[发明专利]用于飞机的电力系统稳定系统

说明书

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：