PWM转换器254L、254R连接，并控制设置于电力负载15中的驱动马达。马达控制器331、333的具体结构不特别限定。在本实施形态中，可以采用与第二PWM转换器254L、254R的逆变电路相似的逆变电路作为马达控制器331、333。
升压转换器332L和第二PWM转换器254L构成电力系统20L中的电力转换器部，升压转换器332R和第二PWM转换器254R构成电力系统20R中的电力转换器部。电源稳定控制部36如后所述使电力转换器部能够在直流电源（二次电池13L、13R）和交流电源（启动机/发电机141L、142L、141R、142R、APU启动机/发电机121、122、和RAT发电机171）之间实现直流电和交流电之间的相互转换。在本实施形态中，作为第二下级系统中的整流器的第二PWM转换器254L、254R用作电力系统20L、20R中的电力转换器部。
在下面的说明中，根据需要，有时将升压转换器332L、332R和第二PWM转换器254L、254R简称为“电力转换器部”。虽然在图2的示例中第二PWM转换器254L、254R与升压转换器332L、332R双向连接，但是它们实际上如图4所示通过第二直流电总线242L、242R相互连接。
如图3所示，初级交流电总线监测部33监测第二初级交流电总线212L、212R的电压变化和频率变化中的至少一个，并将作为监测结果的测量电压值（图3中的箭头m1）输出至电源稳定控制部36。初级交流电总线监测部33的具体结构不特别限定，可以合适地使用公知的交流电监测单元等。
如图3所示，直流电总线监测部34监测与第二PWM转换器254L、254R连接的第二直流电总线242L、242R中的电压，并将作为监测结果的测量电压值（图3中的箭头m2）输出至电源稳定控制部36。直流电总线监测部34的具体结构不特别限定，可以合适地使用公知的直流电压表等。
如图3所示，二次电池监测部35监测二次电池13L、13R的SOC，并将监测结果（图3中的箭头m3）输出至电源稳定控制部36。二次电池监测部35的具体结构不特别限定，可以合适地使用公知的能够检测二次电池13L、13R的SOC的SOC检测器。
作为SOC检测器，已知使用将充电/放电电流累计的累计SOC方法或基于电池电压、电池电流、电池温度等估算SOC的瞬时SOC方法的SOC检测器，可以合适地使用其中任一种。在本实施形态中，优选地，使用形成为通过瞬时SOC方法补偿累计SOC方法中产生的累积误差的结构的SOC检测器。借助于此，即使在SOC检测器长时间使用之后，也可以抑制SOC的误差的累积。因此，可以将精确的SOC输出至电源稳定控制部36。其结果是，交流电稳定装置30L、30R可以更准确地稳定电力系统20L、20R。
电源稳定控制部36是交流电稳定装置30L、30R的控制器。如图3所示，初级交流电总线监测部33监测第二初级交流电总线212L、212R的电压和频率，直流电总线监测部34监测第二直流电总线242L、242R中的电压，并基于电压和频率控制电力转换器部（升压转换器332L、332R和第二PWM转换器254L、254R）。从而控制作为直流电源的二次电池13L、13R的充电/放电。
在本实施形态中，如上所述，由二次电池监测部35监测的二次电池13L、13R的SOC用于控制。此外，如图3所示，在电力系统20L、20R中获得的表示APU启动指令、发电机起动状态、电源稳定启动指令等的信息输出（图3中的箭头m0）至电源稳定控制部36并用于控制电力转换器部。
本实施形态的电源稳定控制部36的具体结构不特别限定。电源稳定控制部36可以形成为包括公知的开关元件、公知的减法器、公知的比较器等的逻辑电路以产生上述电力指令信号。或者，电源稳定控制部36可以是根据存储于作为电源稳定控制部36的微控制器的存储器中的程序由微控制器的CPU的运行所实现的功能结构。
[电源稳定控制部的具体结构的示例]
接下来，参照图5A至图5C、图6、图7A和图7B说明电源稳定控制部36的具体结构的示例。
在本实施形态中，控制（调节）构成电力转换器部的升压转换器332L、332R的参考电压指令值，以控制第二PWM转换器254L、254R的有效电力的输入并控制第二PWM转换器254L、254R的无效电力的输入，从而稳定第二初级交流电总线212L、212R。在下面的说明中，从第二初级交流电总线212L、212R输入至第二PWM转换器254L、254R的电力的方向是指图4中的电力的正常方向。
电源稳定控制部36包括如图5A所示的用于控制升压转换器332L、332R的电路（以下称为升压转换器控制电路）、如图5B所示的用于控制第二PWM转换器254L、254R的电路（以下称为PWM转换器控制电路）、以及如图5C所示的用于补偿二次电池13L、13R的SOC的SOC补偿电路。
电源稳定控制部36还包括如图6或图7A、图7B所示的用于调节升压转换器控制电路中的参考电压的电路（以下称为参考电压调节电路）。图6的参考电压调节电路是在交流电源为具有可变频率（VF）的发电机（VF发电机）的情况下使用的电路。图7的参考电压调节电路是在交流电源为具有恒定频率（CF）的发电机（CF发电机）的情况下使用的电路。
如图5A所示，升压转换器控制电路包括第一减法器341和比较器/控制器343。构成交流电稳定装置30L、30R的直流电总线监测部34监测第二直流电总线242L、242R中的电压，并如图5A所示向第一减法器341输出作为监测结果m2的测量电压值Vdcm（参见图3）。从后述的参考电压调节电路向第一减法器341施予作为输入的参考电压指令值Vdc_ ref _bst。第一减法器341从参考电压指令值Vdc_ ref _bst减去测量电压值Vdcm，并将所得的减值（差值（或偏差），Vdc_ ref _bst - Vdcm）输出至比较器/控制器343。
比较器/控制器343是产生用于控制升压转换器332L、332R的输出电流指令值Idc_ ref的控制器。在比较器/控制器343中预设比例常数K。比较器/控制器343将来自第一减法器341的减值与比例常数K相乘以产生输出电流指令值Idc_ ref（= K×(Vdc_ ref_ bst - Vdcm)），并如图3和图4的箭头s1所示将输出电流指令值Idc_ ref（= K×(Vdc_ ref_ bst - Vdcm)）输出至升压转换器332L、332R。
如图5B所示，PWM转换器控制电路包括比较器/控制器344、第二减法器342、以及PI处理器345。如上所述，直流电总线监测部34监测第二直流电总线242L、242R中的电压。如图5B所示，直流电总线监测部34将作为监测结果m2的测量电压值Vdcm输出至第二减法器342（参见图3）。
在PWM转换器控制电路中的有效电力控制电路中，设定第二PWM转换器254L、254R的参考电压值Vdc_ ref_ pwm。第二减法器342从参考电压值Vdc_ ref_ pwm中减去测量电压值Vdcm，并将所得的减值（差值，Vdc_ ref_ pwm - Vdcm）输出至PI处理器345。PI处理器345对减值执行PI（proportional integral，比例积分）控制以产生有效电力指令值Pcmd。
相比之下，在后述的参考电压调节电路中，产生测量值的减值VrefQ，并将其输出至比较器/控制器344。比较器/控制器344产生无效电力指令信号Qcmd，其是通过将减值VrefQ与常数- Kq相乘所得到的值。算出的有效电力指令值Pcmd和算出的无效电力指令信号Qcmd输出至第二PWM转换器254L、254R。
如图5C所示，在本实施形态中，SOC补偿电路包括减法器351和上限/下限值限制器352。如图3所示，构成交流电稳定装置30L、30R的二次电池监测部35监测二次电池13L、13R的SOC。如图5C所示，二次电池监测部35将作为监测结果m3的SOC的测量值SOCm输出至减法器351（除图3以外还参见图4）。在SOC补偿电路中预设SOC的目标值SOCref。因此，减法器351将目标值SOCref与测量值SOCm相比，并从目标值SOCref中减去测量值SOCm。所得的减值SOCdiff（SOCref - SOC）输出至上限/下限值限制器352。上限/下限值限制器352产生补偿电压值Vsoc_cmp并将补偿电压值Vsoc_cmp输出至参考电压调节电路。
在交流电源为VF发电机的情况下，如图6所示，参考电压调节电路包括第一滞后处理器361、第二滞后处理器362、减法器363、比较器/控制器364、以及加法器365。如图3所示，构成交流电稳定装置30L、30R的初级交流电总线监测部33监测第二初级交流电总线212L、212R中的电压。如图6所示，初级交流电总线监测部33将作为监测结果m1的测量电压值Vacm输出至第一滞后处理器361（参见图3和图4）。
第一滞后处理器361示出在测量电压值Vacm中发生的与滤波器相关的时间滞后。第一滞后处理器361产生系统电压值Vgen作为输出，并将系统电压值Vgen输出至第二滞后处理器362和减法器363。设置第一滞后处理器361的时间常数Tm作为测量滞后时间。第二滞后处理器362对系统电压值Vgen执行时间滞后处理以产生系统电压目标值Vref，并将系统电压目标值Vref输出至减法器363。第二滞后处理器362的时间常数T可以合适地设定，在本实施形态中设为10秒。
减法器363从系统电压目标值Vref中减去系统电压值Vgen，并将所得的减值VrefQ（差值，Vref - Vgen）输出至比较器/控制器364。减法器363也将所得的减值VrefQ输出至图5B的PWM转换器控制电路。如上所述，减值VrefQ用作用于控制PWM转换器控制电路中的无效电力的输入信号。
比较器/控制器364是产生升压转换器控制电路中的参考电压指令值Vdc_ ref_ bst的控制器。在比较器/控制器364中预设比例常数Kv。比较器/控制器364将从减法器363输出的减值与比例常数Kv相乘以产生参考电压指令值的基准值，并将该基准值（乘值）输出至加法器365。
在加法器365中，预设参考电压的目标值Vdc_ ref。SOC补偿电路中产生的补偿电压值Vsoc_cmp输出至加法器365。因此，加法器365将目标值Vdc_ ref和补偿电压值Vsoc_cmp与从比较器/控制器364输出的基准值相加，以产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst。如上所述，参考电压指令值Vdc_ ref_ bst输出至升压转换器控制电路中的第一减法器341。参考电压指令值Vdc_ ref_ bst用作用于控制PWM转换器控制电路中的有效电力的输入信号。
相比之下，在交流电源为CF发电机的情况下，参考电压调节电路包括图7A的信号产生电路和图7B的信号产生电路。前者是产生用于控制PWM转换器控制电路中的无效电力的输入信号的电路，因此为了便于说明而称为无效电力控制信号产生电路。后者是产生用于控制PWM转换器控制电路中的有效电力的输入信号的电路，因此为了便于说明而称为有效电力控制信号产生电路。
如图7A所示，无效电力控制信号产生电路包括第一滞后处理器371、第二滞后处理器372、和减法器375。如图3所示，初级交流电总线监测部33监测第二初级交流电总线212L、212R中的电压，并如图7A所示将作为监测结果m1的测量电压值Vacm输出至第一滞后处理器371。第一滞后处理器371示出与滤波器相关的时间滞后。第一滞后处理器371产生系统电压值Vgen作为输出，并将系统电压值Vgen输出至第二滞后处理器372和减法器375。
第二滞后处理器372对系统电压值Vgen执行时间滞后处理以产生系统电压目标值Vref，并将系统电压目标值Vref输出至减法器375。减法器375从系统电压目标值Vref中减去系统电压值Vgen以产生减值VrefQ，并将所得的减值VrefQ输出至图5B的PWM转换器控制电路。如上所述，减值VrefQ用作用于控制PWM转换器控制电路中的无效电力的输入信号。第一滞后处理器371的时间常数Tm和第二滞后处理器372的时间常数T与用于VF发电机的参考电压调节电路中的相同。
如图7B所示，有效电力控制信号产生电路包括第三滞后处理器373、PLL处理器374、减法器376、比较器/控制器377和加法器378。初级交流电总线监测部33将测量电压值Vacm（监测结果m1，参见图3）输出至PLL处理器374。PLL处理器374对测量电压值Vacm执行锁相环处理以产生电力系统20L、20R 中的系统频率Fgen，并将系统频率Fgen输出至第三滞后处理器373。
第三滞后处理器373在结构上与第二滞后处理器372相同。第三滞后处理器373对系统频率Fgen执行时间滞后处理以产生系统频率目标值Fref，并将该系统频率目标值Fref输出至减法器376。减法器376从系统频率目标值Fref中减去系统频率Fgen，并将所得的减值（差值，Fef - Fgen）输出至比较器/控制器377。
在比较器/控制器377中预设比例常数Kf。比较器/控制器377将减值与比例常数Kf相乘，从而产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst的基准值（乘值），并将基准值输出至加法器378。在加法器378中预设参考电压的目标值Vdc_ ref。SOC补偿电路中产生的补偿电压值Vsoc_cmp输出至加法器378。加法器378将参考电压的目标值Vdc_ ref和补偿电压值Vsoc_cmp与基准值相加以产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst。参考电压指令值Vdc_ ref_ bst如上所述输出至升压转换器控制电路中的第一减法器341。参考电压指令值Vdc_ ref_ bst用作用于控制PWM转换器控制电路中的有效电力的输入信号。
在交流电源为VF发电机且由于电力负载量等的变化而在第二初级交流电总线212L、212R中发生电压减小（下降）的情况下，交流电区域中（第二初级交流电总线212L、212R中）的测量电压值Vacm（m1）减小。其结果是，在图6的参考电压调节电路中，参考电压指令值Vdc_ ref_ bst（用于控制有效电力的输入信号）增加。因此，在图5A的升压转换器控制电路中，输出电流指令值Idc_ ref变为正值，以使升压转换器332L、332R对从二次电池13L、13R放出的直流电升压。其结果是，测量电压值Vdcm（第二直流电总线242L、242R中的电压，m2）增加。
因此，在图5B的PWM转换器控制电路中，有效电力指令值Pcmd变为负数。来自第二初级交流电总线212L、212R的有效电力的输入（真实负荷的输入）被第二PWM转换器254L、254R减小。此时，二次电池13L、13R放电。通过该控制，补偿第二初级交流电总线212L、212R中的电压减小（下降），并稳定电压（稳定电力系统）。
当在第二初级交流电总线212L、212R中发生电压减小时，图6的参考电压调节电路中的测量电压的减值VrefQ（用于控制有效电力的输入信号）变为正数。因此，在图5B的PWM转换器控制电路中，无效电力指令值Qcmd变为负数，以使从第二PWM转换器254L、254R输入具有超前功率因数的无效电力。通过该控制，抑制电压减小，并稳定电压（稳定电力系统）。
当在第二初级交流电总线212L、212R中发生电压增加时，电源稳定控制部36，即参考电压调节电路（图6）、升压转换器控制电路（参见图5A）、和PWM转换器控制电路（参见图5B）执行与上述控制（针对电压减小的控制）相反的控制。因此，稳定第二直流电总线242L、242R中的电压和第二初级交流电总线212L、212R中的电压（稳定电力系统）。
即，当第二初级交流电总线212L、212R中的电压（交流电区域中的测量电压值Vacm）增加时，在参考电压产生电路（图6）中，测量电压的减值VrefQ变为负数，且参考电压指令值Vdc_ ref_ bst减小。因此，在升压转换器控制电路（参见图5A）中，输出电流指令值Idc_ ref变为负数，以使直流电区域中的测量电压值Vdcm减小。
当减值VrefQ变为负数时，在PWM转换器控制电路（参见图5A）中，无效电力指令值Qcmd变为负数。因此，来自第二PWM转换器254L、254R的具有滞后功率因数的无效电力输入至电力转换器部。当直流电区域中的测量电压值Vdcm增加从而减值Vdc_ ref_ pwm – Vdcm变为正数时，有效电力指令值Pcmd变为正数。其结果是，从第二初级交流电总线212L、212R输入至第二PWM转换器254L、254R的有效电力量增加。此时，对二次电池13L、13R充电，从而补偿第二初级交流电总线212L、212R中的电压增加。
这样，在本实施形态中，在使用VF交流电源且监测到电压增加的情况下，电源稳定控制部36使电力转换器部通过与电压增加成比例地对直流电源（二次电池13L、13R）充电来增加有效电力的输入，与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力，或者控制上述有效电力并控制上述无效电力。借助于此，如后所述，可以在电力系统20L、20R中有效地抑制暂时的电压增加并抑制电力返回至交流电源。
如果监测到电压减小，则电源稳定控制部36使电力转换器部通过与电压减小成比例地使直流电源放电来减小有效电力的输入，与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力，或者控制上述有效电力并控制上述无效电力。借助于此，如后所述，可以在电力系统20L、20R中有效地抑制暂时的电压减小。
在交流电源为CF发电机且第二初级交流电总线212L、212R中的电力量增加的情况下，交流电区域中的测量电压值Vacm减小，系统频率Fgen减小，且因此在图7B的有效电力控制信号产生电路中参考电压指令值Vdc_ ref_ bst增加。因此，在图5A的升压转换器控制电路和图5B的PWM转换器控制电路中，以与上述相同的方式，输出电流指令值Idc_ref变为正数，直流电区域中的测量电压值Vdcm（m2）增加，有效电力指令值Pcmd变为负数。因此，来自第二初级交流电总线212L、212R的有效电力输入被第二PWM转换器254L、254R减小（此时，二次电池13L、13R放电）。
当第二初级交流电总线212L、212R中电压减小且测量电压值Vacm减小时，在图7A的无效电力控制信号产生电路中，系统电压值Vgen减小且测量电压的减值VrefQ变为正数。因此，在图5B的PWM转换器控制电路中，无效电力指令值Qcmd变为负数，以使从第二PWM转换器254L、254R输入具有超前功率因数的无效电力。
另一方面，当在第二初级交流电总线212L、212R中发生电压和/或频率增加时，电源稳定控制部36，即有效电力信号产生电路（参见图7B）、无效电力控制信号产生电路（参见图7A）、升压转换器控制电路（参见图5A）、和PWM转换器控制电路（参见图5B）执行与上述控制（针对电压和/或频率减小的控制）相反的控制。
即，当第二初级交流电总线212L、212R中的电压（交流电区域中的测量电压值Vacm）增加时，在有效电力控制信号产生电路（参见图7B）中，系统频率Fgen增加且因此参考电压指令值Vdc_ ref_ bst减小。因此，在升压转换器控制电路（参见图5A）中，输出电流指令值Idc_ ref变为负数，因此直流电区域中的测量电压值Vdcm减小。
在无效电力控制信号产生电路（参见图7A）中，测量电压值Vacm（m1）增加，因此测量电压的减值VrefQ变为负数。因此，在PWM转换器控制电路（参见图5B）中，无效电力指令值Qcmd变为正数。因此，来自第二PWM转换器254L、254R的具有滞后功率因数的无效电力输入至电力转换器部。当直流电区域中的测量电压值Vdcm减小且因此减值Vdc_ ref_ pwm – Vdcm变为正数时，有效电力指令值Pcmd变为正数。其结果是，从第二初级交流电总线212L、212R输入至第二PWM转换器254L、254R的有效电力量增加（此时，二次电池13L、13R充电）。
如上所述，在交流电源为CF发电机的情况下，基于系统频率的变化控制有效电力，或者基于系统电压的变化控制无效电力，从而稳定电压和频率（稳定电力系统）。
在本实施形态中，在交流电源为CF发电机的情况下，如果监测到频率增加，则电源稳定控制部36使电力转换器部通过与频率增加成比例地对直流电源（二次电池13L、13R）充电来增加有效电力的输入，而如果监测到电压增加，则电源稳定控制部36使电力转换器部与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力。借助于此，如后所述，可以有效地抑制由电力系统20L、20R中产生的暂时的再生电力导致的电压和/或频率增加。
另一方面，如果监测到频率减小，则电源稳定控制部36使电力转换器部通过与频率减小成比例地使直流电源放电来减小有效电力的输入，而如果监测到电压减小，则电源稳定控制部36使电力转换器部与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力。借助于此，如后所述，可以有效地抑制电力系统20L、20R中产生的暂时的电压和/或频率减小。
在本实施形态中，图5C的SOC补偿电路产生补偿电压值Vsoc_cmp以使二次电池13L、13R的SOC维持为预定值。补偿电压值Vsoc_cmp用于调节参考电压。因此，可以在将SOC维持于基本恒定的状态的同时调节充电/放电。
[电力系统的稳定化]
接着，除图3和图4以外还参照图8、9A、9B、10 至12说明通过具有上述结构的交流电稳定装置30L、30R所进行的电力系统20L、20R的稳定化的示例。为了便于说明，在图9A、9B、10 至12中，在电力负载15中，对于更可能发生较大的再生电力的操纵面执行器151的情况和对于除操纵面执行器151以外的其它电力负载的情况，说明电力系统20L、20R的稳定化。
如图8所示，本实施形态的稳定系统形成为在由交流电稳定装置30L、30R所执行的控制下在包括停止状态的五种状态之间转变的结构。在图8中，中央的状态M0是停止状态。如果需要启动APU12，则交流电稳定装置30L、30R转变至图8上侧的状态M1：APU启动状态，二次电池13L、13R的电压被升压转换器332L、332R增加，电压通过第二直流电总线242R供给至马达控制器333，马达控制器333启动APU12。当完成APU12的启动时，稳定系统返回至状态M0：停止状态。如果需要备用，则稳定系统转变至图8下侧的状态M4：备用状态，而如果需要停止备用，则稳定系统返回至状态M0：停止状态。
当起动包含于启动机/发电机141L、142L、141R、142R中的VF发电机并需要启动电力系统20L、20R的稳定化时，稳定系统转变至图8右侧的状态M2：VF电源稳定状态。当停止启动机/发电机141L、142L、141R、142R或需要停止稳定化时，稳定系统返回至状态M0：停止状态。
同样地，当在APU启动机/发电机121、122作为发电机正在供给电力的状态下需要启动电力系统20L、20R的稳定化，或者包含于启动机/发电机141L、142L、141R、142R中的CF发电机正在供给电力时，稳定系统转变至图8左侧的状态M3：CF电力稳定状态。如果停止启动机/发电机141L、142L、141R、142R，或者需要停止稳定化，则稳定系统返回至状态M0：停止状态。
假设在第二初级交流电总线212L、212R被供给由APU启动机/发电机121、122产生的电力的状态下，需要启动第二初级交流电总线212L、212R的稳定化。在该情况下，交流电稳定装置30L、30R能够执行控制以稳定第二初级交流电总线212L、212R中的电力。
又，假设在飞机100的飞行中，所有的启动机/发电机141L、142L、141R、142R同时停止，RAT17在飞机100的外部展开，RAT发电机171将电力供给至第二初级交流电总线212L、212R。即使当在该状态下需要启动稳定化时，交流电稳定装置30L、30R也能够执行控制以稳定第二初级交流电总线212L、212R中的电力。
RAT发电机171是具有可变频率的VF发电机。当需要启动电力系统20L、20R的稳定化时，稳定系统转变至状态M2：VF电源稳定状态。当RAT发电机171停止或需要停止稳定化时，稳定系统返回至状态M0：停止状态。在从所有的启动机/发电机141L、142L、141R、142R同时停止直至RAT发电机171开始发电的时间段内，如果需要备用，则稳定系统返回至状态M4：备用状态。因此，在规定的时间段中，电力从二次电池13L、13R供给至飞机100安全飞行至少所需的电力负载15。当需要停止备用时，稳定系统返回至状态M0：停止状态。
接着，参照上述状态转变说明电力系统20L、20R的稳定化。在启动APU启动机/发电机121、122的情况下，通过使用包含于电力系统20L、20R中的至少一个马达控制器333来起动APU启动机/发电机121、122。为了便于说明，将在该启动中所使用的马达控制器333称为“启动机/马达控制器”。例如，在本实施形态中，如上所述，如图2所示，右电力系统20R的第二下级系统中的马达控制器333为“启动机/马达控制器”，并可与APU启动机/发电机121、122以及其它电力负载152连接。
如图9A的框箭头F1所示，当二次电池13L、13R开始放电时，放出的电力从升压转换器332R通过第二直流电总线242R和启动机/马达控制器333（参见图2）供给至APU启动机/发电机121、122。通过由启动机/马达控制器333执行的控制，启动APU启动机/发电机121、122。
这样，当APU12处于停止状态而需要启动APU12时，稳定系统从状态M0转变至状态M1，在状态M1中，电源稳定控制部36使电力转换器部对来自二次电池13L、13R的直流电升压，并将该直流电供给至启动机/马达控制器333。这样，通过由启动机/马达控制器333执行的控制，起动APU启动机/发电机121、122，从而起动APU12。
起动APU启动机/发电机121、122后，左发动机11L中的第一启动机/发电机141L和第二启动机/发电机142L以及右发动机11R中的第一启动机/发电机141R和第二启动机/发电机142R被启动机/马达控制器333通过从APU启动机/发电机121、122供给的电力驱动。因此，启动机/发电机141L、142L、141R、142R开始发电。如图9B中的框箭头F2所示，三相交流电供给至初级交流电总线211L、212L、211R、212R。此时，稳定系统从图8的状态M1返回至图8的状态M0。当起动启动机/发电机141L、142L、141R、142R且需要启动稳定化时，稳定系统从图8的状态M0返回至图8的状态M2。
如图9B中的框箭头F21所示，在所有的发电机均正常时，电力从发电机供给至相应的电源总线。假设操纵面执行器151与第二初级交流电总线212L、212R连接。在该情况下，如上所述，交流电稳定装置30L监测第二初级交流电总线212L中的电压，而交流电稳定装置30R监测第二初级交流电总线212R中的电压。第一PWM转换器253L作为第二PWM转换器254L的备用，而第一PWM转换器253R作为第二PWM转换器254R的备用。
操纵面执行器151被供给来自第二初级交流电总线212L、212R的电力。如框箭头F22所示，电力通过第二PWM转换器254L、254R或通过第一PWM转换器253L、253R（在图9B中未示出）供给至其它电力负载152。
此外，如图9B的框箭头F3所示，交流电稳定装置30L、30R对二次电池13L、13R充电。具体地，如图3所示，电源稳定控制部36中的二次电池监测部35监测二次电池13L、13R的SOC，并根据监测结果（SOC）控制升压转换器332L、332R，从而对二次电池13L、13R充电。在本实施形态中，电力指令信号是用于使构成升压转换器332L、332R或第二PWM转换器254L、254R的多个开关元件（例如功率半导体元件）打开/关闭的栅极驱动信号。
如图3或图4所示，接收来自电源稳定控制部36的电力指令信号s1、s2后，在升压转换器332L、332R或第二PWM转换器254L、254R中，升压转换器332L、332R或第二PWM转换器254L、254R中的开关元件被切换，从而如框箭头F3所示对二次电池13L、13R充电。这样，在二次电池13L、13R处于可充电的状态的情况下，电源稳定控制部36使电力转换器部将来自启动机/发电机141L、142L、141R、142R的交流电转换为直流电，并将该直流电供给至二次电池13L、13R，从而对二次电池13L、13R充电。
来自启动机/发电机141L、142L、141R、142R的交流电主要供给至操纵面执行器151和其它电力负载152。因此，在图9B中，表示至电力负载15的电力供给的框箭头F2、F21和F22由相对较粗的线条表示，而表示至二次电池13L、13R的用于充电的电力供给的框箭头F3由相对较细的线条表示。
如图10所示，假设例如在操纵面执行器151中产生较大的再生电力，或者由于暂时连接至许多电力负载15而在电力系统20L、20R中发生较大的电力减小（下降）（过载状态）。交流电稳定装置30L、30R例如以二次电池13L、13R吸收再生电力或供给电力以补充由电压减小导致的不足电力的形式执行稳定控制。在图10中，再生电力和补充电力一起由双向框箭头R0表示。
具体地，例如，如图3和图4的细线箭头m1所示，如果在其电力状态由初级交流电总线监测部33（在图4中未示出）监测的第二初级交流电总线212L、212R中检测到产生再生电力，则电源稳定控制部36产生电力指令信号s1、s2，并将电力指令信号s1、s2输出至电力转换器部，以使电力从第二直流电总线242L、242R供给至二次电池13L、13R。
在电力转换器部中的升压转换器332L、332R或第二PWM转换器254L、254R中，基于电力指令信号切换开关元件。因此，已流至第二直流电总线242L、242R的再生电力如图4中的框箭头R0-3（与框箭头F3的方向相同）所示流向二次电池13L、13R。由于二次电池13L、13R形成为具有足以吸收再生电力的更高的电压的结构，因此所产生的再生电力可以被充入从而顺利地被吸收至二次电池13L、13R。
同样地，如图3和图4的细线箭头m1所示，如果在其电力状态由初级交流电总线监测部33（在图4中未示出）监测的第二初级交流电总线212L、212R中检测到显著的电压减小，则电源稳定控制部36产生电力指令信号s1、s2，并将电力指令信号s1、s2输出至电力转换器部，以使电力从二次电池13L、13R供给至第二直流电总线242L、242R。
在电力转换器部中的升压转换器332L、332R或第二PWM转换器254L、254R中，基于电力指令信号切换开关元件。从而来自二次电池13L、13R的直流电可以如图4中的框箭头R0-4所示供给至第二直流电总线242L、242R。因此，即使当向第二初级交流电总线212L、212R供给电力的启动机/发电机141L、142L、141R、142R或APU启动机/发电机121、122处于过载状态时，该过载状态也可以被从二次电池13L、13R供给的电力补充。
由上可知，根据本实施形态，交流电稳定装置30L、30R监测第二初级交流电总线212L、212R中的电压和第二直流电总线242L、242R中的电压，并控制直流电源（二次电池13L、13R）的充电/放电。因此，可以经由第二直流电总线242L、242R由直流电源吸收显著的再生电力，或者可以通过从直流电源供给的电力来补充由暂时的电压减小导致的不足电力。
如上所述，当发生电压增加时，交流电稳定装置30L、30R控制电力转换器部（升压转换器332L、332R和第二PWM转换器254L、254R）以与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力。通过该控制，可以抑制电压增加。同样地，当发生电压减小（下降）时，交流电稳定装置30L、30R控制电力转换器部以与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力。通过该控制，可以抑制电压减小。
其结果是，例如，无需在操纵面执行器151的控制器中设置电阻器以通过产热来消耗再生电力，或者无需适应于最大负载地增加交流电源的发电容量。因此，本发明的用于飞机的电力系统稳定系统能够顺利地稳定电力系统20L、20R同时避免重量增加。
如图11所示，即使当在启动机/发电机141L、142L、141R、142R中发生某些异常（在图11中为×箭头Em）而电力不供给至第二初级交流电总线212L、212R时，交流电稳定装置30L、30R中的电源稳定控制部36使电力转换器部将来自二次电池13L、13R的电力供给至第二初级交流电总线212L、212R和第二直流电总线242L、242R。该状态相当于图8中的状态M4：备用状态。
即，当交流电不从启动机/发电机141L、142L、141R、142R通过初级交流电总线211L、212L、211R、212R供给至该电力化装置时，电源稳定控制部36使电力转换器部将来自二次电池13L、13R的直流电转换为交流电以使该交流电能通过第二初级交流电总线212L、212R暂时（在规定的时间段内）供给至电力化装置。
如果发生不从启动机/发电机141L、142L、141R、142R供给电力的情况，则辅助发电机例如APU启动机/发电机121、122、RAT发电机171等被起动。然而，辅助发电机不立即被起动，而是需要一定的起动时间（例如约5秒）来起动辅助发电机。如果在这样非常短的时间内不供给电力，则飞机100的运行可能会被消极地影响。因此，电源稳定控制部36使电力转换器部从二次电池13L、13R供给直流电。
具体地，从电力系统20L、20R的控制系统接收表示启动机/发电机141L、142L、141R、142R的停止的信号、以及备用请求后，电源稳定控制部36产生电力指令信号s1、s2并将电力指令信号s1、s2输出至电力转换器部以使电力从二次电池13L、13R向第二初级交流电总线212L、212R供给。
在电力转换器部中的升压转换器332L、332R或第二PWM转换器254L、254R中，基于电力指令信号切换开关元件，且来自二次电池13L、13R的直流电如图4中的框箭头F4（与框箭头R0-4的方向相同）所示流向第二初级交流电总线212L、212R。其结果是，在短时间段内，电力可以如图11的框箭头F4所示从二次电池13L、13R通过第二初级交流电总线212L、212R供给至操纵面执行器151。
使飞机100能够安全飞行所至少需要的重要的电力负载15与基本总线22L、22R连接。在本实施形态中，在发生启动机/发电机141L、142L、141R、142R同时停止等情况之后起动辅助发电机之前经过的一段时间中，如图11的框箭头F4所示，来自二次电池13L、13R的直流电可以通过电压转换器262L、262R和整流器元件252L、252R供给至基本总线22L、22R。
具体地，基本总线22L、22R被供给通过变压器/整流器251L、251R中的转换所获得的直流电、以及从启动机/发电机141L、141R通过第一初级交流电总线211L、211R供给的交流电。此外，来自处于更高电压状态的二次电池13L、13R的直流电通过电压转换器262L、262R而电压减小，并且总是通过整流器元件252L、252R供给至基本总线22L、22R。
因此，在来自启动机/发电机141L、142L、141R、142R的电力供给在紧急情况下停止时，即，交流电不从启动机/发电机141L、142L、141R、142R通过第一初级交流电总线211L、211R供给基本总线22L、22R时，可以连续地从二次电池13L、13R供给电力。因此，在没有由继电器构件的切换导致的瞬时切断的情况下，可以不切断地供给电力用于补充，从而可以避免重要控制系统的意外停止。
在飞机100的飞行中，如果安装至发动机11L、11R的启动机/发电机141L、142L、141R、142R同时停止，或者发动机11L、11R停止，则RAT17在飞机100的外部展开，且如图12示意性地示出那样，起动RAT17的RAT发电机171。如上所述，RAT发电机171能够将电力供给至对飞机100安全飞行而言重要的（必需的）电力负载。在图12中，从RAT发电机171供给的电力由框箭头F5表示。
对飞机安全飞行而言必不可少的电力负载包括操纵面执行器151和与基本总线22L、22R连接的电力化装置。在这些构件中，操纵面执行器151是暂时需要较大的负荷量的电力负载15（电力化装置）。相比之下，RAT发电机171是紧急电源，因此具有比启动机/发电机141L、142L、141R、142R等小的发电容量。因此，在电力系统20L、20R中，在仅使用RAT发电机171作为交流电源的情况下，与使用其它交流电源的情况相比，更可能发生电压或频率（或电压和频率两者）的变化。这可能导致例如电力负载量暂时增加（过载）或产生再生电力的情况。
作为解决上述问题的方案，在本实施形态中，如图12中的双向框箭头R0所示，交流电稳定装置30L、30R以交流电稳定装置30L、30R使二次电池13L、13R吸收电压增加或供给电力以补充由电压减小导致的不足电力的方式执行稳定控制。因此，在RAT发电机171为交流电源的情况下，本实施形态的稳定系统可以更有效地稳定电力系统20L、20R。
具体地，如图12中的框箭头F5所示，电力从RAT发电机171通过第二初级交流电总线212L、212R供给至操纵面执行器151。即使由于操纵面执行器151而发生暂时的电力负载量增加或产生再生电力时，交流电稳定装置30L、30R也可以执行稳定控制从而抑制这样的电压变化（或频率变化）。
电源稳定控制部36使交流电稳定装置30L、30R中的电力转换器部（升压转换器332L、332R和第二PWM转换器254L、254R）能够将RAT发电机171的交流电转换为直流电。因此，如图12中的箭头F所示，该直流电可以供给至基本总线22L、22R。因此，在使用RAT发电机171作为交流电源的情况下，交流电稳定装置30L、30R可以不仅稳定电力系统20L、20R，而且作为用于将直流电供给至基本总线22L、22R的电力转换器。
此外，本实施形态的用于飞机的电力系统稳定系统与现有的一般电力系统相比具有提高冗余或提高电力的稳定化等的优点。具体地，如图16所示，现有的电力系统920L、920R基本上具有与本实施形态的图2的电力系统20L、20R相同的结构。二次电池913通过二次电池充电器924与左电力系统920L中的第一下级系统中的次级交流电总线23L连接。二次电池913与基本总线22L、22R连接。充电开关继电器288介于二次电池充电器924和二次电池913之间，而电池电源开关继电器289介于二次电池913和基本总线22L、22R之间。在图16中，为了便于说明，未示出与初级交流电总线212L、212R连接的操纵面执行器151。
APU启动二次电池922通过APU启动二次电池充电器925与右电力系统920R中的第一下级系统中的次级交流电总线23R连接。第二下级系统中的第二直流电总线242R通过升压器923与APU启动二次电池922连接。充电开关继电器288介于APU启动二次电池充电器925和APU启动二次电池922之间。
在下级系统中，不是PWM转换器253L、254L、253R、254R而是自动变压器-整流器（ATRU）255L、255R存在于初级交流电总线211L、212L、211R、212R和直流电总线241L、242L、241R、242R之间。ATRU255L、255R是用于将来自初级交流电总线211L、212L、211R、212R的交流电转换为向直流电总线241L、242L、241R、242R供给的直流电的整流器。
在该结构中，作为直流电源，需要两个电池、即作为基本总线22L、22R的直流电源的二次电池913、和仅为启动APU12而设置的APU启动二次电池922。此外，这些二次电池913、922不与本实施形态的交流电稳定装置30L、30R连接。因此，为了充电而需要使二次电池913、922与二次电池充电器924以及APU启动二次电池充电器925分别连接。此外，由于APU启动二次电池922为24VDC，因此需要通过使用升压器923使电力升压以启动APU12。
备用变压器/整流器926与连接至RAT发电机171的备用总线29连接。备用变压器/整流器926将来自RAT发电机171的交流电转换为直流电并将该直流电供给至基本总线22L、22R，且通过直流电源开关继电器285与基本总线22L、22R连接。
如上所述，在现有的电力系统920L、920R中，需要设置充电器924、925以分别对应于二次电池913、922（直流电源）。此外，为了启动APU，需要升压器923。此外，为了将备用电力从RAT发电机171供给至基本总线22L、22R，需要包含备用变压器/整流器926和直流电源开关继电器285的路径。在不从TRU251L、251R供给直流电的情况下，需要从二次电池913供给备用电力。为此，需要电池电源开关继电器289。因此，与本实施形态相比，电力系统中的构件（充电器、升压器、启动控制器等）的种类增加，从而使电力系统的结构更加复杂化，并可能增加重量和成本。
二次电池913的额定电压为24VDC，基本等于基本总线22L、22R的额定电压28VDC。因此，为了对二次电池913充电，需要专用充电器924。由于使用专用充电器924通过次级交流电总线23L对二次电池913充电，因此需要使电池电源开关继电器289介于二次电池913和基本总线22L、22R之间。因此，二次电池913不能总是与基本总线22L、22R连接。
在这样的结构中，在来自启动机/发电机141L、142L、141R、142R的电力供给在紧急情况下停止的情况下，尤其是在通过电池电源开关继电器289的切换而从二次电池13L、13R供给电力的情况下，会发生暂时的电力切断（瞬时切断）。由于电力的切断，与基本总线22L、22R连接的电力化装置暂时（在规定的时间内）停止。因此，为了避免该暂时停止，需要在这些电力化装置中包含紧急电源例如电池或电容器。
相比之下，从图16的结构和图2的结构之间的比较可以清楚地看出，本实施形态的电力系统20L、20R形成为二次电池13L、13R总是通过电压转换器262L、262R与基本总线22L、22R可连接的结构。因此，即使在切换为紧急电源的过程中也不会发生电力的切断。从而无需在与基本总线22L、22R连接的电力化装置中设置紧急电源。其结果是，不会发生电力化装置的重量增加，并提高可靠性。
在本实施形态中，如图2所示，左电力系统20L包括交流电稳定装置30L和二次电池13L，右电力系统20R包括交流电稳定装置30R和二次电池13R。因此，得到了使用直流电源启动APU12的双重系统，得到了为基本总线22L、22R作备用的双重直流电源。此外，在图2的示例中，四个下级系统中的每一个包括一个PWM转换器。因此，即使在下级系统中的任意一个中的PWM转换器发生故障时，也可以通过切换存在于第一直流电总线241L、241R和第二直流电总线242L、242R之间的直流总线开关继电器286来起动另一下级系统中的PWM转换器。这样，可以提高冗余。
在本实施形态中，不需要充电器924、925，也不需要APU启动控制器921和升压器923。来自RAT发电机171的备用电力的供给中不需要包含备用变压器/整流器926和直流电源开关继电器285的路径。不需要导致瞬时切断的电池电源开关继电器289。
在本实施形态中，相较于ATRU255L、255R，通过使用PWM转换器253L、254L、253R、254R，可以稳定直流电总线241L、242L、241R、242R中的电压。ATRU具有只能执行交流至直流的转换，且如果电力负载量增加则发生电压下降的缺点。另一方面，PWM转换器能够执行交流至直流的转换和直流至交流的转换这两者，并形成为对交流电的电压升压并供给具有恒定电压的直流电的结构。因此，在本实施形态中，可以稳定与PWM转换器连接的直流总线中的电压。此外，通过电源稳定装置将直流总线维持于恒定电压。
因此，可以将下游侧的马达控制器331、333的输入电压范围设置为较高。与现有的结构相比，这具有可以减小马达控制器331、333的尺寸的优点。
二次电池13L、13R具有足以吸收较大的电力负荷的额定电压，并形成为在电力系统20L、20R中通过电力转换器部（升压转换器332L、332R）向启动机/马达控制器333供给电力的结构。因此，具有较小值的电流足以启动APU12。因此，可以减少用于启动APU12的具有较大数量级的电流的电线。从而可以减小机身的重量。
[变形例]
虽然在本实施形态中，说明了将具有250V的额定电压的二次电池13L、13R作为直流电源，但是本发明不限于此。例如，直流电源也可以是具有相同额定电压的电容器，或者是电容器和二次电池的组合。作为电容器的示例，可以使用被称为超级电容器的具有高容量的双电层电容器。因此，在本实施形态中，直流电源不限于二次电池13L、13R，只要它们可以吸收来自电力负载15的电力即可。
在飞机的重量不过度增加的情况下可以将多个二次电池和/或电容器组合以形成直流电源。在直流电源为电容器的情况下，可以实现电力系统的稳定，但无法启动APU12。鉴于此，为了启动APU12，可以单独设置用于启动的直流电源。
虽然本实施形态的稳定系统合适地广泛用于MEA已发展的飞机100中，但是整个液压系统40和整个抽气系统50，或者它们中的大部分无需电力化。例如，当较大的电力负载15存在于电力系统20L、20R中时，更可能产生图10中的较大再生电力。这样的电力负载15包括操纵面执行器151、另一马达等。
尤其是，操纵面执行器151用于操作飞机100的操纵面，并根据飞机100的运动快速地运行。由于在飞机100的运动中更可能产生来自操纵面执行器151的较大再生电力，因此本发明的稳定系统可以合适地用于至少操纵面执行器151被电力化（电力驱动）的飞机100中。
虽然在本实施形态中，电力系统20L、20R中的每一个包括第一下级系统和第二下级系统，但是本发明不限于此。电力系统20L、20R中的每一个可以由三个或更多个电力系统构成。或者，电力系统20L、20R中的每一个可以形成为不包括下级系统的结构，而是每个电力系统20可以由单个系统构成。或者，在电力系统20L、20R中的每一个中的下级系统无需数量相等。
虽然在本实施形态中，交流电稳定装置30L、30R设置于第二下级系统中，但是本发明不限于此。交流电稳定装置30L、30R可以设置于第一下级系统中，或者设置于第一下级系统和第二下级系统这两者中。
在本发明的用于飞机的电力系统稳定系统中，如图13和图14所示，交流电稳定装置30L、30R可以形成为当在交流电源（第一启动机/发电机141L、141R、第二启动机/发电机142L、142R、第一APU启动机/发电机121、第二APU启动机/发电机122、或RAT发电机171）中发生过载时，从二次电池13L、13R向第二初级交流电总线212L、212R供给规定的负荷的结构。
以下说明例如在交流电源为VF发电机（VF-自适应型）的情况下能够从二次电池13L、13R供给规定的负荷的交流电稳定装置30L、30R。在该情况下，如图13所示，电源稳定控制部36主要包括与图6的参考电压调节电路的结构相似的参考电压调节电路。图13的参考电压调节电路在将过载补偿值Poverload输入至加法器365这一点上不同于图5的参考电压调节电路。过载补偿值Poverload是用于通过将规定的辅助电力（辅助负荷）从二次电池13L、13R供给至第二初级交流电总线212L、212R以减轻（或基本上删除）交流电源的过载的补偿值。
像在图6的参考电压调节电路中那样，在图13的参考电压调节电路中，减法器363产生减值VrefQ并将减值VrefQ输出至PWM转换器控制电路的比较器/控制器344，加法器365产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst并将参考电压指令值Vdc_ ref_ bst输出至升压转换器控制电路的第一减法器341（参见图5A）。如上所述，减法器363从系统电压目标值Vref和系统电压值Vgen产生减值VrefQ（系统电压目标值Vref和系统电压值Vgen之间的差值），并将减值VrefQ输出至比较器/控制器364以及PWM转换器控制电路。比较器/控制器364从减值VrefQ产生参考电压指令值的基准值并将基准值输出至加法器365。
来自比较器/控制器364的基准值、预设的参考电压的目标值Vdc_ ref、SOC补偿电路中产生的补偿电压值Vsoc_cmp输入至加法器365。除这些以外，预设的过载补偿值Poverload也输入至加法器365。加法器365将基准值、目标值Vdc_ ref、补偿电压值Vsoc_cmp和过载补偿值Poverload相加（求和），以产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst，并将参考电压指令值Vdc_ ref_ bst输出至升压转换器控制电路。
升压转换器控制电路基于参考电压指令值Vdc_ ref_ bst和测量电压值Vdcm产生输出电流指令值Idc_ ref，并将输出电流指令值Idc_ ref输出至升压转换器332L、332R。如上所述，升压转换器332L、332R与二次电池13L、13R连接，并对来自二次电池13L、13R的直流电的电压升压。如上所述，过载补偿值Poverload反映在输出电流指令值Idc_ ref中。因此，即使当在交流电源中发生过载时，也可以使针对过载的有效电力（规定的负荷）从二次电池13L、13R供给至第二初级交流电总线212L、212R。
在交流电源为CF发电机的情况下，如图14所示，包含于电源稳定控制部36中的参考电压调节电路具有与图7B的参考电压调节电路基本相同的结构。图14的参考电压调节电路在过载补偿值Poverload输出至加法器378这一点上不同于图7B的参考电压调节电路。像VF发电机的情况那样，在此不重复具体说明：图14的参考电压调节电路产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst，将参考电压指令值Vdc_ ref_ bst输出至PWM转换器控制电路，PWM转换器控制电路产生输出电流指令值Idc_ ref，将输出电流指令值Idc_ ref输出至升压转换器332L、332R，升压转换器332L、332R对二次电池13L、13R的直流电的电压升压（从二次电池13L、13R供给规定的负荷）。然而，与VF-自适应型不同地，图14的参考电压调节电路像图7B的参考电压调节电路那样，使用频率的减值（系统频率目标值Fref和系统频率Fgen之间的差值）产生参考电压指令值Vdc_ ref_ bst。
从本发明的用于飞机的电力系统稳定系统可知，用于控制升压转换器332L、332R的输出电流指令值Idc_ ref可以产生为反映过载补偿值Poverload的值。这样，即使在交流电源中发生过载时，也可以从二次电池13L、13R供给基于过载补偿值Poverload的有效电力。借助于此，可以有效地抑制或避免过载对电力系统20L、20R的影响，并减小交流电源的过载容量。
（实施形态2）
根据本发明的实施形态2的用于飞机的电力系统稳定系统除了以下结构以外具有与根据实施形态1的用于飞机的电力系统稳定系统相同的结构：如图15所示，二次电池13L、13R通过升压转换器332L、332R与第二直流电总线242L、242R双向连接（图13中的粗线箭头），同时保留ATRU255L、255R，而不是由PWM转换器替代现有的ATRU。
不是像实施形态1那样通过增加/减小第二初级交流电总线212L、212R中的电力来控制电力，而是直接控制通过ATRU255L、255R供给至第二直流电总线242L、242R的直流电，以间接控制第二初级交流电总线212L、212R中的电力。
具体地，电源稳定控制部36（参见图3和图4）监测第二初级交流电总线212L、212R中的电压或第二直流电总线242L、242R中的电压。如果电压高于预设范围，则电源稳定控制部36增大流至二次电池13L、13R的充电电流。从而可以增加通过ATRU255L、255R的第二初级交流电总线212L、212R中的电力负载量，并因此间接减小电压。
另一方面，如果第二初级交流电总线212L、212R中的电压或第二直流电总线242L、242R中的电压低于预设范围，则电源稳定控制部36增大从二次电池13L、13R流出的放电电流以增加供给至下游侧的马达控制器331、333的电力量。从而可以减小通过ATRU255L、255R的第二初级交流电总线212L、212R中的电力负载量，并因此间接增大电压。
根据本实施形态的结构，像实施形态1那样，无需在操纵面执行器151的控制器中设置电阻器以通过产热消耗再生电力，或者无需适应于最大负载地增加交流电源的发电容量。在紧急时电力供给停止的情况下，可以连续不断地从二次电池13L、13R供给电力。因此，可以在没有因继电器构件的切换导致的瞬时切断的情况下供给电力用于补充。
像实施形态1那样，左电力系统20L包括交流电稳定装置30L和二次电池13L，右电力系统20R包括交流电稳定装置30R和二次电池13R。因此，得到使用直流电源启动APU12的双重系统。二次电池13L、13R可以用作供给起动（启动）APU12的电力的电源装置，可以减少用于具有较大数量级的电流的电线。
设置于第二初级交流电总线212L、212R和第二直流电总线242L、242R之间的整流器不限于ATRU255L、255R，还可以是将交流电转换为直流电的公知的变压器/整流器。同样地，设置于基本总线22L、22R和启动机/发电机141L、142L、141R、142R之间的整流器不限于TRU251L、251R，还可以是将交流电转换为直流电的公知的变压器/整流器。
本发明不限于上述实施形态，在权利要求的范围内可以以各种方式变更。合适地组合实施形态中公开的技术手段所得到的实施形态和多个变形例包含于本发明的技术范围内。
由上述说明，本领域技术人员明了本发明的较多的改良和其他实施形态等。因此，上述说明仅作为例示解释，是以向本领域技术人员教导实施本发明的最优选的形态为目的提供。在不脱离本发明的精神的范围内，可以实质上变更其结构和/或功能的具体内容。
工业应用性
本发明可以适当地用于商用飞机的电力系统的稳定化领域，尤其是除电力系统以外的动力系统的至少一部分被电力化（电力驱动）的MEA领域。
符号说明
11L   左发动机
11R   右发动机
12   辅助动力装置（APU，动力供给装置）
13L、13R   二次电池（电源装置，直流电源）
15   电力负载
17   冲压空气涡轮（RAT）
20L   左电力系统
20R   右电力系统
22L、22R   基本总线
23L、23R   次级交流电源总线（次级交流电总线）
27L、27R   直流电源总线（直流电总线）
29   备用总线
30L、30R   交流电稳定装置
36   电源稳定控制部
100   飞机
121   第一APU启动机/发电机（电源装置，交流电源）
122   第二APU启动机/发电机（电源装置，交流电源）
141 L、141R   第一启动机/发电机（电源装置，交流电源）
142L、142R   第二启动机/发电机（电源装置，交流电源）
151   操纵面执行器（电力负载，电力化装置）
152   其它电力负载（液压系统、抽气系统）
171   RAT发电机（电源装置，交流电源）
211 L、211R   第一初级交流电源总线（第一初级交流电总线）
212L、212R   第二初级交流电源总线（第二初级交流电总线）
241L、241R   第一直流电源总线（第一直流电总线）
242L、242R   第二直流电源总线（第二直流电总线）
251L、251R   变压器/整流器（TRU）
253L、253R   第一PWM转换器（电力转换器部）
254L、254R   第二PWM转换器（电力转换器部）
255L、255R   自动变压器-整流器（ATRU，整流器，电力转换器部）
261 L、261R   变压器
262L、262R   电压转换器
281   初级电源继电器
282   次级电源继电器
283   启动开关继电器
331   马达控制器（电力化装置的控制器）
333   马达控制器（启动机/马达控制器）
332L、332R   升压转换器（电力转换器部）。

Claims (20)

1.一种用于飞机的电力系统稳定系统，至少具备：
包括作为电源装置的直流电源和交流电源、与所述交流电源连接的交流电源总线、与所述直流电源连接的直流电源总线、和用于将至少来自所述交流电源的交流电转换为直流电以将该直流电通过所述交流电源总线供给至所述直流电源总线的电力转换器部，且形成为将电力通过所述交流电源总线和所述直流电源总线供给至安装于飞机中的电力化装置的结构的电力系统；以及
用于稳定所述电源装置的电力输出的电源稳定装置；
所述直流电源形成为吸收来自所述电力化装置的再生电力并暂时向所述电力化装置供给电力的结构；
所述电源稳定装置包括用于控制所述电力转换器部中的电力的转换的电源稳定控制部；
所述电源稳定控制部使所述直流电源基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压而充电和放电以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力从而稳定所述电力系统。
2.根据权利要求1所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述飞机包括辅助动力装置（APU）和冲压空气涡轮（RAT）；
所述电力系统包括作为交流电源的、安装于所述辅助动力装置并形成为产生交流电的结构的APU启动机/发电机、安装于所述发动机的交流电发电机、和安装于所述冲压空气涡轮的RAT发电机；
所述电力系统包括作为直流电源的、二次电池和电容器中的至少一个；
所述直流电源和所述APU启动机/发电机各自与所述电源稳定装置连接；
所述交流电发电机和所述RAT发电机通过所述交流电源总线与所述电源稳定装置连接；
所述APU启动机/发电机通过所述交流电源总线与所述电源稳定装置连接。
3.根据权利要求2所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
为了起动处于停止状态中的所述辅助动力装置，所述电源稳定控制部使所述电力转换器部将来自所述直流电源的直流电升压并供给该直流电以起动所述APU启动机/发电机。
4.根据权利要求2所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
在所述直流电源处于可充电状态的情况下，所述电源稳定控制部使所述电力转换器部将来自所述交流电发电机或所述APU启动机/发电机的交流电转换为直流电，通过升压转换器将该直流电转换为适合于充电的电压，并将转换后的直流电供给至所述直流电源从而以该直流电对所述直流电源充电。
5.根据权利要求2所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电力系统包括：从所述交流电发电机通过所述交流电源总线供给有电力、并具有比所述直流电源低的额定电压的基本总线；以及介于所述基本总线和所述直流电源之间的电压转换器；所述直流电源总是通过所述电力转换器部与所述基本总线连接；在不从所述交流电发电机向所述基本总线供给交流电的情况下，不切断地向所述基本总线供给电力。
6.根据权利要求5所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
在所述交流电发电机停止，且所述RAT发电机向所述交流电源总线供给交流电的情况下，所述电源稳定控制部使所述电力转换器部将来自所述RAT发电机的交流电转换为直流电，并将该直流电供给至所述基本总线。
7.根据权利要求2所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
在所述电力系统中，单个发动机具有多个交流电发电机；
所述交流电发电机中的每个与包括所述交流电源总线、所述电力转换器部、和所述直流电源总线的系统结合，以构建多个下级系统中的对应的一个，所述多个下级系统分别对应于所述多个交流电发电机；
在所述多个下级系统中，所述交流电源总线相互连接，所述直流电源总线相互连接。
8.根据权利要求7所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
在包含于所述电力系统中的所述多个下级系统中，所述多个下级系统中的至少一个中的直流电源总线通过所述电力化装置的控制器与所述APU启动机/发电机连接。
9.根据权利要求1所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电力系统包括作为电力转换器部的用于执行交流电和直流电之间的相互转换的PWM转换器、和通过所述直流电源总线与所述PWM转换器连接的升压转换器；
所述电源稳定控制部使所述电力转换器部基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压使所述直流电源充电和放电，以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力。
10.根据权利要求9所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电源稳定控制部测量所述交流电源总线中的电压或频率，并确定所述交流电源总线中的电压或频率的测量值的一阶滞后值为控制中的目标值；
所述电源稳定控制部基于目标值和测量值之间的差值调节预设的所述升压转换器的参考电压指令值；
所述电源稳定控制部基于调节后的参考电压指令值和测量值之间的差值控制所述升压转换器的输出电流；
所述电源稳定控制部基于所述直流电源总线中的电压的测量值和预设的所述PWM转换器的参考电压值之间的差值控制所述PWM转换器中的有效电力和无效电力。
11.根据权利要求10所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电源稳定控制部将所述交流电源总线的电压或频率的目标值和测量值之间的差值与预设的比例常数相乘，以产生所述参考电压指令值的基准值，并
从所述直流电源的SOC的测量值和预设的SOC的目标值之间的差值产生补偿电压值；
所述电源稳定控制部将所述补偿电压值和预设的所述升压转换器的参考电压的目标值与所述基准值相加，以产生所述参考电压指令值的最终值；
所述电源稳定控制部基于所述参考电压指令值的最终值和测量值之间的差值控制所述升压转换器的输出电流。
12.根据权利要求11所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电源稳定控制部在所述参考电压指令值的基准值上加上所述补偿电压值、所述参考电压的目标值、以及预设为从所述直流电源向所述交流电源总线供给辅助电力的过载补偿值，以产生所述参考电压指令值的最终值。
13.根据权利要求9所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
在不从所述交流电发电机通过所述交流电源总线向所述电力化装置供给交流电的情况下，所述电源稳定控制部使所述电力转换器部将来自所述直流电源的直流电转换为交流电并在规定的时间段内将该交流电通过所述交流电源总线供给至所述电力化装置。
14.根据权利要求1所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电力系统包括作为所述电力转换器部的、设置于所述交流电源总线和所述直流电源总线之间以将交流电转换为直流电的整流器；以及与所述直流电源总线连接的升压转换器；
所述电源稳定控制部使所述直流电源基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压而充电和放电，以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力。
15.根据权利要求1所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
所述电源稳定控制部监测所述直流电源的荷电状态（SOC），并基于SOC的测量值和预设的充电率的目标值之间的差值补偿所述直流电源的充电/放电量。
16.根据权利要求9所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
当所述交流电源中产生的交流电具有可变频率时，
如果监测到电压增加，则所述电源稳定控制部使所述电力转换器部与电压增加成比例地对所述直流电源充电以使有效电力的输入增加，与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力，或者与电压增加成比例地对所述直流电源充电以使有效电力的输入增加并与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力；
当所述交流电源中产生的交流电具有可变频率时，
如果监测到电压减小，则所述电源稳定控制部使所述电力转换器部与电压减小成比例地从所述直流电源放电以使有效电力的输入减小，与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力，或者与电压减小成比例地从所述直流电源放电以使有效电力的输入减小并与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力。
17.根据权利要求9所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，
如果监测到频率增加，则所述电源稳定控制部使所述电力转换器部与频率增加成比例地对所述直流电源充电以使有效电力的输入增加；
当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，
如果监测到频率减小，则所述电源稳定控制部使所述电力转换器部与频率减小成比例地从所述直流电源放电以使有效电力的输入减小。
18.根据权利要求9所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，
如果监测到电压增加，则所述电源稳定控制部使所述电力转换器部与电压增加成比例地输入具有滞后功率因数的无效电力；
当所述交流电源中产生的交流电具有恒定频率时，
如果监测到电压减小，则所述电源稳定控制部使所述电力转换器部与电压减小成比例地输入具有超前功率因数的无效电力。
19.根据权利要求1所述的用于飞机的电力系统稳定系统，其特征在于，
在飞机中，至少液压系统或抽气系统为电力驱动；电力驱动的液压系统或抽气系统的控制器与所述直流电源总线连接。
20.一种稳定用于飞机的电力系统的方法，所述电力系统包括作为电源装置的直流电源和交流电源、与所述交流电源连接的交流电源总线、与所述直流电源连接的直流电源总线、和用于将至少来自所述交流电源的交流电转换为直流电以将该直流电通过所述交流电源总线供给至所述直流电源总线的电力转换器部，且形成为将电力通过所述交流电源总线和所述直流电源总线供给至安装于飞机中的电力化装置的结构，所述方法包括：
使用形成为吸收来自所述电力化装置的再生电力并暂时向所述电力化装置供给电力的结构的直流电源作为所述直流电源；以及
基于所述交流电源总线中的电压和所述直流电源总线中的电压使所述直流电源充电和放电，以稳定所述交流电源总线中的电力和所述直流电源总线中的电力，从而稳定所述电力系统。
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