mecanico de manutenção aeronautica 09 geradores e motores eletricos

8/14/2019 mecanico de manuteno aeronautica 09 geradores e motores eletricos

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CAPTULO 9

GERADORES E MOTORES ELTRICOS DE AVIAO

INTRODUO

A energia para a operao de muitosequipamentos eltricos de uma aeronave depen-

de da energia eltrica fornecida por um gerador.Gerador qualquer mquina que transformaenergia mecnica em energia eltrica, pela indu-o eletromagntica.

O gerador que produz corrente alternada chamado de gerador CA, ou alternador. Ogerador que produz corrente contnua chama-do de gerador CC ou dnamo.

Ambos os tipos operam pela induo deuma voltagem CA em bobinas, pela variao daquantidade e sentido do fluxo magntico que ascortam.

GERADORES

Para aeronaves equipadas com sistemaseltricos de corrente contnua, o gerador CC afonte regular de energia eltrica.

Um ou mais geradores CC acionadospelos motores da aeronave, fornece energia el-trica para a operao de todas as unidades do

sistema eltrico, assim como energia para carre-gar a bateria.A aeronave equipada com sistemas de

corrente alternada utiliza energia eltrica forne-cida por geradores CA ou simplesmente alter-nadores.

Teoria de operao

No estudo de corrente alternada, os prin-cpios do gerador bsico foram introduzidos

para explicar a gerao de uma voltagem CApela rotao de uma bobina num campo magn-tico. Sendo esta a teoria de operao de todos osgeradores, necessrio revisar os princpios degerao de energia eltrica.

Quando linhas de fora magntica socortadas por um condutor, uma voltagem in-duzida no condutor.

A intensidade da voltagem induzida de-pende da velocidade do condutor e da intensi-dade do campo magntico. Se os terminais docondutor forem ligados para formar um circuitocompleto, uma corrente induzida no condutor.

O campo magntico e o condutor for-mam um gerador elementar. Este tipo de gera-dor est ilustrado na figura 9-1, junto com oscomponentes do circuito externo do gerador,

que coleta e usa energia gerada pelo geradorsimples. A espira do fio (A e B da figura 9-1) ajustada para girar num campo magntico.Quando o plano da espira estiver em paralelocom as linhas de fora magntica, a voltageminduzida na espira faz com que a corrente circu-le no sentido indicado pelas setas da figura 9-1.

A voltagem induzida nesta posio mxima, visto que os fios esto cortando as li-nhas de fora em ngulos retos, e esto, ainda,cortando mais linhas de fora por segundo doque em qualquer outra posio relativa ao cam-

po magntico.

Figura 9-1 Induo de voltagem mxima numgerador elementar.

medida que a espira se aproxima daposio vertical mostrada na figura 9-2, a volta-gem induzida diminui, pois ambos os lados daespira (A e B) esto aproximadamente em

paralelo com as linhas de fora, e a razo decorte reduzida.

Quando a espira estiver na vertical, as

linhas de fora no sero cortadas, visto que osfios esto se movimentando momentaneamente


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em paralelo com as linhas de fora magntica (eno h voltagem induzida).

Figura 9-2 Induo de voltagem mnima numgerador elementar.

Enquanto continuar a rotao da espira,o nmero de linhas de fora cortadas aumentarat que a espira tenha girado outros 90 para um

plano horizontal.Como mostrado na figura 9-3, o nmero

de linhas de fora cortadas e a voltagem induzi-da, mais uma vez so mximas.

O sentido do corte, entretanto, est emsentido oposto queles apresentados nas figuras9-1 e 9-2, de modo que o sentido (polaridade)

da voltagem induzida invertida.

Figura 9-3 Induo de voltagem mxima nosentido oposto.

Enquanto a rotao da espira continuar,o nmero de linhas de fora que esto sendocortadas diminui, e a voltagem induzida torna-

se zero quando na posio mostrada na figura 9-4, posto que os fios A e B esto novamente em

paralelo com as linhas de fora magntica.

Figura 9-4 Induo de voltagem mnima no

sentido oposto.

Se a voltagem induzida ao longo dos360 de rotao for plotada num grfico, resulta-r a curva mostrada na figura 9-5. - Esta volta-gem chamada de voltagem alternada devido inverso dos valores positivos e negativos, pri-meiro num sentido e depois no outro.

Figura 9-5 Gerao de um gerador elementar.

Para usar a voltagem gerada na espira, afim de produzir fluxo de corrente num circuitoexterno, alguns meios devem ser fornecidos

para ligar a espira em srie com o circuito ex-terno.

Esta ligao eltrica pode ser efetuadainterrompendo-se a espira do fio, e ligando seusterminais a dois anis metlicos, chamados a-nis coletores, contra os quais duas escovas decarvo ou metal esto sobrepostos. As escovasesto ligadas ao circuito externo.


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Pela substituio dos anis coletores dogerador bsico por dois semicilindros, chama-dos segmentos coletores, obtem-se um geradorCC bsico (figura 9-6). Nesta ilustrao, o lado

preto da bobina ligado ao segmento preto; e olado branco ao segmento branco. Os segmentosesto isolados um do outro.

Figura 9-6 Gerador bsico de C.C.

As duas escovas estacionrias esto ins-taladas nos lados opostos do coletor e, de talmodo, que cada escova entre em contato comcada elemento do coletor, quando este estivergirando simultaneamente com a espira. As par-tes mveis de um gerador CC (bobina e coletor)so chamadas de induzido.

A gerao de uma fora eletromotriz(FEM) pela espira mvel num campo magntico igual para ambos os geradores (CA e CC),

mas a ao dos segmentos coletores produz umavoltagem CC. Esta gerao de voltagem CC descrita para as diversas posies da espira m-vel num campo magntico, em relao figura9-7.

Figura 9-7 Funcionamento de um gerador C.C.bsico.

A espira na posio A da figura 9-7est girando no sentido horrio, mas as linhas de

fora no so cortadas pelos lados da bobina, enenhuma FEM gerada.

A escova preta mostrada entrando emcontato com o segmento preto do coletor, e aescova branca est entrando em contato com osegmento branco.

Em B da figura 9-7, o fluxo est sendocortado por uma razo mxima, e a fora ele-

tromotriz induzida mxima. Neste momento,a escova preta est em contato com o segmento

preto, e a escova branca com o segmento bran-co. A deflexo do medidor est para a direita,indicando a polaridade da voltagem de sada.

Em C da figura 9-7, a espira comple-tou uma rotao de 180. Mais uma vez as li-nhas de fluxo no so cortadas, e a voltagem desada zero.

A condio importante a se observar naposio C a ao dos segmentos e das esco-vas.

A escova preta nesta posio da espira(180) entra em contato com o segmento preto ecom o segmento branco num dos lados do cole-tor, e a escova branca entra em contato com osdois segmentos do outro lado do coletor.

Aps passar a espira ligeiramente, peloponto de 180, a escova preta estar em contatosomente com o segmento branco, e a escova

branca em contato com o segmento preto.

Devido a esta transferncia dos elemen-tos do coletor, a escova preta est sempre emcontato com o lado da bobina que se move para

baixo, e a escova branca est em contato com olado da bobina que se move para cima.

Embora a corrente inverta o seu sentidona espira, exatamente do mesmo modo como nogerador CA, a ao do coletor faz com que acorrente circule sempre no mesmo sentido, atra-vs do circuito externo ou medidor.

Um grfico de um ciclo de operao

mostrado na figura 9-7. A gerao da FEM nasposies A, B e C igual no gerador CA bsico, mas na posio D a ao do coletorinverte a corrente no circuito externo, e o se-gundo semiciclo tem a mesma forma de onda do

primeiro. O processo de comutao , s vezes,chamado de retificao, porque no processo deretificao a voltagem CA transformada emvoltagem CC.

No momento em que cada escova estiverem contato com os dois segmentos do coletor(posies A, C e E da figura 9-7 produ-zido um curto-circuito contnuo. Se uma FEM


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fosse gerada na espira neste instante, uma cor-rente alta fluiria no circuito, causando um cente-lhamento, e danificando o coletor. Por esta ra-zo, as escovas devem ser instaladas na posioexata, onde o curto-circuito ocorrer quando aFEM gerada for zero. Esta posio chamadade plano neutro.

A voltagem gerada pelo gerador CC b-

sico na figura 9-7 varia de zero para o seu m-ximo, duas vezes para cada volta da espira. Estavariao da voltagem CC chamada de ondu-lao (RIPPLE), e pode ser reduzida usando-semais espiras ou bobinas; como mostrado emA da figura 9-8.

Figura 9-8 Aumento do nmero de espiras re-duz a ondulao (Ripple) na volta-gem.

medida que o nmero de espiras au-menta, as variaes entre os valores mximo emnimo de voltagem sero reduzidas (B da

figura 9-8), e a voltagem de sada do gerador seaproxima de um valor estvel CC. Em A dafigura 9-8, o nmero de segmentos do coletor aumentado em proporo direta ao nmero deespiras, isto , existem dois segmentos para umaespira, quatro segmentos para duas espiras eoito segmentos para quatro espiras.

A voltagem induzida numa espira comapenas uma volta pequena. Aumentando onmero de espiras no aumenta o valor mximoda voltagem gerada, mas aumentando o nmerode voltas em cada espira aumentar este valormximo.

Dentro de certo limite, a voltagem desada de um gerador CC determinada pelo

produto do nmero de voltas por espira, o fluxototal por cada par de plos na mquina e a velo-cidade da rotao do induzido.

Um gerador CA, ou alternador, e umgerador CC so idnticos em relao ao mtodode voltagem gerada na espira mvel.

Entretanto, se a corrente for retirada daespira pelos anis coletores, ela ser uma cor-rente alternada e o gerador CA; se ela for cole-tada por segmentos coletores, ela ser uma cor-rente contnua, e o gerador denominado degerador CC.

Caractersticas da construo dos geradoresCC

Os geradores usados nas aeronaves dife-rem no tipo, visto que eles so construdos porvrios fabricantes. Todos, entretanto, possuem amesma caracterstica e operam de maneira simi-lar.

As partes principais, ou conjuntos de umgerador CC, so a carcaa, o induzido e um con-

junto de escovas. As partes de um gerador tpicode avio so mostradas na figura 9-9.

Carcaa

A carcaa ou estrutura do campo oalicerce ou a moldura do gerador. A carcaa temduas funes: ela completa o circuito magnticoentre os plos, e atua como um suporte mecni-co para as outras partes do gerador.

Em A da figura 9-10, a carcaa de umgerador de dois plos mostrada em cortetransversal. A carcaa de um gerador de quatro

plos mostrada em B da figura 9-10.

Nos geradores menores, a carcaa constituda de uma pea nica de ferro, mas nosgeradores maiores geralmente constituda porduas partes aparafusadas juntas.

A carcaa tem propriedades magnticaselevadas e, junto com as peas polares, forma a

parte principal do circuito magntico.Os plos do campo, mostrados na figura

9-10, so aparafusados no interior da moldura, eformam um ncleo pelo qual os enrolamentosda bobina do campo so efetuados.

Os plos so geralmente laminados parareduzir as perdas devido s correntes parasitas, e


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tm a mesma finalidade de um ncleo de ferrode um eletrom, isto , eles concentram as li-nhas de fora produzidas pela bobina de cam-

po.A carcaa completa, incluindo as peas pola-res, fabricada de ferro magntico de alta qua-lidade ou folha de ao.

Figura 9-9 Gerador tpico de 24 volts de aeronaves.

Um gerador CC usa eletroms ao invsde ms permanentes. A produo de um campocom intensidade magntica necessria, usandoms permanentes, aumentaria grandemente as

dimenses fsicas do gerador.

Figura 9-10 Carcaa de dois e de quatro plos.

As bobinas de campo so constitudas dediversas voltas de fio isolado, e so enroladas

para se amoldarem ao ncleo de ferro do ploao qual ela est segura firmemente (figura 9-

11).

Figura 9-11 Bobina de campo removida de umplo.

A corrente de excitao, que usada para produzir o campo magntico e que fluiatravs das bobinas de campo, obtida de umafonte externa ou de uma mquina geradora CC.

No existe ligao eltrica entre os enrolamen-tos das bobinas de campo e as peas polares.


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A maioria das bobinas de campo soligadas de maneira que os plos mostrem pola-ridade alternada. Visto que sempre existe um

plo norte para cada plo sul, sempre existirum nmero par de plos em qualquer gerador.

As peas polares na figura 9-11 so pro- jetadas da carcaa. Como o ar oferece umagrande resistncia ao campo magntico, estamontagem reduz o espao do ar entre os plos eo induzido rotativo, aumentando a eficincia dogerador. Quando as peas polares so projetadascomo a figura apresenta, seus plos so deno-minados de plos salientes.

Induzido

O conjunto do induzido consiste de bobinas enroladas em um ncleo de ferro, um

coletor e as partes mecnicas associadas.Montado sobre um eixo, ele gira atravs docampo magntico produzido pelas bobinas decampo. O ncleo do induzido age como um con-dutor de ferro no campo magntico e, sendoassim, laminado para evitar a circulao decorrentes parasitas.

H, em geral, dois tipos de induzido: dotipo anel e do tipo tambor. A figura 9-12 mostraum induzido do tipo anel feito de ncleo de fer-ro, um enrolamento de oito sees e um coletor

de oito segmentos. Este tipo de induzido no muito usado; a maioria dos geradores usa indu-zido do tipo tambor.

Figura 9-12 Induzido do tipo anel com enrola-mento de oito sees.

Um induzido do tipo tambor (figura 9-13) tem bobinas instaladas nas fendas do n-cleo. O uso das fendas aumenta a seguranamecnica do induzido. Geralmente, as bobinas

so mantidas e instaladas nas fendas por meiode calos de madeira ou de fibra. As ligaes

das bobinas individuais, chamadas extremidadesda bobina, so ligadas aos segmentos corres-

pondentes do coletor.

Figura 9-13 Induzido do tipo tambor.

Coletores

A figura 9-14 mostra o corte transversalde um coletor. O coletor est instalado na ex-tremidade do induzido e consiste de segmentosuniformes de cobre estirado, isolados por folhas

finas de mica.Os segmentos so mantidos no lugar por

anis de ao tipo V ou flanges de aperto comparafusos. Os anis de mica isolam os segmen-tos dos flanges. A parte alta de cada segmento chamada espelho, e os fios das bobinas do indu-zido so soldados aos espelhos. Quando ossegmentos no possuem espelhos, os fios sosoldados a uma pequena fenda nas extremidadesdos segmentos.

Figura 9-14 Coletor com uma parte removidapara mostrar a sua construo.

As escovas esto sobrepostas na superf-cie do coletor, formando contato eltrico entre

as bobinas do coletor e o circuito externo.


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Um fio flexvel tranado, de cobre, ge-ralmente chamado de rabicho, liga cada esco-va ao circuito externo.

As escovas, geralmente feitas de carvode boa qualidade, so mantidas no lugar porao de suportes, isolados da carcaa, podendodeslizar livremente para cima e para baixo paraacompanhar qualquer anormalidade na superf-

cie do coletor. As escovas so geralmente ajus-tveis, de modo que sua presso sobre os coleto-res possa ser variada e a posio das escovas emrelao aos segmentos possa ser ajustada.

As interrupes constantes do contatodas bobinas, nas quais as voltagens esto sendoinduzidas, necessitam da utilizao de materialnas escovas que possuam tima resistncia decontato. Alm disso, este material deve ser dotipo que o atrito entre o coletor e a escova seja

pequeno para evitar desgaste excessivo. Sendoassim, o material mais usado pelas escovas ocarvo de boa qualidade. Este carvo deve sersuficientemente macio para evitar o desgaste docoletor e, ainda, resistente o bastante para for-necer escova uma durao maior.

Visto que a resistncia de contato docarvo razoavelmente alta, a escova deve ser

bastante grande para proporcionar uma rea decontato maior. A superfcie do coletor alta-mente polida para reduzir o atrito quanto poss-

vel. leo ou graxa nunca devem ser usados nocoletor e todo cuidado deve ser tomado ao lim-p-lo, para evitar que a superfcie seja danifica-da.

TIPOS DE GERADORES CC

H trs tipos de geradores CC: srie, paralelo, srie-paralelo ou misto. A diferena

entre eles depende de como a bobina de campo ligada em relao ao circuito externo.

Geradores CC de excitao em srie

O enrolamento do campo de um geradorem srie ligado em srie com o circuito exter-no, chamado de carga (figura 9-15). As bobinasde campo so compostas de poucas voltas de fiogrosso.

A intensidade do campo magntico de-

pende muito mais do fluxo de corrente do quedo nmero de voltas da bobina.

Os geradores em srie tm m regula-gem de voltagem na variao de carga, postoque, quanto maior a corrente atravs das bobi-nas do campo para evitar o circuito externo,maior ser a fora eletromotriz induzida e tam-

bm a voltagem terminal ou de sada. Portanto,quando a carga aumenta, a voltagem tambmaumenta; entretanto, quando a carga reduzida,

a voltagem tambm reduzida.A voltagem de sada de um gerador

enrolado em srie pode ser controlada por umreostato, em paralelo com os enrolamentos docampo, como mostrado em A da figura 9-15.Visto que o gerador enrolado em srie tem mregulagem, ele nunca usado como gerador deaeronaves. Os geradores das aeronaves so dotipo paralelo, srie ou misto.

Figura 9-15 Diagrama e circuito esquemtico deum gerador de excitao em srie.

Geradores CC de excitao em paralelo

O gerador que possui um enrolamento decampo ligado em paralelo com o circuito exter-no chamado de gerador em paralelo (comomostra a figura 9-16 em A e B). As bobinasde campo de um gerador em paralelo contmmuitas voltas de fio fino: a intensidade magnti-ca proveniente mais do grande nmero de vol-tas do que da intensidade da corrente atravs das

bobinas. Se for desejada uma voltagem constan-


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te, o gerador de excitao em paralelo no seradequado para as cargas de oscilao rpida.

Qualquer aumento na carga provoca umareduo na voltagem terminal ou de sada, equalquer reduo na carga provoca o aumentona voltagem de sada; considerando que, o indu-zido e a carga esto ligadas em srie, toda a cor-rente que flui no circuito externo passa pelo

enrolamento do induzido.

Figura 9-16 Gerador de excitao em paralelo.

Devido resistncia no enrolamento doinduzido, h uma queda de voltagem (queda deIR = corrente x resistncia). medida que acarga aumenta, a corrente do induzido e a quedade IR no induzido aumentam.

A voltagem de sada a diferena entre avoltagem induzida e a queda de voltagem; por-tanto, h uma reduo na voltagem de sada.

Esta reduo provoca uma queda na intensidadedo campo porque a corrente das bobinas decampo diminui em proporo reduo na vol-tagem de sada: com um campo mais fraco, avoltagem consequentemente reduzida.

Quando a carga diminui, a voltagem desada aumenta na mesma proporo, e uma cor-rente mais elevada flui nos enrolamentos. Estaao cumulativa, pois a voltagem de sadacontinua a aumentar at um ponto chamadoponto de saturao, aps o qual no h au-

mento de voltagem.A voltagem de sada de um gerador em

paralelo pode ser controlada por um reostatoinstalado em srie com os enrolamentos docampo, como mostrado em A da figura 9-16. medida que a resistncia aumentada, a cor-rente do campo reduzida; consequentemente, avoltagem gerada tambm se reduz.

Para um determinado ajuste do reostatode campo, a voltagem de sada nas escovas do

induzido ser aproximadamente igual volta-gem gerada, menos a queda de IR produzidapela corrente de carga no induzido; sendo assim,

a voltagem de sada do gerador diminuir me-dida que a carga for aplicada.

Alguns aparelhos sensveis voltagemso utilizados para ajustar automaticamente oreostato de campo, para compensar as variaesde carga. Quando estes aparelhos so usados, avoltagem de sada permanece essencialmenteconstante.

Geradores CC de excitao mista

Um gerador de excitao mista consti-tudo pela combinao de um enrolamento emsrie e um enrolamento em paralelo, de tal mo-do que de suas caractersticas se obtenha um

bom rendimento.As bobinas do campo em srie so feitas

de um nmero de voltas relativamente pequenode condutor de cobre grosso de seo transver-sal, circular ou retangular, e so ligadas em sriecom o circuito do induzido. Estas bobinas estoinstaladas nos mesmos plos do campo em para-lelo e, por isso, auxiliam a fora magnetomotriz,a qual influencia o fluxo do campo principal dogerador. A ilustrao esquemtica e o diagramaso apresentados em A e B da figura 9-17.

Figura 9-17 Gerador de excitao mista.

Se os ampres-voltas do campo em srie

atuam no mesmo sentido daqueles do campo emparalelo, a fora magnetomotriz combinada serigual soma dos componentes dos campos emsrie e em paralelo.

A carga acrescentada a um geradormisto da mesma maneira que adicionada a umgerador em paralelo, pelo aumento dos circuitosem paralelo com os terminais de sada do gera-dor.

Sendo assim, a reduo da resistncia dacarga total com a carga adicionada acompa-nhada pelo aumento da corrente nos circuitos doinduzido e no do campo em srie.


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O efeito do campo em srie aditivo aquele pelo qual o fluxo do campo aumentadoquando a carga aumenta. A extenso do aumen-to do fluxo do campo, depende do grau de satu-rao do campo determinado pela corrente docampo em paralelo. Sendo assim, a voltagem desada do gerador pode aumentar ou diminuircom a carga, dependendo da influncia das bo-

binas do campo em srie. Esta influncia co-nhecida como o grau de srie-paralelismo.

Um gerador simples-misto aquele ondeas voltagens sem carga e com carga total possu-em o mesmo valor; ao passo que um geradorsub-misto possui o valor da voltagem de cargatotal menor do que a voltagem sem carga, e umgerador super-misto possui a voltagem de cargatotal maior do que a carga nula. As variaes navoltagem de sada com o aumento da carga de-

pende do grau de srie-paralelismo.Se o campo em srie auxilia o campo em paralelo, o gerador chamado misto-acumulativo (B da figura 9-17).

Se o campo em srie se ope ao campoem paralelo, diz-se que a mquina diferenci-almente mista, ou chamada de gerador dife-rencial.

Os geradores mistos so geralmente projetados como supermistos. Isto permite grausvariados de composio, pela ligao de um

campo em paralelo varivel com o campo emsrie. Este campo paralelo algumas vezeschamado DIVERTER. Os geradores mistosso usados onde a regulagem de voltagem umfator importante.

Os geradores diferenciais tm, de certomodo, a mesma caracterstica dos geradores emsrie, na qual eles so essencialmente de corren-te constante. Entretanto, embora gerem umavoltagem nominal sem carga, a voltagem cai

efetivamente medida que a corrente de cargaaumenta. Os geradores de corrente constante soperfeitamente adaptados como fonte de energiapara soldadores de arco eltrico.

Se o campo em paralelo de um geradormisto estiver ligado, abrangendo o induzido e ocampo em srie, ele ser conhecido como deligao de longo paralelismo; mas se o campoem paralelo estiver ligado somente com o indu-zido, ele ser chamado de ligao de curto para-lelismo. Estas ligaes produzem essencialmen-

te as mesmas caractersticas do gerador corres-pondente.

A figura 9-18 mostra graficamente umsumrio da caracterstica dos vrios tipos degeradores.

Geradores de trs fios

Alguns geradores CC, chamados gerado-

res de trs fios, so projetados para fornecer 240volts, ou 120 volts em relao a um fio neutro( Ver figura 9-19).

Figura 9-18 Caractersticas dos geradores.

Isto conseguido pela ligao de uma bobina dereatncia, aos lados opostos do coletor, com oneutro ligado ao ponto central da bobina de rea-tncia. Esta bobina de reatncia atua como umdivisor de voltagem de baixa perda.

Figura 9-19 Gerador de trs fios.

Se fossem usados resistores, a perdaIR seria demasiada, a menos que as duas car-gas fossem casadas perfeitamente. A bobina estinserida no interior de alguns geradores como

parte do induzido, com o ponto central ligado aum nico anel coletor que entra em contato como neutro por meio de uma escova. Em outros

geradores, as duas ligaes com o coletor, porsua vez, so ligadas a dois anis coletores; e o


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reator est localizado na parte externa do gera-dor.

Em qualquer caso, o desequilbrio decarga em qualquer dos lados do neutro no deveser maior do que 25% da corrente nominal desada do gerador.

O gerador de trs fios permite uma ope-rao simultnea de 120 volts para circuitos de

iluminao e de 240 volts para motores.

Reao do induzido

A corrente que flui atravs do induzidocria campos eletromagnticos nos enrolamentos.Estes novos campos tendem a distorcer ou incli-nar o fluxo magntico entre os plos do geradordo plano neutro. Visto que a corrente do induzi-do aumenta com a carga, a distoro tambm setorna maior. Esta distoro do campo magntico chamada de reao do induzido, e est ilustra-da na figura 9-20.

Figura 9-20 Reao do induzido.

Os enrolamentos do induzido de um ge-rador esto espaados de tal modo que, durante

a rotao do induzido, existem certas posiesem que as escovas fazem contato com dois seg-mentos adjacentes e, portanto, curto-circuitandoos enrolamentos do induzido com estes segmen-tos.

Geralmente, quando o campo magnticono est distorcido, nenhuma voltagem indu-zida nos enrolamentos em curto e, consequen-

temente, nenhum resultado prejudicial ocorre nocurto dos enrolamentos. Por outro lado, quandoo campo est distorcido, uma voltagem indu-zida nestes enrolamentos em curto, gerandofascas entre as escovas e os segmentos do cole-tor. Consequentemente, o coletor picotado e odesgaste das escovas excessivo, reduzindo asada do gerador.

Para corrigir esta condio, as escovasso adaptadas de modo que o plano das bobinas,que so curto-circuitadas pelas escovas, seja

perpendicular ao campo magntico distorcido, oqual obtido pelo movimento frontal das esco-vas no sentido da rotao. Esta operao cha-mada de deslocamento das escovas para planoneutro, ou plano de comutao. O plano neutro a posio onde o plano das duas bobinas opos-tas perpendicular ao campo magntico do ge-rador.

Em alguns geradores, as escovas podemser deslocadas manualmente alm do plano

normal neutro para o plano neutro provocadopela distoro do campo. Nos geradores de es-covas no ajustveis, o fabricante ajusta asmesmas para que seja obtido o mnimo de fas-ca.

Interpolos podem ser usados para dimi-nuir alguns efeitos de distoro do campo, vistoque o deslocamento das escovas inconvenientee insatisfatrio, especialmente quando a veloci-dade e a carga do gerador variam constantemen-te.

Figura 9-21 Gerador com interpolos.


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O interpolo est localizado entre os p-los principais de um gerador. Por exemplo, umgerador de 4 plos tem 4 interpolos, os quais seencontram nos plos norte e sul, alternadamen-te, como so os plos principais. Um gerador de4 plos com interpolos mostrado na figura 9-21.

Um interplo tem a mesma polaridadeque o plo principal adjacente no sentido darotao. O fluxo magntico produzido por uminterplo faz com que a corrente no induzidomude de sentido quando o enrolamento passasob ele. Isto anula os campos eletromagnticosao redor dos enrolamentos do induzido. A inten-sidade dos interplos varia com a carga do ge-rador, e, visto que a distoro do campo variacom a carga, o campo magntico dos interplosreduz os efeitos do campo ao redor dos enrola-

mentos do induzido, e diminui a distoro docampo.Assim sendo, o interplo tende a manter

o plano neutro na mesma posio, independen-temente da carga do gerador; portanto, a distor-o do campo reduzida pelos interplos; e aeficincia, a sada e o tempo de durao dasescovas so melhorados.

Capacidade do gerador

Um gerador classificado pela sua po-tncia de sada.

Como o gerador projetado para operaruma voltagem especificada, a classificao ge-ralmente fornecida como sendo o nmero deampres que o gerador pode fornecer na suavoltagem especificada ou nominal.

As especificaes do gerador esto gra-vadas na placa de identificao fixada no mes-mo. Quando um gerador for substitudo, im-

portante optar por um com os valores apropria-dos.

A rotao dos geradores pode ser cha-mada de rotao horria ou anti-horria, obser-vando-se a extremidade de acionamento. Ge-ralmente o sentido da rotao acha-se gravadona placa de identificao.

Se a placa no indicar o sentido, a rota-o pode ser marcada por uma seta na capa da

placa do alojamento da escova. importanteque o gerador a ser usado possua o sentido da

rotao correto; caso contrrio, a voltagem serinvertida.

A velocidade do motor da aeronave variada RPM de marcha-lenta at a RPM de decola-gem; entretanto, durante a maior parte de umvo, ele est em velocidade de cruzeiro constan-te. A transmisso do gerador geralmente acio-nada para girar o gerador entre 1 1/8 e 1 1/2vezes a velocidade do eixo de manivelas domotor.

A maioria dos geradores de aeronavetem uma velocidade na qual comeam a produ-zir sua voltagem normal. Conhecida comoCOMING-IN, esta velocidade de 1.500RPM.

Terminais do gerador

Na maioria dos geradores de 24 volts, asconexes eltricas so feitas nos terminais mar-

cados com as letras B, A e E (ver a figura9-22). O fio positivo do induzido do geradorliga no terminal B. O fio negativo do induzidoliga no terminal E. A extremidade positiva doenrolamento do campo em paralelo liga no ter-minal A, e a extremidade oposta ligada aoterminal negativo da escova.

Figura 9-22 Regulagem da voltagem do gera-dor pelo reostato do campo.

O terminal A recebe corrente da esco-va negativa do gerador atravs do enrolamentodo campo em paralelo.

Esta corrente passa atravs do reguladorde voltagem, e retorna ao induzido atravs daescova positiva.

A corrente de carga, que sai do induzidoatravs das escovas negativas, sai do fio E e

passa atravs da carga antes de retornar ao indu-zido pelas escovas positivas.


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REGULAGEM DA VOLTAGEM DOGERADOR

A operao eficiente do equipamentoeltrico numa aeronave depende do fornecimen-to de voltagem constante do gerador. Entre osfatores que determinam a voltagem de sada deum gerador, apenas um, a intensidade da corren-te do campo, pode ser convenientemente contro-lada. Para ilustrar este controle, utilizado odiagrama da figura 9-22, que mostra um geradorsimples com um reostato no circuito de campo.

Se o reostato for instalado para aumentara resistncia no circuito de campo, menos cor-rente fluir atravs do enrolamento, e a intensi-dade do campo magntico na qual o induzidogira diminuir. Consequentemente, a voltagemde sada do gerador diminuir. Se a resistncia

no circuito de campo for diminuda com o reos-tato, mais corrente fluir atravs dos enrolamen-tos do campo; o campo magntico se tornarmais forte e o gerador produzir uma voltagemmaior.

Com o gerador funcionando na veloci-dade normal, e o interruptor K aberto (figura9-23), o reostato do campo ajustado de modoque a voltagem de sada seja de aproximada-mente 60% da normal. O solenide S estinoperante e o contato B mantido fechado

pela mola. Quando o interruptor K estiverfechado, um curto-circuito estar formado atra-vs do reostato de campo. Esta ao faz comque a corrente do campo aumente e a voltagemde sada suba.

Figura 9-23 Regulador de voltagem do tipo vi-brador.

Quando a voltagem de sada exceder umdeterminado valor crtico, a atrao do soleni-

de S exceder a tenso da mola, abrindo ocontato B, reinstalando o reostato no circuito

de campo e reduzindo a corrente do campo e avoltagem de sada.

Quando a voltagem de sada estiver a-baixo de uma voltagem crtica, o contato B dosolenide do induzido fechar-se- novamente

pela ao da mola, o reostato de campo nestemomento ser curto-circuitado, e a voltagem desada comear a subir. O ciclo se repete comouma ao rpida e contnua. Sendo assim, mantida uma voltagem mdia com ou sem vari-ao na carga.

O pisto P prov uma operao maissuave, atuando como um amortecedor para evi-tar oscilao. O capacitor C em paralelo como contato B elimina as centelhas. Uma cargaadicional provoca um curto mais demorado noreostato do campo e, sendo assim, o solenidedo induzido vibra mais lentamente. Se a carga

for reduzida e a voltagem de sada aumentar, oinduzido vibrar mais rapidamente e o reguladormanter a voltagem de sada num valor constan-te para qualquer variao na carga, desde a car-ga nula at a carga mxima no gerador.

Os reguladores do tipo vibradores no podem ser usados com geradores que necessi-tam de alta corrente de campo, posto que oscontatos furaro ou queimaro. Os sistemas degerador de grande carga necessitam de um tipodiferente de regulador, semelhante ao regulador

de pilha de carvo.

Regulador de voltagem pilha de carvo

O regulador de voltagem pilha de car-vo depende da resistncia de diversos discos decarvo sobrepostos.

A resistncia da pilha de carvo variainversamente com a presso aplicada. Quando a

pilha for comprimida sob considervel presso,a resistncia na pilha ser menor. Quando a

presso for reduzida, a resistncia da pilha decarvo aumentar, porque h mais espao de arentre os discos, e o ar tem alta resistncia.

A presso na pilha de carvo depende deduas foras opostas: uma mola e um eletrom.A mola comprime a pilha de carvo, e o eletro-m exerce uma fora que reduz a presso. A

bobina do eletrom, como apresentada na figu-ra 9-24, est ligada atravs do terminal B dogerador, atravs de um reostato (boto ajust-

vel) e de um resistor (discos de carvo) para aterra (massa).


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Figura 9-24 Ilustrao do efeito controladorde um regulador de voltagem.

Quando a voltagem do gerador variar, afora do eletrom variar.

Se a voltagem do gerador exceder umvalor especfico, a fora do eletrom aumenta-r, diminuindo a presso exercida na pilha decarvo e aumentando sua resistncia.Visto queesta resistncia est em srie com o campo, me-nos corrente fluir atravs do enrolamento docampo, haver uma reduo correspondente naintensidade do campo, e a voltagem do gerador

diminuir.Por outro lado, se a sada do gerador for

inferior ao valor da voltagem especificada, afora do eletrom diminuda, e a pilha de car-vo oferece uma resistncia menor ao circuitode enrolamento do campo. Alm disso, a inten-sidade do campo aumenta e a sada do geradortambm.

Um reostato pequeno oferece meios deajustagem do fluxo de corrente atravs da bobi-na do eletrom.

A figura 9-25 mostra um regulador devoltagem tpico de 24 volts com seus circuitosinternos.

Regulador de trs unidades

Muitas aeronaves de pequeno porte utili-zam um regulador de trs unidades em seus sis-temas de gerador.

Este tipo de regulador consiste em um

limitador e um interruptor de corrente reversa,alm de um regulador de voltagem.

Figura 9-25 Circuitos internos de um regulador de voltagem.


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A ao da unidade reguladora de volta-gem similar ao regulador do tipo vibratrio,descrito anteriormente.

A segunda das trs unidades um regu-lador de corrente para limitar a corrente de sadado gerador. A terceira unidade um interruptorde corrente reversa, que desliga a bateria dogerador.

Se a bateria no for desligada, ela des-carregar-se- atravs do induzido do geradorquando a voltagem dele for inferior voltagemda bateria, acionando o gerador como um motor.

Esta ao denominada de motoriza-o do gerador e, se ela no for evitada, des-carregar a bateria num curto espao de tempo.

A operao de um regulador de trs uni-dades est descrita nos pargrafos seguintes(veja a figura 9-26).

Figura 9-26 Regulador de trs unidades parageradores de velocidade varivel.

A ao de vibrao do contato C1 naunidade reguladora de voltagem provoca umcurto-circuito intermitente entre os pontos R1 eL2. Quando o gerador no estiver operando, amola S1 manter o contato C1 fechado; C2 tam-

bm ser fechado pela mola S2. O campo em

paralelo est ligado diretamente ao induzido.Quando o gerador for ligado, sua volta-

gem de sada aumentar medida que a veloci-dade do gerador aumentar, e o induzido supriro campo com corrente atravs dos contatos C2 eC1 fechados.

medida que a voltagem de sada au-menta, o fluxo de corrente atravs de L1 aumen-ta, e o ncleo de ferro torna-se mais fortementemagnetizado. Numa certa velocidade e volta-gem, quando a atrao magntica no brao m-vel for suficientemente forte para sobrepujar atenso da mola S1, os contatos C1 estaro sepa-

rados. A corrente do campo agora flui atravs deR1 e L2. Visto que a resistncia adicionada aocircuito do campo, este enfraquecido momen-taneamente, e o aumento na voltagem de sada

paralisado. Alm disso, estando o enrolamentoL2 em oposio a L1, o esforo magntico deL1 sobre S1 neutralizado parcialmente, e amola S1 fecha o contato C1. Portanto, R1 e L2

esto novamente em curto, fora do circuito, e acorrente do campo aumenta mais uma vez; avoltagem de sada aumenta e C1 abre, coman-dado por L1. O ciclo rpido e ocorre muitasvezes por segundo.

A voltagem de sada do gerador variapouco, porm rapidamente acima ou abaixo deum valor mdio determinado pela tenso damola S1, que pode ser ajustada.

A finalidade do limitador de correntetipo vibratrio limitar a corrente de sada dogerador, automaticamente no seu valor nominal,a fim de proteger o gerador.

Como mostra a figura 9-26, L3 est emsrie com a linha principal e a carga. Sendo as-sim, a quantidade de corrente que flui na linhadetermina quando C2 ser aberto e quando R2estar em srie com o campo do gerador.

Ao contrrio do regulador de voltagem,que atuado pela voltagem da linha, o limitadorde corrente atuado pela corrente da linha. A

mola S2 mantm o contato C2 fechado at que acorrente, atravs da linha principal e de L3, ex-ceda um certo valor determinado pela tenso damola S2, e provoque a abertura de C2.

A corrente aumenta quando a carga au-menta. Este fato introduz R2 no circuito docampo do gerador, e diminui sua corrente e avoltagem gerada.

Quando a voltagem gerada diminuir, acorrente do gerador tambm diminuir. O n-cleo de S3 desmagnetizado parcialmente, e a

mola fecha os contatos de C2. Isto provoca umaumento na voltagem e na corrente do gerador,at que a corrente atinja um valor suficiente

para recomear o ciclo. Um determinado valormnimo da corrente de carga suficiente para

provocar a vibrao no limitador de corrente.A finalidade do rel de corte da corrente

reversa desligar automaticamente a bateria dogerador, quando a voltagem do gerador for me-nor que a voltagem da bateria. Se este dispositi-vo no fosse usado no circuito do gerador, a

bateria descarregar-se-ia atravs do gerador. Istotenderia a fazer com que o gerador operasse


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como um motor. Estando, porm, o gerador a-coplado ao motor da aeronave, no poderia ope-rar com uma carga to pesada. Nesta condio,os enrolamentos do gerador podem ser danifica-dos seriamente pela corrente excessiva.

No ncleo de ferro doce h dois enrola-mentos: L4 e L5. O primeiro o enrolamento dacorrente, consiste em poucas voltas de fio gros-

so, est em srie com a linha, e conduz toda asua corrente. O segundo o enrolamento davoltagem, consiste em um grande nmero devoltas de fio fino e est em paralelo com os ter-minais do gerador.

Quando o gerador no est funcionando,os contatos C3 so mantidos abertos pela molaS3. medida que a voltagem do gerador au-menta, o enrolamento L5 magnetiza o ncleo deferro. Quando a corrente (resultante da voltagemgerada) produzir magnetismo suficiente no n-cleo de ferro, o contato C3 fechado. A bateriaento recebe uma corrente de carga.

A mola da bobina S3 ajustada, de mo-do que o enrolamento da voltagem no feche oscontatos C3 at que a voltagem do gerador ex-ceda a voltagem normal da bateria.

A corrente de carga atravs do enrola-mento L4 auxilia a corrente de L5 para manteros contatos bem fechados.

O contato C3 se diferencia de C1 e C2

porque nele no h vibrao.Quando o gerador gira em marcha-lenta,ou por qualquer outro motivo, a voltagem dogerador diminui at um valor inferior ao da ba-teria, a corrente reverte atravs de L4, e asampres-voltas de L4 se opem s de L5.

Assim sendo, uma descarga de correntemomentnea da bateria reduz o magnetismo doncleo, e C3 aberto evitando odescarregamento da mesma e a motorizao dogerador. C3 s fechar outra vez caso a

voltagem de sada do gerador ultrapasse avoltagem da bateria de um valor pr-determinado.INTERRUPTOR/REL DIFERENCIAL

Os sistemas eltricos de aeronaves nor-malmente usam alguns tipos de interrupto-res/rels de corrente reversa, que atuam nosomente como interruptor de corrente, comotambm interruptor de controle remoto, peloqual o gerador pode ser desconectado do siste-ma eltrico a qualquer momento.

Um tipo de interruptor/rel de correntereversa opera a nvel da voltagem do gerador,mas o tipo mais comumente usado nas aerona-ves de grande porte interruptor/rel diferenci-al, cujo controle feito pela diferena entre avoltagem da barra da bateria e o gerador.

O interruptor/rel diferencial liga o ge-rador barra principal dos sistemas eltricos,

quando a voltagem de sada do gerador excede avoltagem da barra de 0,35 a 0,56 volts. Ele des-ligar o gerador quando uma corrente reversanominal fluir da barra para o gerador.

Os rels diferenciais em todos os gerado-res de avies multimotores no fecham quandoa carga eltrica pequena. Por exemplo, numavio com uma carga de 50 ampres, somentedois ou trs rels talvez fechem.

Se for aplicada uma carga maior, o cir-cuito de equalizao reduzir a voltagem dosgeradores j na barra e, ao mesmo tempo, au-mentar a voltagem dos geradores restantes,

permitindo que seus rels se fechem. Se os ge-radores estiverem devidamente em paralelo,todos os rels permanecero fechados at que ointerruptor de controle do gerador seja desliga-do, ou at que a velocidade do motor seja redu-zida abaixo do mnimo necessrio para manter avoltagem de sada do gerador.

O rel de controle diferencial do gerador

mostrado na figura 9-27 constitudo de doisrels, e um contactor operado por bobina. Umdos rels o de voltagem e o outro o diferen-cial.

Ambos os rels so constitudos de ms permanentes, os quais so pivotados entre as peas polares dos ms temporrios, enroladoscom a bobina dos rels.

As voltagens de uma polaridade criamcampos ao redor dos ms temporrios, com

polaridades que provocam o movimento do m

permanente no sentido correto, para fechar oscontatos do rel; as voltagens de polaridadeoposta criam campos que induzem a aberturados contatos do rel.

O rel diferencial possui duas bobinasenroladas sobre o mesmo ncleo. O contactoroperado por bobina, chamado de contactor prin-cipal, consiste em contatos mveis que so ope-rados por uma bobina com um ncleo de ferromvel.

Fechando o interruptor do gerador nopainel de controle, a sada do gerador ligada bobina do rel de voltagem.


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Quando a voltagem do gerador atingir 22 volts,a corrente fluir atravs da bobina, e fechar oscontatos do rel de voltagem. Isto completa ocircuito do gerador para a bateria atravs da

bobina diferencial.Quando a voltagem do gerador exceder a

voltagem da barra de 0,35 volts, a corrente flui-

r atravs da bobina diferencial, o contato dorel fechar e, sendo assim, completar-se- ocircuito da bobina do contactor principal. Oscontatos do contactor principal fecham, ligando

o gerador barra. Quando a voltagem do gera-dor for inferior voltagem da barra ( ou da

bateria ) , umacorrente reversa enfraquecer o campo magnti-co ao redor do m temporrio do rel diferenci-al

O campo enfraquecido permite que uma

mola abra os contatos do rel diferencial, inter-rompendo o circuito com a bobina do rel docontactor principal, abrindo seus contatos e des-ligando o gerador da barra.

Figura 9-27 Rel de controle diferencial do gerador.

O circuito gerador-bateria pode tambmser cortado (desativado) abrindo-se o interruptorde controle na cabine de comando, o qual abriros contatos do rel de voltagem, provocandoainda a desenergizao da bobina do rel dife-rencial.

Rels de controle de sobrevoltagem e do

campo

Dois outros tens usados com os circui-tos de controle do gerador so os rels de con-trole de sobrevoltagem e o de controle do cam-

po. Como seu nome diz, o controle de sobrevol-tagem protege o sistema caso exista voltagemexcessiva.

O rel de sobrevoltagem fechadoquando a sada do gerador atinge 32 volts, alm

de completar um circuito para desarmar a bobi-na do rel de controle do campo.

O fechamento do circuito de desarme dorel de controle abre o circuito do campo em

paralelo, e o completa atravs de um resistor,provocando uma queda de voltagem no gerador;alm disso, o circuito do interruptor do geradore o circuito de equalizao (avio multimotor)so abertos.

Um circuito de luz indicadora comple-

tado, avisando que existe uma condio de so-brevoltagem. O interruptor da cabine de coman-do usado na posio RESET para completar orearme do circuito da bobina no rel de controlede campo, retornando o rel sua posio nor-mal.

GERADORES EM PARALELO

Quando dois ou mais geradores operam

ao mesmo tempo com a finalidade de fornecerenergia para uma carga, diz-se que eles esto em


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paralelo, isto , cada gerador fornece uma parteproporcional da amperagem total de carga.

Desta forma, a operao com multigera-dor requer que a carga seja distribuda por igual

para cada gerador, visto que, havendo um pe-queno aumento na sada de voltagem de umgerador, este fornecer a maior parte da energiautilizada pela carga.

A potncia fornecida por um geradorgeralmente chamada de ampres-carga.

Embora a potncia seja medida emWATTS, produto da voltagem e da corrente - otermo ampre-carga aplicvel porque a sa-da de voltagem de um gerador consideradaconstante; portanto, a potncia diretamente

proporcional sada de ampres do gerador.

Paralelismo com ligao negativa

Para distribuir a carga igualmente entreos geradores operando em paralelo, uma bobina enrolada no mesmo ncleo da bobina de vol-tagem do regulador. Isto parte do sistema deequalizao mostrado na figura 9-28. Um resis-tor calibrado est localizado na ligao do ter-minal negativo E, do gerador para a massa. Ovalor desta resistncia tanto, que, quando ogerador est operando com sada mxima decorrente, h uma queda de 0,5 volt atravs doresistor. Este resistor pode ser de tipo especial,

pode ser um fio-massa suficientemente compri-do para possuir a resistncia necessria, ou umenrolamento em srie do gerador.

Figura 9-28 Circuitos de equalizao de geradores.

O sistema de equalizao depende daqueda de voltagem nos resistores calibradosindividualmente.

Se todos os geradores estiverem forne-cendo a mesma corrente, a queda de voltagemem todas as ligaes massa ser a mesma. Se acorrente fornecida pelos geradores for diferente,haver uma queda de voltagem maior na ligaodo gerador que estiver fornecendo mais corren-te. Sendo assim, quando o gerador 1 estiver for-

necendo 150 ampres, e o gerador 2 estiver for-necendo 300 ampres, a queda de voltagem na

ligao negativa do gerador 1 ser 0,25 volt; ena negativa do gerador 2 ser de 0,5 volt.

Com isto o ponto E do gerador 1 pos-sui uma voltagem menor do que o ponto E dogerador 2, e a corrente fluir no circuito de e-qualizao do ponto E do gerador 2 para o

ponto E do gerador 1.A bobina de equalizao auxiliar a bo-

bina de voltagem no regulador 2, e se opor bobina de voltagem no regulador 1. Desta ma-

neira, a voltagem no gerador 2 ser reduzida e ado gerador 1 ser aumentada.


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Paralelismo com ligao positiva

O diagrama na figura 9-29 mostra doisgeradores fornecendo uma corrente total de 300ampres. Se os geradores estivessem distribuin-do esta carga igualmente, os ampermetros indi-cariam 150 ampres cada um.

Os geradores estariam em paralelo e ne-

nhuma corrente fluiria nas bobinas de equaliza-o entre os terminais K e D dos regulado-res.

Observa-se, entretanto, que o amperme-tro do gerador 1 indica somente 100 ampres,mas o ampermetro 2 indica 200 ampres. Comisto, h desequilbrio da carga, provocando ofluxo da corrente atravs do circuito de equali-zao (linhas pontilhadas) no sentido indicado

pelas setas.O motivo o seguinte: com 200 ampres

de corrente fluindo atravs do resistor de equa-lizao n 2 (pela lei de 0hm, E = I x R), haveruma queda de 0,5 volt atravs do resistor n 2.Visto que h somente 100 ampres fluindo atra-vs do resistor de equalizao n 1, haver umaqueda de volt (0,25 volt) neste resistor, e umadiferena de 0,25 volt existir entre os dois re-sistores.

Sabendo-se que a corrente flui de umapresso (potencial) mais alta para uma presso

mais baixa e do negativo para o positivo, elaestar no sentido indicado pelas setas. Quando acarga for igual, no haver diferena entre avoltagem nos dois resistores.

A corrente pode ser seguida pelo circuitode equalizao e pelas bobinas do regulador devoltagem para mostrar os efeitos nos eletroms.Com a corrente no sentido mostrado, a bobinade equalizao e a bobina de voltagem do regu-lador n 1 criam campos magnticos que se o-

pem entre si, enfraquecendo o eletrom do

regulador de voltagem n 1.Isto permite a compresso dos discos de

carvo pela mola, diminuindo suas resistncias,e permitindo ainda um fluxo de corrente maiorno circuito de campo do gerador n 1.

Consequentemente, a voltagem de sadado gerador aumenta, mas ao mesmo tempo acorrente pela bobina de equalizao e pela bo-

bina de voltagem do regulador de voltagem n 2criam campos magnticos que se auxiliam mu-tuamente, aumentando a fora do eletrom.Com isto, h uma reduo na presso da molanos discos de carvo, aumentando suas resistn-

cias e permitindo que menos corrente flua nocircuito do campo do gerador n 2.

Sendo assim, a voltagem de sada destegerador diminuir.

Com a voltagem de sada do gerador n 1aumentada, a queda de voltagem atravs do re-sistor de equalizao n 1 aumenta; e com umareduo na voltagem de sada do gerador n 2, a

queda de voltagem atravs do resistor de equali-zao n 2 diminui. Quando a voltagem de sadados dois geradores for igual, a queda de volta-gem atravs dos resistores de equalizao tam-

bm ser igual.Nenhuma corrente fluir no circuito de

equalizao, a carga estar equilibrada e a leitu-ra nos ampermetros ser aproximadamente amesma. Os geradores, esto, portanto, em para-lelo.

A finalidade do circuito de equalizao auxiliar os reguladores de voltagem automati-camente, reduzindo a voltagem do gerador comvoltagem elevada, e aumentando a voltagem dogerador com baixa voltagem, de maneira que acarga total seja dividida igualmente pelos gera-dores.

MANUTENO DO GERADOR CC

Inspeo

A informao seguinte sobre a inspeoe manuteno dos sistemas de gerador CC decarter geral, devido ao grande nmero de dife-rentes sistemas de gerador de aeronave.

Esses procedimentos so apenas parafamiliarizao. Segue-se sempre as instruesdo fabricante para um determinado sistema degerador.

Geralmente, a inspeo de um gerador,instalado em uma aeronave, deve conter os se-

guintes itens:

1) Montagem segura do gerador.

2) Condio das conexes eltricas.

3) Presena de sujeira e leo no gerador. Sehouver vestgio de leo, verifica-se a veda-o do motor. A sujeira deve ser retirada comar comprimido.

4) Condio das escovas do gerador.

5) Operao do gerador.6) Operao do regulador de voltagem.


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Os itens 4, 5 e 6 so apresentados commaiores detalhes nos pargrafos seguintes.

Condies das escovas do gerador

O centelhamento reduz rapidamente area efetiva da escova em contato com os cole-tores. O grau de centelhamento deve ser deter-minado; e o desgaste excessivo requer uma ins-

peo mais cuidadosa.A informao seguinte se refere ao as-

sentamento, presso e desgaste da escova e acondio do isolamento das barras (mica-alta).

Os fabricantes geralmente recomendam os pro-cedimentos seguintes para assentamento dasescovas que no faam bom contato com oscoletores:

A escova tem que ser suspensa o sufici-ente para permitir a introduo de uma lixa n000, ou mais fina, na parte inferior da escova,com o lado spero para cima (figura 9-30).

Puxa-se a lixa no sentido da rotao doinduzido, com o cuidado de manter as extremi-dades da lixa bem prximas da superfcie docoletor a fim de evitar que as bordas da escovasejam arredondadas.

Figura 9-29 Geradores e circuitos de equalizao.

Ao se puxar a lixa de volta ao ponto ini-

cial, a escova deve ser levantada para no toc-la. A escova somente deve ser lixada no sentidoda rotao.

Aps funcionar por pequeno perodo detempo, as escovas do gerador devem ser inspe-cionadas, para assegurar que no h pedaos delixa embutidos na escova, armazenando cobre.

Sob nenhuma circunstncia devem serusadas lixas de esmeril ou abrasivos similares

para assentamento das escovas (ou alisamentode coletores), pois eles contm materiais condu-

tores que causaro centelhamento entre as esco-vas e as barras do coletor.

A presso excessiva causar um rpido

desgaste das escovas. Uma presso muito pe-quena, entretanto, permitir oscilao, resul-tando em superfcies queimadas e furadas.

Uma escova de carvo, grafite ou leve-mente metalizada deve exercer uma presso de1 a 2 psi no coletor.

A presso recomendada pelo fabricantedeve ser inspecionada com uma balana de molacalibrada em onas.

A tenso da mola da escova geralmenteajustada entre 32 e 36 onas; entretanto, a ten-

so pode diferir levemente para cada tipo degerador.


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Quando for usada uma balana de mola,a presso exercida no coletor pela escova lidadiretamente na balana.

Figura 9-30 Assentamento de escovas com lixade papel.

A balana aplicada no ponto de contatoentre o brao da mola e o topo da escova comesta instalada no guia. A escala puxada paracima at que o brao suspenda ligeiramente asuperfcie da escova. Neste instante, deve serlida a fora sobre a balana.

Os rabichos flexveis de baixa resistn-cia so encontrados na maioria das escovas con-dutoras de corrente elevada, e suas ligaes de-vem ser feitas seguramente, e inspecionadas em

pequenos intervalos. Os rabichos flexveis nodevem alterar ou restringir o movimento livredas escovas.

A finalidade do rabicho flexvel con-duzir corrente, deixando de submeter a mola daescova a correntes que alterariam a ao da mo-la por superaquecimento. Os rabichos flexveistambm eliminam qualquer fasca possvel parao guia da escova, causado pelo movimento dasescovas dentro do estojo, minimizando o des-gaste lateral.

A poeira de carvo, resultante do lixa-mento da escova, deve ser completamente re-movida de todas as partes dos geradores depois

da operao de lixamento. Essa poeira do car-vo tem sido a causa de srios danos no gerador.

A operao por tempo prolongado resul-ta freqentemente no isolamento de mica, entreas barras do coletor, ficar acima da superfcie.Essa condio chamada de mica-alta, e in-terfere com o contato das escovas com o coletor.

Toda vez que esta condio ocorrer, ouse o coletor tiver sido trabalhado num tornomecnico, o isolamento da mica cortado cui-

dadosamente numa profundidade igual a sualargura, ou aproximadamente de 0,020 de pole-gadas.

Cada escova deve ter um comprimentoespecificado para operar adequadamente. Se aescova for muito curta, o contrato entre ela e ocoletor ser falho, podendo tambm reduzir afora da mola que mantm a escova no lugar.

A maioria dos fabricantes especifica odesgaste permitido a partir do comprimento de

uma escova nova. Quando o desgaste da escovafor o mnimo permitido, ela dever ser substitu-da.

Algumas escovas especiais de geradorno devem ser substitudas devido a um entalhena sua face.

Esses entalhes so normais, e apareceronas escovas dos geradores CA e CC que soinstalados em alguns modelos de gerador deaeronave.

Essas escovas tm dois ncleos feitos de

material mais duro, com uma razo de expansomaior do que o do material usado na carcaa

principal da escova. Normalmente, a carcaa principal da

escova est faceando o coletor. Entretanto, emcertas temperaturas, os ncleos se estendem e sedesgastam atravs de alguma pelcula do cole-tor.

Operao do gerador

Se no houver sada no gerador, segue-se os procedimentos de pesquisa sistemtica depane para localizar o mau funcionamento.

O mtodo seguinte um exemplo. Em-bora este mtodo seja aceito para diversos sis-temas de gerador CC de 28 volts bimotor, ou dequatro motores, usando reguladores de voltagemcom pilha de carvo, os procedimentos indica-dos pelo fabricante devem ser seguidos em to-dos os casos.

Se o gerador no estiver produzindo vol-

tagem, retira-se o regulador de voltagem e, como motor operando em aproximadamente 1.800


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RPM, deve haver um curto-circuito nos termi-nais A e B, na base de montagem do regu-lador, como mostrado no diagrama da figura 9-31. Se este teste mostrar voltagem excessiva, ogerador no estar defeituoso, mas a pane deve-r ser no regulador de voltagem.

Se o teste deixar de produzir voltagem, o

campo do gerador poder ter perdido magnetis-mo residual.

Figura 9-31 Verificao do gerador colocando-se em curto os terminais A eB.

Para recuperar o magnetismo residual,energiza-se o campo do gerador removendo oregulador, e ligando momentaneamente o termi-nal A da base do regulador de voltagem

bateria em uma caixa de juno ou em uma bar-ra da bateria, como indicado pela linha ponti-lhada no diagrama da figura 9-32, enquanto o

motor operar em RPM de cruzeiro. Se ainda nohouver voltagem, verifica-se as ligaes quantoa curtos e massa.

Se o gerador estiver instalado de modoque as escovas e o coletor possam ser inspecio-nados, verifica-se como descrito nos procedi-mentos apropriados do fabricante.

Se necessrio, as escovas so substitu-das, e o coletor limpo.

Se o gerador estiver instalado, de modo

que ele no possa ser reparado na aeronave, ele retirado, e a inspeo feita.

Figura 9-32 Mtodo para recuperar o magne-tismo residual do campo do gera-dor.

OPERAO DO REGULADOR DEVOLTAGEM

Para inspecionar o regulador de volta-gem, preciso retir-lo da base de montagem elimpar todos os terminais e superfcies de conta-to. A base ou o alojamento deve ser examinadoquanto a rachaduras.

Verifica-se todas as ligaes quanto segurana. O regulador de voltagem um ins-trumento de preciso, e no pode suportar umtratamento descuidado.

Para ajustar o regulador de voltagem necessrio um voltmetro porttil de preciso.Este tambm deve ser manejado cuidadosamen-te, visto que ele no mantm preciso sob con-dies de manuseio indevido, vibrao ou cho-que.

Os procedimentos detalhados para ajus-tar os reguladores de voltagem so dados nasinstrues fornecidas pelo fabricante.

Os procedimentos seguintes so orien-taes para ajustar o regulador de voltagem de

pilha de carvo em um sistema eltrico multi-motor de 28 volts CC:


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1- Ligar e aquecer todos os motores que tenhamgeradores instalados.

2- Colocar todos os interruptores do gerador naposio OFF.

3- Ligar um voltmetro de preciso do terminalB de um regulador de voltagem a uma boa

massa.

4- Aumentar a velocidade do motor do geradorque est sendo verificado, para a RPM decruzeiro normal. Os outros motores perma-necem em marcha-lenta.

5- Ajustar o regulador at que o voltmetromostre exatamente 28 volts (a localizao do

boto de ajuste no regulador de voltagem depilha de carvo mostrada na figura 9-33.

6- Repetir este procedimento para ajustar todosos reguladores de voltagem.

7- Aumentar a velocidade de todos os motorespara a RPM de cruzeiro normal.

8- Fechar todos os interruptores dos geradores.

9- Aplicar uma carga equivalente a metade do

valor da carga total de um gerador, quandoverificar um sistema de dois geradores, ouuma carga comparvel carga total de umgerador, quando verificar um sistema que te-nha mais de dois geradores.

10-Observar os ampermetros ou medidores decarga. A diferena entre a corrente mais altae a mais baixa do gerador no deve exceder ovalor fixado nas instrues de manuteno dofabricante.

11-Se os geradores no estiverem distribuindo acarga igualmente (no paralelo), primeiro re-duzir a velocidade do gerador mais alto, edepois aumentar levemente a voltagem dogerador mais baixo, ajustando os reguladoresde voltagem correspondentes. Quando os ge-radores forem ajustados para distribuirem acarga igualmente, eles estaro em paralelo

12-Aps todos os ajustes terem sido feitos, faa-se uma inspeo final da barra de voltagem

para massa com um voltmetro de preciso.O voltmetro dever indicar 28 volts ( 0,25

volt na maioria dos sistemas de 28 volts). Sea barra de voltagem no estiver dentro doslimites, reajusta-se todos os reostatos regula-dores de voltagem, que devem ser recheca-dos.

Quando se inspeciona o interruptor reldo gerador, ele examinado quanto limpeza e

segurana da montagem.Todas as ligaes eltricas devem estarfirmemente apertadas. Verifica-se se h contatosqueimados ou picotados

Figura 9-33 Boto de regulagem no regulador

de voltagem pilha de carvo.

Nunca se deve fechar o rel manualmen-te, pressionando os contatos; isto pode danific-lo seriamente, ou provocar ferimento.

Nunca se ajusta o rel do tipo diferenci-al, pois ele fecha-se quando a voltagem do gera-dor excede de um valor especificado voltagemdo sistema, e no ajustado para fechar emqualquer voltagem; entretanto, verifica-se o

fechamento adequado pela observao da indi-cao do ampermetro com o interruptor de con-trole do gerador ligado enquanto o motor estiverfuncionando.

s vezes necessrio colocar uma pe-quena carga no sistema antes que o ampermetromostre uma indicao positiva, quando o motorestiver operando na velocidade de cruzeiro. Se oampermetro no indicar, provavelmente o relestar defeituoso; portanto, retira-se o rel,substituindo-o por um rel novo. O rel de cor-rente reversa deve possuir um valor de aberturacorreto. Se o rel falhar e no fechar quando a


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velocidade do motor aumentar, ou deixar dedesligar o gerador da barra, ele est defeituoso.

Pesquisa de pane

Se o sistema de um gerador estiver defei-tuoso, as causas provveis sero: (1) o gerador

pode estar em pane (queimado, danificado me-canicamente, etc.), ou (2) parte da fiao docircuito para ou procedente do gerador est comdefeito.

O teste de continuidade se refere veri-ficao quanto existncia de um sistema el-trico completo entre dois pontos. Os trs tiposde medidores de continuidade so:

1- O medidor porttil de pilha, equipado comuma cigarra ou uma lmpada de 3 volts, para

indicar que o circuito est completo, usadopara testar os circuitos com a fora principaldesligada.

2- Um bulbo de lmpada comum (tipo 24 volts),com um fio do contato central da lmpada, eum fio neutro ligado ao suporte, que pode serusado para testar os circuitos com a fora docircuito principal ligada.

3- Um voltmetro de preciso usado para tes-

tar os circuitos com a fora do circuito prin-

cipal ligada, colocando-se o fio positivo no ponto do circuito positivo, e o fio negativoem qualquer massa conveniente.

Os testes devem ser feitos em cada ter-minal do circuito. Entre o ltimo ponto onde avoltagem indicada, e o ponto inicial onde avoltagem nula, existe um circuito aberto ouuma queda de voltagem causada por operaode unidade ou um curto com a massa.

Se a mesma leitura de voltagem for obti-da no terminal negativo de uma unidade, comofoi obtida no terminal positivo, isto indicaode massa aberta.

Se uma pequena voltagem for obtida noterminal negativo de uma unidade, como foiobtida no terminal positivo, isto indicao demassa aberta.

Se uma pequena voltagem for obtida noterminal negativo da unidade, uma resistnciaalta estar indicada entre a unidade e a massa.

O item seguinte, concernente pesquisade pane, apresenta os defeitos mais comumenteencontrados, alm de uma lista de causas prov-veis para isol-los e uma ao corretiva a sertomada.

Esta listagem um guia geral para pes-quisa de pane de um sistema de gerador CC dedois motores, que utilizam reguladores de volta-

gem pilha de carvo.

PANE PROCEDIMENTO DE ISOLAO CORREO Nenhuma indicao devoltagem em qualquerdos geradores.

Verificar se o interruptor do gerador, ou ode campo, est com defeito.Determinar se a polaridade do gerador estinvertida.Verificar se h fios abertos, em curto entresi ou com a massa.Verificar se o gerador est com defeito.

Substituir o interruptor dogerador ou o do campo.Energizar momentaneamenteo campo do gerador.Substituir a fiao com defei-to.Substituir o gerador.

Baixa voltagem emqualquer dos geradores. Verificar o ajuste do regulador de volta-gem.Verificar se o regulador de voltagem estcom defeito.Verificar se o gerador est com defeito.

Ajustar o regulador de volta-gem.Substituir o regulador de vol-tagem.Substituir o gerador.

Gerador desliga automa-ticamente.

Verificar se o rel de corte de corrente re-versa est com defeito.Verificar se o rel de sobrevoltagem estcom defeito.Verificar se o rel de controle de campoest com defeito.

Verificar se o regulador de voltagem estcom defeito.

Substituir o rel de corte decorrente reversa.Substituir o rel de sobrevol-tagem.Substituir o rel de controlede campo.

Substituir o regulador de vol-tagem.


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Verificar se a fiao est defeituosa. Substituir a fiao com defei-to.

Voltagem instvel emqualquer dos geradores.

Verificar se a fiao est comdefeito.

Verificar se o gerador est com defeito.Verificar o desgaste dos rolamentos dogerador.

Substituir a fiao com defei-to.Substituir o gerador.Substituir o gerador.

No h indicao decarga em qualquer dosgeradores. A voltagem normal.

Inspecionar o rel de corte de corrente re-versa.Inspecionar se o interruptor do gerador estcom defeito.Verificar se a fiao est com defeito.

Substituir o rel de corte decorrente reversa.Substituir o interruptor dogerador.Substituir a fiao defeituosa.

Baixa voltagem da BarraCC.

Verificar se o ajuste do regulador de volta-gem est correto.Verificar se os rels de corrente reversaesto com defeito.

Ajustar o regulador de volta-gem.Substituir os rels de corte decorrente reversa.

Alta voltagem em qual-quer dos geradores.

Verificar o ajuste incorreto do regulador devoltagem.

Verificar se o regulador de voltagem estcom defeito.Determinar se o fio A do campo do gera-dor est em curto com o fio positivo.

Ajustar o regulador de volta-gem.

Substituir o regulador de vol-tagem.Substituir a fiao em curto,ou reparar as ligaes.

O gerador no fornecemais do que 2 volts a-

proximadamente.

Verificar o regulador de voltagem ou a ba-se. Fazer uma medio com voltmetro de

preciso entre o terminal A e a massa. No havendo leitura de voltagem, isso in-dica que h pane no regulador ou na base.Uma leitura de quase 2 volts indica que oregulador e a base esto perfeitos.

Verificar se o gerador est com defeito.Uma leitura baixa no ohmmetro indica quea corrente est boa e a pane no interior dogerador.

Verificar os contatos do regu-lador onde eles se apoiamsobre a barra de contato de

prata. Qualquer sinal dequeimadura neste ponto justi-fica a troca do regulador.

Desligar a tomada do gerador.Colocar um fio do ohmmetrono terminal A e o outro noterminal E. Uma leitura altaindica que o campo do gera-dor est aberto.Substituir o gerador

Leitura de voltagem ex-cessiva do voltmetro do

painel de instrumentos.

Verificar se h curto entre os terminais Ae B do regulador de voltagem.Verificar o controle do regulador de volta-

gem.

Se estiver em curto, troque oregulador de voltagem.Substituir o regulador de vol-

tagem.Leitura de zero volt novoltmetro do painel deinstrumentos.

Verificar se o circuito do voltmetro estdefeituoso.

Colocar o fio positivo do vol-tmetro de teste no terminal

positivo do voltmetro dopainel de instrumentos, e o fionegativo massa. A leituradeve ser de 27,5 volts. Se nofor, o fio que liga o reguladorao instrumento est defeituo-so. Deve-se substituir, ouconsertar o fio. Colocar o fio

positivo do voltmetro noterminal negativo do voltme-


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Verificar se o fio B ou E esto parti-dos. Retirar o regulador de voltagem e fa-zer a leitura do ohmmetro entre o contatoB da base e a massa do regulador. Umaleitura baixa indica que o circuito satisfa-trio. Uma leitura alta indica que a pane uma alta resistncia.

Verificar a perda do magnetismo residual.

tro do painel de instrumentos,e o fio negativo massa. Se aleitura do voltmetro for zero,o voltmetro do painel de ins-trumentos est defeituoso.Substituir o voltmetro.

A alta resistncia , prova-velmente, causada por leo,

poeira, ou queimadura natomada do conector ou cole-tor. O gerador deve ser substi-tudo.

Colocar o interruptorFLASHER na posio ON,momentaneamente. No o

segure. NOTA: Se o interrup-tor for mantido na posioON, em vez de colocadomomentaneamente, as bobi-nas do campo do gerador se-ro danificadas.

A voltagem no forne-cida adequadamente.Aps o campo ser ener-gizado. (Operao ante-rior).

Verificar se o campo est aberto. Desligar oconector do gerador e fazer a leitura doohmmetro entre os terminais A e Edos conectores do gerador. Uma leitura altaindica que o campo est aberto.

Verificar se o campo est em curto com amassa. Fazer a leitura com um ohmmetroentre o terminal A e a carcaa do gera-dor. Uma leitura baixa indica que o campoest em curto.

Verificar se o induzido est aberto. Retirara tampa do gerador e inspecionar o coletor.Se a solda estiver derretida e espalhada,

ento o induzido est aberto (provocadopelo superaquecimento do gerador).

Verificar e reparar a fiao ouconectores.

O isolamento no enrolamentodo campo est imperfeito.Substituir o gerador.

Substituir o gerador.

ALTERNADORES

Um gerador eltrico qualquer mquinaque transforma energia mecnica em energiaeltrica atravs da induo eletromagntica.

Um gerador que produz corrente alter-nada chamado de gerador CA e, embora sejauma combinao das palavras alternada e

gerador, a palavra alternador possui amplautilizao.

Em algumas reas, a palavra alterna-dor aplicada somente para geradores CA pe-quenos. Aqui so usados os dois termos comosinnimos para diferenciar os geradores CA eCC. A principal diferena entre um alternador eum gerador CC o mtodo usado na ligaocom os circuitos externos; isto , o alternador ligado ao circuito externo por anis coletores, ao

passo que o gerador CC ligado por segmentoscoletores.


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Tipos de alternadores

Os alternadores so classificados de di-versas maneiras para diferenciar adequadamenteos seus diversos tipos. Um meio de classificao pelo tipo de sistema de excitao utilizado.

Nos alternadores usados em aeronaves aexcitao pode ser efetuada por um dos seguin-

tes mtodos:

1- Um gerador CC de acoplamento direto. Estesistema consiste em um gerador CC fixadono mesmo eixo do gerador CA. Uma varia-o deste sistema um tipo de alternador queusa CC da bateria para excitao, sendo o al-ternador auto-excitado posteriormente.

2- Pela transformao e retificao do sistemaCA. Este mtodo depende do magnetismo re-

sidual para a formao de voltagem CA ini-cial, aps o qual o suprimento do campo feito com voltagem retificada do gerador CA.

3- Tipo integrado sem escova. Esta combinaoconsiste em um gerador CC no mesmo eixocom um gerador CA. O circuito de excitao completado por retificadores de silcio, emvez de um coletor e escovas. Os retificadoresesto montados sobre o eixo do gerador, e a

sua sada alimentada diretamente ao camporotativo principal do gerador CA.

Um outro mtodo de classificao pelonmero de fases da voltagem de sada.

Os geradores CA podem ser: monofsi-cos, bifsicos, trifsicos ou ainda de seis oumais fases. Nos sistemas eltricos de aeronave,o alternador trifsico o mais usado. Ainda umoutro processo de classificao pelo tipo deestator e rotor. Temos ento dois tipos de alter-

nadores utilizados: o tipo induzido rotativo e otipo campo rotativo.O alternador do tipo induzido rotativo

semelhante ao gerador CC, onde o induzido giraatravs de um campo magntico estacionrio.Este alternador encontrado somente nos alter-nadores de baixa potncia e no usado nor-malmente.

No gerador CC, a FEM gerada nos enro-lamentos do induzido convertida em uma vol-tagem unidirecional CC por meio de segmentoscoletores e escovas. No alternador do tipo indu-zido rotativo, a voltagem CA gerada aplicada

sem modificao carga, por meio de aniscoletores e escovas.

O alternador do tipo campo rotativo (fi-gura 9-34) possui um enrolamento de induzidoestacionrio (estator) e um enrolamento decampo rotativo (rotor).

A vantagem de possuir um enrolamentode induzido estacionrio que o induzido pode

ser ligado diretamente carga sem contatos m-veis no circuito de carga. Um induzido rotativonecessita de anis coletores e escovas para con-duzir a corrente da carga do induzido para ocircuito externo. Os anis coletores possuemuma durao menor, e o centelhamento um

perigo contnuo; portanto, os alternadores dealta voltagem so geralmente do tipo induzidoestacionrio e campo rotativo.

A voltagem e a corrente fornecidas ao

campo rotativo so relativamente pequenas, eanis coletores e escovas so adequados paraeste circuito.

Figura 9-34 Alternador com induzido estacio-nrio e campo rotativo.

A ligao direta com o circuito do indu-zido torna possvel o uso de condutores degrande seo transversal, isolados devidamente

para alta voltagemVisto que o alternador de campo rotativo

usado quase universalmente nos sistemas deaeronave, este tipo ser explicado com detalhe

como alternador monofsico, bifsico e trifsi-co.


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Alternador monofsico

Como a FEM induzida em um gerador alternada, o mesmo tipo de enrolamento podeser usado tanto em um alternador como em umgerador CC. Este tipo de alternador conhecidocomo alternador monofsico, mas visto que afora fornecida por um circuito monofsico

pulsante, este tipo inconveniente em muitasaplicaes.

Um alternador monofsico possui umestator constitudo de vrios enrolamentos emsrie, formando um circuito nico no qual gerada uma voltagem de sada. A figura 9-35mostra um diagrama esquemtico de um alter-nador monofsico com quatro plos.

O estator possui quatro peas polaresespaadas igualmente ao redor da carcaa do

estator. O rotor possui quatro plos, adjacentesde polaridade oposta. medida que o rotor gira,as voltagens CA so induzidas nos enrolamen-tos do estator.

Como um plo do rotor est na mesma posio relativa a um enrolamento do estator,como em qualquer outro plo do rotor, todos osgrupos polares do estator so cortados por n-meros iguais de linhas de fora magnticas aqualquer tempo. Como consequncia, as volta-gens induzidas em todos os enrolamentos pos-

suem a mesma amplitude, ou valor, a qualquermomento.

Os quatro enrolamentos do estator estoligados entre si de modo que as voltagens CAestejam em fase, ou adicionadas em srie.Suponha-se que o plo 1 do rotor, um plo sul,induza uma voltagem no sentido indicado pelaseta no enrolamento do estator 1.

Sabendo-se que o rotor 2 um plo nor-te, ele induzir uma voltagem no sentido opostoda bobina do estator 2, em relao bobina doestator 1.

Figura 9-35 Alternador monofsico.

Para que as duas voltagens estejam so-madas em srie, as duas bobinas devem ser li-gadas, como mostra o diagrama.

Aplicando-se o mesmo raciocnio, a vol-tagem induzida na bobina do estator 3 (rotaohorria do campo) tem o mesmo sentido (anti-horrio) que a voltagem induzida na bobina doestator 1.

Da mesma forma, o sentido da voltageminduzida na bobina do estator n 4 oposto aosentido da voltagem induzida na bobina 1.

Todos os quatro grupos de bobina deestator so ligados em srie, de modo que asvoltagens induzidas em cada enrolamento sejamadicionadas para fornecer uma voltagem total,que quatro vezes a voltagem em qualquer en-rolamento.

Alternador bifsico

Os alternadores bifsicos possuem doisou mais enrolamentos monofsicos, espaadossimetricamente ao redor do estator. Num alter-nador bifsico existem dois enrolamentos mono-fsicos espaados fisicamente, de tal modo, quea voltagem CA induzida em um deles est defa-sada de 90 em relao voltagem induzida nooutro.

Os enrolamentos esto separados eletri-

camente um do outro. Quando um enrolamentoest sendo cortado por um fluxo mximo, o ou-tro no est sendo cortado por nenhum fluxo.Esta condio estabelece uma relao de 90entre as duas fases.

Alternador trifsico

Um circuito trifsico ou polifsico em-pregado na maioria dos alternadores de aerona-ve, ao invs de um alternador monofsico ou

bifsico.

Figura 9-36 Diagrama esquemtico simplifica-

do de um alternador trifsico coma forma de onda das voltagens.


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Um diagrama esquemtico simplificado,mostrando cada uma das trs fases, ilustradona figura 9-36. O rotor omitido por simplici-dade. As formas de onda das voltagens so mos-tradas direita da figura.

As trs voltagens esto espaadas de120, e so similares s voltagens que seriamgeradas por trs alternadores monofsicos, cujasvoltagens esto defasadas de 120. As trs fasesso independentes uma da outra.

Em vez do alternador trifsico possuir 6fios, um dos fios de cada fase pode ser ligado

para formar uma juno comum. O estator ento chamado de ligao em Y ou estrela. Ofio comum pode ser procedente ou no do alter-nador. Se ele sair do alternador, ser chamadode fio neutro.

O esquema simplificado (A da figura

9-37) mostra um estator ligado em Y, sem umfio comum saindo do alternador. Cada carga ligada atravs de duas fases em srie.

Sendo assim, RAB ligada atravs dasfases A e B em srie: RAC ligada atravsdas fases A e C em srie e RB ligado atra-vs das fases B e C em srie. Portanto, avoltagem atravs de cada carga maior do que avoltagem atravs de uma fase nica.

A voltagem total, ou voltagem de linha,atravs de qualquer das duas fases a soma ve-

torial das voltagens de fase individual. Em con-dies equilibradas, a voltagem de linha 1,73vezes a voltagem de fase. O alternador trifsico

possui trs enrolamentos monofsicos espaa-dos, de modo que a voltagem induzida em cadaenrolamento esteja 120 fora de fase com asvoltagens dois enrolamentos. Um diagrama es-quemtico de um estator trifsico, mostrandotodas as bobinas, torna-se complexo e difcil

para constatar o que est acontecendo realmen-te.

Figura 9-37 Alternadores ligados em Y e emDELTA.

Visto que existe somente um caminho decorrente no fio da linha, e fase na qual ele estligado, a corrente de linha igual corrente defase.

Um estator trifsico pode ser ligadotambm de modo que as fases sejam ligadas deextremidades a extremidades, como mostradoem B da figura 9-37. Esta ligao chamadade delta.

Numa ligao delta, as voltagens soiguais s voltagens de fase; as correntes da linhaso iguais soma vetorial das correntes de fase;e a corrente da linha igual a 1,73 vezes a cor-rente de fase, quando as cargas esto equilibra-das.

Para cargas iguais (igual Kw de sada), aligao delta fornece corrente de linha maiorem um valor de voltagem de linha igual volta-

gem de fase; e a ligao Y fornece uma volta-gem de linha maior em um valor de corrente delinha igual corrente de fase.

Unidade alternadora-retificadora

Um tipo de alternador usado no sistemaeltrico de muitos avies com peso inferior a12.500 libras mostrado na figura 9-38. Estetipo de fonte de alimentao s vezes chamadode gerador CC, visto que usado nos sistemas

CC. Embora sua sada seja CC, ela uma uni-dade alternadora-retificadora.

Figura 9-38 Vista explodida de uma unidadealternadora-retificadora.

Este tipo de alternador-retificador umaunidade auto-excitada, mas no contm m

permanente. A excitao para a partida obtidada bateria e, imediatamente aps a partida, aunidade auto-excitada. O ar de refrigerao doalternador conduzido para a unidade por uma

tomada de injeo de ar, na tampa de entrada dear (figura 9-38).


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9-29

O alternador est acoplado diretamenteao motor do avio, por meio de um acoplamentode acionamento flexvel. A voltagem de sadaCC pode ser regulada por um regulador de vol-tagem, do tipo pilha de carvo. A sada da seoalternadora da unidade uma corrente alternadatrifsica, proveniente de um sistema trifsico, de

ligao delta, incorporando um retificador trif-sico de onda completa (figura 9-39).Esta unidade opera com uma velocidade

mdia de 2.100 a 9.000 RPM com voltagem desada CC de 26 a 29 volts e 125 ampres

Figura 9-39 Diagrama de fiao de uma unida-de alternadora-retificadora.

ALTERNADORES SEM ESCOVA

Introduo

A maioria das aeronaves modernas usaum tipo de alternador sem escova. Ele maiseficiente porque no possui escovas para des-gastar ou centelhar em altitudes elevadas.

A seguir, descreveremos alguns tipos degeradores sem escova utilizados em alguns avi-es em uso no Brasil.

ALTERNADORES DE AVIES BOEING737, 727 E 707

Cada alternador fornece 30 ou 40 KVAcom fator de potncia de 0,95 de adiantamentode fase para 0,75 de retardamento de fase, vol-

tagem de 120 a 208 volts, corrente alternada de380 a 420 Hz, com rotao de 5.700 a 6.300

RPM. No h anis coletores, comutadores nemescovas, quer no alternador ou no excitador.

Um campo eletromagntico rotativoproduz a voltagem de sada, a ser induzida noinduzido estacionrio do alternador. Esse camporotativo excitado por um excitador de CA,cuja sada convertida em CC por um excitador

de CA, cuja sada convertida em CC por reti-ficadores localizados no eixo do rotor do alter-nador. Os alternadores acionados pelos motoresso acoplados unidade de transmisso velo-cidade constante (CSD = CONSTANT SPEEDDRIVE) na parte inferior dos motores.

A refrigerao do alternador feita porar sangrado do duto de descarga da ventoinha(FAN) do motor. Durante ambas as operaes,no solo e em vo, o ar que refrigera o alternador conduzido para fora do avio atravs da sada

de ar do motor.O alternador completo constitudo porum circuito excitador de CA, um retificadorrotativo e o alternador propriamente dito (figura9-40).

O excitador de CA consiste em um cam-po CC de seis plos estacionrios e um induzidorotativo. O funcionamento dessas unidades oseguinte:

O campo excitador alimentado comCC proveniente do regulador de voltagem. Istocria uma voltagem trifsica para ser aplicada noinduzido do excitador. A corrente alternada retificada para alimentar o campo rotativo doalternador.

Figura 9-40 Circuito esquemtico do alternadorsem escova.


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9-30

O estator do excitador tem duas bobinas:uma bobina de campo em paralelo, ligada entreos terminais A e F, e uma bobina de estabi-lizao ligada entre os terminais A e S. A

bobina de estabilizao no usada com o regu-lador de voltagem do tipo transistorizado.

A corrente fornecida pelo regulador devoltagem bobina de campo em paralelo, pro-

porciona excitao para o excitador do alterna-dor. Desse modo, a corrente controla a sada doexcitador do alternador. O enrolamento da bobi-na de campo em paralelo consiste em dois fiostranados, enrolados em seis bobinas em srie,montadas sobre os seis plos principais.

As bobinas tm suas polaridades alter-nadamente invertidas sobre os seis plos, e am-

bas as extremidades dos fios isolados so liga-das ao terminal F. Numa das extremidades,

um dos fios ligado diretamente ao terminalA, enquanto o outro ligado ao terminal Aatravs de um termistor.

O termistor, montado no conjunto doexcitador, tem caracterstica inversa de resistn-cia-temperatura.

Resistncia elevada, com temperaturaambiente baixa ou normal, bloqueia o fluxo decorrente em um dos fios tranados (paralelo),fazendo com que a resistncia do campo em

paralelo seja aproximadamente igual do fio

remanescente.Com temperatura elevada, resultante da

operao normal, a resistncia individual decada fio aumenta, aproximadamente o dobro.

Nesse mesmo tempo, a resistncia do termistorcai a um valor desprezvel, permitindo fluxo decorrente aproximadamente igual em cada fio.

A resistncia combinada dos dois fiostranados (paralelo), em alta temperatura, a-

proximadamente igual de um nico fio embaixa temperatura, proporcionando desse modocompensao de temperatura.

Seis ms permanentes esto montadosna estrutura do excitador, entre os seis plos doestator.

Esses ms tm suas polaridades alterna-damente invertidas, produzindo aumento devoltagem residual, que elimina a necessidade davariao de campo ou dispositivo especial paraexcitao na partida.

H uma bobina de estabilizao enrolada

diretamente sobre a bobina de excitao decampo. Entretanto, a bobina de estabilizao s

usada nas aeronaves que usam regulador devoltagem do tipo amplificador magntico.

Nas aeronaves que usam regulador devoltagem transistorizado, a estabilizao feita

pela realimentao no prprio regulador, quesente e amortece quaisquer flutuaes da volta-gem de sada, ou ainda, devido rpida carga nomomento de ligar, operao em paralelo ou fa-

lhas.

Combinao dos sistemas eltricos CA e CC

Muitas aeronaves, principalmente aque-las que pesam mais de 12.500 libras, utilizamtanto o sistem

mecanico de manutenção aeronautica 09 geradores e motores eletricos

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