• O que é o alternador: é o gerador de corrente alternada (CA) da aeronave.
• Como em todo gerador, a voltagem nasce por indução — movimento relativo entre campo magnético e enrolamento.
• O que muda em relação ao gerador CC já estudado é o caminho da voltagem até a carga.
• Classificação pelo sistema de excitação — nas aeronaves, um destes três métodos:
• Gerador CC de acoplamento direto: gerador CC fixado no mesmo eixo do gerador CA;

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• uma variação usa CC da bateria para a excitação e passa a se auto-excitar depois.
• Transformação e retificação do próprio CA: depende do magnetismo residual para a voltagem CA inicial;
• a partir daí o campo é alimentado com voltagem retificada do próprio gerador CA.
• Tipo integrado sem escova:
• gerador CC no mesmo eixo, com o circuito de excitação completado por retificadores de silício no lugar do coletor e das escovas;
• montados sobre o eixo, a saída deles alimenta diretamente o campo rotativo principal.

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• Classificação pelo número de fases da saída: monofásicos, bifásicos, trifásicos ou de seis ou mais fases;
• na aeronave o trifásico é o mais usado.
• Classificação pelo tipo de estator e rotor:
• no tipo induzido rotativo,
• o induzido gira através de um campo estacionário — existe somente em alternadores de baixa potência e não é usado normalmente;
• o tipo campo rotativo é usado quase universalmente na aeronave.

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• Por que CA e por que sem escova:
• as aeronaves acima de 12.500 libras combinam os sistemas CA e CC,
• e a maioria das aeronaves modernas usa alternador sem escova — mais eficiente por não ter escovas para desgastar ou centelhar em altitudes elevadas.
• [LACUNA:
• a fonte não apresenta o argumento de peso × potência que motivou a adoção do CA — buscar na bibliografia complementar de geração de corrente alternada.]

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• No alternador, a voltagem é induzida nos enrolamentos do induzido pela rotação do campo magnético do rotor.
• Para o princípio não importa qual dos dois gira: é o movimento relativo entre campo e enrolamento que gera a voltagem.
• Os polos do rotor são adjacentes de polaridade oposta:
• numa máquina de quatro polos, passam sucessivamente por um ponto do estator um polo sul, um polo norte,
• um polo sul e um polo norte.

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• À medida que o rotor gira, o fluxo que atravessa um enrolamento cresce, cai a zero, inverte de sentido,
• cresce no sentido oposto e volta a zero — e a voltagem induzida acompanha exatamente essa variação.
• Por isso a voltagem gerada é alternada por natureza. Não existe, nos enrolamentos do induzido, nenhum dispositivo que a torne unidirecional:
• esse papel é do comutador, e só no gerador CC.

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• Um ciclo completo da voltagem ocorre quando o rotor gira o ângulo suficiente para que dois polos adjacentes (um norte e um sul) passem por um mesmo enrolamento.
• Esse dado liga a frequência da voltagem ao número de polos e à rotação, o que será feito adiante.
• Como cada polo do rotor está na mesma posição relativa diante dos enrolamentos,
• todos os grupos polares do estator são cortados por números iguais de linhas de força magnéticas a qualquer tempo:

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• as voltagens induzidas em todos os enrolamentos têm a mesma amplitude, ou valor.
• Na prática:
• amplitude e frequência acompanham a rotação — um acionamento que não entrega a rotação prevista se reflete imediatamente na voltagem de saída.

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• O alternador do tipo campo rotativo possui um enrolamento de induzido estacionário (o estator) e um enrolamento de campo rotativo (o rotor).
• O campo girante induz a voltagem no induzido fixo.
• O alternador do tipo induzido rotativo é semelhante ao gerador CC:
• o induzido gira através de um campo magnético estacionário, e a voltagem CA gerada é aplicada sem modificação à carga,
• por meio de anéis coletores e escovas.
• A corrente da carga precisa, então, atravessar contatos móveis.

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• Um induzido rotativo necessita de anéis coletores e escovas para conduzir ao circuito externo a corrente da carga.
• Os anéis coletores possuem uma duração menor e o centelhamento é um perigo contínuo;
• por isso os alternadores de alta voltagem são geralmente do tipo induzido estacionário e campo rotativo.
• A vantagem decisiva do induzido estacionário: o induzido pode ser ligado diretamente à carga, sem contatos móveis no circuito de carga.

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• A ligação direta torna possível ainda o uso de condutores de grande seção transversal, isolados devidamente para alta voltagem.
• O que sobra no circuito móvel: apenas o campo.
• A voltagem e a corrente fornecidas ao campo rotativo são relativamente pequenas,
• e por isso anéis coletores e escovas são adequados para esse circuito.
• Conclusão para a manutenção: no alternador de aeronave, os contatos móveis de maior risco — os do circuito de carga — desapareceram;

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• o desgaste fica concentrado no circuito de campo e, nos tipos sem escova, nem isso:
• não há anéis coletores, comutadores nem escovas, quer no alternador ou no excitador.

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• Como a FEM induzida em um gerador é alternada,
• o mesmo tipo de enrolamento pode ser usado tanto em um alternador como em um gerador CC.
• A diferença não está no que o enrolamento gera, mas em como a voltagem sai dele.
• No gerador CC,
• a FEM gerada nos enrolamentos do induzido é convertida em uma voltagem unidirecional CC por meio de segmentos coletores (o comutador) e escovas.
• É o comutador que "endireita" a voltagem a cada meia volta do induzido.

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• No alternador de induzido rotativo, a voltagem CA gerada é aplicada sem modificação à carga, por meio de anéis coletores e escovas:
• nada é retificado, o que sai é corrente alternada.
• No alternador de campo rotativo — o tipo usado em aeronave — o induzido é estacionário e se liga diretamente à carga,
• novamente sem contatos móveis no circuito de carga.
• É por isso que, ao comparar as duas máquinas na bancada,

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• o enrolamento do induzido pode parecer o mesmo e a voltagem de saída ser completamente diferente:
• o que muda é o dispositivo coletor — comutador, no gerador CC; anéis coletores, no alternador de induzido rotativo;
• ligação direta, no alternador de campo rotativo.
• O raciocínio também explica a arquitetura das fontes de aeronave:
• quando se precisa de CC a partir de uma máquina CA, não se coloca um comutador — coloca-se um retificador,

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• como na unidade alternadora-retificadora e no tipo integrado sem escova, com retificadores montados no próprio eixo do rotor.

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• Um alternador monofásico possui um estator constituído de vários enrolamentos em série,
• formando um circuito único no qual é gerada uma voltagem de saída.
• No esquema de quatro polos, o estator possui quatro peças polares espaçadas igualmente ao redor da carcaça,
• e o rotor possui quatro polos, com polos adjacentes de polaridade oposta.
• À medida que o rotor gira, as voltagens CA são induzidas nos enrolamentos do estator.
• Como cada polo do rotor está na mesma posição relativa diante de um enrolamento do estator,

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• os quatro grupos polares são cortados por números iguais de linhas de força a qualquer tempo;
• as voltagens induzidas possuem, portanto, a mesma amplitude a qualquer momento.
• Os quatro enrolamentos do estator estão ligados entre si de modo que as voltagens CA estejam em fase, ou "adicionadas em série".
• O diagrama mostra por que a ligação soma:
• se o polo 1 do rotor, um polo sul, induz uma voltagem no sentido indicado pela seta no enrolamento do estator 1,
• o polo 2, um polo norte,

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• induz voltagem no sentido oposto na bobina do estator 2 — e as duas bobinas devem ser ligadas exatamente como no diagrama para que as voltagens se somem.
• Com o mesmo raciocínio na rotação horária do campo,
• a voltagem induzida na bobina do estator 3 tem o mesmo sentido da voltagem da bobina 1,
• e a da bobina 4 tem sentido oposto.
• Resultado:
• os quatro grupos de bobina, ligados em série,

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• fornecem uma voltagem total igual a quatro vezes a voltagem de qualquer um dos enrolamentos.
• Limitação do monofásico:
• como a força fornecida por um circuito monofásico é pulsante,
• esse tipo é inconveniente em muitas aplicações — o que explica a preferência pelos circuitos polifásicos na aeronave.

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• Os alternadores bifásicos possuem dois ou mais enrolamentos monofásicos, espaçados simetricamente ao redor do estator.
• Os dois enrolamentos estão separados fisicamente de tal modo que a voltagem induzida em um deles está defasada de 90º em relação à voltagem induzida no outro.
• Os enrolamentos do bifásico são separados eletricamente um do outro:
• quando um enrolamento está sendo cortado por um fluxo máximo, o outro não está sendo cortado por nenhum fluxo.
• É essa condição que estabelece a relação de 90º entre as duas fases.

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• O trifásico é o padrão de bordo:
• um circuito trifásico, ou polifásico, é empregado na maioria dos alternadores de aeronave, no lugar do monofásico ou do bifásico.
• O alternador trifásico possui três enrolamentos monofásicos espaçados,
• de modo que a voltagem induzida em cada enrolamento esteja 120º fora de fase em relação às voltagens dos outros dois enrolamentos.
• As três voltagens estão espaçadas de 120º e são similares às voltagens que seriam geradas por três alternadores monofásicos com voltagens defasadas de 120º.

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• As três fases são independentes uma da outra.
• O diagrama esquemático mostra cada uma das três fases — o rotor é omitido por simplicidade — e, ao lado,
• as formas de onda das três voltagens, onde se vê a defasagem de 120º e a igualdade de amplitude.
• Observação de projeto:
• um diagrama de estator trifásico mostrando todas as bobinas torna-se complexo e difícil de interpretar,
• e é por isso que se trabalha com o esquema simplificado das três fases.

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• Uso a bordo:
• a energia trifásica alimenta as finalidades que exigem potência maior, como o aquecimento resistivo nas hélices,
• nos dutos do motor e nos pára-brisas.

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• A frequência da voltagem do alternador depende de duas coisas: da velocidade do rotor e do número de polos.
• Quanto maior a velocidade, mais alta a frequência; quanto mais polos tiver o rotor, mais alta a frequência numa certa velocidade.
• Na relação f = (P × N) / 120:
• P é o número de polos do rotor (contagem total, e não pares de polos);

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• N é a velocidade de rotação em rpm; f é a frequência em ciclos por segundo (c.p.s.), isto é, em hertz (Hz).
• O 120 vem de 2 × 60:
• cada volta do rotor produz um ciclo por par de polos,
• e dividir a rotação por 60 a dá em voltas por segundo.
• Exemplos com valores de aeronave (400 Hz): 12 polos a 4.000 rpm → 12 × 4.000 ÷ 120 = 400 Hz;
• 6 polos a 8.000 rpm → 400 Hz.

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• A conta inversa é tão útil quanto a direta:
• N = (120 × f) ÷ P e P = (120 × f) ÷ N.
• Num alternador que gira de 5.700 a 6.300 rpm e fornece de 380 a 420 Hz,
• P = 120 × 400 ÷ 6.000 = 8 polos — e a fórmula confirma as pontas da faixa:
• 380 Hz a 5.700 rpm e 420 Hz a 6.300 rpm.
• Numa certa frequência, quanto mais pares de polos, menor a velocidade necessária:

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• um alternador de dois polos gira o dobro da velocidade de um de quatro polos para a mesma frequência.
• Consequência prática:
• a frequência acompanha a rotação do acionamento — com rotação variável, ela varia na mesma proporção,
• o que exige uma transmissão de velocidade constante, tratada adiante.

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• Acoplamento:
• o alternador está acoplado diretamente ao motor do avião por meio de um acoplamento de acionamento flexível,
• que absorve os pequenos desalinhamentos entre o eixo do motor e o do alternador.
• Nos aviões maiores, os alternadores acionados pelos motores são acoplados à unidade de transmissão à velocidade constante (CSD = constant speed drive),
• na parte inferior dos motores.
• Composição do conjunto: o alternador completo é constituído por um circuito excitador de CA, um retificador rotativo e o alternador propriamente dito.

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• O campo rotativo, que produz a voltagem induzida no induzido estacionário, é excitado pelo excitador de CA,
• cuja saída é convertida em CC por retificadores localizados no eixo do rotor.
• Refrigeração: o ar de refrigeração é conduzido à unidade por uma tomada de injeção de ar, na tampa de entrada de ar;
• nos motores ele é sangrado do duto de descarga da ventoinha (FAN) e, no solo ou em voo,
• é conduzido para fora do avião pela saída de ar do motor.

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• Unidade alternadora-retificadora (UAR):
• em muitos aviões com peso inferior a 12.500 libras usa-se um conjunto em que a seção alternadora entrega CA trifásica em ligação delta com um retificador trifásico de onda completa — a saída da unidade é CC.
• Por isso a unidade é às vezes chamada de gerador CC:
• a saída é CC e ela é usada nos sistemas CC, embora seja, na verdade, uma unidade alternadora-retificadora.
• É auto-excitada, mas não contém ímã permanente:

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• a excitação de partida vem da bateria e, logo após a partida, ela passa a se auto-excitar.
• A voltagem de saída CC é regulada por um regulador de voltagem do tipo pilha de carvão.
• Dados de operação: velocidade média de 2.100 a 9.000 rpm, saída CC de 26 a 29 volts e 125 ampères.

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• No alternador sem escova não há anéis coletores, comutadores nem escovas,
• quer no alternador ou no excitador — nada para desgastar ou centelhar em altitude elevada.
• O excitador e a cadeia de excitação:
• o excitador de CA consiste em um campo CC de seis polos estacionários e um induzido rotativo.
• O campo excitador é alimentado com CC do regulador de voltagem e cria uma voltagem trifásica no induzido do excitador;

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• essa CA é retificada, e a corrente contínua resultante alimenta o campo rotativo do alternador, que induz a voltagem no induzido estacionário.
• A corrente que o regulador entrega à bobina de campo em paralelo controla a saída do alternador.
• A bobina de campo em paralelo — ligada entre os terminais "A" e "F" — consiste em dois fios trançados,
• enrolados em seis bobinas em série sobre os seis polos principais, com polaridades alternadamente invertidas.
• As extremidades dos fios isolados vão ao terminal "F" e, numa delas,

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• um fio liga-se diretamente ao "A" enquanto o outro passa por um termistor de característica inversa de resistência-temperatura:
• a frio, sua resistência elevada bloqueia a corrente em um dos fios;
• a quente,
• ela cai a valor desprezível e a corrente se divide pelos dois — a resistência combinada a alta temperatura fica praticamente igual à de um único fio a baixa,
• o que dá a compensação de temperatura do campo excitador.
• Excitação na partida sem dispositivo especial:

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• seis ímãs permanentes montados na estrutura do excitador, entre os seis polos do estator,
• aumentam a voltagem residual e dispensam dispositivo especial na partida.
• Estabilização:
• a bobina de estabilização, enrolada sobre a bobina de excitação de campo,
• só é usada com regulador de voltagem do tipo amplificador magnético;
• com regulador transistorizado, a estabilização é feita por realimentação no próprio regulador, que amortece as flutuações da saída.

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• A corrente máxima que pode ser fornecida por um alternador depende da dissipação máxima de calor (queda de potência I² R) que pode ser mantida no induzido e da que pode ser mantida no campo.
• A corrente do induzido varia com a carga, como nos geradores CC.
• O efeito que não existe no gerador CC:
• nos geradores CA, cargas que atrasam o fator de potência tendem a desmagnetizar o campo do alternador,

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• e a voltagem de saída é mantida somente pelo aumento da corrente do campo CC.
• Com carga de fator de potência atrasado, o regulador precisa entregar mais corrente de campo para manter a mesma voltagem nos terminais.
• Por essa razão os geradores de corrente alternada são geralmente classificados de acordo com o kVA, o fator de potência, as fases,
• a voltagem e a frequência.
• Exemplo de classificação:

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• um gerador pode ser classificado em 40 kVA, 208 volts, 400 ciclos, trifásico e com um fator de potência de 75%.
• O que cada termo significa:
• kVA indica a potência aparente — é a saída em kVA, ou a relação entre a corrente e a voltagem,
• na qual o gerador deve operar.
• Fator de potência é a expressão da relação entre a potência aparente (volt-ampère) e a potência real ou efetiva (watts).

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• São unidades diferentes: a potência aparente se mede em volt-ampère e a potência real em watts.
• Número de fases é o número de voltagens independentes geradas; os geradores trifásicos geram três voltagens espaçadas de 120º.
• Valores reais de bordo:
• alternadores de aeronave fornecem 30 ou 40 kVA cada, com fator de potência de 0,95 de adiantamento até 0,75 de retardamento,
• voltagem de 120 a 208 volts, 380 a 420 Hz e rotação de 5.700 a 6.300 rpm.

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• O estator trifásico tem três enrolamentos:
• em vez de o alternador possuir 6 fios, um dos fios de cada fase pode ser ligado para formar uma junção comum,
• e o estator passa a ser chamado de ligação em "Y" ou estrela.
• O fio comum pode ser procedente ou não do alternador: se sair, será o fio neutro.
• Ligação "Y" (estrela):
• no esquema "A",

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• o estator em "Y" não tem fio comum saindo do alternador e cada carga é ligada através de duas fases em série (RAB entre "A" e "B",
• RAC entre "A" e "C",
• RB entre "B" e "C") — a voltagem em cada carga é maior do que a de uma fase única.
• Em "Y":
• a voltagem medida através de duas fases é a soma vetorial das voltagens de fase individuais — em condições equilibradas,
• a voltagem de linha é 1,73 vez a voltagem de fase —,

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• enquanto a corrente de linha é igual à corrente de fase, pois há somente um caminho de corrente no fio da linha.
• Ligação "delta": o estator pode ser ligado de extremidades a extremidades, como no esquema "B": as voltagens são iguais às de fase;
• as correntes de linha são a soma vetorial das correntes de fase;
• e a corrente de linha é 1,73 vez a corrente de fase, com cargas equilibradas.
• Comparação para cargas iguais (igual kW de saída):

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• a ligação delta fornece corrente de linha maior, com voltagem de linha igual à de fase;
• a ligação "Y" fornece voltagem de linha maior, com corrente de linha igual à de fase.
• [LACUNA:
• a fonte não informa qual ligação predomina no estator dos alternadores de aeronave,
• nem se o neutro costuma sair dele — verificar a bibliografia complementar de geração de corrente alternada.]

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• A função do sistema regulador é controlar a voltagem,
• manter o equilíbrio da corrente que circula em todo o sistema e eliminar as variações repentinas na voltagem quando uma carga é aplicada ao sistema.
• O problema da regulagem de voltagem no sistema CA não difere, basicamente, do sistema CC.
• O que muda é de onde o regulador tira a informação de voltagem: no sistema CC, do gerador CC;
• no sistema CA, da linha do alternador.
• Há uma razão física para o CA exigir regulagem:

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• as cargas que atrasam o fator de potência tendem a desmagnetizar o campo do alternador,
• e a voltagem de saída é mantida somente pelo aumento da corrente do campo CC.
• Sem ação do regulador, a voltagem cai justamente quando a carga indutiva cresce.
• Em operação em paralelo há uma diferença importante entre geradores CC e alternadores:
• a carga suportada por um gerador CC, num sistema de 2 ou 4 geradores,
• depende da sua voltagem comparada com a voltagem da barra;

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• a divisão da carga entre alternadores depende dos ajustes dos seus reguladores de velocidade, que são controlados pela frequência.
• Em paralelo, frequência e voltagem devem ser iguais.
• As forças de sincronização no CA são maiores do que no CC, porque equalizam voltagem e velocidade ao mesmo tempo.
• Alternadores de porte considerável, com frequências e voltagens de saída diferentes,
• podem sofrer sérios danos se ligados entre si por uma barra comum.

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• A voltagem de saída do alternador é melhor controlada pela regulagem da voltagem de saída do excitador CC,
• que fornece corrente ao campo do rotor do alternador.
• Referência de valores do conjunto alternador-retificador:
• velocidade de 2.100 a 9.000 rpm, voltagem de saída CC de 26 a 29 volts e 125 ampères.

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• O regulador de pilha de carvão controla a corrente de campo do excitador e, assim,
• regula a voltagem de saída do excitador aplicada ao campo do alternador.
• É o mesmo princípio do sistema CC.
• A única diferença entre o sistema CC e o sistema CA é que a bobina de voltagem recebe sua voltagem da linha do alternador,
• ao invés do gerador CC.
• Todo o restante do circuito de regulação permanece igual.

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• O regulador usado na ligação com alternador é o de um sistema de 28 volts, ligado ao circuito de campo do excitador.
• Cadeia de controle, na ordem em que o sinal percorre o sistema:
• a voltagem da linha do alternador chega ao regulador;
• a bobina de voltagem responde a essa voltagem;
• a pressão dos discos de carvão varia;
• a corrente de campo do excitador varia;

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• a voltagem de saída do excitador varia;
• o campo do alternador varia;
• a voltagem de saída do alternador volta ao valor desejado.
• Como o excitador fornece a corrente de campo do rotor do alternador, é a voltagem de saída do excitador que fixa,
• em última análise, a voltagem de saída do alternador.
• Por isso todo o controle é feito no circuito do excitador, e não no circuito de carga.

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• Na unidade alternadora-retificadora, em que a saída já é CC,
• a voltagem de saída também pode ser regulada pelo regulador de voltagem do tipo pilha de carvão.
• [LACUNA:
• o texto disponível não descreve o mecanismo interno da pilha de carvão — como a pressão sobre os discos altera a resistência do conjunto;
• procurar essa descrição na parte de reguladores de voltagem do sistema CC, que não está no trecho extraído.]

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• Para que a bobina de voltagem do regulador "enxergue" a linha do alternador, a voltagem precisa ser rebaixada e convertida em CC.
• Nesta ligação:
• um transformador trifásico redutor de voltagem, ligado à voltagem do alternador, fornece força a um retificador trifásico de onda completa;
• a saída CC de 28 volts do retificador é então aplicada à bobina de voltagem do regulador de pilha de carvão.
• O transformador é o elemento que permite o rebaixamento.

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• Um transformador transforma energia elétrica de uma voltagem em energia elétrica de outra voltagem:
• duas bobinas que não estão eletricamente ligadas entre si,
• mas são arrumadas de modo que o campo magnético de uma corta a outra, produzindo voltagem por indução mútua.
• Ele é formado por três partes básicas: núcleo de ferro, enrolamento primário (que recebe a energia) e enrolamento secundário.
• O transformador funciona com voltagem alternada e também com CC pulsante, mas não funciona com CC pura,

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• porque só uma voltagem variável cria o campo magnético variável que é a base da indução mútua.
• O fator que define se o transformador é elevador ou rebaixador é a relação de espiras (relação de transformação):
• com 100% de rendimento,
• a relação entre a voltagem de entrada e a de saída é igual à relação entre o número de espiras do primário e do secundário.
• Dimensão da tarefa:
• a linha do alternador trabalha na faixa de 120 a 208 volts CA,

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• e a bobina de voltagem do regulador é um componente do sistema de 28 volts — por isso o redutor é indispensável.

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• A transferência da informação de voltagem do alternador para o regulador é feita por uma unidade transformadora-retificadora:
• as variações na voltagem do alternador são transferidas por meio dessa unidade para a linha de voltagem do regulador,
• e a pressão dos discos de carvão varia.
• É essa pressão variável que fecha o laço de controle sobre a corrente de campo do excitador.

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• Todo regulador precisa de um elemento que evite oscilação — a resposta contínua de correção tende a produzir uma "caça" da voltagem em torno do valor desejado.
• É para isso que existe a ação antioscilante:
• o transformador antioscilante, ou amortecedor de voltagem do excitador, é similar aos usados nos sistemas CC e realiza a mesma função;
• sua finalidade é eliminar as variações repentinas na voltagem quando uma carga é aplicada ao sistema.
• Além da voltagem, o regulador participa do equilíbrio de corrente do sistema.

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• O circuito de equalização do alternador é igual ao circuito do sistema CC,
• no qual o regulador é afetado quando a corrente circulante fornecida por um dos alternadores for diferente da fornecida pelos outros.
• É esse circuito que impede que um alternador "empurre" corrente para o outro em vez de alimentar a barra.
• Comparação útil com a tecnologia seguinte:
• nos sistemas que usam regulador de voltagem do tipo amplificador magnético, existe uma bobina de estabilização no estator do excitador.

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• Nas aeronaves que usam regulador de voltagem transistorizado, essa bobina de estabilização não é usada:
• a estabilização passa a ser feita pela realimentação dentro do próprio regulador, que sente e amortece quaisquer flutuações da voltagem de saída.

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• Muitos dispositivos de uma aeronave exigem CC de alta amperagem e baixa voltagem.
• Esse suprimento pode vir de geradores CC acionados pelo motor, de conjuntos motor-gerador,
• de retificadores a válvula ou de retificadores a disco seco e de estado sólido.
• Em aeronaves com sistema CA, um gerador CC especial não é desejável:
• seria preciso acionar mais um equipamento na seção de acessórios do motor.
• Os conjuntos motor-gerador eliminam esse inconveniente porque operam diretamente a partir do sistema CA.

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• Já os retificadores a disco seco e de estado sólido são excelente fonte de alta amperagem com baixa voltagem,
• e os semicondutores praticamente substituíram todos os outros tipos;
• disco seco e motor-gerador ficaram limitados a aeronaves mais antigas.
• Retificador é o dispositivo que transforma CA em CC limitando ou regulando o sentido do fluxo de corrente.
• Os dois métodos são o retificador de meia onda e o de onda completa.
• O funcionamento depende da junção PN:

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• polarização direta — o diodo oferece resistência muito pequena à corrente e pode ser tratado como um curto-circuito;
• a zona de depleção se estreita;
• polarização inversa — a resistência é máxima e o diodo pode ser tratado como um circuito aberto;
• a zona de depleção se alarga,
• porque a voltagem aplicada tem o mesmo sentido do campo da barreira e afasta portadores da junção.
• Retificação de meia onda:

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• no semiciclo positivo, as polaridades na carga e no diodo são positivas,
• o diodo está polarizado diretamente e a parcela positiva aparece sobre o resistor de carga,
• sem perda de potencial no diodo em série.
• No semiciclo negativo, o diodo fica invertido: corrente de 0 ampères e queda de 0 volts sobre a carga.
• A saída é a entrada menos o semiciclo negativo — daí o nome meia onda,
• e daí as interrupções na forma de onda.

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• Retificador de onda completa em ponte:
• o termo "onda completa" indica que a saída é uma sequência contínua de pulsos,
• e não uma forma de onda com interrupções como na meia onda.
• Funcionamento da ponte, nos dois semiciclos:
• semiciclo positivo: D2 e D4 ficam polarizados inversamente (abertos) e D1 e D3 conduzem;
• semiciclo negativo: as polaridades se invertem e os estados se trocam — D4 e D2 conduzem, D1 e D3 ficam abertos;

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• nos dois semiciclos a corrente passa pela carga no mesmo sentido,
• e o semiciclo negativo fica "levantado" para o lado positivo da linha de tempo.
• Diodos retificadores de potência: aplicações de corrente elevada, como fontes de alimentação, de 1 ampère a centenas de ampères.
• Exemplo comum é a série 1N4001 a 1N4007:
• o "1N" indica uma única junção PN, ou seja, que o dispositivo é um diodo;

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• a corrente média é de cerca de 1 ampère, com tensão de pico inverso de 50 a 1.000 volts.
• Retificadores maiores conduzem até 300 ampères polarizados diretamente, com pico inverso de 600 volts; o invólucro metálico serve de dissipador.
• Identificação:
• o fabricante marca o diodo para indicar ânodo e cátodo — pontos, faixas coloridas,
• a letra "k" ou formatos incomuns indicam o cátodo.
• Por que o silício: os semicondutores mais comuns são o germânio e o silício;

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• o silício é preferido na maioria das aplicações modernas por operar numa faixa mais ampla de temperaturas.
• É o material dos retificadores de silício usados, por exemplo, no circuito de excitação do alternador sem escova.
• Empilhamento em série:
• para suportar voltagem maior do que um único retificador aguenta, os retificadores são empilhados em série,
• como resistores em série — cada um absorve uma parcela da voltagem.

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• Se um retificador é destruído acima de 50 volts e a aplicação tem 150 volts, empilham-se três, de 50 volts cada.
• [LACUNA:
• os modos de falha do diodo retificador — diodo aberto e diodo em curto — e o efeito de cada um sobre a forma de onda não constam do texto desta bibliografia;
• procurar na parte de solução de panes de sistemas de geração CA.]

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• O que é. A maioria das aeronaves modernas usa um tipo de alternador sem escova (em inglês, *brushless*).
• Ele é mais eficiente porque não possui escovas para se desgastar nem para centelhar em altitudes elevadas.
• O que muda em relação ao alternador com anéis coletores.
• No alternador de campo rotativo comum, a corrente de excitação chega ao rotor por anéis coletores e escovas;
• esses anéis têm duração menor e o centelhamento é um perigo contínuo.

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• No tipo integrado sem escova, o circuito de excitação é completado por retificadores de silício, em vez de um coletor e escovas:
• os retificadores ficam montados sobre o eixo do gerador e sua saída é alimentada diretamente ao campo rotativo principal do gerador CA.
• Na classificação por sistema de excitação, esse é o terceiro método:
• um gerador CC no mesmo eixo do gerador CA, com o circuito de excitação fechado por retificadores de silício.

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• Como funciona no conjunto real. Um campo eletromagnético rotativo produz a voltagem de saída, induzida no induzido estacionário do alternador.
• Esse campo é excitado por um excitador de CA,
• cuja saída é convertida em CC pelos retificadores alojados no eixo do rotor — os diodos de silício para alta temperatura.
• Não há anéis coletores, comutadores nem escovas, quer no alternador, quer no excitador.
• Por que a ausência de escovas importa na manutenção.
• Desaparecem os itens de desgaste do circuito de campo:

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• não há escova a substituir, não há pó de carvão a limpar e não há centelhamento em altitude.
• A ausência de escovas elimina as inversões de polaridade do gerador e reduz o ruído de rádio;
• o que sobra é atenuado por um filtro montado no próprio alternador.
• Em contrapartida, o esforço de manutenção muda de lugar:
• sai a rotina de escovas e comutador,

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• entram a verificação dos diodos retificadores rotativos — que giram com o eixo e não podem ser medidos com a unidade em operação — e as vedações.

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• De que depende a frequência. A frequência de voltagem do alternador depende de duas coisas:
• da velocidade do rotor e do número de pólos. Quanto maior a velocidade, mais alta a frequência;
• quanto menor a velocidade, mais baixa a frequência.
• E, numa certa velocidade, quanto mais pólos tiver o rotor, mais alta será a frequência.
• Por que um ciclo completo.

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• Quando o rotor gira um certo ângulo de modo que dois pólos adjacentes do rotor (um pólo norte e um pólo sul) passem por um enrolamento,
• o valor da voltagem induzida naquele enrolamento varia dentro de um ciclo completo.
• Logo, o número de ciclos por revolução é igual ao número de pares de pólos.
• A equação. A frequência em hertz relaciona-se com o número de pólos e a velocidade pela expressão usada.
• Exemplos conferidos com os dados da bibliografia.

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• 2 pólos a 3.600 rpm: 2 × 3.600 ÷ 120 = 60 Hz.
• 4 pólos a 1.800 rpm: 4 × 1.800 ÷ 120 = 60 Hz (metade da rotação, mesma frequência).
• 6 pólos a 500 rpm: 6 × 500 ÷ 120 = 25 Hz.
• 12 pólos a 4.000 rpm: 12 × 4.000 ÷ 120 = 400 Hz.
• Alternador de aeronave de 6 pólos girando a 8.000 rpm: 6 × 8.000 ÷ 120 = 400 Hz.

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• A leitura prática. Para uma dada frequência, quanto maior o número de pares de pólos, menor a velocidade de rotação necessária:
• um alternador de 2 pólos gira o dobro da velocidade de um de 4 pólos para gerar a mesma frequência.
• Invertendo a fórmula,
• para o padrão de 400 Hz o produto P × N tem de valer sempre 120 × 400 = 48.000 — é por isso que 12 pólos × 4.000 rpm,

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• 8 pólos × 6.000 rpm e 6 pólos × 8.000 rpm produzem todas 400 Hz.
• É a frequência que fixa o par de valores de projeto (pólos e rotação), não o contrário.

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• O problema. Os alternadores nem sempre são ligados diretamente ao motor do avião, como os geradores CC.
• Diversos aparelhos elétricos que operam com a corrente alternada fornecida pelos alternadores são projetados para operar numa certa voltagem e numa frequência específica.
• A velocidade dos alternadores deveria, portanto, ser constante — entretanto, a velocidade de um motor de avião varia.
• A proporcionalidade. Com acionamento direto pela caixa de transmissão do motor, a frequência acompanha a rotação:
• qualquer variação de N aparece multiplicada por P ÷ 120 na frequência.

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• Se o motor vai da marcha lenta à decolagem,
• N percorre uma faixa larga e a frequência de saída sai da faixa de projeto — e sai para os dois lados,
• abaixo de 400 Hz na marcha lenta e acima de 400 Hz em rotação alta.
• Números da própria fonte.
• No conjunto real,
• a rotação de operação do alternador fica entre 5.700 e 6.300 rpm e a frequência resultante entre 380 e 420 Hz,

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• com voltagem de saída de 120 a 208 V e potência de 30 ou 40 kVA,
• fator de potência de 0,95 adiantado a 0,75 atrasado.
• Conferindo pela fórmula,
• essa faixa de rotação e essa faixa de frequência correspondem a um alternador de 8 pólos (8 × 5.700 ÷ 120 = 380 Hz;
• 8 × 6.300 ÷ 120 = 420 Hz).
• O que se faz com o que não tolera variação.

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• Numa aeronave que combina sistemas CA e CC,
• o sistema de frequência fixa é montado com 3 ou 4 inversores e seus controles, proteções e indicações,
• para fornecer energia CA monofásica ao equipamento CA sensível à frequência.
• O sistema de frequência variável pode consistir em dois ou mais alternadores acionados pelo motor, alimentando cargas que toleram a variação,
• como aquecimento resistivo em hélices, dutos do motor e para-brisas.
• Ou seja: frequência variável existe, mas só onde a carga não se importa com ela.

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• A saída do impasse.
• Alguns alternadores são acionados pelo motor através de uma transmissão de velocidade constante (CSD), instalada entre o motor e o alternador.
• A CSD é uma transmissão hidráulica, que pode ser controlada eletricamente ou mecanicamente.
• O que ela promete.
• A unidade é projetada para entregar 6.000 rpm de saída desde que a entrada permaneça entre 2.800 e 9.000 rpm.
• É uma faixa larga de entrada para uma saída travada num único valor.

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• As três condições de operação.
• Entrada abaixo de 6.000 rpm: a transmissão aumenta a velocidade para fornecer a saída desejada. Esse aumento é chamado de *overdrive*.
• Entrada igual a 6.000 rpm: a saída é a mesma da entrada; é o acionamento direto (*straight drive*).
• Entrada acima de 6.000 rpm: a entrada, agora elevada demais, tem de ser reduzida para dar os 6.000 rpm de saída;
• é o *underdrive*.

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• A analogia automotiva vale: em *overdrive* o motor gira menos para a mesma velocidade de estrada;
• em *underdrive* é como andar em marcha reduzida.
• O efeito prático.
• É essa correção contínua que permite ao alternador produzir a mesma frequência logo acima da marcha lenta do que produziria em decolagem ou em cruzeiro.
• Na prática,
• a frequência de saída varia de 420 Hz sem carga a 400 Hz com carga total — uma banda estreita de regulação,

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• não a faixa inteira do motor.
• Instalação e a sigla IDG.
• Cada alternador é suportado e acionado à velocidade constante por essa transmissão de relação variável,
• acoplada ao motor por um dispositivo de rápida remoção/instalação, que substitui os estojos de fixação;
• o alternador é fixado ao CSD por 12 estojos.
• A CSD pode ser uma unidade independente ou ser montada dentro da carcaça do alternador;

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• quando os dois estão contidos numa única unidade, o conjunto recebe o nome de gerador de acionamento integrado (IDG).

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• Do que a CSD é feita.
• Cada transmissão consiste essencialmente em duas unidades hidráulicas, do tipo pistão de deslocamento axial, de cilindrada positiva,
• e um diferencial mecânico que efetua a função somatória de velocidades.
• Duas unidades iguais por fora, diferentes por dentro. As unidades hidráulicas apresentam as mesmas dimensões físicas;
• uma delas tem placa de controle com inclinação variável, e a outra tem placa de controle com inclinação fixa e, consequentemente,
• cilindrada fixa.

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• As duas giram independentemente e são montadas de encontro às faces opostas de uma placa fixa comum,
• que as interliga através de orifícios.
• Unidade de cilindrada variável.
• Consiste em um tambor, pistões alternativos, uma placa de controle de inclinação variável, um cilindro e um pistão de controle.
• Está acoplada diretamente ao motor do avião;
• portanto, a velocidade de rotação do bloco dos pistões é sempre proporcional à velocidade de entrada,

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• e o sentido de rotação é sempre o mesmo.
• Como o ângulo da placa de controle é continuamente variável nos dois sentidos — do ângulo máximo positivo a zero e de zero ao ângulo máximo negativo —,
• sua cilindrada é continuamente variável de zero ao máximo, nos dois sentidos.
• Unidade de cilindrada fixa. Consiste em um tambor, pistões alternativos e uma placa de controle de inclinação fixa.
• É acionada pelo óleo descarregado pela unidade de cilindrada variável e, por isso,

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• gira em qualquer velocidade — desde zero ao valor máximo, em qualquer sentido.
• A grandeza que a manutenção observa. A pressão de trabalho entre as duas unidades hidráulicas é proporcional ao torque transmitido ao alternador:
• mais carga no alternador significa mais pressão entre as unidades.
• Não por acaso o painel tem luz de aviso de pressão de carga — é essa pressão que denuncia a condição de trabalho da transmissão.

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• Com baixa velocidade de entrada.
• A unidade de cilindrada variável atua como bomba hidráulica, para fornecer fluxo à unidade de cilindrada fixa,
• que atua como motor — e cuja velocidade é somada à velocidade de entrada através do diferencial.
• É essa soma que recupera a rotação que falta quando o motor gira baixo (*overdrive*).
• Na transmissão direta. O torque é transmitido diretamente através do diferencial mecânico e a unidade de cilindrada fixa não gira.

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• A placa de controle da unidade de cilindrada variável fica ligeiramente afastada do ângulo zero, apenas para compensar perdas por vazamento;
• nenhum óleo é bombeado ou recebido pela unidade, exceto o necessário para essa compensação.
• Acima da velocidade de transmissão direta. A placa de controle da unidade de cilindrada variável é ajustada para proporcionar cilindrada negativa.
• Nesse caso a pressão de trabalho é manobrada de modo a permitir que a unidade de cilindrada fixa seja acionada pelo diferencial — isto é,

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• ela deixa de ser motor e passa a funcionar como bomba — e assim sua velocidade subtrai-se à velocidade de entrada.
• A unidade de cilindrada variável atua, então, como motor.
• Como a transição acontece.
• À medida que a velocidade de entrada aumenta e a necessidade de acelerar diminui,
• o governador dirige menor quantidade de óleo ao cilindro de controle,
• até que a placa de controle fique em posição aproximadamente perpendicular em relação aos pistões — e o bloco de pistões da unidade fixa pára de girar.

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• É a passagem para a transmissão direta.
• Invertendo o processo, o óleo volta a inclinar a placa e a soma (ou a subtração) de velocidade recomeça.
• Por que o conjunto é pequeno e eficiente.
• Nesse tipo de transmissão,
• as unidades hidráulicas manobram apenas uma parte da potência transmitida — o resto vai pelo caminho mecânico — e por isso seu tamanho é reduzido.
• Como as perdas nos diferenciais mecânicos são menores que nas unidades hidráulicas, a absorção de calor é baixa,

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• o que resulta em eficiência elevada.

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• Como as peças se ligam à transmissão.
• As engrenagens planetárias giram em torno de seus próprios eixos e também ao redor da linha de centro do seu suporte.
• O suporte das planetárias é acionado pela engrenagem de entrada da transmissão, assim como a unidade hidráulica de cilindrada variável.
• A unidade de cilindrada fixa é acoplada hidraulicamente à de cilindrada variável e é conectada ao diferencial através da coroa de entrada.
• A coroa de saída é acoplada à engrenagem de saída da transmissão.

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• É a essas duas engrenagens de entrada e saída que o conjunto de força do motor se liga.
• Os três casos de operação (razão 2:1).
• Coroa de entrada parada: a coroa de saída gira com o dobro da rotação do eixo portador.
• Coroa de entrada obrigada a girar no sentido oposto ao do eixo portador:
• a coroa de saída gira com velocidade superior ao dobro da do eixo portador.
• Coroa de entrada impelida a girar no mesmo sentido do eixo portador:

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• a coroa de saída gira com velocidade inferior ao dobro da do eixo portador.
• A conclusão que importa.
• A velocidade constante da coroa de saída é mantida acrescentando-se ou subtraindo-se velocidade às engrenagens planetárias,
• mediante o controle da velocidade e do sentido de rotação da coroa de entrada.
• O diferencial é, portanto, um dispositivo somatório, controlado pela coroa de entrada,
• para somar ou subtrair à velocidade da caixa de transmissão do motor a fim de se obter a velocidade de saída desejada.

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• O governador e as bombas são acionados pelo trem de velocidade constante.

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• O que é o governador. É uma válvula de controle hidráulico, atuada por mola e operada por contrapesos.
• Sua finalidade é controlar o envio do óleo de carga da transmissão para o cilindro de controle.
• É o elo entre a velocidade real de saída e a inclinação da placa da unidade de cilindrada variável.
• Como ele mede a velocidade.
• A luva rotativa do governador é acionada pela engrenagem de saída e, por isso, é sensível à velocidade de saída da transmissão.

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• Os contrapesos pivotados nessa luva movimentam uma válvula localizada por dentro, carregada por tensão de mola.
• Durante a operação estabilizada, a pressão de alimentação é reduzida pela válvula do governador ao valor desejado de controle.
• Como ele comanda.
• Dependendo da posição do carretel da válvula,
• o óleo de carga é dirigido para o pistão de controle ou o óleo de controle é drenado para a cabeça da CSD.

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• O pistão de controle, por sua vez, posiciona a placa: mais óleo no cilindro inclina a placa (maior cilindrada e mais bombeamento);
• menos óleo traz a placa de volta para perto da perpendicular.
• As condições A e B.
• A legenda do diagrama esquemático da transmissão numera duas situações de trabalho como CONDIÇÃO "A" e CONDIÇÃO "B",
• junto ao cilindro de controle e à mola.
• [LACUNA:

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• a bibliografia lista CONDIÇÃO "A" e CONDIÇÃO "B" na legenda da figura, mas não descreve no texto o que cada uma representa.
• Para definir as duas condições em sala,
• consultar a legenda da figura na edição impressa ou a descrição da CSD no manual de manutenção da aeronave (AMM, ATA 24).]
• O sinal elétrico de correção.
• O governador básico possui um dispositivo magnético de regulagem, destinado a aplicar os sinais de correção vindos do controlador de carga.

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• Consiste em contrapesos de ímã permanente e um eletroímã localizado acima deles.
• A corrente contínua de valor controlado pela bobina do eletroímã estabelece um campo magnético radial entre as peças polares anulares e concêntricas,
• e o sentido do campo é ditado pela polaridade dessa corrente.
• Os contrapesos de ímã permanente têm seu eixo magnético orientado essencialmente em ângulos retos com o campo do eletroímã;
• os dois campos se cruzam, produzindo um torque controlável em torno do eixo geométrico dos contrapesos.

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• Esse torque se associa ao torque centrífugo para aplicar uma reação sobre a haste da válvula — é assim que o regulador magnético introduz sinais elétricos de correção à transmissão sem peças adicionais além das já existentes no governador.

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• Três funções, duas protetoras.
• O governador efetua três funções, das quais duas são protetoras do sistema e a terceira é a regulação normal.
• A primeira ação protetora — rotação abaixo do normal.
• Se a velocidade de saída da transmissão cair abaixo do limite prescrito,
• a tensão da mola torna-se maior que a força centrífuga dos contrapesos e desloca a válvula no sentido de drenar óleo do interruptor de pressão,
• através da carcaça do governador, para o decantador.

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• A redução de pressão sobre o interruptor permite completar o circuito elétrico, que desliga o disjuntor do alternador. Em outras palavras:
• quando a rotação cai,
• a mola da válvula do governador coloca a luva da válvula na posição correspondente à velocidade abaixo do normal e fecha os contatos do interruptor de pressão,
• o qual completa um circuito para o painel de controle do alternador.
• Isso acarreta o desligamento do disjuntor do alternador.

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• O interruptor de pressão também desliga o disjuntor do alternador no caso de corte normal do sistema — não é só uma proteção de falha.
• A operação normal, para contraste.
• Durante a operação normal, o governador recebe óleo sob pressão,
• que é dirigido pela válvula atuada pelos contrapesos a um interruptor de pressão, mantendo abertos seus contatos elétricos;
• a mesma válvula permite que a pressão do óleo de carga vá atuar no cilindro de controle da placa da unidade de cilindrada variável.

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• Ou seja: em operação normal a pressão abre o contato; na rotação baixa a pressão desaparece e o contato fecha.
• A segunda ação protetora — parada do governador.
• Ela protege o sistema no caso de parada do governador por falha mecânica entre ele e o eixo de saída da transmissão.
• Essa função é efetuada pela mola de segurança.
• Quando o governador pára de girar, a mola de segurança empurra a luva da válvula contra um batente que, para o governador,

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• corresponde à máxima posição de rotação abaixo do normal — proporcionando a reação desejada, isto é,
• o sistema é levado à condição de proteção mesmo sem sinal de velocidade verdadeiro.

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• O sistema hidráulico em volta do filtro. Ele consiste em bomba de carga, bomba de recuperação e válvula de segurança de carga.
• A bomba de carga alimenta os blocos de pistões das unidades hidráulicas, o governador,
• o cilindro de controle e o sistema de lubrificação;
• a bomba de recuperação devolve ao reservatório, através do radiador, o óleo de lubrificação e o de vazamentos internos;
• a válvula de segurança mantém a pressão do sistema de carga no valor pré-ajustado.
• O filtro da linha de carga.

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• Possui uma válvula de derivação,
• que permite ao óleo fluir livremente caso o elemento filtrante fique completamente entupido — a transmissão não fica sem óleo por causa do filtro.
• E possui um indicador mecânico de entupimento:
• um ímã permanente, carregado por mola,
• que faz saltar um botão para fora da carcaça se ocorrer queda elevada de pressão através do filtro.
• Como o indicador funciona, passo a passo.

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• Tanto o pistão de pressão diferencial como o botão indicador são carregados por mola no sentido do exterior da carcaça.
• Com a queda de pressão baixa, a mola mantém imobilizado o pistão e o ímã mantém o botão embutido na carcaça,
• contrariando a mola do botão.
• Uma oscilação súbita de pressão força o pistão para dentro, contrariando a mola,
• e aumenta a folga de ar entre os dois ímãs.

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• Quando a folga fica suficientemente grande, a força magnética não supera mais a mola do botão, e este solta.
• Com o botão fora, a folga aumenta ainda mais e, mesmo que o pistão volte à posição de pressão diferencial zero,
• não consegue atrair o botão de volta — característica necessária porque o motor pode, e provavelmente deve,
• estar cortado quando o indicador for verificado visualmente:
• o botão salta e fica fora, para ser encontrado na inspeção.
• Cuidados de manutenção.

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• Os dois ímãs permanentes estão instalados com seus polos norte orientados para fora ou para dentro da carcaça do filtro;
• na desmontagem do indicador, os ímãs devem ser reinstalados nessa mesma posição.
• E, quando a temperatura do óleo estiver abaixo de 80 °F, uma trava de baixa temperatura impede a operação do indicador,
• independentemente da queda de pressão:
• trata-se de uma tira bimetálica que, quando fria, engata na sede da mola do botão indicador e impede seu movimento,

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• qualquer que seja o movimento do pistão.
• É necessário porque o óleo limpo, quando frio,
• provoca queda de pressão elevada através do filtro e daria indicações falsas — um botão saltado sem entupimento real.

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• O que é o mecanismo.
• O mecanismo de desacoplamento da transmissão do alternador é um dispositivo atuado eletricamente,
• que desacopla o eixo de entrada da transmissão no caso de mau funcionamento desta.
• É a saída de emergência para uma transmissão travada ou defeituosa:
• em vez de arrastar o motor por um acessório avariado, a transmissão sai de linha.
• O comando. A bobina de desacoplamento é energizada pelo comando do interruptor DISCONNECT, localizado no painel do mecânico de voo.

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• No diagrama elétrico da transmissão, esse interruptor aparece como duas posições,
• e o circuito ainda inclui uma luz de aviso de baixa pressão de carga,
• o interruptor de pressão de rotação anormalmente baixa e o encaminhamento para a bobina de desligamento do disjuntor do alternador.
• O que acontece no sistema quando é acionado.
• Energizada a bobina, uma haste carregada por mola encaixa na rosca existente no eixo de entrada.
• O eixo de entrada passa a atuar como um parafuso num furo roscado:

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• sua rotação o movimenta no sentido de afastar-se, desacoplando-se do eixo de transmissão do motor.
• Separados os engates, o eixo de transmissão do motor passa a girar livremente, sem acionar a transmissão do alternador.
• Na prática, o alternador deixa de ser acionado:
• a barra associada perde aquela fonte de geração CA e o sistema elétrico passa a contar com as fontes restantes — o que é justamente a razão de existir uma proteção que desliga o disjuntor do alternador quando a rotação cai.

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• O reengate é operação de solo.
• O reengate somente pode ser efetuado no solo, com o motor parado,
• puxando-se a alavanca de rearme até que o pino da bobina de desacoplamento encaixe no rebaixo da haste.
• Não existe rearme em voo: uma vez desconectada, a transmissão fica fora até a manutenção em terra.

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• Muitos sistemas de alternadores de aeronave usam um regulador de voltagem transistorizado para controlar a saída do alternador.
• Antes de detalhar o circuito, convém rever os princípios dos transistores apresentados no conteúdo anterior.
• Um regulador de voltagem transistorizado consiste principalmente em transistores, diodos, resistores, capacitores e um termistor. Nada de discos de carvão:
• quem controla a corrente de campo é um transistor operando como chave.
• Lógica de operação, do geral para o particular:
• a saída do gerador CA é fornecida ao regulador de voltagem;

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• essa voltagem é comparada com uma voltagem de referência;
• a diferença entre as duas é aplicada à seção amplificadora de controle do regulador;
• se a saída for muito baixa, a intensidade do campo do gerador CA do excitador será aumentada pelo circuito do regulador;
• se a saída for muito alta, a intensidade do campo será reduzida.
• O regulador se divide em três partes principais: o detector de erro de voltagem, o pré-amplificador e o amplificador de potência.

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• As três operam em conjunto, num circuito fechado com o enrolamento do regulador-excitador,
• para manter a voltagem quase constante nos terminais de saída do gerador.
• a função do detector de erro é detectar a voltagem gerada, compará-la com o padrão estabelecido e enviar o erro ao pré-amplificador;
• o pré-amplificador eleva o sinal de erro a um nível suficiente para acionar o amplificador de potência;
• o amplificador de potência fornece o sinal para o enrolamento regulador do excitador,

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• e é esse sinal que aumenta ou reduz a voltagem de saída do gerador.
• O acionamento final é a corrente de campo:
• em operação, a corrente flui através de um diodo e um transistor para o campo do gerador.

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• O caminho de potência do regulador é curto e direto:
• a corrente flui através de um diodo e um transistor para o campo do gerador.
• Todo o controle de voltagem do alternador depende de modular essa corrente.
• No estágio de saída, o campo de controle do excitador está no circuito coletor. Essa é a informação que fecha o raciocínio:
• a corrente que percorre o coletor é a própria corrente de campo do excitador,
• e é ela que define a excitação do alternador.

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• Cadeia de ganho, do campo do excitador até a saída do alternador:
• aumentando a corrente no circuito do coletor, aumenta a saída do gerador do excitador;
• essa saída maior aumenta a intensidade do campo do gerador CA;
• o campo mais intenso aumenta a tensão induzida no estator;
• resultado: aumenta a saída do gerador.
• Proteções e manobras ligadas a esse circuito:

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• Interruptor de baixa velocidade — localizado próximo ao terminal F+,
• evita a excitação do gerador quando a frequência está com um valor baixo.
• Quando o gerador atinge uma frequência de operação adequada, o interruptor fecha e permite a excitação.
• Relé K1 e excitação inicial — há uma linha com os resistores R27,
• R28 e R29 em série com os contatos de K1 normalmente fechados;
• a bobina de operação desse relé fica na parte inferior do esquema,

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• em paralelo com a fonte de alimentação (CR4) do amplificador transistorizado.
• Durante a partida, a energia é fornecida pela barra de 28 volts CC ao campo do gerador do excitador,
• garantindo a excitação inicial.
• Com o campo do excitador energizado, o gerador CA começa a produzir voltagem e, à medida que ela aumenta, K1 é energizado,
• abrindo o circuito de excitação do campo.
• Daí em diante, quem alimenta o campo é o regulador.

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• O transistor de saída regula interrompendo a corrente, e não variando-a suavemente.
• Quando o nível de voltagem adequado for atingido, os componentes de regulagem fazem com que o transistor entre em corte,
• a fim de controlar a intensidade do campo do alternador.
• Com o transistor cortado, o caminho da corrente de campo pelo coletor é interrompido, o campo enfraquece,
• a voltagem de saída cai e o circuito volta a polarizar o transistor.
• Esse liga-desliga sucessivo mantém a voltagem dentro da faixa.

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• Se a saída for muito baixa, a intensidade do campo do gerador CA do excitador é aumentada pelo circuito do regulador;
• se for muito alta, é reduzida. É o mesmo laço, com correções opostas.
• Faixa de ajuste: a margem de operação do regulador é geralmente ajustável numa faixa estreita.
• É esse ajuste que se verifica quando a barra está fora do valor nominal.
• Compensação de temperatura pelo termistor: o termistor fornece uma compensação de temperatura para o circuito.

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• A razão é a variação da resistência dos enrolamentos com a temperatura:
• o termistor tem característica inversa de resistência-temperatura: resistência elevada com temperatura baixa ou normal e resistência desprezível com temperatura elevada;
• com a temperatura elevada da operação normal, a resistência individual dos enrolamentos aumenta, aproximadamente o dobro;
• como a resistência do termistor cai a um valor desprezível, a corrente passa a ser aproximadamente igual em cada ramo,

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• e a resistência combinada a alta temperatura fica aproximadamente igual à de um único ramo a baixa temperatura;
• resultado: compensação de temperatura, com a corrente de campo corrigida conforme o conjunto esquenta.
• Em aeronaves com regulador transistorizado, a estabilização é feita pela realimentação no próprio regulador,
• que sente e amortece as flutuações da voltagem de saída, inclusive as de carga rápida no momento de ligar,
• operação em paralelo ou falhas.

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• O suprimento de força do circuito em ponte é CR1, que fornece retificação de onda completa da saída trifásica do transformador T1.
• As voltagens de saída CC de CR1 são proporcionais à média das voltagens de fase:
• a ponte entrega ao circuito de referência uma imagem em CC da voltagem do alternador.
• O caminho da energia e os pontos de referência do esquema:
• a energia vem do terminal negativo da fonte, através do ponto "B", do resistor R2, do ponto "C", do diodo zener (CR5),

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• do ponto "D", até a ligação paralela de V1 e R1;
• a saída do ponto "C" fica entre o resistor R2 e o diodo zener;
• na outra perna, os resistores R9 e R7 e o resistor compensador de temperatura RT1 ficam em série com V1 e R1,
• através dos pontos "B", "A" e "D";
• a saída dessa perna é o cursor do potenciômetro R7.
• O que acontece quando a voltagem do gerador varia:

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• se a voltagem diminui: a voltagem através de R1 e V1 permanece constante, uma vez que o diodo zener começa a conduzir;
• a variação total ocorrerá, portanto, nos resistores do circuito em ponte;
• como a voltagem no zener permanece constante, a mudança total naquela perna cai sobre o resistor R2;
• na outra perna, a variação é proporcional aos valores de resistência;
• conclusão: se a voltagem de saída do gerador diminuir, o ponto "C" fica negativo em relação ao cursor de R7;

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• se aumentar, a polaridade se inverte. Esse desequilíbrio é o sinal de erro que o regulador amplifica.
• Comportamento do diodo zener, que sustenta essa lógica:
• os zeners são projetados para romper (conduzir) quando o potencial iguala ou supera a voltagem de polarização inversa desejada.
• Atingida essa voltagem, o diodo conduz e se comporta como fonte de voltagem constante; abaixo dela, bloqueia como qualquer diodo inverso.
• As voltagens de ruptura usuais vão de 2 a 200 volts e as potências, de 250 miliwatts a 50 watts.

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• A saída da ponte, entre os pontos "C" e "A", é ligada entre o emissor e a base do transistor Q1.
• O desequilíbrio detectado na ponte não vai direto para o campo: ele entra no primeiro transistor e é amplificado em cascata.
• Com a voltagem de saída do gerador baixa, a voltagem da ponte será negativa para o emissor e positiva para a base.
• Isso é um sinal de polarização direta para o transistor, e a corrente do emissor para o coletor, portanto, aumenta.

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• A partir daí o sinal cresce em quatro etapas:
• com o aumento da corrente em Q1, a voltagem através do resistor do emissor R11 aumenta.
• Isto, por sua vez, aplica um sinal positivo à base do transistor Q4,
• aumentando sua corrente do emissor para o coletor e aumentando a queda de voltagem através do resistor do emissor R10;
• a queda em R10 oferece uma polarização positiva para a base de Q2,

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• a qual aumenta sua corrente do emissor para o coletor e aumenta a queda de voltagem através do resistor R4 de seu emissor;
• esse sinal positivo controla o transistor de saída Q3;
• o sinal positivo na base de Q3 aumenta a corrente do emissor para o coletor;
• o campo de controle do excitador está no circuito coletor de Q3.
• Aumentando a saída do gerador do excitador, aumenta a intensidade do campo do gerador CA, o que aumentará a saída do gerador.

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• Com a saída alta, o processo se inverte:
• a ponte troca de polaridade, Q1 tende ao corte e a cadeia inteira reduz a corrente de campo,
• exatamente como prevê a lógica de regulação.
• O caminho de amplificação fica, então:
• ponte (pontos "C" e "A") → Q1 → R11 → Q4 → R10 → Q2 → R4 → Q3 → campo do excitador.

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• Dois ou mais alternadores podem operar em paralelo,
• com cada um conduzindo a mesma carga — mas isso só vale depois que certas condições forem satisfeitas.
• A sincronização, ou paralelismo, dos alternadores é semelhante à dos geradores CC em paralelo, embora existam mais problemas com relação aos alternadores.
• Nos geradores CC, a carga suportada por cada máquina depende da sua voltagem comparada com a voltagem da barra.
• Basta uma força de sincronização para equalizar a voltagem, e as máquinas se acomodam.

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• Nos alternadores, a divisão da carga depende dos ajustes dos reguladores de velocidade de cada unidade, os quais são comandados pela frequência.
• São necessárias, portanto, duas forças de sincronização ao mesmo tempo:
• uma para igualar a voltagem e outra para igualar a velocidade (frequência) entre os geradores.
• Comparando as duas máquinas: as forças de sincronização dos geradores CA são maiores do que as dos geradores CC.
• Um alternador "puxa" o outro com muito mais energia quando a frequência está errada.
• Consequência prática:

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• quando alternadores de porte considerável estão operando com frequência e voltagem de saída diferentes,
• podem resultar sérios danos se eles forem ligados entre si através de uma barra comum.
• Para impedir que isso aconteça, os geradores devem ser sincronizados tão próximo quanto possível antes de serem colocados em paralelo.
• Depois de paralelizados corretamente, os alternadores permanecem trabalhando juntos;
• retirá-los e reconduzi-los à barra é justamente a operação que exige os cuidados das telas seguintes.

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• Antes de ligar um alternador a um sistema de barra no qual um ou mais alternadores já estejam operando,
• três verificações devem ser feitas, e nesta ordem:
• sequência de fase, voltagem e frequência.
• 1) Cheque de sequência de fase. A sequência de fase padrão para circuito de força trifásica CA é "A", "B" e "C".
• Ela é determinada por duas lâmpadas indicadoras pequenas. Se uma lâmpada acender na ordem esperada, a sequência é "A", "B", "C";
• se a luz indicar a sequência de fase errada,

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• deve ser feita a inversão dos dois fios do gerador que estiver entrando na barra.
• Pôr em paralelo com a sequência de fase errada é o mesmo que curto-circuitar dois fios:
• correntes circulantes perigosas, distúrbios magnéticos, superaquecimento dos condutores e afrouxamento dos enrolamentos.
• 2) Cheque de voltagem. A voltagem do alternador a ser ligado à barra deve ser igual à voltagem da barra.
• Ela é ajustada por um reostato de controle localizado no painel:

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• ele controla a corrente da bobina do regulador de voltagem, fazendo o campo magnético do alternador aumentar ou diminuir.
• 3) Cheque de frequência. A frequência de um alternador é diretamente proporcional à sua velocidade.
• A velocidade da máquina que está sendo conectada deve ser igual à velocidade dos alternadores já conectados.
• O ajuste é feito observando-se o medidor de frequência e o reostato do painel.

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• O ajuste fino usa a lâmpada de sincronização. Aproximando-se as frequências, a lâmpada pisca; quanto mais próximas, mais lento o piscar.
• Quando o pisca-pisca for da ordem de um ou menos por segundo,
• fecha-se o interruptor com a lâmpada apagada e liga-se o alternador à barra.
• A lâmpada apagada indica que não há voltagem entre a fase "A" da barra e a fase "A" do alternador a ser ligado.

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• Fechar o interruptor com a lâmpada acesa equivale a curto-circuitar dois fios, com sérios distúrbios magnéticos dentro dos alternadores.

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• Com dois ou mais alternadores em paralelo, o objetivo é que cada máquina assuma a sua parte. Duas grandezas independentes são controladas:
• a potência real (kW) e a reativa (kVAR).
• kW — controlada pela velocidade. A divisão da carga real depende dos ajustes dos reguladores de velocidade, comandados pela frequência.
• O circuito de divisão de carga mede a corrente real de uma fase com um transformador de corrente e soma vetorialmente a voltagem de saída à referência do circuito.

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• Quanto maior a carga real, maior essa voltagem e maior a diferença aplicada às duas primárias do transformador de comparação,
• cuja corrente resultante passa pela bobina de controle.
• A bobina do gerador mais carregado auxilia a bobina do conjunto válvula-solenóide e reduz a velocidade desse gerador;
• nos demais, a corrente se opõe e aumenta a velocidade. O resultado é a carga mais bem distribuída.
• kVAR — controlada pela excitação.
• Cargas com fator de potência atrasado tendem a desmagnetizar o campo do alternador,

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• e a voltagem terminal só é mantida aumentando-se a corrente de campo CC.
• Ou seja: a carga real é governada pelo regulador de velocidade;
• a carga reativa, pela excitação (corrente de campo controlada pelo regulador de voltagem).
• Por que o alternador é classificado em kVA.
• O aquecimento máximo (perda I²R) admitido no induzido e no campo limita a corrente da máquina;
• por isso a classificação é dada em kVA, fator de potência, fases, voltagem e frequência — por exemplo, 40 kVA, 208 V,

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• 400 ciclos, trifásico, com 75% de fator de potência.
• O kVA indica a potência aparente, a relação entre corrente e voltagem em que a máquina deve operar;
• o fator de potência é a razão entre a potência aparente (volt-ampères) e a potência real (watts).
• A potência reativa não realiza trabalho e retorna à linha: mede-se em vars, ou kilovars (kVAR). O wattímetro mede a potência real;
• ligado de modo adequado mede a reativa, e recebe o nome de varmeter.

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• Regra de segurança do sistema. É importante que os alternadores em operação sejam desligados do sistema quando ocorrerem falhas elétricas.
• Para que um alternador seja retirado da barra quando houver pane no circuito, os disjuntores devem abrir rápida e automaticamente;
• caso contrário, o alternador poderia queimar. Para guarnecer de relés os disjuntores existem diversos relés protetores no circuito.
• Por que os relés são de corrente contínua.

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• A maioria desses relés é energizada por corrente contínua, visto que um equipamento CA similar geralmente é mais pesado e menos eficiente.
• O que o circuito reúne. A figura do circuito de controle e proteção dos alternadores mostra quatro elementos essenciais:
• o alternador, o contactor da linha principal, o relé protetor de sobrecarga e o relé de proteção da corrente diferencial.
• O que o sistema monitora. Além das duas proteções acima, o conjunto de controle acompanha permanentemente:

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• a voltagem de saída, amostrada e comparada com uma tensão de referência — é a função de regulação,
• que corrige a excitação do campo;
• a sobrevoltagem,
• comparada com a referência e capaz de abrir o relé que controla a excitação do campo (a causa mais comum desse defeito é a falha do próprio circuito de regulação de voltagem);
• a voltagem diferencial entre gerador e barra:
• quando a lógica permite fechar o contactor da linha,

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• a voltagem do gerador tem de estar dentro de uma tolerância estreita em relação à barra;
• fora da tolerância, o contactor não é autorizado a conectar o gerador;
• a corrente reversa:
• se o gerador não consegue manter a voltagem exigida, ele acaba consumindo corrente em vez de fornecê-la,
• passando a ser uma carga para os outros geradores — e precisa ser retirado da barra.
• Uma vez fora da linha,

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• ele não é reconectado antes que suas falhas sejam sanadas e ele volte a ser capaz de fornecer corrente.

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• No sistema de controle do alternador de aeronaves encontramos dois elementos principais:
• (1) o relé de controle do excitador, cuja finalidade é abrir ou fechar os circuitos de campo do excitador;
• e (2) o contactor da linha principal,
• que liga ou desliga o alternador da barra e também abre ou fecha a corrente do campo do excitador.
• O contactor da linha principal é fechado por um eletroímã de corrente contínua chamado bobina de fechamento (CLOSE).
• Essa bobina fecha os contatos.

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• Eles são liberados por um segundo eletroímã, conhecido como bobina de desarme, ou "TRIP", que abre o circuito.
• Somente o contato momentâneo dos circuitos de fechamento (CLOSE) e de desarme (TRIP) é necessário para a operação.
• Quando fechados, uma trava mecânica mantém os contatos fechados até que a trava seja liberada pela bobina de desarme (TRIP).
• Os contatos são feitos de ligas especiais, capazes de interromper correntes de milhares de ampères sem causar danos aos contatos.

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• Este contactor de três pólos na linha principal tem um contato auxiliar que fecha o circuito do campo do excitador sempre que os contatos principais se fecham.
• Isto é desejado porque o alternador pode estar fornecendo corrente de carga quando os contatos abrirem;
• nesse caso, a excitação do campo deve ser reduzida ou removida.
• Por outro lado, o circuito de campo do excitador é mantido fechado até que os contatos principais abram,
• caso o relé de controle do excitador seja aberto previamente.

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• Relé de proteção do excitador.
• É um relé operado termicamente,
• que opera toda vez que a corrente do campo do excitador aumenta o suficiente para causar danos ao funcionamento do alternador.
• Se o alternador fornecer carga excessiva — por curto-circuito na linha ou porque o outro alternador se tornou inoperante —,
• a voltagem do excitador aumenta para atender à carga maior,
• e o relé térmico fecha os contatos entre a barra de corrente e a bobina de desarme (TRIP).

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• Isto abre o campo do excitador e, ao mesmo tempo, desliga o alternador da linha.
• Ação de retardamento.
• O retardamento do relé do excitador permite a superexcitação por pequenos intervalos,
• para a correção de falhas e para rápidas demandas de corrente acima da capacidade do alternador;
• ele também abre o contactor principal e desliga a excitação quando os outros dispositivos protetores falham.
• Relé de proteção da corrente diferencial. É muito mais simples do que o nome indica:

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• protege o alternador de curtos internos, entre as fases ou à massa.
• Enquanto a mesma intensidade de corrente entra e sai em cada fase,
• o relé não opera — não importa quão intensas ou fracas sejam essas correntes.
• Havendo curto interno em uma das fases, surge uma diferença através das linhas:
• o relé opera e fecha o circuito pela bobina de desarme (TRIP) do excitador, a qual fecha, por sua vez,
• a TRIP do contactor da linha principal.

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• Como ele enxerga a diferença.
• Os dois fios de cada fase passam pelas aberturas circulares do relé e atuam como primários dos transformadores de corrente:
• com correntes em sentidos opostos, os campos se cancelam e nada circula no secundário.
• O relé só opera quando uma falha desequilibra essas correntes.
• A falha do relé diferencial é coberta pelo relé de proteção do excitador.
• Por que a rapidez importa.

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• A correção rápida das falhas internas diminui o perigo de incêndio e de danos ao sistema, sobretudo no paralelismo inadequado.

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• Luzes de sinalização do painel de força.
• Nas aeronaves de grande porte, com dois ou quatro sistemas de alternador, cada painel de força tem três luzes de sinalização,
• cada uma ligada a uma fase da barra de força,
• de modo que a lâmpada acenda toda vez que o painel de força estiver ligado.
• É o aviso mais imediato de queda de fase ou de perda do painel.
• Verificação das barras individuais. As barras individuais podem ser checadas pela operação do equipamento ligado à barra;

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• as instruções do fabricante devem ser consultadas quanto à operação do equipamento e ao método de testagem de cada barra.
• Analisador portátil de sistema elétrico CA. O instrumento típico reúne: um ohmímetro de multi-escala; uma combinação de multi-escala do voltímetro CA-CC;
• um amperímetro com transformador de corrente do tipo "Clip On" — o transformador abraça o condutor e mede a corrente sem abrir o circuito;

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• um medidor de frequência do tipo lâmina vibratória, em que a leitura é dada pela lâmina que entra em ressonância;
• e uma luz de continuidade não instalada (móvel, usada por meio de cabo de prova).
• Banco de carga portátil.
• Fornece uma carga igual àquela usada na aeronave para testar os alternadores, estejam eles montados no avião ou na oficina.
• Uma unidade completa consiste em cargas positivas e reativas, controladas por interruptores seletores, com os instrumentos instalados no painel de controle.

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• Essa unidade de carga é compacta e conveniente,
• pois elimina a dificuldade de operar grandes cargas no avião enquanto se testa e ajusta os alternadores e os equipamentos de controle.

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• Regra geral. A manutenção e a inspeção dos sistemas do alternador são semelhantes às dos sistemas CC já estudados:
• verifica-se as escovas do excitador quanto ao desgaste e ao estado das superfícies.
• Conservação da unidade.
• Para uma manutenção adequada num alternador é necessário que a unidade seja mantida limpa e que todas as ligações elétricas estejam firmes e em bom estado.
• Limpa-se a parte externa do alternador com o fluido adequado;

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• a parte áspera ou picotada do comutador do excitador ou do anel do coletor é lixada suavemente com lixa 000 e depois limpa e lustrada com pano limpo e seco.
• As escovas são verificadas periodicamente, inspecionando o comprimento e a condição geral;
• as instruções fornecidas pelo fabricante informam quais são as escovas corretas para cada alternador.
• Alternador que deixou de fornecer a voltagem especificada nas instruções técnicas do fabricante — sequência de investigação:
• primeiro testa-se o voltímetro:

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• verificar a voltagem dos outros alternadores, ou medir a voltagem no alternador suspeito com outro voltímetro, comparando os resultados;
• se o voltímetro estiver em bom estado, verificam-se a fiação, as escovas e a unidade de transmissão;
• se essa inspeção não identificar a pane, o excitador pode ter perdido o seu magnetismo residual;
• o magnetismo residual é recuperado através da excitação do campo, seguindo-se as instruções do fabricante;

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• se, após a excitação do campo, não existir indicação de voltagem, o alternador é substituído, pois provavelmente está com defeito.
• Testes de bancada.
• São usados nas oficinas de reparo para testar os alternadores e os transmissores de velocidade constante,
• fornecendo energia às unidades do transmissor (CSD) com velocidades de entrada de 2.400 a 9.000 rpm.
• O motor de bancada usa 220/440 volts, 60 ciclos trifásicos, com ventiladores, radiadores de óleo, instrumentos e interruptores;

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• os circuitos de teste vêm de um banco (simulador) de carga.

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• Regra comum a toda medição de resistência. O componente deve ser isolado do circuito e o ohmímetro zerado antes de cada uso.
• Medir com o componente ligado ao circuito dá leitura enganosa por caminho paralelo,
• e tocar nas pontas de prova durante a medição também introduz um caminho paralelo.
• Teste da resistência do campo. Com o campo isolado, mede-se a resistência do enrolamento e compara-se com a das instruções do fabricante:
• um circuito aberto é uma resistência infinitamente grande,

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• de modo que leitura infinita ou muito acima do esperado indica enrolamento interrompido ou conexão ruim,
• e leitura muito abaixo indica espiras em curto.
• [LACUNA: as fontes não trazem o valor nominal de resistência do campo de cada alternador;
• o valor deve ser obtido nas instruções técnicas do fabricante.]
• Teste de isolamento do estator (megômetro).
• O megômetro (megohmímetro) é um ohmímetro de alta escala com gerador acionado à mão, usado para medir isolação e outros valores elevados.

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• Sua vantagem sobre o ohmímetro comum é medir a resistência com alta tensão, ou tensão de "ruptura":
• o ensaio garante que a isolação não entre em curto nem apresente fuga sob esforço elétrico.
• O ponteiro vai ao infinito com os terminais em aberto e a zero em curto — sem dano ao instrumento,
• porque a corrente é limitada por um resistor interno.
• Entre o enrolamento e a carcaça, leitura alta (próxima do infinito) indica isolação sadia; leitura baixa, fuga ou curto para a massa.

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• Verificação dos diodos retificadores. Retoma-se o que foi visto no conteúdo anterior:
• na polarização direta o diodo oferece muito pouca resistência à corrente; na polarização reversa ocorre a resistência máxima.
• O catodo é identificado pela marcação do componente — pontos, faixas coloridas, a letra "k" ou formas especiais;
• nos diodos maiores a carcaça metálica serve de dissipador.
• Cada diodo é medido nos dois sentidos e comparado com os demais do conjunto. [LACUNA:

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• o procedimento específico de teste dos diodos do retificador rotativo do alternador sem escova e os valores numéricos de referência não constam das fontes consultadas;
• usar o manual da unidade.]

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• Quadro de panes. Para auxiliar a localizar, avaliar e corrigir as panes do alternador, utiliza-se o seguinte quadro:
• Ordem de investigação (não comece pelo mais difícil). Antes de condenar o regulador, elimine o instrumento e a instalação:
• teste o voltímetro comparando com outro instrumento ou com a indicação de outro alternador; verifique fiação, ligações, escovas e unidade de transmissão;
• confira o magnetismo residual do excitador e, se for o caso, excite o campo conforme as instruções do fabricante.
• Duas leituras do mesmo quadro.

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• Repare que "baixa voltagem" tem causas que não estão no regulador — medidor com defeito e ligações frouxas estão na mesma linha da tabela.
• E repare na última linha:
• um regulador ajustado a frio produz um defeito que só aparece depois de um período de operação,
• porque a voltagem cai quando o conjunto aquece.
• Reajuste sempre com o regulador aquecido.
• Onde o diagnóstico termina em substituição. Se, após a excitação do campo, não houver indicação de voltagem, o alternador é substituído.

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• Se a voltagem existe, mas não se estabiliza no valor especificado mesmo depois do reajuste,
• substitui-se o regulador — do tipo já estudado no conteúdo anterior (pilha de carvão ou transistorizado).
• [LACUNA:
• o teste componente por componente do regulador transistorizado e a leitura de falhas armazenadas em unidades de controle do gerador (GCU/BITE) não constam das fontes consultadas;
• consultar o manual da aeronave.]

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• Princípios e construção. A frequência da máquina sai da velocidade e do número de pólos;
• nas máquinas sem escova o campo gira e o induzido fica estacionário, com o excitador e o retificador rotativo no eixo;
• o padrão a bordo é 115/200 V, 400 Hz.
• Valores para memorizar. 400 Hz; 115/200 V; 2.400 a 9.000 rpm na entrada da bancada de teste;
• 220/440 V, 60 ciclos no motor de bancada; lâmpada de sincronização com um ou menos piscas por segundo.

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• Armadilhas de prova. Confundir a repartição de carga do CC (pela voltagem) com a do CA (pela velocidade/frequência);
• fechar o interruptor de sincronismo com a lâmpada acesa; medir resistência com o componente ligado ao circuito;
• ajustar o regulador de voltagem a frio.

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• O que ficou estabelecido sobre o sistema de geração CA.
• O alternador produz a energia elétrica de bordo a partir de um campo girante e de um induzido estacionário,
• com frequência definida pela velocidade e pelo número de pólos.
• A velocidade é mantida constante pela unidade de transmissão; a voltagem é mantida pelo regulador, que atua sobre a excitação.
• Aeronaves com mais de um gerador colocam as máquinas em paralelo — e a operação em paralelo só é segura com sequência de fase,

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• voltagem e frequência iguais, com a carga real dividida pelo regulador de velocidade e a reativa pela excitação,
• e com as proteções prontas para retirar da barra, rápida e automaticamente, qualquer máquina com curto interno, sobrecarga ou corrente reversa.
• A manutenção fecha o ciclo: instrumento antes de máquina, inspeção antes de substituição.
• Bibliografia da disciplina:
• IAC AC 65-9A, Capítulo 9 — Geradores e Motores Elétricos (fonte oficial da disciplina).
• FAA AMT General Handbook, Capítulo 12 — Aircraft Electrical Systems (fonte complementar).

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• O que as fontes delegam ao fabricante.
• Em todos os pontos dependentes do modelo — valor de resistência do campo, mínimo de resistência de isolação, comprimento-limite de escova,
• ajuste do regulador,
• teste dos diodos do retificador rotativo e leitura de falhas da unidade de controle — o procedimento é o das instruções técnicas do fabricante da unidade,
• como as próprias fontes determinam.

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• 1 (numérica). Um alternador de 6 polos é acionado a 8.000 rpm.
• Calcule a frequência da voltagem gerada e informe se ela atende ao padrão de 400 Hz da aeronave.
• Em seguida, calcule a frequência do mesmo alternador se a rotação do acionamento cair para 6.000 rpm.
• 2 (numérica). Um alternador de aeronave fornece de 380 a 420 Hz enquanto gira de 5.700 a 6.300 rpm.

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• Determine o número de polos desse alternador e confirme o resultado nas duas rotações-limite da faixa.
• 3 (conceitual).
• Por que o alternador de aeronave não utiliza comutador, se as duas máquinas geram a mesma voltagem alternada nos enrolamentos do induzido?
• 4 (interpretação). Com base no circuito esquemático do alternador sem escova, identifique os blocos do conjunto e descreva o caminho da excitação:
• onde estão o campo e o induzido do excitador, onde ficam os retificadores,

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• qual enrolamento é o campo rotativo do alternador e de onde sai a voltagem de saída.
• 1. f = (6 × 8.000) ÷ 120 = 400 Hz — atende ao padrão de bordo.
• Com a rotação em 6.000 rpm: f = (6 × 6.000) ÷ 120 = 300 Hz.
• A frequência caiu 25% apenas por causa da rotação: são os polos e a velocidade, e nada mais, que determinam a frequência.

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• 2. P = (120 × f) ÷ N. Com f = 400 Hz e N = 6.000 rpm (centro da faixa):
• P = (120 × 400) ÷ 6.000 = 8 polos. Conferindo as extremidades:
• 8 × 5.700 ÷ 120 = 380 Hz e 8 × 6.300 ÷ 120 = 420 Hz — os limites citados para a faixa de operação.
• 3. Porque a voltagem gerada no induzido é alternada e, no alternador, é usada como CA: não há nada a retificar.

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• O comutador existe apenas no gerador CC, para converter a FEM alternada em voltagem unidirecional.
• Além disso, segmentos coletores e escovas se desgastam e produzem centelhamento — perigo contínuo, agravado em altitudes elevadas.
• Nos alternadores sem escova os contatos móveis deixam de existir até no circuito de campo,
• e o que resta de conversão é feito por retificadores montados no eixo do rotor.
• No alternador de campo rotativo, o induzido é estacionário e liga-se diretamente à carga, sem contatos móveis no circuito de carga.

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• 4. O conjunto é formado por três blocos: circuito excitador de CA, retificador rotativo e alternador propriamente dito.
• O campo do excitador é o estator de seis polos, alimentado com CC pelo regulador de voltagem (bobina de campo em paralelo,
• entre os terminais "A" e "F");
• o induzido do excitador é rotativo e entrega CA trifásica.
• Os retificadores ficam montados no eixo do rotor e convertem essa CA em CC, que alimenta o campo rotativo do alternador.

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• A voltagem de saída é induzida no induzido estacionário do alternador, ligado diretamente à carga.
• A bobina de estabilização, quando existe, fica enrolada sobre a bobina de excitação,
• entre "A" e "S" — e não é usada com regulador transistorizado,
• no qual a estabilização é feita por realimentação no próprio regulador.

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• Entrada de 2.800 rpm:
• 6.000 ÷ 2.800 = 2,14:1 — a saída é mais rápida que a entrada, ou seja,
• a unidade está multiplicando a rotação (*overdrive*).
• Entrada de 9.000 rpm:
• 6.000 ÷ 9.000 = 0,67:1 — a saída é mais lenta que a entrada, ou seja,
• a unidade está reduzindo a rotação (*underdrive*).

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• Com entrada de 6.000 rpm, a relação é 1:1 — é o acionamento direto. A relação não é fixa:
• ela varia continuamente entre esses limites, e é essa variação que mantém a saída travada em 6.000 rpm.
• (a) Unidade hidráulica de cilindrada variável:
• é a que está acoplada diretamente ao motor do avião — sua rotação é sempre proporcional à velocidade de entrada e o sentido de giro é sempre o mesmo.
• Tem placa de controle de inclinação variável (cilindrada de zero ao máximo,

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• nos dois sentidos) e atua como bomba quando é preciso somar velocidade à saída, ou como motor quando é preciso subtrair.
• (b) Unidade hidráulica de cilindrada fixa: tem placa de controle de inclinação fixa;
• é acionada pelo óleo descarregado pela unidade de cilindrada variável e gira na velocidade e no sentido determinados pelo volume de óleo bombeado ou recebido.
• Está conectada ao diferencial através da coroa de entrada.
• (c) Diferencial mecânico:

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• conjunto de engrenagens planetárias no centro com coroas de entrada e de saída nas extremidades, mais o eixo portador,
• na razão de 2:1 entre coroas e eixo portador.
• É o dispositivo somatório:
• soma ou subtrai à velocidade da caixa de transmissão do motor a velocidade controlada da coroa de entrada,
• para manter constante a velocidade da coroa de saída (que aciona o alternador).
• (d) A peça de comando:

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• o cilindro de controle com seu pistão, alimentado pelo governador (válvula hidráulica atuada por mola e operada por contrapesos,
• sensível à velocidade de saída).
• É a inclinação da placa, posicionada por esse pistão, que define a cilindrada, o sentido do fluxo de óleo e,
• em última análise, se a velocidade será somada ou subtraída — e portanto quem mantém a rotação de saída constante.

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• Resposta:
• E2 / E1 = N2 / N1 → E2 = 120 × (120 / 600) = 120 × 0,2 = 24 volts.
• Um transformador rebaixador entrega no secundário a voltagem proporcional à razão de espiras;
• é essa voltagem menor que o retificador trifásico de onda completa converte em CC (o conjunto entrega 28 V CC à bobina de voltagem,
• conforme os valores do sistema).
• Resposta: (a) Vméd = Vp / π = 120 / 3,14 ≈ 38,2 volts.

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• (b) Vméd = (2 × Vp) / π = 240 / 3,14 ≈ 76,4 volts.
• A onda completa entrega o dobro da tensão média porque o semiciclo negativo é "levantado" para o lado positivo da linha de tempo,
• em vez de ser descartado.
• Observação: os valores de pico e as formas de onda constam da bibliografia;
• os fatores numéricos Vp/π e 2Vp/π são a dedução matemática da média dessas formas de onda e convém desenvolvê-la no quadro. [LACUNA:

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• a bibliografia apresenta as formas de onda e o conceito de valor médio,
• mas não traz os fatores numéricos da tensão média retificada.]
• Resposta: porque o zener é projetado para romper (conduzir) quando a voltagem de polarização inversa atinge um valor definido;
• a partir daí ele conduz e se comporta como uma fonte de voltagem constante, com a queda de tensão praticamente invariável.
• No circuito em ponte,

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• isso significa que a voltagem através da ligação paralela de V1 e R1 — e através do próprio zener — permanece constante enquanto a voltagem do gerador varia.
• A variação total da voltagem do gerador é obrigada a aparecer sobre os resistores:
• na perna do zener, toda a mudança cai sobre R2,
• o que faz o ponto "C" subir ou descer em relação ao cursor de R7.
• Essa diferença entre o ponto "C" e o cursor de R7 é o sinal de erro que polariza Q1.

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• Se o zener não mantivesse a referência constante,
• a variação se distribuiria também sobre o zener e o sinal de erro se perderia.
• Abaixo da voltagem de ruptura,
• o zener bloqueia como qualquer diodo inverso — por isso o circuito só funciona acima da tensão de zener projetada.
• Resposta: com a saída baixa, a ponte desequilibra e o ponto "C" fica negativo em relação ao cursor de R7.

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• A saída da ponte, entre os pontos "C" e "A", está ligada entre o emissor e a base de Q1:

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• a voltagem é negativa para o emissor e positiva para a base → polarização direta de Q1 → a corrente de Q1 (emissor → coletor) aumenta → a queda de voltagem em R11 aumenta → sinal positivo na base de Q4 → Q4 conduz mais → a queda em R10 aumenta → polarização positiva na base de Q2 → Q2 conduz mais → a queda em R4 aumenta → sinal positivo na base do transistor de saída Q3 → Q3 conduz mais (emissor → coletor) → como o campo de controle do excitador está no circuito coletor,

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• a corrente de campo do excitador aumenta → a saída do gerador do excitador aumenta → a intensidade do campo do gerador CA aumenta → a saída do gerador aumenta,
• corrigindo o desvio.
• Dois itens de contexto do esquema:
• o interruptor de baixa velocidade, próximo ao terminal F+, precisa estar fechado (frequência adequada) para que o gerador seja excitado;
• e o relé K1, ligado em paralelo com a fonte de alimentação do amplificador (CR4),

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• só garante a excitação inicial a partir da barra de 28 volts CC — quando o gerador CA passa a produzir voltagem,
• K1 é energizado e abre o circuito de excitação, deixando o controle para o regulador.
• Fórmulas: E2 = E1 × (N2 / N1); Vméd = Vp / π (meia onda);
• Vméd = (2 × Vp) / π (onda completa)

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