(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの駆動源それぞれにより駆動され，バス接続されたそれぞれの負荷に対して正常運転中に独立して交流電力を出力する２つの発電機と，
前記２つの発電機のバス間を接続するバスタイコンタクタと，
前記２つの発電機のバス間に前記バスタイコンタクタと並列して接続され，前記バス間における双方向の交流電力変換を行う双方向コンバータと，
前記２つの発電機から入力される電力各々の位相及び周波数と電圧に応答遅れを生じさせる位相同期回路及びローパスフィルタを備えてなり，一方の前記発電機に異常が発生した際に，異常が発生した前記発電機のバス側への出力電力の位相及び周波数と電圧を，前記位相同期回路及び前記ローパスフィルタの応答遅れにより，前記発電機が正常であった最後の時点での出力電力の位相及び周波数と電圧から，正常な側の前記発電機の交流電力を前記双方向コンバータによって変換した電力の位相及び周波数と電圧へ所定の時定数をもって徐々に移行させた後に，前記バスタイコンタクタを作動させて前記双方向コンバータを通じた電力供給と前記バスタイコンタクタを通じた電力供給とを並行させる第１の制御手段と，
を具備してなることを特徴とする２系統相互バックアップ式電源装置。
【請求項２】
前記第１の制御手段によって一方の異常な前記発電機側のバスに対して前記双方向コンバータを通じた電力供給と前記バスタイコンタクタを通じた電力供給とが一時的に並行して行われた後，前記双方向コンバータを通じた電力供給を停止させる第２の制御手段を具備してなる請求項１に記載の２系統相互バックアップ式電源装置。
【請求項３】
航空機に搭載されて機内の負荷に交流電力を出力するものである請求項１又は２のいずれかに記載の２系統相互バックアップ式電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，それぞれ負荷にバス接続されて交流電力を出力する２つの発電機とそのバス間に設けられたバスタイコンタクタを具備し，一方の発電機が異常時に他方の発電機によって双方の負荷に電力供給を行う２系統相互バックアップ式電源装置に関し，特に航空機用途に好適な２系統相互バックアップ式電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に，飛行中の航空機に搭載されて機内の負荷に電力供給（出力）を行う航空機用電源装置は，航空機の左右両側のエンジン（駆動源）それぞれにＣＳＤ１，ＣＳＤ２（調速機）を介して発電機が接続され，この２つの発電機それぞれから，各発電機にバス接続されたそれぞれの負荷に対して電力供給が行われるよう構成されている。
図８は，従来の航空機用電源装置Ａの概略構成を表すブロック図である。
従来の航空機用電源装置Ａは，所定の電源バスＢ１，Ｂ２で接続されたそれぞれの負荷Ｌ１，Ｌ２に対して交流電力を出力する２つの発電機Ｇ１，Ｇ２と，該２つの発電機Ｇ１，Ｇ２のバスＢ１，Ｂ２間を接続するバスタイコンタクタ９０（ＢＴＣ）とを具備している。
前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２は，航空機の左右両側のエンジン（駆動源）それぞれにＣＳＤ（調速機）を介して連結され（不図示），両発電機Ｇ１，Ｇ２は，前記ＣＳＤの作用によって一定の回転速度（例えば，４００Ｈｚ）に維持されながら駆動される。これにより，出力周波数が一定に維持される。
また，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の出力電圧は，該発電機Ｇ１，Ｇ２が具備する電圧制御装置（不図示）によって一定電圧（例えば，１１５Ｖ）に維持される。
図８に示すような構成により，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の双方が正常運転している場合は，前記発電機Ｇ１，Ｇ２それぞれから，独立してそれぞれの負荷Ｌ１，Ｌ２に電力供給がなされる。そして，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の一方に異常（故障等）が生じた場合，外部の制御装置等から前記バスタイコンタクタ９０に対して所定の作動信号が出力され，前記バスタイコンタクタ９０が作動することによって前記バスＢ１，Ｂ２間が電気的に接続され，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の正常な方から，両方の負荷Ｌ１，Ｌ２に対して電力供給がなされる。即ち，前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２が各々独立運転しながら相互にバックアップするデュアル方式のバックアップ機能を有している。これにより，異常が発生した側の負荷へも継続して電力供給を行うことができる。
このような電源装置は，例えば，非特許文献１等に示されている。
一方，従来，２つの接続端を有し，その一方の接続端に出力された交流電力と同じ位相，周波数及び電圧を有する交流電力を他方の接続端に出力することと，その逆方向の交流電力変換，即ち，前記他方の接続端に出力された交流電力と同じ位相，周波数及び電圧を有する交流電力を前記一方の接続端に出力することとの双方向の電力変換が可能な双方向コンバータが存在する。
【非特許文献１】航空宇宙工学便覧（第２版），日本航空宇宙学会編，P609の図B4.51
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，前記バスタイコンタクタ９０を作動させて電力供給を行う発電機が切り替わった場合，その切り替え時に，異常発生側の負荷への電力供給が一瞬停止するいわゆる瞬時停電状態が生じる。この瞬時停電が発生すると，負荷として接続される電子機器によっては動作の続行ができない，また，電源の切り替わり時（ＢＴＣのＯＮ時）に，電源の位相，周波数及び電圧が急変するため，モータ負荷等においては，瞬間的に過大電流が流れて負荷全体に悪影響を及ぼす等の問題が生じていた。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，それぞれ負荷にバス接続されて交流電力を出力する２つの発電機が相互にバックアップする場合に，一方の発電機が異常時に，瞬時停電や電源位相等の急変を生じさせずに他方の発電機によって負荷への電力供給をバックアップできる２系統相互バックアップ式電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために本発明は，２つの駆動源それぞれにより駆動され，バス接続されたそれぞれの負荷に対して正常運転中に独立して交流電力を出力する２つの発電機と，前記２つの発電機のバス間を接続するバスタイコンタクタと，前記２つの発電機のバス間に前記バスタイコンタクタと並列して接続され，前記バス間における双方向の交流電力変換を行う双方向コンバータと，前記２つの発電機から入力される電力各々の位相及び周波数と電圧に応答遅れを生じさせる位相同期回路及びローパスフィルタを備えてなり，一方の前記発電機に異常が発生した際に，異常が発生した前記発電機のバス側への出力電力の位相及び周波数と電圧を，前記位相同期回路及び前記ローパスフィルタの応答遅れにより，前記発電機が正常であった最後の時点での出力電力の位相及び周波数と電圧から，正常な側の前記発電機の交流電力を前記双方向コンバータによって変換した電力の位相及び周波数と電圧へ所定の時定数をもって徐々に移行させた後に，前記バスタイコンタクタを作動させて前記双方向コンバータを通じた電力供給と前記バスタイコンタクタを通じた電力供給とを並行させる第１の制御手段と，を具備してなることを特徴とする２系統相互バックアップ式電源装置として構成されるものである。
これにより，前記２つの発電機の一方に異常が発生した場合，前記双方向コンバータの作用により，瞬時停電を発生させることなく，正常な発電機から異常発生側の負荷への電力供給を継続させる（バックアップする）ことができる。
さらに，前記双方向コンバータにより，異常発生側への出力の位相等は，故障発生直前の電源位相等から所定の時定数をもって徐々に正常な発電機側の電源位相等へ移行させることができるため，電源位相等の急変によるモータ等の負荷への過渡的な過大電流が発生することも防止できる。
しかも，前記双方向コンバータと並列して前記バスタイコンタクタも備えているので，前記双方向コンバータを通じて電力供給を行う必要がある時間は，前記バスタイコンタクタの起動等の電源切り替え（前記発電機の切り替え）に十分なごく短い時間だけで済む。このため，前記双方向コンバータの温度上昇幅は比較的小さく，前記双方向コンバータのために大型の（大重量の）冷却手段を設ける必要もない。従って，前記双方向コンバータと前記バスタイコンタクタとを併用することによる重量増加は十分小さく抑えられる。
【０００５】
また，当該２系統相互バックアップ式電源装置が，前記第１の制御手段によって一方の異常な前記発電機側のバスに対して前記双方向コンバータを通じた電力供給と前記バスタイコンタクタを通じた電力供給とが一時的に並行して行われた後，前記双方向コンバータを通じた電力供給を停止させる第２の制御手段を具備するものであってもよい。
また，前記２系統相互バックアップ式電源装置は，瞬時停電を防止できるとともに重量増加が抑えられるので，航空機に搭載されて機内の負荷に交流電力を出力する電源装置への適用に好適である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，前記２つの発電機の一方に異常が発生した場合，前記双方向コンバータの作用により，瞬時停電を発生させることなく，正常な発電機から異常発生側の負荷への電力供給を継続させる（バックアップする）ことができる。
さらに，前記双方向コンバータにより，異常発生側への出力の位相等は，故障発生直前の電源位相から所定の時定数をもって徐々に正常な発電機側の電源の位相等へ移行させることができるため，電源位相等の急変によるモータ等の負荷への過渡的な過大電流が発生することも防止できる。
しかも，前記発電機の切り替え時の前記双方向コンバータの温度上昇幅は比較的小さく，前記双方向コンバータのために大型の（大重量の）冷却手段を設ける必要もないので，装置の重量増加が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る電源装置Ｘの概略全体構成を表すブロック図，図２は電源装置Ｘが備える双方向コンバータ及びその制御部の概略構成図，図３は電源装置Ｘにおける２つの発電機が正常である場合の双方向コンバータの制御ブロック図，図４は電源装置Ｘにおける一方の発電機Ｇ１が異常である場合の双方向コンバータの制御ブロック図，図５は電源装置Ｘにおける一方の発電機Ｇ２が異常である場合の双方向コンバータの制御ブロック図，図６はＰＬＬ回路の構成を表すブロック図，図７は電源装置Ｘにおける一方の発電機Ｇ１が異常となった場合の各種信号のタイムチャート，図８は従来の電源装置Ａの概略構成を表すブロック図である。
【０００８】
まず，図１に示すブロック図を用いて，本発明の実施の形態に係る２系統相互バックアップ式電源装置である電源装置Ｘの全体構成について説明する。
電源装置Ｘは，飛行中の航空機に搭載されて機内の負荷に電力供給（出力）を行う航空機用電源装置である。
電源装置Ｘは，航空機の左右両側のエンジンＥ１，Ｅ２（前記駆動源の一例）それぞれにＣＳＤ（調速機）（ＣＳＤ１，ＣＳＤ２）を介して連結され，前記エンジンＥ１，Ｅ２によって回転駆動されることにより，所定のバスＢ１，Ｂ２により接続されたそれぞれの負荷Ｌ１，Ｌ２に対して交流電力を出力する２つの発電機Ｇ１，Ｇ２と，該２つの発電機Ｇ１，Ｇ２のバス間（Ｂ１−Ｂ２間）を接続するバスタイコンタクタ９０と，前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２のバス間に前記バスタイコンタクタ９０と並列して接続され，前記バス間における双方向の交流電力変換を行う双方向コンバータ１０（ＣＮＶ）と，該双方向コンバータ１０を制御する制御部２０とを具備している。
前記制御部２０は，前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２の一方に異常が発生した際に，異常が発生した前記発電機のバス側への出力電力を，正常な側の前記発電機の交流電力を前記双方向コンバータによって変換した電力へ所定の時定数をもって移行させた後に，発電機の異常発生から所定時間後に前記バスタイコンタクタ９０を作動させる。
前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２は，前記ＣＳＤの作用によって一定の回転速度（例えば，４００Ｈｚ）に維持されながら回転駆動される。これにより，出力周波数が一定に維持される。
また，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の出力電圧は，該発電機Ｇ１，Ｇ２が具備する電圧制御装置（不図示）によって一定電圧（例えば，１１５Ｖ）に維持される。
前記発電機Ｇ１，Ｇ２の双方が正常運転している場合は，前記発電機Ｇ１，Ｇ２それぞれから，独立してそれぞれの負荷Ｌ１，Ｌ２に電力供給がなされる。そして，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の一方に異常（故障等）が生じた場合，外部の制御装置等（不図示）から前記バスタイコンタクタ９０に対して所定の作動信号が出力され，前記バスタイコンタクタ９０が作動することによって前記バスＢ１，Ｂ２間が電気的に接続され，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の正常な方から，両方の負荷Ｌ１，Ｌ２に対して電力供給がなされる。
以上の動作は前述した従来の電源装置Ａ（図８参照）と同様であるが，本電源装置Ｘでは，前記発電機Ｇ１，Ｇ２の一方に異常（故障等）が検知されてから，前記外部の制御装置等から前記バスタイコンタクタ９０に対して前記作動信号が出力されるまでの間，前記双方向コンバータ１０の電力変換作用によって前記発電機Ｇ１，Ｇ２の正常な方から，異常発生側の負荷へも電力供給がなされる。その際，前記双方向コンバータ１０の作用により，異常発生側への出力電力の位相等は，故障発生直前の電源位相等から所定の時定数をもって徐々に正常な発電機側の電源位相等へ移行される。
これにより，異常発生側の負荷において瞬時停電を発生させることなく，正常な発電機から異常発生側の負荷への電力供給を継続させる（バックアップする）ことができ，さらに，電源位相等の急変によるモータ等の負荷への過渡的な過大電流が発生することも防止できる。
【０００９】
図２は，電源装置Ｘが備える一般的な前記双方向コンバータ１０と前記制御部２０との概略構成を表す図である。
前記双方向コンバータ１０は，前記発電機Ｇ１，Ｇ２それぞれの側の２つのコンバータ１１，１２と，該２つのコンバータ１１，１２の間に設けられた直流電圧回路であるＤＣリンク部１３（Ｂｄｃ）とを具備している。
前記コンバータ１１，１２は，各々交流電力を直流電力へ，或いは直流電力を交流電力へ変換するものである。
前記制御部２０は，一方の前記コンバータ１１に出力するゲート信号ＳＧ１の出力レベルを調節することにより，一方の前記バスＢ１から（即ち，前記発電機Ｇ１から）の交流電力を前記ＤＣリンク部１３へ回生する，或いはＤＣリンク部１３の出力を前記バスＢ１へ力行（りっこう）することが可能である。
同様に，前記制御部２０は，もう一方の前記コンバータ１２に出力するゲート信号ＳＧ２の出力レベルを調節することにより，もう一方の前記バスＢ２から（即ち，前記発電機Ｇ２から）の交流電力を前記ＤＣリンク部１３へ回生する，或いはＤＣリンク部１３の出力を前記バスＢ２へ力行することが可能である。
【００１０】
（両発電機Ｇ１，Ｇ２が正常時）
図３は，前記制御部２０による前記双方向コンバータ１０の制御ブロック図であり，前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２が正常である場合の信号の流れを実線で表したものである。図中，「ＳＬ」はセレクトスイッチ，「ＬＰＦ」はローパスフィルタ，「ＡＶＲ」は自動電圧調節器（Auto Voltage Regulator），「ＡＣＲ」は自動電流調節器（Auto Current Regulator），「ＰＬＬ」は位相同期回路（Phase Locked Loop），「−１」は信号値（電流指令値）の符号をマイナスにする処理をそれぞれ表し，それに付加するかっこ書きの数値（０），（１），…は識別番号を表す。また，各ＡＶＲに入力されるＩｍａｘは，ＡＶＲ出力の最大値を表す。
前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２が正常時は，前記バスＢ１側（即ち，前記発電機Ｇ１側）の前記コンバータ１１への前記ゲート信号ＳＧ１は，前記バスＢ１における電流値Ｉ１ｆが前記バスＢ１側の電流指令値Ｉ１ｒに一致するように（差分がなくなるように）ＡＣＲ（１）によって調節される。
ここで，前記電流指令値Ｉ１ｒは，前記ＤＣリンク部１２における直流電圧Ｖｄｃ（これを絶縁アンプ（図２）を介して出力したものがＶｄｃｆ）を，所定の直流バス電圧指令値Ｖｄｃｒに一致させる（差分が０となる）ように調節されたＡＶＲ（０）の出力値についてその符号をマイナス化した信号値である。前記ＡＶＲ（０）の出力値をマイナス化しているのは，電力が回生方向であるためである。また，ＶｄｃｆがＶｄｃｒと等しくなるように制御され，その結果，ＶｄｃがＶｄｃｒと等しくなる。
【００１１】
一方，前記バスＢ２側（即ち，前記発電機Ｇ２側）の前記コンバータ１２への前記ゲート信号ＳＧ２は，前記ゲート信号ＳＧ１と同様に，前記バスＢ２における電流値Ｉ２ｆが前記バスＢ２側の電流指令値Ｉ２ｒに一致するように（差分がなくなるように）ＡＣＲ（２）によって調節される。ここで，前記電流指令値Ｉ２ｒも，前記電流指令値Ｉ１ｒと同様に，前記ＡＶＲ（０）の出力値についてその符号をマイナス化した信号値である。
以上により，前記ＤＣリンク部１２において，前記バスＢ１側から回生された電力と前記バスＢ２側から回生された電力とにより，ＶｄｃがＶｄｃｒと等しくなり，その結果，前記バスＢ１，Ｂ２のどちら側からも他方へは電力供給されない。
【００１２】
図６は，前記ＰＬＬ（１），（２）の回路構成を表すブロックである。
前記ＰＬＬ（１），（２）は，入力したアナログ電圧信号ＶＳ（前記Ｖ１ｆ又はＶ２ｆに相当）を波形整形器３１によって矩形波信号ＰＳに変換し，該矩形波信号ＰＳの周波数に比例した電圧ＶＦを周波数検出器３２により出力する。
これと並行して，当該ＰＬＬ（１），（２）の出力信号θの最上位ビットＰＦと前記矩形波信号ＰＳとの位相差を位相比較器３３により検出し，位相差電圧ＶＥとして出力する。
そして，前記電圧ＶＦと前記位相差電圧ＶＥとの加算電圧Ｖｉに比例した周波数の矩形波信号Ｆ０を発信器３４によって出力し，その矩形波信号Ｆ０のパルスをカウンタ３５でカウントした信号を同期信号θ（前記同期信号θ１又はθ２に相当）として出力する。
ここで，前記位相比較器３３のループゲインの設定により，前記同期信号θは所定の時定数をもって応答する。従って，前記ＰＬＬ（１），（２）の入力信号の位相及び周波数が瞬時的に変化した場合でも，出力信号θ（θ１又はθ２）の位相及び周波数は所定の時定数をもって徐々に変化する。
また，前記周波数検出器３２を設けて前記電圧ＶＦを加算しているのは，応答を速くするためであるので，前記周波数検出器３２を省略した構成も考えられる。
【００１３】
（発電機Ｇ１の異常時のゲート信号の制御）
図４は，前記制御部２０による前記双方向コンバータ１０の制御ブロック図であり，一方の前記発電機Ｇ１のみが異常である場合の信号の流れを実線で表したものである。
前記発電機Ｇ１が異常となっても，前記コンバータ１２に対する前記ゲート信号ＳＧ２については，前述した２つの発電機Ｇ１，Ｇ２が正常である場合と同じ制御（同じ出力）がなされるため，前記バスＢ２から前記ＤＣリンク部１３への電力の回生がなされる。
一方，前記発電機Ｇ１が異常となると，前記バスＢ１における電圧Ｖ１ｆが低下するので，前記制御部２０は，この電圧Ｖ１ｆの電圧低下を早期に検出（電圧が所定レベル降下したことを（完全に消失する前に）検出）してＳＬ（１）の出力を前記バスＢ１の電圧Ｖ１ｆから前記バスＢ２の電圧Ｖ２ｆに切り替える（図４中，切り替え信号をＳＡ１で表す）。
前記ＳＬ（１）の出力（ここでは，Ｖ２ｆ）は，ＬＰＦ（１）により変化が平滑化された電圧信号Ｖ１ｒに変換され，この平滑化後の電圧信号Ｖ１ｒと前記バスＢ１の電圧Ｖ１ｆとのレベル差に比例した電流信号がＡＶＲ（１）によって出力される。
ここで，前記ＳＬ（１）が切り替わる前（前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２が正常であるとき）は，前記ＬＰＦ（１）に対して前記バスＢ１の電圧Ｖ１ｆが出力されている。従って，前記ＳＬ（１）の切り替わり時，即ち，前記発電機Ｇ１に異常が発生した瞬間から，前記電圧信号Ｖ１ｒは，前記発電機Ｇ１が正常時の最後の時点での前記バスＢ１の電圧Ｖ１ｆから徐々に前記バスＢ２の電圧Ｖ２ｆへ追従するように変化する。即ち，前記発電機Ｇ１の異常発生時に，前記電圧信号Ｖ１ｒのレベルが，所定の時定数をもって前記電圧Ｖ１ｆのレベルから前記電圧Ｖ２ｆのレベルに変化する。
さらに，前記ＡＶＲ（１）の出力は，ＳＬ（３）を介して前記電流指令値Ｉ１ｒとして出力される。
前記ＳＬ（３）は，前記２つの発電機Ｇ１，Ｇ２が正常時には，前記ＡＶＲ（０）の出力の符号反転値を前記電流指令値Ｉ１ｒとして出力するが，前記発電機Ｇ１が異常時には，前記制御部２０が出力する切り替え信号ＳＢ１により，前記ＡＶＲ（１）の出力を前記電流指令値Ｉ１ｒとして出力する。
これにより，前記バスＢ１側（即ち，前記発電機Ｇ１側）の前記コンバータ１１への前記ゲート信号ＳＧ１は，前記バスＢ１の電圧Ｖ１ｆが前記バスＢ２の電圧Ｖ２ｆに所定の時定数をもって追従するように（差分がなくなるように）前記ＡＣＲ（１）によって調節される。
さらに，前記発電機Ｇ１が異常時には，前記ＡＣＲ（１）に対して前記バスＢ２の電圧信号Ｖ２ｆの位相及び周波数に対する同期信号がθ１として入力されている。この同期信号θ１は，前記電圧信号Ｖ２ｆを入力してそれと位相及び周波数が同期したパルス信号を出力する前記ＰＬＬ（１）によって得られる。
両発電機Ｇ１，Ｇ２が正常時と前記発電機Ｇ１のみが異常時とで，前記ＰＬＬ（１）に入力される信号の切り替え（Ｖ１ｆかＶ２ｆか）は，前記制御部２０が出力する切り替え信号ＳＣ１に基づいて行われる。
これにより，前記ゲート信号ＳＧ１の位相及び周波数は，前記発電機Ｇ１の異常発生時に，前記発電機Ｇ１が正常であった時の最後の前記発電機Ｇ１の出力電圧の位相及び周波数から，前記発電機Ｇ２の出力電圧の位相及び周波数へ所定の時定数をもって徐々に変化する信号となる。
以上の制御が行われる結果，前記発電機Ｇ１に異常が発生した場合でも，前記バスＢ２の電力が前記コンバータ１１によって前記バスＢ１へ供給されるので，前記バスＢ１（前記負荷Ｌ１）において瞬時停電が発生しない。従って，一部の電子機器の動作の続行が不可能となることを防止できる。
さらに，前記バスＢ１に供給される電力の位相及び周波数と電圧が，前記制御部２０（前記第１の制御手段の一例）における前記ＰＬＬ（１）の応答遅れと前記ＬＰＦ（１）の応答遅れとにより，前記発電機Ｇ１が正常であった最後の時点での出力電力の位相及び周波数と電圧から，前記発電機Ｇ２の出力電力の位相及び周波数と電圧へ所定の時定数をもって徐々に移行するため，電源位相等の急変によるモータ等の負荷への過渡的な過大電流が発生することも防止できる。
【００１４】
（発電機Ｇ２の異常時のゲート信号の制御）
図５は，前記制御部２０による前記双方向コンバータ１０の制御ブロック図であり，もう一方の前記発電機Ｇ２のみが異常である場合の信号の流れを実線で表したものである。
前記発電機Ｇ２が異常時の動作は，図４で示した前記発電機Ｇ１が異常時の動作に対し，前記ゲート信号ＳＧ１とＳＧ２の各出力に関する動作が，相互に反対の動作となるだけであるのでここでは説明を省略する。
なお，前記発電機Ｇ１が異常時における前記ＳＬ（１），ＬＰＦ（１），前記ＡＶＲ（１），前記ＳＬ（３），前記ＡＣＲ（１），前記ＳＬ（５）及び前記ＰＬＬ（１）の各動作に対応する動作を行うものが，ＳＬ（２），ＬＰＦ（２），前記ＡＶＲ（２），前記ＳＬ（４），前記ＡＣＲ（２），前記ＳＬ（６）及び前記ＰＬＬ（２）である。
これにより，前記発電機Ｇ２に異常が発生した場合でも，前記バスＢ１の電力が前記コンバータ１２によって前記バスＢ２へ供給されるので，前記バスＢ２（前記負荷Ｌ２）において瞬時停電が発生しない。
さらに，前記バスＢ２に供給される電力の位相及び周波数と電圧が，前記ＰＬＬ（２）の応答遅れと前記ＬＰＦ（２）の応答遅れとにより，前記発電機Ｇ２が正常であった最後の時点での出力電力の位相及び周波数と電圧から，前記発電機Ｇ１の出力電力の位相及び周波数と電圧へ所定の時定数をもって徐々に移行するため，電源位相等の急変によるモータ等の負荷への過渡的な過大電流が発生することも防止できる。
【００１５】
（発電機Ｇ１異常時の制御部２０の入出力信号の変化）
次に，図７を用いて，発電機異常発生時における前記制御部２０の各入出力信号の変化について説明する。
図７は，前記両発電機Ｇ１，Ｇ２が正常な状態から一方の前記発電機Ｇ１が異常となったときの前記制御部２０の各入出力信号の変化を表すタイムチャートである。図中に（ＩＮ）と記された信号は前記制御部２０への入力信号であり，（ＯＵＴ）と記された信号は前記制御部２０からの出力信号である。また，それ以外の信号である双方向コンバータ動作信号ＣＮＶは，前記双方向コンバータ２０を通じた電力供給動作（ここでは，Ｂ２からＢ１）が行われているか否かを表す信号（ＯＮ：電力供給動作中），バスタイコンタクタ動作信号ＢＴＣは，前記バスタイコンタクタ９０を通じた電力供給動作（ここでは，Ｂ２からＢ１）が行われているか否かを表す信号（ＯＮ：電力供給動作中）を表し，前記制御部２０の入出力信号ではない。
【００１６】
前記発電機Ｇ１に異常が発生（Ｐ０の時点）すると，前記制御部２０に入力される前記バスＢ１の電圧Ｖ１ｆの低下が始まる。この電圧低下の開始が前記制御部２０により検出されると，前記制御部２０は，上位の（外部の）制御装置に対し，前記発電機Ｇ１が異常である旨を表すエラー通知ＦＧ１をＯＮにする。
同時に，前記制御部２０は，前記ゲート信号ＳＧ１の出力を，図３に示した制御出力から図４に示した制御出力に切り替える。これにより，前記双方向コンバータ２０を通じた電力供給動作（Ｂ２→Ｂ１）が瞬時に開始されるので（即ち，前記ＣＮＶがＯＮ），前記上位の制御装置に対してその旨を表す出力としてコンバータ動作信号ＳＯＮをＯＮ出力する。
一方，前記エラー通知ＦＧ１のＯＮ出力を受けた前記上位の制御装置は，前記バスタイコンタクタ９０の動作指令ＳＴを前記制御部２０に対してＯＮ出力する。
この動作指令ＳＴのＯＮ信号を受けた前記制御部２０（前記第１の制御手段の一例）は，前記バスタイコンタクタ９０に対する動作指令ＳＢＴＣをＯＮ出力する。
これにより，前記発電機Ｇ１の異常発生（前記ＦＧ１のＯＮ時）から所定時間Ｔ１の後に前記バスタイコンタクタ９０が作動し，該バスタイコンタクタ９０を通じた電力供給動作（Ｂ２→Ｂ１）が開始される（即ち，前記ＢＴＣがＯＮ）。
【００１７】
次に，前記制御部２０（前記第２の制御手段の一例）は，前記エラー通知ＦＧ１のＯＮ出力の後，予め設定された所定のコンバータ動作時間Ｔ０が経過した時点で（例えば，タイマーで計時する），前記ゲート信号ＳＧ１の出力を，図４に示した制御出力から図３に示した制御出力に切り替える（戻す）。これにより，前記双方向コンバータ２０を通じた電力供給動作（Ｂ２→Ｂ１）が停止する（即ち，前記ＣＮＶがＯＦＦ）。同時に，前記制御部２０は，前記上位の制御装置に対して前記双方向コンバータ１０による電力供給が停止した旨を表す出力として前記コンバータ動作信号ＳＯＮをＯＦＦ出力する。
前記双方向コンバータ動作信号ＣＮＶの変化と前記バスタイコンタクタ動作信号ＢＴＣの変化とからわかるように，一方の前記発電機に異常が発生したときは，まず，瞬時に前記双方向コンバータ１０によって電力供給のバックアップが行われた後，一時的に，前記双方向コンバータ１０を通じた電力供給のバックアップと，前記バスタイコンタクタ９０を通じた電力供給のバックアップとが並行して行われることになる（図中，Ｗで表す時間帯）。
これにより，前記バスＢ１側の瞬時停電を確実に防止できる。
また，前記双方向コンバータ１０の動作時間Ｔ０は，前記バスタイコンタクタ９０の起動に十分なごく短い時間（例えば，１００ｍｓｅｃ程度）で済むので，前記双方向コンバータ１０の温度上昇幅は比較的小さい。このため，前記双方向コンバータ１０のために大型の（大重量の）冷却手段を設ける必要がなく，従来の電源装置に対する電源装置Ｘの重量増加は，ほぼ前記双方向コンバータ１０自体の重量（例えば，数ｋｇ程度）分のみの増加に抑えることができる。
【００１８】
一方，前記エラー通知ＦＧ１のＯＮ出力を受けた前記上位の制御装置は，前記発電機Ｇ１が正常運転されていること認知している旨を表す運転認知信号ＸＳＧ１の前記制御部２０に対する出力をＯＮからＯＦＦに出力変更する。前記運転認知信号ＸＧ１がＯＦＦの状態は，前記上位の制御装置が前記発電機Ｇ１が正常運転されていない（異常である）と認知している状態を表す。
これに対し，前記運転認知信号ＸＧ１のＯＦＦを検知した前記制御部２０は，前記エラー通知ＦＧ１の出力をＯＮからＯＦＦに変更する。
図７に示す例は，前記発電機Ｇ１の異常時の例であるので，前記バスＢ２の電圧Ｖ２ｆに変化はなく，同様に，前記発電機Ｇ２側についての運転認知信号ＸＳＧ２及びエラー通知信号ＦＧ２もＯＮのままで変化はない。
また，前記発電機Ｇ２に異常が発生した場合は，図７におけるＶ１ｆとＶ２ｆ，ＸＳＧ１とＸＳＧ２，ＦＧ１とＦＧ２の各信号状態が入れ替わる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は，例えば航空機向け等の２系統相互バックアップ式電源装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源装置Ｘの概略全体構成を表すブロック図。
【図２】電源装置Ｘが備える双方向コンバータ及びその制御部の概略構成図。
【図３】電源装置Ｘにおける２つの発電機が正常である場合の双方向コンバータの制御ブロック図。
【図４】電源装置Ｘにおける一方の発電機Ｇ１が異常である場合の双方向コンバータの制御ブロック図。
【図５】電源装置Ｘにおける一方の発電機Ｇ２が異常である場合の双方向コンバータの制御ブロック図。
【図６】ＰＬＬ回路の構成を表すブロック図。
【図７】電源装置Ｘにおける一方の発電機Ｇ１が異常となった場合の各種信号のタイムチャート。
【図８】従来の電源装置Ａの概略構成を表すブロック図。
【符号の説明】
【００２１】
Ｅ１，Ｅ２…エンジン
Ｂ１，Ｂ２…バス
Ｌ１，Ｌ２…負荷
Ｇ１，Ｇ２…発電機
ＳＬ…セレクトスイッチ
ＬＰＦ…ローパスフィルタ
ＡＶＲ…自動電圧調節器（Auto Voltage Regulator）
ＡＣＲ…自動電流調節器（Auto Current Regulator）
ＰＬＬ…位相同期回路（Phase Locked Loop）
１０…双方向コンバータ
１１，１２…コンバータ
１３…ＤＣリンク部（Ｂｄｃ）
２０…制御部
９０…バスタイコンタクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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