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1/31

US 2 0 1 4 0 0 3 2 0 0 2 A 1

( 1 9 )United S t a t e s( 1 2 )Patent Appl icat ion Publ ica t ion ( 1 0 )P u b .N o . :US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

IWASHIMA t a l . ( 4 3 )P u b . D a t e : Jan. 3 0 , 2 0 1 4

( 5 4 ) ELECTRIC SYSTEM STABILIZING SYSTEM P u b l i c a t i o n C l a s s i ? c a t i o nFOR AIRCRAFT

( 5 1 ) I n t .C l .( 7 5 ) I n v e n t o r s :A t s u s h iIWASHIMA, a m a g a t a - s h i G05B 1 3 / 0 2 ( 2 0 0 6 . 0 1 )

( J P ) ;K a z u s h i g eSUGIMOTO, ( 5 2 ) US, l ,Amagasaki -sh i ( J P ) ; Kazuya MATSUO, CPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . G05B 3/02 ( 2 0 1 3 . 0 1 )Kobe-shi ( J P ) ; J o s e p h 5 - BREIT, USPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 7 0 0 / 2 9 5B e l l e v u e ,WA U S ) ;F a r h a dNOZARI,W o o d i n v i l l e ,WA U ) ( 5 7 ) ABSTRACT

( 7 3 ) A s s i g n e e s ; THE BOEING COMPANY, h i c a g o , A n l e c t r i cs y s t e m o f a n a i r c r a f ti n c l u d e s a power t a b i l i z i n gI L ( U S ) ; KAWASAKI JUKOGYO d e v i c e c o n n e c t e dt o a p r i m a r yAC u s and a s e c o n d a r yb a tK BUSHIKI KAISHA, K o b e _ s h i( J P ) t e r y .The s e c o n d a r yb a t t e ry h a s a r a t ed v o l t a g e W h i c ha l l o W s

t h e s e c o n d a r yb a t t e r y t o a b s o r b r e g e n e r a t i v e poWer f r o m a( 2 1 ) A p p l , NO; 1 3 / 5 6 1 , 6 7 0 c o n t r o l s u r f a c e ac t u a t o r. Based on a v o l t a g e and f r e q u e n c y

i nt h ep r i m a r yA C u s ,c h a r g i n g / i s c h a r g i n go f h es e c o n d a r y( 2 2 ) F i l e d : J u l . 3 0 , 2 0 1 2 b a t t e r y i s c o n t r o l l e d t o s t a b i l i z et h e e l e c t r i cs y s t e m .

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2/31

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3/31

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 2 0 f 1 2

FRQM ELECTRIC SYSTEM

i f M A P U STARTENGCOMMAND' GENERA‘TIDR AC‘i ' IVATE-E)

STAGE r r r r r r r r r r r r r r rq

POWER TASEUZATEGN i

\ S TA R TCOMMAND 3 5 3 9 3 L 3 6 5 ?3 ? \ m9 / — -

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\ SECONDARY POWER i P R I M A R Y' B A 'P ' i 'ERY m3 STABELEZENG , m M: US}M O N E 'E 'O R IN G GGNTRGL MONITQRING

SESTIUN SECTION SECTION

. / J T \ 1 / ‘ § \ 1~._________________________________________________________ ._ S2 ____________________________________________________ .. “ 4 : . ,,,,,,,,, » i, ,,,,,,,,,,,,,,, ,.

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SEGGNDARY E PG‘??? i

5 SECTION 5I i r

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PRiMARYAs BUS

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APUSTARTER

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US 014 /0032002 A 1

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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 3 0 f 1 2 US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

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EEMB/EQ26KW

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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 5 0 f 1 2 US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

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7/31

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 6 0 f 1 2 US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

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8/31

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J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 8 0 f 1 2a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n US 014 /0032002 A 1

F i g “8 AAGTUAT- J R

MQTQR a» 5

\J \ \\

A PU 3 / S G L Q S Q R

/ \\ P O W E R I .S/G 5 A G BUS STAEELIZING

T/ < - - - - - -" - 1 Q‘ m; DEVICE ( i f ~ ~ ~ ~ ~m

L n J ) p ; F i_ > \ . I,’

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(GEN A CBUS s m a m z m c s\ B E V E C E\.

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“ “ “ “ “ “W ELECTRIC :22”

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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 9 0 f 1 2 US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

ACTUATQR

MOTC’R

R9AC PUWER

STABELEZENGD E V E C E

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F‘O WERLQAD _ l 7 ‘

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11/31

P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 1 0 0 f 1 2 US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

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US 014 /0032002 A 1a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 1 1 0 f 1 2

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P a t e n t A p p l i c a t i o n P u b l i c a t i o n J a n . 3 0 , 2014 S h e e t 1 2 0 f 1 2 US 2 0 1 4 / 0 0 3 2 0 0 2A 1

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US 2014 /0032002 A 1

ELECTRIC SYSTEM STABILIZING SYSTEMFOR AIRCRAFT

BACKGROUND OF THE INVENTION

[ 0 0 0 1 ] 1 . F i e l d o f t h e I n v e n t i o n[ 0 0 0 2 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n relates to an l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e m f o ra n a i r c r a f t .P a r t i c u l a r l y ,t h e p r e s e n ti n v e n t i o n relates t o a n e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n g s y s t e m f o ra n i r c r a f t ,Which s c a p a b l e o f s t a b i l i z i n g a n e l e c t r i cs y s t e mWhich n c l u d e s an AC oWer s u p p l y and a DC oWer s u p p l ya n d i s e l e c t r i c a l l yd r i v e n m a i n l yb y A C o We r.[ 0 0 0 3 ] 2 . D e s c r i p t i o n o f t h e R e l a t e d A r t[ 0 0 0 4 ] Ty p i c a l l y, a s poWer s y s t e m s f o r a n a i r c r a f t ,t h r e ek i n d s of s y s t e m s , Which a r e a h y d r a u l i c s y s t e m , a b r e e d a i rs y s t e m , and a n e l e c t r i c s y s t e m , a r e i n c o r p o r a t e d i n t o t h ea i r c r a f t .T h eh y d r a u l i c s y s t e m s e m p l o y e df o rth e o p e r a t i o no f l a n d i n gg e a r s , c o n t r o l s u r f a c e s , e t c .The r e e d i r s y s t e m se m p l o y e do rt h eo p e r a t i o n o f i r c o n d i t i o n i n gd e v i c e s ,p r e ss u r e ap p l ic a t io n d e v i c e s ,d e - i c i n g d e v i c e s ,a n d o t h e r s , i nt h e

i n t e r i o ro f h e i r c r a f t .The l e c t r i cs y s t e mi s employed o r t h eo p e r a t i o n o f l e c t r i cd e v i c e s and l e c t r o ni c d e v i c e s . I n r e c e n ty e a r s , t h e r e h a s been a t r e n d t h a t a t l e a s t a p o r t i o n of t h eh y d r a u l i c s y s t e m and a p o r t i o n o f t h e b r e e d a i r s y s t e m a r er e p l a c e d b y h ee l e c t r i cs y s t e mh a v i n g h i g h e r f ? c i e n c y .F o re x a m p l e , a s a c t u a t o r s ( i n c l u d i n g a n a c t u a t o r f o r c o n t r o l l i n gt h e c o n t r o l s u r f a c e ) mounted o t h e a i r c r a f t ,e l e c t r i c( e l e c t r ic a l l yd r i v e n a c t u a t o r sh a v e b e e n W i d e l yu sed , in s tead o fc o n v e n t i o n a lh y d r a u l i c ( h y d r a u l i c a l l yp o We r e d )a c t u a t o r s .The a i r c r a f ti n W h i c ht h e h y d r a u l i c s y s t e m , t h e b r e e d a i rs y s t e m , and t h e r s y s t e m a r e r e p l a c e d a s m u c h s p o s s i b l e byt h e e l e c t r i cs y s t e m , i s t y p i c a l l ynamed MEA m o r ee l e c t r i ca i r c r a f t ) .[ 0 0 0 5 ] I t i s k n o W n t h a t W i t h a p r o g r e s s of t h e MEA, ac h a n g e( ? u c t u a t i o n ) i na poWer u p p l yv o l t a g e t e n d s t oo c c u r,

a n d t h e e l e c t r i cs y s t e mt e n d s t o b e u n s t a b l e . F o r e x a m p l e ,i nt h e c a s e o f t h e e l e c t r i cac t u a t o r, g r e a t r e g e n e r a t i v e poWer sg e n e r a t e d i n a d r i v i n g m o t o r , a n d t h e r e b y a v o l t a g e i n t h ee l e c t r i cs y s t e mr i s e ss i g n i ? c a n t l y t e m p o r a r i l y ( f o ra c e r t a i nt i m e ) . I n a d d i t i o n , t h e e l e c t r i cpoWer s r e t u r n e d o a g e n e r a t o rp r o v i d e di na n e n g i n e , a n d t h e r e b y a n e n g i n e g e a rbox i g h tb e a d v e r s e l y a f f e c t e d d u e t o b a c k r u s h . O r , i f poWer l o a d ss u p p l i e d W i t h t h e e l e c t r i cpoWer f r o m t h e e l e c t r i cs y s t e m( d e v i c e s mounted n t h e a i r c r a f ta n d s u p p l i e d W i t h e l e c t r i cpoWer f r o mt h e e l e c t r i cs y s t e m ) i n c r e a s e t e m p o r a r i l y, a s i gn i ? c a n t v o l t a g edecrease ( d r o p )m i g h t b eg e n e r a t e d .[ 0 0 0 6 ] I t i s knoWn h a t i n t h e e l e c t r i cs y s t e m i n Which t h eMEA a s p r o g r e s s e d, v a r i o u sc o n ? g u r a t i o n sa re employed oa d d r e s s t h e a b o v es t a t e d v o l t a g e i n c r e a s e o r v o l t a g e d e c r e a s e( d r o p ) .F o r e x a m p l e ,i t i s knoWn h a tt o a d d r e s s r e g e n e r a t i v epoWer f ro m h e a c t u a t o r , a r e s i s t o r i s b u i l t i n t o a c o n t r o l l e r oft h e ac t u a t o r. I n a c c o r d a n c e W i t hh i sc o n ? g u r a t i o n ,t h e r e g e ne r a t i v e poWer f ro m a d r i v i n g motor s c o n v e r t e di n t o h e a t byt h e r e s i s t o ra n d c o n s u m e d ,W h i c hp r e v e n t s t h e r e g e n e r a t i v epoWer from e t u r n i n g t o t h e e l e c t r i cs y s t e m . I t i s a l s o knoWnt h a t t o a d d r e s s a v o l t a g e d e c r e a s e due o a temporary n c r e a s ei n poWer o ad s , an AC oWer e n e r a t o r h a v i n ga poWer gene r a t i o nc a p a c i t y made g r e a t e ra c c o r d i n g t o t h e v o l t a g ed e c r e a s e i s e m p l o y e d .[ 0 0 0 7 ] H o W e v e r ,i n t h e a b o v es t a t e dc o n v e n t i o n a lc o n ? g ur a t i o n s ,a We i g h t o ft h e a i r c r a f tm i g h tp r o b a b l yi n c r e a s e .F o re x a m p l e ,i n t h e f o r m e rc o n ? g u r a t i o n ,a l a rg e - s i z e d r e s i s t o ri sr e q u i r e d o a d e q u a t e l yconsume h e g r e a t r e g e n e r a t i v e p o We r .T h e r e f o r e , t h e s i ze o f t h e c o n t r o l l e r o f t h e a c t u a t o r i n c r e a s e sand e a t g e n e r a t e di n c r e a s e s , Which a u s e s a need o r a l a rg e

J a n .3 0 , 2 0 1 4

s i z e d h e a t r a d i a t o r .B e c a u s eo f i n c o r p o r a t i o n o f t h e l a r g es i z e d c o n t r o l l e r a n d t h e l a r g e - s i z e d h e a t r a d i a t o r i n t o t h ea i r c r a f t ,t h e We i g h t o f t h e a i r c r a f ti n c r e a s e s . I n t h e l a t t e rc o n ? g u r a t i o n , t h e s i z eo f t h e AC poWer g e n e r a t o r i n c r e a s e s

d u e t o t h e i n c r e a s e i n t h e poWer g e n e r a t i o n c a p a c i t y, a n dt h e r e f o r e ,t h e We i g h t o ft h e a i r c r a f ti n c r e a s e s .M o r e o v e r ,i nt h e f o r m e r c o n ? g u r a t i o n , a l t h o u g h t h e h e a t ra d i a t o r i s p r ov i d e d , u n n e c e s s a r yh e a t g e n e r a t i o n o c c u r s . T h e r e f o r e, i t i sr e q u i r e d t h a t t h e c o n t r o l l e r b e d e s i g n e d i n v i e Wo f a n i n ? ue n c e o f t h e h e a t g e n e r a t i o n .[ 0 0 0 8 ] A c c o r d i n g l y , f o re x a m p l e , P a t e n t Li t e ra t u re 1 : USP a t e n t P u b l i c a t i o n N O . 2 0 0 9 / 0 3 0 2 1 5 3 d i s c l o s e s an e l e c t r i cs y s t e m i n Which s u r p l u s e l e c t r i cpoWer s u c h as r e g e n e r a t i v epoWer s absorbed r d e ? c i e n t e l e c t r i c poWer due o a v o l t a g ed e c r e a s e i s m a d e p f o r ,by s i n g a DC oWer s u p p l y s u c hasa b a t t e r y and a c a p a c i t o r , i n a s m a l l - s i z e d a i r c r a f t .[ 0 0 0 9 ] A s shoWn i n F I G . 1 2 , i n a n e l e c t r i c s y s t e m o f at y p i c a l c o m m e r c i a la i r c r a f t ,AC poWer o f A C l l 5 V and ac o n s t a n t f r e q u e n c yof 0 0 z , o r AC oWer of AC230V ndv a r i a b l e f r e q u e n c y o f 3 6 0 t o 8 0 0 H z , i s m a i n l y u s e d . Byc o m p a r i s o n ,i n t h e e l e c t r i cs y s t e md i s c l o s e d i n P a t e n t L i t e r at u r e 1 , DC oWer f 2 7 0 V s m a i n l yu s e d a s r e p r e s e n t e d by ar e g e n e r a t i v e poWer ( l50~200 k W ) f an c t u a t o r o f a combatp l a n e a s a t y p i c a l e x a m p l e . A l t h o u g hP a t e n t L i t e r a t u r e 1d e s c r i b e s t h a t an a p p l i c a t i o n to AC poWer of 11 5 V m a y bemade u t d o e s n o t e x p l i c i t l yd i s c l o s e a s p e c i ? c c o n ? g u r a t i o no f t h i s .T h e r e f o r e , t h e e l e c t r i cs y s t e m d i s c l o s e d i n P a t e n tL i t e r a t u r e 1 i n t e n d e d f o r an e l e c t r i c s y s t e m Which s e l e c t r ic a l l yd r i v e n m a i n l yb y DC a n n o t b e a p p l i e d W i t h o u tsomem o d i ? c a t i o nt o a n e l e c t r i c s y s t e mWhich s e l ec t r i ca l l y d r i v e nm a i n l yb y A C .

SUMMARY OF THE INVENTION

[ 0 0 1 0 ] The p r e s e n t i n v e n t i o n h a s b e e n d e v e l o p e dt o s o l v e

t h e a b o v e d e s c r ib e d p r o b l e m s ,a n d a n o b j e c t o f t h e p r e s e n ti n v e n t i o n i s t o p r o v i d e a n e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e mf o r a n a i r c r a f t ,Which s c a p a b l e o f f a v o r a b l y s t a b i l i z i n ga ne l e c t r i cs y s t e m W h i l e a v o i d i n ga We i g h ti n c r e a s e , i n a n a i rc r a f ti n c l u d i n gt h e e l e c t r i cs y s t e mW h i c hs e l e c t r i c a l l yd r i v e nm a i n l yb y A C o We r.[ 0 0 11 ] T o s o l v e t h e a b o v es t a t ed p r o b l e m s , a c c o r d i n go t h ep r e s e n t i n v e n t i o n , t h e re i s p r o v i d e da n e l e c t r i cs y s t e m s t a b il i z i n gs y s t e m f o r a i r c r a f t ,c o m p r i s i n ga t l e a s t :a n e l e c t r i cs y s t e mi n c l u d i n ga DC oWer u p p l ya n da nAC poWer u p p l ya s an e l e c t r i c poWer s u p p l y d e v i c e , and an AC o Wer s u p p l yb u s c o n n e c t edt o t h e AC poWer s u p p l y , t h e e l e c t r i cs y s t e mb e i n g con?gured t o s u p p l y elect r i c poWer to a t l eas t onee l e c t r i c d e v i c e mounted n t h e a i r c r a f t ;and a poWer t a b i l i zi n g d e v i c e c o n n e c t e dt o t h e AC oWer s u p p l y b u s and o t h eDC oWer s u p p l y , t o s t a b i l i z e an u t p u t o f t h e e l e c t r i c poWers u p p l yd e v i c e ; W h e r e i nt h e DC o W e rs u p p l yi s c o n ? g u r e doa b s o r b r e g e n e r a t i v e poWer from h e e l e c t r i cd e v i c e and r a ns i e n t l ys u p p l ye l e c t r i cpoWer o t h e e l e c t r i cd e v i c e ; t h e poWers t a b i l i z i n g d e v i c e i n c l u d e s : a poWer o n v e r t e r s e c t i o n i n c l u di n g a PWM P u l s eWidth o d u l a t i o n ) c o n v e r t e r ; a n d a poWers t a b i l i z i n gc o n t r o l s e c t i o n f o r c o n t r o l l i n g t h e poWer o n v e r t e rs e c t i o n ; a n d t h e poWer t a b i l i z i n g c o n t r o l s e c t i o n m o n i t o r sa tl e a s t one of change n a v o l t a g e and change n a f r e q u e n c yi n t h e AC oWer s u p p l y b u s , a n d c o n t r o l s c h a r g i n ga n d d i sc h a r g i n go f t h e DC oWer s u p p l y a c c o r d i n g to a r e su l t o f t h em o n i t o r i n g ,t o s t a b i l i z et h e e l e c t r i cs y s t e m .[ 0 0 1 2 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e a i r c r a f t m ay n c l u d ean u x i l i a r y poWer n i t (APU) andr a m i r t u r b i n e ( R A T ) ;t h e e l e c t r i c system m a y n c l u d e a s t h e

8/15/2019 Us 20140032002

15/31

US 2014 /0032002 A 1

AC ower s u p p l y : a n APU t a r t e r /g e n e r a t o r mounted t o t h ea u x i l i a r y power n i t and con?gured o g e n e r a t eAC o We r ;a nAC oWer e n e r a t o r mounted o t h e e n g i n e ; and RAT ene r a t o r mo u n ted o t h e r a m ir t u r b i n e ; t h e e l e c t r i c system m a y

i n c l u d e a s t h e DC oWer s u p p l y , a t l e a s t one of secondaryb a t t e r y a n d a c a p a c i t o r ; t h e DC poWer s u p p l y a n d t h e APUs t a r t e r /g e n e r a t o r m ay be e a c h c o n n e c t e dto t h e poWer s t a b il i Z i n gd e v i c e ; t h e AC oWer e n e r a t o r a n d t h e R AT e n e r a t o rm a y be c o n n e c t e dto t h e poWer t a b i l i z i n g d e v i c e v i a t h e ACpoWer s u p p l y b u s ; a n d t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r may b ec o n n e c t e dt o t h e poWer s t a b i l i Z i n g d e v i c e v i a t h e AC poWers u p p l yb u s .[ 0 0 1 3 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e e l e c t r i cs y s t e m m a y i n c l u d e a poWer s u p p l y r e l a y v i aWhich h e poWer o n v e r t e r s e c t i o n i s connected o t h e a u x i li a r y poWer n i t o r t o t h e AC poWer g e n e r a t o r ; Wherein i n as t a t ei n Which h e a u x i l i a r y poWer n i t i s d e a c t i v a t e d and h epoWer c o n v e r t e r s e c t i o n i s connected t o t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r b y s Wi t c h i n go f h ep o We rs u p p l yr e l a y ,t h ep o We rs t a b i l i Z i n g c o n t r o l s e c t i o n

m a y c a u s et h e

p o Werc o n v e r t e r

s e c t i o n t o c o n v e r t t h e DC oWer f r om t h e DC oWer s u p p l yi n t o t h e AC poWer and s u p p l y t h e AC poWer t o t h e APUs t a r t e r /g e n e r a t o r , t o s t a r tt h e a u x i l i a r y poWer n i t .[ 0 0 1 4 ] In t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e e l e c t r i cs y s t e m m a y i n c l u d e a poWer s u p p l y r e l a y v i aWhich t h e poWer c o n v e r t e r s e c t i o n i s connected t o t h e APUs t a r t e r / e n e r a t o r o r t o t h e AC oWer e n e r a t o r ; Wherein i n as t a t ei n Which t h e DC poWer s u p p l y i s i n a c h a r g e a b l e s t a t eand h e poWer o n v e r t e r s e c t i o n i s c o n n e c t e dt o t h e AC oWerg e n e r a t o r o r t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r by s W i t c h i n go f t h ep o W e rs u p p l yr e l a y ,t h e p o W e r t a b i l i Z i n gc o n t r o l s e c t i o n maycause t h e p o We r c o n v e r t e r se c t i o n t o c o n v e r t t h e AC p o We rf ro m t h e AC poWer g e n e r a t o r o r t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o ri n t o t h e DC oWer and u p p l y t h e DC oWer o t h e DC oWers u p p l y ,t o c h a r g e t h e DC o W e rs u p p l y.[ 0 0 1 5 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e a t l e a s t one e l e c t r i c d e v i c e may be connected t o t h e ACpoWer s u p p l y b u s , i n a s t a t e i n Which t h e AC poWer s n o ts u p p l i e d from t h e AC oWer e n e r a t o r t o t h e e l e c t r i cd e v i c ev i a t h e AC poWer s u p p l y b u s , t h e poWer t a b i l i Z i n gc o n t r o ls e c t i o n may ause t h e p o We r o n v e r t e r s e c t i o n t o c o n v e r t t h eDC oWer f ro m h e DC oWer s u p p l y i n t o t h e AC oWer ands u p p l y t h e AC oWer o t h e e l e c t r i c d e v i c e v i a t h e AC oWers u p p l y b u s f o ra s p e c i ? e d t i m e p e r i o d .[ 0 0 1 6 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e e l e c t r i cs y s t e m m ay i n c l u d e : an es s en t i a l b u s s u p p l i e dW i t helect r i c poWer from h e AC oWer e n e r a t o r v i a t h e ACpoWer s u p p l y b u s a n d h a v i n ga l o We r ra t e d v o l t a g e t h a n t h eDC poWer s u p p l y ; a n d a v o l t a g e c o n v e r t e r i n t e r p o s e dbetWeen h e e s se n t i a l b u s a n d t h e DC oWer s u p p l y ; W h e r e i nt h e DC oWer s u p p l y m a y be a l Wa y s c o n n e c t e dto t h e e s s e nt i a lbus i a t h e poWer o n v e r t e r s e c t i o n ; and Wherein n a s ta tei n Which t h e AC poWer s n o t s u p p l i e d from t h e AC poWerg e n e r a t o r t o t h e e s se n t i a l b u s , t h e e l e c t r i cpoWer m a y b es u p p l i e d t o t h e e s se n t i a l b u s W i t h o u tc u t - o f f .[ 0 0 1 7 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,i n a s ta te i n Which h e AC oWer e n e r a t o r i s d e a c t i v a t e d andt h e AC oWer s s u p p l i e d from t h e RAT e n e r a t o r t o t h e ACp o W e rs u p p l yb u s , t h e p o W e rs t a b i l i Z i n gc o n t r o l s e c t i o n maycause t h e p o We r c o n v e r t e r s e c t i o n t o c o n v e r t t h e AC p o We rf rom h e RAT e n e r a t o r t o t h e DC oWer and s u p p l y t h e DCpoWer o t h e e s s e n t i a l b u s .

[ 0 0 1 8 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e a i r c r a f t m a y n c l u d e one a u x i l i a r y poWer n i t and t l e a s t

J a n .3 0 , 2 0 1 4

o n e e n g i n e p r o v i d e d W i t ht h e AC oWer e n e r a t o r , a t e a c h o fr i g h t a n d e f ts i d e s ;t h e AC oWer u p p l yb u s m a y n c l u d ea nAC oWer s u p p l y b u s p r o v i d e da t t h e l e f ts i d e a n d c o n n e c t e dt o t h e AC oWer e n e r a t o r p r o v i d e d t t h e l e f ts i d e ,and a n A C

poWer s u p p l y b u s p r o v i d e da t t h e r i g h ts i d e a n d c o n n e c t e dt ot h e AC oWer e n e r a t o r p r o v i d e d t t h e i g h ts i d e ;W h e r e i nt h ee l e c t r i c sys tem m y n c l u d e tWo l e c t r i c systems Which r e : al e f te l e c t r i cs y s t e m i n c l u d i n g t h e AC poWer g e n e r a t o r p r ov i d e d t t h e e f ts i d e ,t h e AC oWer u p p l y b u sp r o v i d e d t t h el e f ts i d e ,t h e DC o W e rs u p p l y ,t h e p o W e rs t a b i l i Z i n gd e v i c e ,a n d t h e e s s e n t i a lb u s ; a n d a i g h te l e c t r i cs y s t e mi n c l u d i n gt h eAC oWer e n e r a t o r p r o v i d e d t t h e r i g h ts i d e ,t h e AC oWers u p p l y b u s p r o v i d e da t th e r i g h ts i d e ,th e DC o W e rs u p p l y ,t h e poWer t a b i l i Z i n gd e v i c e , a n d t h e e s s e n t i a lb u s ; a n d t h er i g h t a n d l e f tAC poWer s u p p l y b u s e s m a y b e c o n n e c t e d t oe a c h o t h e r v i a a poWer s u p p l y r e l a y ,t h e r i g h t a n d l e f tACpoWer s u p p l y b u s e s m a y b e c o n n e c t e dt o t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r v i a p o W e rs u p p l y r e l a y s ;a n d t h e r i g h ta n d l e f te s s e n t i a l b u s e s may be connected to each o t h e r v i a a poWers u p p l yr e l a y .[ 0 0 1 9 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e poWer t a b i l i Z i n g c o n t r o l s e c t i o n may e a su re t l e a s t oneo f t h e v o l t a g e a n d t h e f r e q u e n c yi n t h e AC oWer s u p p l y b u sand d e t e r m i n e s t h a t a ? r s t - o r d e r l a g v a l u e of measur emen tv a l u e o f t l e a s t one f h e v o l t a g eand h e f r e q u e n c y s a t a rg e tv a l u e i n c o n t r o l ; a n d t h e poWer s t a b i l i Z i n gc o n t r o l s e c t i o nmay o n t r o l c h a r g i n ga n d d i s c h a r g i n g o f t h e DC oWer s u pp l y based on a d e v i a t i o n betWeen t h e t a rg e t v a l u e and t h emeasur emen t a l u e .

[ 0 0 2 0 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e poWer s t a b i l i Z i n g c o n t r o l s e c t i o n m a y m o n i t o r s t a t eo fc h a r g e (SOC) o f t h e DC poWer s u p p l y a n d may m ak e co mp e n s a t i o nf o r a c h a r g i n g / i s c h a r g i n gamount f h e DC oWersupply based on d e v i a t i o nbetWeen me a su re me n t value of

t h e SOC and a p r e s e t t a r g e t v a l u e o f a c h a r g i n gr a t e .[ 0 0 2 1 ] I n th e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,W h e n h e AC oWer e n e r a t e d i n t h e AC oWer s u p p l y h a s av a r i a b l e f r e q u e n c y,t h e poWer t a b i l i Z i n gc o n t r o l s e c t i o n mayc a u s e t h e poWer c o n v e r t e r s e c t i o n t o c h a r g e t h e DC poWers u p p l y W i t h a c t i v e poWer i n p r o p o r t i o n to a n i n c r e a s e i n t h ev o l t a g e , t o o u t p u t r e a c t i v e poWer i t h a l e a d i n g poWer a c t o ri n p r o p o r t i o n t o t h e i n c r e a s e i n t h e v o l t a g e , o r t o c h a r g e t h eDC oWer s u p p l y W i t h t h e a c t i v e poWer n p r o p o r t i o n to t h ei n c r e a s e i n t h e v o l t a g e and u t p u t t h e r e a c t i v e poWer i t h t h el e a d i n g poWer f a c t o r i n p r o p o r t i o n t o t h e i n c r e a s e i n t h ev o l t a g e ,i f t h e i n c r e a s e i n t h e v o l t a g e i s m o n i t o r e d ; a n dWherein h e poWer s t a b i l i Z i n g c o n t r o l s e c t i o n m a y c a u s e t h epoWer c o n v e r t e r s e c t i o n t o d i s c h a r g e t h e a c t i v e poWer f ro mt h e DC oWer s u p p l y i n p r o p o r t i o n to a d e c r e a s e i n t h e v o l t

a g e , t o o u t p u t t h e r e a c t i v e poWer i t h a l a g g i n gpoWer a c t o ri n p r o p o r t i o n o t h e d e c r e a s e i n t h e v o l t a g e , o r o d i s c h a r g e t h ea c t i v e poWer f rom h e DC oWer s u p p l y i n p r o p o r t i o n t o t h ed e c r e a s e i n t h e v o l t a g e and u t p u t t h e r e a c t i v e poWer i t h t h el a g g i n g poWer f a c t o r i n p r o p o r t i o n t o t h e d e c r e a s e i n t h ev o l t a g e , i f t h e d e c r e a s e i n t h e v o l t a g e i s m o n i t o r e d .

[ 0 0 2 2 ] I n th e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i Z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,W h e n h e AC oWer e n e r a t e d i n t h e AC oWer s u p p l y h a s ac o n s t a n t f r e q u e n c y ;t h e poWer t a b i l i Z i n gc o n t r o l s e c t i o n m a yc a u s e t h e poWer c o n v e r t e r s e c t i o n t o c h a r g e t h e DC poWers u p p l y W i t h a c t i v e p o We r , i n p r o p o r t i o n t o an i n c r e a s e i n t h ef r e q u e n c yi f t h e i n c r e a s e i n t h e f r e q u e n c yi s m o n i t o r e d ;a n dWherein t h e poWer s t a b i l i Z i n g c o n t r o l s e c t i o n c a u s e s t h epoWer c o n v e r t e r s e c t i o n t o d i s c h a r g e t h e a c t i v e poWer f ro m

8/15/2019 Us 20140032002

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US 2014 /0032002 A l

t h e DC power s u p p l y i n p r o p o r t i o n t o t h e d e c r e a s e i n t h ef r e q u e n c yi f a d e c r e a s e i n t h e f r e q u e n c yi s m o n i t o r e d .[ 0 0 2 3 ] I n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,W h e n h e AC oWer e n e r a t e d i n t h e AC oWer s u p p l y h a s a

c o n s t a n t f r e q u e n c y , t h e poWer t a b i l i z i n gc o n t r o l s e c t i o n maycause h e poWer o n v e r t e r s e c t i o n t o o u t p u t r e a c t i v e poWer ofa l e a d i n g poWer f a c t o r i n p r o p o r t i o n t o an i n c r e a s e i n t h ev o l t a g e i f t h e i n c r e a s e i n t h e v o l t a g e i s m o n i t o r e d ; a n d t h epoWer s t a b i l i z i n g c o n t r o l s e c t i o n may cause t h e poWer conv e r t e r s e c t i o n t o o u t p u t r e a c t i v e p o Wer of a l a g g i n g poWerf a c t o r i n p r o p o r t i o nt o a d e c r e a s e i n t h e v o l t a g e i f t h e d e c r e a s ei n t h e v o l t a g e i s m o n i t o r e d .[ 0 0 2 4 ] In t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,t h e e l e c t r i c d e v i c em a y be an c t u a t o r f o r c o n t r o l l i n g a c o n t r o ls u r f a c e .

[ 0 0 2 5 ] T h e e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e mf o ra i r c r a f t ,i n t h e a i r c r a f t ,a t l e a s t e i t h e r a h y d r a u l i c system r a b r e e d a i rs y s t e m may b e e l e c t r i c a l l yd r i v e n ;t h e e l e c t r i cs y s t e m mayi n c l u d e a DC oWer s u p p l y bus connected t o a c o n t r o l l e r oft h e elect r i c d e v i c e ; and c o n t r o l l e r o f h e h y d r a u l i c s y s t e mo rb r e e d a i rs y s t e mWhich s e l e c t r i c a l l yd r i v e n , i s c o n n e c t e dt ot h e DC oWer s u p p l y b u s .[ 0 0 2 6 ] T o s o l v e t h e a b o v es t a t ed p r o b l e m s , a c c o r d i n go t h ep r e s e n t i n v e n t i o n , t h e r e i s p r o v i d e da method f s t a b i l i z i n g a ne l e c t r i cs y s t e mf o r i r c r a f t ,t h e e l e c t r i cs y s t e m i n c l u d i n ga DCpoWer s u p p l y and an AC o Wer s u p p l y a s an e l e c t r i c poWers u p p l y d e v i c e , a n d a n AC oWer s u p p l y b u sc o n n e c t e dt o t h eAC o W e r s u p p l y, t h e e l e c t r i cs y s t e m b e i n g c o n ? g u r e dt os u p p l y e l e c t r i c poWer o a t l e a s t one e l e c t r i c d e v i c e mo u n tedi n t h e i r c r a f t ;t h e method o m p r i s i n g : u s i n gas t h e DC oWers u p p l y, a DC oWer u p p l yc o n ? g u r e do a b s o r br e g e n e r a t i v epoWer r o mt h e e l e c t r i cd e v i c e a n d t r a n s i e n t l y s u p p l ye l e c t r i cpoWer o t h e e l e c t r i c d e v i c e ; and o n i t o r i n g a t le a s t one o f ac h a n g e i n a v o l t a g e and a c h a n g e i n a f r e q u e n c yi n t h e ACp o We rs u p p l yb u s a n d o n t r o l l i n gc h a r g i n ga n dd i s c h a r g i n go ft h e DC poWer s u p p l y based on a r e s u l t o f t h e m o n i t o r i n g ,t h e r e b y s t a b i l i z i n gt h ee l e c t r i cs y s t e m .[ 0 0 2 7 ] The a b o v e a n df u r t h e r o b j e c t s ,f e a t u r e s a n d a d v a nt a g e s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n Wi l l more f u l l yb e a p p a r e n tf r o mth e f o l l o Wi n gd e t a i l e dd esc r ip t io n o f p re fe r red e m b o d im e n t s W i t h r e f e r e n c e t o a c c o m p a n y i n gd r a W i n g s .

B R I E F DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[ 0 0 2 8 ] F I G . 1 i s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a m shoWing ane x e m p l a r yc o n ? g u r a t i o n o fa n l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gsy st em o r an i r c r a f t a c c o r d i n gt o an emb o d imen t of h e p r e s e n ti n v e n t i o n .

[ 0 0 2 9 ] F I G . 2 i s a b l o c k d i a g r a m s h o W i n ga n e x e m p l a r ys c h e m a t i c c o n ? g u r a t i o no f a n AC oWer t a b i l i z i n g d e v i c e i nt h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e m f o r t h e a i r c r a f to f F I G .1 .[ 0 0 3 0 ] F I G . 3 i s a s c h e m a t i cb l o c k d i a g r a m s h o W i n gmainc o m p o n e n t si n t h e e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e mf o rt h ea i r c r a f t of I G . 1 and shoWing an exemplary s ta te i n Which anAPU s s t a r t e d by h e AC oWer t a b i l i z i n g d e v i c e o f F I G . 2 .[ 0 0 3 1 ] F I G . 4 i s a s c h e m a t i cb l o c k d i a g r a ms h o W i n gm a j o rc o m p o n e n t si n t h e e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e mf o rt h ea i r c r a f to f F I G . 2 and shoWing an e x e m p l a r ys t a t ei n Whichc h a r g i n ga n d d i s c h a r g i n go f a s e c o n d a r yba t t e r y i s c o n t r o l l e dby t h e AC oWer t a b i l i z i n gd e v i c e o f F I G . 2 .[ 0 0 3 2 ] F I G . 5A s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a m shoWing ane x e m p l a r yc h a r g i n g / d i s c h a r g i n gc o n t r o l c i r c u i ti n c l u d e d i n apoWer t a b i l i z i n gc o n t r o l s e c t i o n i n t h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b il i z i n g s y s t e m f o r t h e a i r c r a f to f F I G . 2 , and F I G . 5 B i s a

J a n .3 0 , 2 0 1 4

s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a m s h o W i n g a n e x e m p l a rySOC c o mp e n s a t i o n c i r c u i ti n c l u d e d i n t h e poWer s t a b i l i z i n gc o n t r o ls ec t i o n .

[ 0 0 3 3 ] F I G . 6 i s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a m s h o W i n g

a n o t h e r e x a m p l eo f t h e c h a r g i n g / d i s c h a r g i n gc o n t r o l c i r c u i ti n c l u d e d i n t h e poWer s t a b i l i z i n g c o n t r o l s e c t i o n i n t h e e l e ct r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e m f o r t h e a i r c r a f to f F I G . 2 .[ 0 0 3 4 ] F I G . 7 i s a s c h e m a t i cvieW shoWing a n e x e m p l a r ys t a t et r a n s i t i o n u n d e r c o n t r o l p e r f o r m e dby t h e AC poWers t a b i l i z i n gd e v i c e i nt h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e mf o rt h e a i r c r a f t o f F I G . 1 .[ 0 0 3 5 ] F I G . 8A s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a mshoWing as t a t ei n Which l e c t r i cpoWer s s u p p l i e d f r o m t h e s e c o n d a r yb a t t e r y ( DC poWer s u p p l y ) When a n a u x i l i a r y p o W e ru n i t i ss t a r t e d ,i n t h e e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e m f o rt h e a i rc r a f to f F I G . 1 , and F I G . 8 B i s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a mshoWing a s t a t ei n Which l ect r i c poWer s s u p p l i e d f ro m h eAC oWer e n e r a t o r (AC poWer s u p p l y ) i n a n o r m a ls t a t e ,i nt h e e l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e mf o r t h e a i r c r a f to f F I G .1 .[ 0 0 3 6 ] F I G . 9 i s a s c h e m a t i cb l o c kdiagram shoWing s t a t ei n Which r e g e n e r a t i v e poWer g e n e r a t e d i n a n a c t u a t o r i sa b s o r b e d and d e ? c i e n t e l e c t r i c poWer due t o a v o l t a g ed e c r e a s e ( d r o p ) i s made u p f o r ,i n t h e e l e c t r i cs y s t e m s t a b il i z i n gs y s t e m f o r t h e a i r c r a f to f F I G . 1 .[ 0 0 3 7 ] F I G . 1 0 i s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a m shoWing as t a t ei n Which l e c t r i cpoWer s s u p p l i e d f r o m t h e s e c o n d a r yb a t t e r y ( D C poWer s u p p l y ) t o an a c t u a t o r and o an es s en t i a lb u s i n a case W h e r e a s i t u a t i o n i n Wh i c h no e l e c t r i c p o We r sn o t s u p p l i e d f r o mt h e AC o W e rg e n e r a t o r (AC o W e rs u p p l y )o c c u r s , i n t h e e l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e m f o r t h e a i rc r a f t of I G . 1 .[ 0 0 3 8 ] F I G . 1 1 i s a s c h e m a t i c b l o c k d i a g r a m shoWing as ta te i n Which l e c t r i c poWer s s u p p l i e d f r om r a m i r t u r b i n eg e n e r a t o r t o t h e a c t u a t o r and o t h e es s en t i a l b u s , i n t h e e l e c

t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e m f o r t h e a i r c r a f to f F I G . 1 .[ 0 0 3 9 ] F I G . 1 2 i s a s c h e m a t i cb l o c k d i a g r a mshoWing a ne x e m p l a r yc o n ? g u r a t i o no f a c o n v e n t i o n a lg e n e r a l e l e c t r i csystem f o r an i r c r a f t .

DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERREDEMBODIMENTS

[ 0 0 4 0 ] H e r e i n a f t e r ,prefe r red e m b o d i m e n t so f t h epresen ti n v e n t i o n Wi l l b e d e s c r i b e d W i t h r e f e r e n c e t o t h e d r a W i n g s .T h r o u g h o u tt h e d r a W i n g s ,t h e same r c o r r e s p o n d i n gcompon e n t s a r e d e s i g n a t e d by h e same e f e r e n c e numerals and i l ln o t b e d e s c r i b e d i n r e p e t i t i o n .[ 0 0 4 1 ] [ O v e r a l lC o n ? g u r a t i o no f l e c t r i cS y s t e mS t a b i l i zi n gS y s t e mf o rA i r c r a f t ][ 0 0 4 2 ] F i r s to f l l , a n e x e m p l a r yo v e r a l l c o n ? g u r a t i o no f a ne l e c t r i cs y s t e m s t a b i l i z i n gs y s t e mf o r a n i r c r a f ta c c o r d i n gt oEmbod imen t l o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n Wi l l b e d e s c r i b e ds p e c i ? c a l l y W i t h r e f e r e n c e t o F I G . 1 .[ 0 0 4 3 ] The l e c t r i cs y s t e ms t a b i l i z i n gs y s t e mf o r t h e a i rc r a f ta c c o r d i n g t o t h e p r e s e n t e m b o d i m e n ti s i n c o r p o r a t e di n t o t h e a i r c r a f ti n c l u d i n ge l e c t r i cs y s t e m s Which r e e l e c t r ic a l l yd r i v e n m a i n l yb y A C . T h e a i r c r a f tmay b e c o n ? g u r e ds u c h t h a t t h e e l e c t r i c s y s t e mWhich s one f poWer y s t e m si se l ec t r i ca l l y d r i v e nm a i n l yby AC r t l e a s t one f a h y d r a u l i cs y s t e ma n d a b r e e d i r s y s t e m s e l e c t r i c a l l yd r i v e n m a i n l yb yAC n a d d i t i o n to t h e e l e c t r i c s y s t e m .[ 0 0 4 4 ] O r, t h e a i r c r a f to f t h e p r e s e n t embodiment may ec o n ? g u r e ds u c h t h a to n l y a p o r t i o n o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m ,o n l y a p o r t i o n o f t h e b r e e d i r s y s t e m , o r o n l y a p o r t i o n o f h e

8/15/2019 Us 20140032002

17/31

8/15/2019 Us 20140032002

18/31

US 2014 /0032002 A 1

c a l one i s d e p i c t e d a s t h e c o n t r o l s u r f a c e a c t u a t o r 15 ( a n dc o n t r o l s u r f a c e a c t u a t o r motor 1 5 1 ) .

[ 0 0 5 9 ] As shoWn n F I G . 1 , t h e c o n ? g u r a t i o n o ft h e r i g h te l e c t r i c system 2 0 R s t h e same a s t h e above s t a t ed con?gu

ra t i o n o f h e e f te l e c t r i cs y s t e m 2 0 L . T h a t s , t h e i g h te l e c t r i cs y s t e m2 0 R n c l u d e st h e AC oWer e n e r a t o r 14R (AC poWers u p p l y ) a n d t h e s e c o n d a r yb a t t e r y13R (DC o W e rs u p p l y )a st h e poWer s u p p l y d e v i c e s a n d s h a r e s t h e APU t a r t e r / g e n e r at o r 124 and t h e RAT g e n e r a t o r 1 7 1 W i t h t h e l e f t e l e c t r i cs y s t e m2 0 L . The i g h t e l e c t r i cs y s t e m2 0 R n c l u d e s as poWers u p p l y b u s e s , t h e p r i m a r yAC u s 2 1 R , t h e e s s e n t i a lb u s 2 2 R ,t h e s e c o n d a r yAC u s 2 3 R , and h e DC u s 2 7 R s t h e poWers u p p l y b u s e s , a n d t h e AC o W e rs t a b i l i Z i n gd e v i c e 3 0 R .[ 0 0 6 0 ] The AC poWer g e n e r a t o r 1 4 R s c o n n e c t e d to t h ep r i m a r yAC u s 21R i a t h e p r i m a r yp o W e rs u p p l y r e l a y 2 8 1 .The APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 i s c o n n e c t e d t o t h e p r i m a r yAC u s 2 1 R i a t h e s e c o n d a r ypoWer u p p l yre l a y 2 8 2 a n d t h ep r i m a r yp o W e rs u p p l y r e l ay 2 8 1 . T h ep r i m a r yAC u s 21R sc o n n e c t e dto t h e RAT e n e r a t o r 1 7 1 v i a t h e s e c o n d a r ypoWer

s u p p l y r e l a y2 8 2 , t h eb a c k u pb u s 2 9 a n d t h ep r i m a r yp o W e rs u p p l yre l a y 2 8 1 . As e s c r i b e d a b o v e ,t h e AC oWer t a b i l i Zi n g d e v i c e3 0 R s c o n n e c t e d o t h e primaryAC u s 2 1 R i a t h en o r m a lp a th ( p a t hi n c l u d i n g? r s ts t a r t i n gs W i t c hr e l a y2 8 3 )a n d t o t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 ( a n d p r i m a r y AC u s2 1 R )v i a t h es t a r t i n gp a t h ( p a t h i n c l u d i n g t h es e c o n ds t a r t i n gs W i t c hr e l a y2 8 3 ) .[ 0 0 6 1 ] I n a d d i t i o n t o t h e a b o v e s t a t e d poWer s u p p l yd e v i c e s , t h e a b o v e s ta ted poWer s u p p l y b u s e s , a n d t h e ACp o We rs t a b i l i z i n gd e v i c e 3 0 R , t h er i g h te l e c t r i cs y s t e m20Ri n c l u d e s components, r e f e r r e d t o a s “ t r a n s f o r m e r / r e c t i ? e rc o m p o n e n t s ”f o r e a s i e rd e s c r i p t i o n ) ,W h i c hp e r f o r m r a n s f o rm a t i o n , r e c t i ? c a t i o n , e t c . , s u c h a s a TRU 251R, a r e c t i ? e r252R, a r e c t i ? e r element 253R, a t r a n s f o r m e r 261R, and av o l t a g e c o n v e r t e r2 6 2 R .These t r a n s f o r m e r / r e c t i ? e r compon e n t s a r e connected t o t h e primary AC us 21R r t o o t h e rc o m p o n e n t s( p o We rs u p p l yb u s e s ,p o We rs u p p l y d e v i c e s ) s oa s t o have t h e same con?guration a s t h a t of h e l e f te l e c t r i csystem 2 0 L . The motor c o n t r o l l e r 333 i s c o n n e c t e d to t h ep r i m a r yAC u s 21R i a th e s e c o n d a r yp o W e rs u p p l y r e lay2 8 2 . The motor c o n t r o l l e r 334 i s connected t o t h e r e c t i ? e r2 5 3 R i a t h e DC u s 2 4 R . No o r e e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f h ec o n ? g u r a t i o no f t h e r i g h te l e c t r i cs y s t e m2 0 R i l l b e g i v e n .[ 0 0 6 2 ] The e f t e l e c t r i cs y s t e m 20L a n d t h e r i g h te l e c t r i csys tem 2 0 R r e con?gured n such m a n n e r h a t t h e e s s e n t i a lb u s e s 2 2 L , 2 2 R a r e c o n n e c t e d t o g e t h e r v i a a r i g h t - l e f t conn e c t i o n re l a y 2 8 4 , t h e s e c o n d a r yAC u s e s 2 3 L , 2 3 R a rec o n n e c t e dt o g e t h e r v i a a r i g h t - l e f tc o n n e c t i o nr e l a y 2 8 4 , a n dt h e DC u s e s 2 7 L , 2 7 R r e c o n n e c t e dt o g e t h e r v i a a i g h t - l e f tc o n n e c t i o nr e l a y 2 8 4 . Each f h e e f te l e c t r i cs y s t e m20L andt h e i g h te l e c t r i cs y s t e m2 0 R s o p e r a t i v e i n d e p e n d e n t l ya s t h eelect r i c s y s t e m . I f poWer g e n e r a t i o n i n one o f t h e elect r i cs y s t e m s s t o p s , t h e elect r i c poWer a n b e s u p p l i e d to t h e o t h e re l e c t r i cs y s t e m b y s Wi t c h i n g o f t h e r i g h t - l e f tc o n n e c t i o nre l a y s 2 8 4 p r e s e n t b e t W e e nt h e p o W e rs u p p l yb u s e s .[ 0 0 6 3 ] S i n c e t h e l e f te l e c t r i cs y s t e m20L n d t h e r i g h te l e ct r i c system 2 0 R can be c o n n e c t e d t o g e t h e r a s d e s c r i b e da b o v e , t h e elect r i c poWer a n be s u p p l i e d f ro m h e AC oWerg e n e r a t o r 14L Which s t h e AC oWer s u p p l y i n t h e l e f te l e ct r i c s y s t e m 20L t o t h e r i g h te l e c t r i cs y s t e m 2 0 R , a n d t h ee l e c t r i cpoWer c a n b e s u p p l i e d f r o m t h e s e c o n d a r yb a t t e r y13L Which s t h e DC oWer s u p p l y i n t h e l e f te l e c t r i cs y s t e m20L o t h e r i g h t e l e c t r i cs y s t e m 2 0 R .The l e c t r i cpoWer ss u p p l i e d f r o mt h e r i g h te l e c t r i cs y s t e m20R o t h e e f te l e c t r i csystem 2 0 L i n t h e s a m e manner. S i n c e t h e APU t a r t e r / g en

J a n .3 0 , 2 0 1 4

e r a t o r 124 and h e RAT e n e r a t o r 171 r e connected o both oft h e l e f te l e c t r i cs y s t e m20L n d t h e r i g h te l e c t r i cs y s t e m2 0 R ,t h e y a r e a b l e t o s u p p l y t h e e l e c t r i c poWer o b o t h o f t h e l e f te l e c t r i cs y s t e m20L a n d t h e r i g h te l e c t r i cs y s t e m 2 0 R .

[ 0 0 6 4 ] In t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R , t h e p r i m a r y A Cb u s e s 2 1 L , 2 1 R a r e c o n n e c t e d t o g e t h e r , t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 s c o n n e c t e d o t h e primaryAC u s e s 2 1 L , 2 1 R ,t h e es s en t i a l b u s e s 2 2 L , 2 2 R r e c o n n e c t e dt o g e t h e r , and h es e c o n d a r yAC u s e s 2 3 L , 23R re c o n n e c t e dt o g e t h e r .T h u s ,a s t h e elect r i c s y s t e m i n t h e a i r c r a f t ,a d o u b l e r e d u n d a n c ys y s t e mi n Which h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R r e c o n n e c t e dt o g e t h e r i s c o n s t r u c t e d . I n t h i s c o n s t r u c t i o n , t h e e l e c t r i cpoWer can be s u p p l i e d f r o m one of h e e l e c t r i c s y s t e m s t o t h eo t h e r e l e c t r i cs y s t e m . T h i s c a n f u r t h e r i m p r o v er e l i a b i l i t yo ft h e e l e c t r i cs y s t e m s . S i n c e t h e r i g h t - l e f tc o n n e c t i o n r e l ays2 8 4 ( t Wo s e c o n d a r yp o W e rs u p p l y r e l a y s2 8 2 b e t We e nt h ep r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R )a re p r e s e n t b e t W e e nt h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R , t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R a r e n o ta l Wa yse l e c t r i c a l l yc o n n e c t e dt o g e t h e r .

[ 0 0 6 5 ] A a s i c p a t h t h r o u g h W h i c ht h e e l e c t r i cp o W e ri ss u p p l i e d f r o m t h e AC poWer s u p p l y i n e a c h o f t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 20R h a v i n g t h e a b o v e c o n ? g u r a t i o n W i l lb ed e s c r i b e di n r i e f .A l l o f h r e e - p h a s eAC oWer r e f e r r e d to a s“ n o r m a l AC p o W e r ”f o r e a s i e r d e s c r i p t i o n ) f r o m t h e ACpoWer e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 R , o r t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4i s s u p p l i e d t o t h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R . T h e r e f o r e , t h enormal AC poWer i s s u p p l i e d to t h e poWer l o a d s v i a t h ep r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R .[ 0 0 6 6 ] D u r i n ga ? i g h t o f h e i r c r a f t , i fa s i t u a t i o n o c c u r s , i nWhich l ect r i c poWer a n n o t be s u p p l i e d f ro m a n y o f t h e ACpoWer g e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 R a n d t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r1 2 4 , t h e RAT 7 s a c t i v a t e d , a n d t h e RAT e n e r a t o r 1 7 1 s t a r t sg e n e r a t i n g e l e c t r i cp o We r . S i n c e t h e R AT g e n e r a t o r 1 7 1 i sc o n n e c t e dt o t h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 21R i a t h e b a c k u pb u s 2 9 , t h r e e - p h a s e AC poWer ( r e f e r r e d t o a s “ RAT ACp o W e r ”o r e a s i e rd e s c r i p t i o n )g e n e r a t e d n th e RAT e n e r a t o r1 7 1 i s s u p p l i e d t o t h e p r i m a r y AC u s e s 2 1 L , 2 1 R i a t h eb a c k u pb u s 2 9 .[ 0 0 6 7 ] At h i st i m e , t h e R ATAC oWer s s u p p l i e d t o poWerl o a d s Which r e a t l e a s t r e q u i r e d to e n a b l e t h e a i r c r a f t t o ?y ns a f e t y ,i . e . ,t h e c o n t r o l s u r f a c e a c t u a t o r s 1 5 and e l e c t r i cd e v i c e s c o n n e c t e dt o t h e e s se n t i a l b u s e s 2 2 L , 2 2 R . S p e c i ?c a l l y ,t h e R AT AC poWer s s u p p l i e d t o t h e c o n t r o l s u r f a c ea c t u a t o r s 1 5 f rom t h e p r i m a r y AC u s e s 2 1 L , 2 1 R v i a t h em o t o r c o n t r o l l e r s 3 3 3 , r e s p e c t i v e l y .As d e s c r i b e d l a t e r ,t h eRAT AC oWer s c o n v e r t e di n t o DC oWer by h e AC oWers t a b i l i Z i n gd e v i c e s 3 0 L , 3 0 R , a n d s u p p l i e d t o t h e e s s e n t i a lb u s e s 2 2 L , 22R y Way f h e v o l t a g e c o n v e r t e r s2 6 2 L ,2 6 2 R ,a n d t h e r e c t i ? e re l e m e n t s2 5 2 L , 2 5 2 R ,r e s p e c t i v e l y .[ 0 0 6 8 ] At h i st i m e , t h e R AT AC oWer s n o t s u p p l i e d t o ,f o r e x a m p l e ,t h e h y d r a u l i c / a i r - c o n d i t i o n i n gm o t o r1 6 1 W h i c hi sa n o t h e r p o We ro a d .T h e r e f o r e , t h es e c o n d a r yp o We rs u p p l yre l a y s 2 8 2 i n t e r p o s e d b e t W e e nt h e r e c t i ? e r s2 5 3 L , 253R a n dt h e p r i m a r y AC u s e s 2 1 L , 2 1 R , a r e s W i t c h e dt o a c u t - o f fs t a t e ,t o c u t o f f t h e RAT AC o We r .[ 0 0 6 9 ][ C o m p o n e n t si nE l e c t r i cS y s t e m ][ 0 0 7 0 ] N e x t , t h e p o We rs u p p l y d e v i c e s ,t h ep o We rs u p p l yb u s e s and t h e t r a n s f o r m e r / r e c t i ? e r c o m p o n e n t s ,e t c . ,c o n s t it u t i n g t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R , W i l lb e d e s c r i b e d s p ec i ? c a l l y .A m o n g th e p o W e rs u p p l y d e v i c e s ,th e A C p o W e rg e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 R Which r e one f t h e AC oWer u p p l i e s ,a r ep r o v i d e di nt h e l e f te n g i n e 1 1 L ,a n d t h e r i g h te n g i n e 1 1 R ,r e s p e c t i v e l y, t o g e n e r a t e t h e t h r e e - p h a s e AC p o We r , a sd e s c r i b e d a b o v e . The v o l t a g e a n d f r e q u e n c y o f t h e t h r e e

8/15/2019 Us 20140032002

19/31

US 2014 /0032002 A 1

p h a s e AC power a r e n o t p a r t i c u l a r l y l i m i t e d . I n t h e p r e s e n te m b o d i m e n t ,a s t h e AC ower e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 R , g e n e r ato rs W i t h a v a r i a b l e f r e q u e n c y( VF) m ay e u s e d , o r g e n e r ato rs W i t h a c o n s t a n t f r e q u e n c y ( C F )m a y e u s e d .

[ 0 0 7 1 ] I n a c a s e Where t h e AC oWer e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 Ra r e t h e V P g e n e r a t o r s , f o r e x a m p l e , i t s v o l t a g e m a y b e230VAC, a n d i t s f r e q u e n c ymay e 360~800 HZVF. O r, t h ev o l t a g emay e 1 l5VAC, a n d t h e f r e q u e n c ymay e 360~800HZVF. I n t h i sc a se , t h e t r a n s f o r m e r s 2 6 1 L , 2 6 1 R , shoWn i nFIG. 1 , may e o m i t t e d . I n a c a s e Wher e t h e AC oWer gene r a t o r s 1 4 L , 1 4 R a r e t h e CF g e n e r a t o r s , f o r e x a m p l e , i t sv o l t a g emay e 230VAC, a n d t s f r e q u e n c ymay e 4 0 0HZCF.O r, t h e v o l t a g e may e ll5VAC, a n d t h e f r e q u e n c ymay e400 HZCF. I n t h i s cas e , t h e t r a n s f o r m e r s 2 6 1 L , 2 6 1 R m a y beo m i t t e d .

[ 0 0 7 2 ] The APU t a r t e r / g e n e r a t o r 1 2 4 Which s o n e o f t h eAC poWer s u p p l i e s , i s mounted to a m i c r o g a s t u r b i n e ( n o ts h o W n )i n c l u d e d i n t h e APU 2 a n d g e n e r a t e s t h r e e - p h a s e A CpoWer i k et h e AC oWer e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 R . The i c r o g a st u r b i n e i s constructed such h a t a t u r b i n e and c o m p r e s so r r ec o u p l e d t o g e t h e rc o a x i a l l y ,a n d t h eAPU s t a r t e r / g e n e r a t o r124 i s a t t a c h e d t o a compressor s h a f t . The t h r e e - p h a s e ACpoWer g e n e r a t e d i n t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 i s , i n t h ep r e s e n t e m b o d i m e n t ,2 3 0 VAC n v o l t a g e a n d 4 0 0 HZCF i nf r e q u e n c y , b u t may e l l5VAC i n v o l t a g e a n d 4 0 0 HZCF i nf r e q u e n c y .[ 0 0 7 3 ] The RAT e n e r a t o r 1 7 1 Which s a n A C poWer s u pp l y i ne m e r g e n c i e si s anAC o W e rg e n e r a t o r W h i c hg e n e r a t e se l e c t r i cpoWer by r o t a t i o n o f a p r o p e l l e r o f t h e RAT 7 . TheR AT g e n e r a t o r 1 7 1 i s c o n ? g u r e dt o g e n e r a t e n e c e s s a r y andm i n i m um h r e e - p h a s e A CpoWer o e n a b l et h e i r c r a f tto ?y ns a f e t y .The b a c k u pb u s 2 9 c o n n e c t edt o t h e R AT g e n e r a t o r1 7 1 i s p r o v i d e d o s u p p l y t h e t h r e e - p h a s eAC oWer r o mt h eR AT e n e r a t o r 1 7 1 t o t h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R .[ 0 0 7 4 ] In t h e p re sen t e m b o d i m e n t ,t h e p r i m a r y AC u s e s2 1 L , 2 1 R r e poWer u p p l y b u s e si n Which t s r a t e d v o l t a g e i s230VAC. The p r i m a r y AC u s e s 2 1 L , 2 1 R a r e p r o v i d e d tos u p p l y t h e t h r e e - p h a s e AC oWer r o mt h e AC oWer e n e r ato rs 1 4 L , 1 4 R , t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 124 o r t h e RATg e n e r a t o r 1 7 1 , t o t h e l e f te l e c t r i cs y s t e m20L and o t h e r i g h te l e c t r i cs y s t em 2 0 R .[ 0 0 7 5 ] The TRUs 5 1 L , 2 5 1 R o n v e r t t h e e l e c t r i cpoWer f2 3 0 VA C f rom t h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R n t oe l e c t r i cpoWer f 2 8 V D C . The DC u s e s 2 7 L , 2 7 R r e poWer s u p p l yb u s e s u s e d to s u p p l y t h e e l e c t r i cpoWer o f 28VDC b t a i n e db y c o n v e r s i o nb y t h e TRUs 5 1 L , 2 5 1 R ,t ot h e e s s e n t i a lb u s e s2 2 L , 2 2 R . I n t h e p r e s e n t e m b o d i m e n t ,t h e e s s e n t i a lb u s e s2 2 L , 2 2 R r e poWer u p p l y b u s e si n Which t s r a t e d c u r r e n t i s2 8 V D C . The s s en t i a l b u s e s 2 2 L , 2 2 R r e used o s u p p l y t h ee l e c t r i cpoWer f 28VDC b t a i n e d by o n v e r s i o ni n t h e TRUs2 5 1 L , 2 5 1 R , t o c o n t r o l s y s t e m s Which a r e i m p o r t a n t i nm a n i p u l a t i o no f t h e a i r c r a f t( e . g . ,d i s p l a y d e v i c e o r c o n t r o ld e v i c e , e t c . ,Which a re i m p o r t a n t i n m a n i p u l a t i o n o ft h e a i rc r a f t ) .[ 0 0 7 6 ] The t r a n s f o r m e r s 2 6 1 L , 261R d e c r e a s e t h e v o l t a g eo f t h e e l e c t r i cpoWer f AC 3 0 V f rom h e p r i m a r yAC u s e s2 1 L , 2 1 R o l l5VAC. The s e c o n d a r yAC u s e s 2 3 L , 2 3 R r eu s e d t o s u p p l y t h e e l e c t r i cpoWer o f l l5VAC o b t a i n e d byv o l t a g e d e c r e a s e i n t h e t r a n s f o r m e r s 2 6 1 L , 2 6 1 R ,t o t h e e l e ct r i cd e v i c e s o r e l e c t r o n i c d e v i c e s Which r e i n c o r p o r a t e d i n t ot h e a i r c r a f t .[ 0 0 7 7 ] The AC o W e rs t a b i l i Z i n gd e v i c e 30L s i n t e r p o s e db e t We e nt h e AC o W e rs u p p l y (AC o W e rg e n e r a t o r 1 4 L )a n dt h e s e c o n d a r yb a t t e r y 13L o r e g u l a t e a v o l t a g eo f h e p r i m a r y

J a n .3 0 , 2 0 1 4

AC u s 2 1 L , t h e r e b y s t a b i l i Z i n gt h e e l e c t r i cs y s t e m 2 0 L .T h eAC poWer t a b i l i Z i n gd e v i c e 3 0 R s i n t e r p o s e d b e t W e e nt h eAC o W e rs u p p l y (AC o W e rg e n e r a t o r 1 4 R )a n d t h e s e c o n da r y b a t t e r y 13R o r e g u l a t e a v o l t a g e o f t h e p r i m a r yAC u s

2 1 R , t h e r e b y s t a b i l i Z i n gt h ee l e c t r i cs y s t e m2 0 R . I t s s p e c i ? cc o n ? g u r a t i o n i l l b e d e s c r i b e d a t e r .The s e c o n d a r yb a t t e r i e s1 3 L , 1 3 R r e DC oWer u p p l i e s o f t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L ,2 0 R , r e s p e c t i v e l y .In t h e presen t e m b o d i m e n t ,t h es e c o n d a r yb a t t e r i e s 1 3 L , 1 3 R ave a r a t e d v o l t a g e of 2 5 0 V and c a p a ci t yo f 1 0 AH A m p e r e - H o u r ) .[ 0 0 7 8 ] The s e c o n d a r yb a t t e r i e s1 3 L , 13R re c o n ? g u r e d oa b s o r b r e g e n e r a t i v epoWer f rom a g r e a t poWer o a d ( e l e c t r i cd e v i c e , d e v i c e b u i l ti n t o a i r c r a f t )s u c h as t h e c o n t r o l s u r f a c ea c t u a t o r 1 5 a n dt r a n s i e n t l y s u p p l y n e c e s s a r ye l e c t r i cpoWer ot h e e l e c t r i cd e v i c e .S p e c i ? c a l l y, t h e s e c o n d a r yb a t t e r i e s1 3 L ,1 3 R m a y a v e a r a t e d v o l t a g e Which a l l o W s t h e r e g e n e r a t i v epoWer f r om t h e poWer l o a d t o be a b s o r b e dt h e r e i n t o . I n t h ep r e s e n t e m b o d i m e n t ,t h e r a t e d v o l t a g e i s 2 5 0 V a s d e s c r i b e da b o v e , b u ti s n o t l i m i t e d to t h i sv a l u e . I n t h e p r e s e n t embodim e n t , t h e c a p a c i t y o f t h e s e c o n d a r y

b a t t e r i e s1 3 L , 13 R s 1 0

AH s d e s c r i b e d a b o v e , b u ti s n o t l i m i t e d t o t h i s v a l u e .[ 0 0 7 9 ] F o r e x a m p l e ,a s d e s c r i b e d a t e r ,i n a n l e c t r i cs y s t e mo f a c o n v e n t i o n a lg e n e r a l a i r c r a f t ,t h e r a t e d v o l t a g e o f t h es e c o n d a r yb a t t e r yi s 2 4 V D C s e es e c o n d a r yb a t t e r y9 1 3 i nF I G . 1 2 ) .By c o m p a r i s o n ,f o re x a m p l e ,t h e r a t e dv o l t a g e o ft h e s e c o n d a r yb a t t e r i e s1 3 L , 13R f t h e p r e s e n t embodimenti s2 5 0 V,a n d s s u b s t a n t i a l l ye q u a l t ot h e v o l t a g e ( 2 3 0 VA C )o ft h e AC oWer e n e r a t o r s 1 4 L , 1 4 R , o r t h e v o l t a g eo f h eAPUs t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 .[ 0 0 8 0 ] T h e r e f o r e ,p r e f e r a b l y ,t h e r a t e d v o l t a g e o f t h e DCp o We rs u p p l i e s( s e c o n d a r y b a t t e r i e s1 3 L , 1 3 R , c a p a c i t o r sd e s c r i b e d l a t e r ,e t c . )u s e d i n t h e p r e s e n t embodiment i s a tl e a s ta b o u t t e n t i m e s ( s p e c i ? c a l l y, a b o u t 8 o 1 2 t i m e s ) a s l a r g ea s t h e r a t e d v o l t a g e o f a s e c o n d a r yb a t t e r y o f a c o n v e n t i o n a lg e n e r a l a i r c r a f ta n d s a t l e a s te q u a l t o ( s p e c i ? c a l l y, a b o u t 0 . 9t o 1 . 1 t i m e s ) a s l a rg e a s t h e r a t e d v o l t a g e of an AC poWers u p p l y o f t h e c o n v e n t i o n a l g e n e r a la i r c r a f t .The DC poWers u p p l i e s h a v i n g s u c ha r a t e d v o l t a g e a r e a b l e to a b s o r b t h er e g e n e r a t i v e poWer f r o m t h e poWer l o a d s a n d a d e q u a t e l ya d d r e s s a v o l t a g e d e c r e a s e ( d r o p ) due t o o v e r l o a d asd e s c r i b e d l a t e r .[ 0 0 8 1 ] The DC poWer s u p p l i e s a r e n o t l i m i t e d t o t h o s eh a v i n g s u c ha r a t e d v o l t a g e o r c a p a c i t y. DC poWer s u p p l i e sh a v i n g a g r e a t e r r a t e d v o l t a g e o r c a p a c i t y m a y b e u s e d a sn e c e s s a r y s o l o n g a s t h e DC oWer u p p l i e s a r e a b l e to a b s o r bt h e r e g e n e r a t i v epoWer f rom h e poWer o a d s .[ 0 0 8 2 ] The v o l t a g e c o n v e r t e r s 2 6 2 L , 262R d e c r e a s e2 5 0 V D Cf rom t h e s e c o n d a r yb a t t e r i e s 1 3 L , 1 3 R o 2 8 V D C .The e c t i ? e r e l e m e n t s 2 5 2 L , 2 5 2 R e c t i f yt h e e l e c t r i cpoWero f 2 8 V D CWhich s t h e d e c r e a s e dv o l t a g e s u c h t h a t t h e e l e ct r i c poWer i s ?oWed t o Wa r d t h e es s en t i a l b u s e s 2 2 L , 2 2 R .T h e r e f o r e , t h e e s se n t i a l b u s e s 2 2 L , 2 2 R a n b e s u p p l i e d W i t ht h e e l e c t r i cpoWer f rom h e s e c o n d a r yb a t t e r i e s 1 3 L , 1 3 R , asWe l l a s t h e elect r i c poWer f ro m t h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L ,21R.

[ 0 0 8 3 ] The e c t i ? e r s 2 5 3 L ,2 5 3 R o n v e r t t h e e l e c t r i cpoWero f 2 3 0 VA C r o mt h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R n t oe l e c t r i cpoWer f +/—270VDC. The DC u s e s 2 4 L , 2 4 R o n n e c t e dt ot h er e c t i ? e r s2 5 3 L ,2 5 3 R ,r e s p e c t i v e l y ,s u p p l yt h ec o n v e r t e de l e c t r i c poWer of / —270VDC o g r e a t poWer o a d s such s t h eh y d r a u l i c / a i r - c o n d i t i o n i n g m o t o r s 1 6 1 .

[ 0 0 8 4 ]T h ep r i m a r yp o We rs u p p l y e l a y s2 8 1 ,t h es e c o n d a r yp o We rs u p p l y r e l a y s2 8 2 , t h es t a r t i n gs Wi t c hr e l a y s2 8 3 , t h er i g h t - l e f tc o n n e c t i o nr e l a y s2 8 4 , a n d th e DC o W e rs u p p l y

8/15/2019 Us 20140032002

20/31

US 2014 /0032002 A 1

s w i t c h re l a y s 2 8 5 , a re “ r e l a y c o m p o n e n t s ”W h i c ha re c o n ? gu r e d t o s u i t a b l yp e r f o r ms w i t c h i n g b e t We e nc o n n e c t i o na n dd i s c o n n e c t i o no f h e e l e c t r i c p o We r ,i n d e s i r e d l o c a t i o n s o f h el e f te l e c t r i cs y s t e m 20L a n d t h e r i g h te l e c t r i cs y s t em 2 0 R .

N o t et h a tt h e s e r e l ay c o m p o n e n t sa r ed e p i c t e d b y s y m b o l so fc a p a c i t o r s i n F I G . 1 .[ 0 0 8 5 ] The r i m a r y poWer u p p l yre l a y s 2 8 1 a r e r e l a y co mp o n e n t s d i r e c t l yc o n n e c t e d t o t h e AC poWer s u p p l i e s . Thep r i m a r y poWer s u p p l y r e l a y s 2 8 1 a r e i n a c o n n e c t e d s t a t eW h e n h e e l e c t r i cpoWer s s u p p l i e d f rom h e AC oWer s u pp l i e s t o t h e p r i m a r y AC u s e s 2 1 L , 2 1 R , e t c . ,and a r e i n ad i s c o n n e c t e d s t a t eW h e n t h e e l e c t r i c poWer s n o t s u p p l i e df r o m t h e AC poWer s u p p l i e s t o t h e p r i m a r y AC u s e s 2 1 L ,2 1 R , e t c .T h e s e c o n d a r yp o W e rs u p p l y re l a y s 2 8 2 a re r e l a yc o m p o n e n t s( e x c e p tf o rt h e p r i m a r yp o We rs u p p l yr e l a y s2 8 1a n d t h e s t a r t i n gs Wi t c hr e l a y s2 8 3 ) d i r e c t l yc o n n e c t e dt o t h ep r i m a r yA C u s e s 2 1 L , 2 1 R . T h e s e c o n d a r yp o W e rs u p p l yr e l a y s 2 8 2 a r e i n a connected s ta te W h e n h e e l e c t r i c poWer ss u p p l i e d f r o m t h e AC oWer s u p p l i e s t o t h e c o m p o n e n t sv i a

t h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R , and a r e i n a d i s c o n n e c t e ds t a t eW h e n t h e e l e c t r i c poWer s n o t s u p p l i e d from t h e ACpoWer s u p p l i e s t o t h e c o m p o n e n t sv i a t h e p r i m a r yAC u s e s2 1 L , 2 1 R .[ 0 0 8 6 ] T h es t a r t i n gs Wi t c h e l a y s2 8 3 a r er e l ay c o m p o n e n t sc o n n e c t e dt o t h e AC oWer s t a b i l i Z i n g d e v i c e s 3 0 L , 3 0 R . I nt h e p r e s e n t e m b o d i m e n t ,tWo s t a r t i n gs W i t c h r e l a y s 2 8 3 a r ec o n n e c t e dt o e a c h o f t h e AC oWer s t a b i l i Z i n g d e v i c e s 3 0 L ,3 0 R . One ( ? r s ts t a r t i n gs Wi t c h r e l a y )o f t h e t W o s t a r t i n gs W i t c hre l a y s 2 8 3 i s i n t e r p o s e db e t W e e ne a c h o f h eAC oWers t a b i l i Z i n gd e v i c e s 3 0 L , 30R a n d t h e p r i m a r y AC u s 2 1 L .T h eo t h e rs t a r t i n gs Wi t c hr e l a y( s e c o n ds t a r t i n gs Wi t c hr e l a y )2 8 3 i s i n t e r p o s e d b e t W e e ne a c h o f t h e AC oWer t a b i l i Z i n gd e v i c e s 3 0 L , 3 0 R and h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 .[ 0 0 8 7 ] The s e c o n d s t a r t i n gs W i t c h r e l a y s 2 8 3 a r e , asd e s c r i b e d a t e r ,i n a connected t a te i n t h e c a s e Wher e h e APUs t a r t e r / g e n e r a t o r 1 2 4 i s a c t i v a t e d . T h i s a l l o W st h e AC oWers t a b i l i Z i n g d e v i c e s 3 0 L , 3 0 R t o b e c o n n e c t e d t o t h e APUs t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4v i a t h e p a t h s ( s t a r t i n gp a t h s ) W i t h o u tv i at h e pr imaryAC u s e s 2 1 L , 21R. I n a c a s e Where t heAC poWeri s s u p p l i e d f r o mt h e AC o W e rg e n e r a t o r s 1 4 L , 14R o rAPUs t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 , RAT e n e r a t o r 1 7 1 ) , a n d t h e r s ,v i a t h ep r i m a r yA C u s e s 2 1 L , 2 1 R ,t h es e c o n ds t a r t i n gs Wi t c h e l a y s2 8 3 a r e i n t h e d i s c o n n e c t e ds t a t e ,and h e AC o Wer t a b i l i Zi n g d e v i c e s 3 0 L , 3 0 R r e c o n n e c t e dt o t h e p r i m a r yAC u s e s2 1 L , 2 1 R i a t h e n o r m a lp a t h s ( p a t h s i n c l u d i n gt h e ? r s ts t a r ti n gs W i t c hr e l a y s 2 8 3 ) .[ 0 0 8 8 ] As d e s c r i b e d a b o v e ,t h er i g h t - l e f tc o n n e c t i o n e l a y s2 8 4 a r e r e l a y components Which n a b l e t h e e l e c t r i c poWer ob e s u p p l i e db e t W e e nt h e l e f te l e c t r i cs y s t e m20L n d t h e r i g h te l e c t r i cs y s t em 2 0 R .The i g h t - l e f tc o n n e c t i o nr e l a y s 284 a r ei n t h e connected s ta te i n t h e c a s e Where t h e e l e c t r i c poWer ss u p p l i e d from one o f t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R to t h eo t h e r o f t h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R ,and r e i n t h e d i s c o nnected s t a t e i n t h e c a s e Wher e t h e e l e c t r i c poWer s n o t s u pp l i e d from one f h e elect r i c s y s t e m s2 0 L , 2 0 R o t h e o t h e r o ft h e e l e c t r i cs y s t e m s 2 0 L , 2 0 R . I n o t h e r Wo r d s , t h e r i g h t - l e f tc o n n e c t i o nr e l a y s 284 a r e i n t h e d i s c o n n e c t e ds t a t eunder h es t a t ei n Which o t h o f t h e l e f tand i g h t AC oWer e n e r a t o r s1 4 L , 1 4 R a r e o p e r a t i n g n o r m a l l y , and a r e i n t h e c o n n e c t e ds t a t eu n d e r t h e s t a t ei n Which n l y one f h e l e f tand i g h t ACp o W e rg e n e r a t o r s 1 4 L , 14R s o p e r a t i n g n o r m a l l y, t h e ACpoWer s s u p p l i e d f r o m t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 , e t c .[ 0 0 8 9 ] The DC poWer s u p p l y s Wi t c hre l a y s 2 8 5 a re re l a yc o m p o n e n t sWhich a l l o W t h e DC poWer s u p p l i e d f r o m t h e

J a n .3 0 , 2 0 1 4

p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R i a t h e TRUs 5 1 L , 2 5 1 R n d t h eDC u s e s 2 7 L , 2 7 R o b e s u p p l i e d t o t h e e s se n t i a l b u s e s 2 2 L ,2 2 R . F o re x a m p l e ,t h e DC oWer u p p l y s W i t c hr e l a y s 285 r ei n a connected s t a t e i n a case Wh e re t h e e l e c t r i c p o We r i s

s u p p l i e d f r o mt h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 2 1 R i a t h e TRUs251L, 2 5 1 R and h e DC u s e s 2 7 L , 2 7 R and a r e i n a d i s c o nnected s t a t e i n a c a s e Wh e re t h e e l e c t r i c p o We r cannot bes u p p l i e d f r o mt h e p r i m a r yAC u s e s 2 1 L , 21R o t h e es s en t i a lb u s e s 2 2 L , 2 2 R .[ 0 0 9 0 ] T h e s p e c i ? c c o n ? g u r a t i o no f t h e a b o v ed e s c r i b e dp o We rs u p p l y d e v i c e s ,p o We rs u p p l yb u s e s ,t r a n s f o r m e r / r e ct i ? e r components, e l a y components, e t c , a r e n o t p a r t i c u l a r l yl i m i t e d ,b u t p o W e rs u p p l y d e v i c e s ,p o W e rs u p p l y b u s e s , r e ct i ? e r s ,t r a n s f o r m e r s , e t c . ,Which r e k n o W n n t h e ? e l d o f t h ea i r c r a f t ,may b e u s e d , e x c e p t f o rsp e c i a l c a s e s .I n a d d i t i o n ,knoWn o n ? g u r a t i o n so f t h e a i r c r a f tmay e s u i t a b l y u s e d f o rt h e poWer o a d s such a s t h e mo t o r o n t r o l l e r s and t h e a c t u at o r s .

[ 0 0 9 1 ] [ B a s i cC o n ? g u r a t i o n o fA C P o W e r S t a b i l i z i n g

D e v i c e ][ 0 0 9 2 ] E x e m p l a r yb a s i c c o n ? g u r a t i o no f h e AC oWer t ab i l i Z i n g d e v i c e s 3 0 L , 3 0 R c o n n e c t e dt o t h e e l e c t r i cs y s t e m s2 0 L , 2 0 R , r e s p e c t i v e l y , W i l lb e d e s c r i b e d s p e c i ? c a l l y W i t hr e f e r e n c e t o FIGS. 2 t o 4.

[ 0 0 9 3 ] A s shoWn n F I G S . 2 t o 4 , t h e AC oWer t a b i l i Z i n gd e v i c e 3 0 L o r 3 0 R o f t h e p r e s e n t embodiment i n c l u d e s atl e a s t a poWer c o n v e r t e r s e c t i o n 3 3 , a primary AC us mo n it o r i n g s e c t i o n3 4 ,a s e c o n d a r yb a t t e r ym o n i t o r i n gs e c t i o n 3 5 ,and a poWer s t a b i l i z i n g c o n t r o l s e c t i o n 3 6 . F I G . 2 i s a s c h em a t i c b l o c k d i a g r a ms h o W i n gt h e o v e r a l lc o n ? g u r a t i o no f h eAC poWer s t a b i l i Z i n g d e v i c e 3 0 L , 3 0 R . FIGS. 3 and 4 a r es c h e m a t i cb l o c k d i a g r a m ss h o W i n gt h e c o n ? g u r a t i o no f c o nt r o lp e r f o r m e db y t h e p o W e rs t a b i l i Z i n gc o n t r o l s e c t i o n 3 6 .T h e r e f o r e , i nF I G S .3 a n d , f o r t h e s a k e o f e a s i e r e x p l a n a t i o n ,t h e p r i m a r yAC u s m o n i t o r in gs e c t i o n 3 4 a n d t h e s e c o n d a r yb a t t e r y m o n i t o r i n gs e c t i o n 3 5 shoWn n F I G . 2 a r e o m i t t e d .[ 0 0 9 4 ] The poWer c o n v e r t e r s e c t i o n 3 3 a l l o W s c o n v e r s i o nbetWeen t h e DC poWer and t h e AC poWer t o occur betWeent h e s e c o n d a r y a t t e r y1 3 L , 13RWhich s t h e DC o W e rs u p p l yand t h e AC poWer g e n e r a t o r 1 4 L , 1 4 R o r t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 1 2 4 . I n t h e p r e s e n t embodiment, t h e poWer conv e r t e r s e c t i o n 3 3 i n c l u d e s a PWM o n v e r t e r 331 an d boostc o n v e r t e r 3 3 2 .

[ 0 0 9 5 ] A s shoWn i n F I G . 3 , t h e PWM o n v e r t e r 331 s t a r t st h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 124 n t h e s t a t ei n Which h e PWMc o n v e r t e r 331 i s c o n n e c t e dto t h e APU t a r t e r /g e n e r a t o r 124o f theAPU 2 v i a t h es t a r t i n gp a t h s e eF I G . 1 )b y p e r f o r m i n gs Wi t c h i n go f t Wo s t a r t i n gs Wi t c hr e l a y s2 8 3 . T h e r e f o r e , t h ePWM o n v e r t e r 331 c o r r e s p o n d s t o t h e motor c o n t r o l l e r oft h e APU t a r t e r / g e n e r a t o r 1 2 4 . Based on t h e o u t p u t o f t h ePWM o n v e r t e r 3 3 1 , t h e p r i m a r yAC u s 2 1 L , 2 1 R s s t a b il i Z e d .The p e c i? c c o n ? g u r a t i o no f h e PWM o n v e r t e r 3 3 1 i sn o t p a r t i c u l a r l y l i m i t e d . I n t h e p r e s e n t e m b o d i m e n t ,a s t h ePWM o n v e r t e r 3 3 1 , a n i n v e r t e r c i r c u i tu s i n g , f o r e x a m p l e ,IGBT I n s u l a t e dG a t e B i p o l a r T r a n s i s t o r )i s u s e d .[ 0 0 9 6 ] A s shoWn n F I G S . 3 and , t h e b o o s t c o n v e r t e r 332i s c o n n e c t e d o t h e s e c o n d a r yb a t t e ry 1 3 L , 13R n d b o o s t s t h eDC o W e rf r o mt h e s e c o n d a r yb a t t e ry 1 3 L , 13R o s u p p l yt h eDC oWer o t h e PWM o n v e r t e r 3 3 1 . The s p e c i ? c con?gur a t i o n o f h e b o o s t c o n v e r t e r3 3 2 s n o t p a r t i c u l a r l y l i m i t e d . I nt h e p r e s e n t e m b o d i m e n t ,fo r e x a m p l e ,a i d i r e c t i o n a lc h o p p e rc i r c u i t u s i n g IGBT s used a s t h e b o o s t c o n v e r t e r 3 3 2 . Theb o o s t c o n v e r t e r 3 3 2 may be o m i t t e d i f t i s n o t n e c e s s a r y t ob o o s t t h e DC oWer f r o m t h e s e c o n d a r yb a t t e ry 1 3 L , 1 3 R .

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