Eletricidade, Eletrônica
e Geradores

Princípios e Geradores CC · Curso Técnico em Manutenção Aeronáutica em Célula · 2º semestre

Bibliografia: INSTITUTO DE AVIAÇÃO CIVIL. Curso de Mecânico de Manutenção Aeronáutica — Matérias Básicas: Geradores e Motores Elétricos. Rio de Janeiro: IAC, 2002. Cap. 9 — 🔗 Acessar material

FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION. Aviation Maintenance Technician Handbook — General (FAA-H-8083-30A). Washington: FAA, 2018. Ch. 12: Aircraft Electrical Systems — 🔗 Acessar material

Prof. Fabriciu Alarcão Veiga Benini

Professor de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico

Área Aeronáutica

Engenheiro Eletricista · Mestre em Sistemas Dinâmicos · Doutor em Telecomunicações

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SÃO PAULO

Campus São Carlos

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Objetivos

Ao final desta etapa, o aluno será capaz de:

Explicar o princípio de geração de FEM por indução eletromagnética.

Descrever o gerador elementar e o papel do comutador.

Identificar os componentes construtivos de um gerador CC.

Diferenciar os tipos de excitação: série, paralelo (shunt) e misto (compound).

Explicar o funcionamento do gerador de três fios.

Compreender reação do induzido e regulação de tensão.

Destino de aprendizagem: dominar o caminho indução → comutação → construção → excitação → regulação, base para os alternadores.

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O que é um Gerador?

Definição: máquina rotativa que transforma energia mecânica em energia elétrica, baseada na indução eletromagnética (Faraday, 1831).

Todo gerador precisa de:

1. Um campo magnético (polos N e S).

2. Um condutor em movimento relativo a esse campo.

3. Um circuito externo para coletar a corrente gerada.

Gerador CA (alternador) → corrente alternada Gerador CC (dínamo) → corrente contínua

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-1

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Revisão: Indução Eletromagnética

Lei de Faraday: a tensão induzida é proporcional à taxa de variação do fluxo magnético que atravessa o condutor.

ε = B · ℓ · v

ε = força eletromotriz (FEM) induzida	Volts (V)
B = densidade de fluxo magnético	Tesla (T)
ℓ = comprimento ativo do condutor	metros (m)
v = velocidade relativa condutor × campo	m/s

Lei de Lenz: a corrente induzida sempre se opõe à variação que a produziu.

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-1 | FAA Ch.12, p. 12-127

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Geração de FEM: Fatores Determinantes

A tensão induzida depende de três fatores:

Fator	Efeito na FEM
Intensidade do campo (B)	Maior campo → maior FEM
Velocidade do condutor (v)	Maior velocidade → maior FEM
Ângulo de corte (sen θ)	Corte perpendicular → FEM máxima

ε = B · ℓ · v · sen θ

θ = 90° → corte perpendicular → FEM máxima

θ = 0° → corte paralelo → FEM nula

θ varia continuamente → forma de onda senoidal

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-2

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Gerador Elementar: Espira em Campo Magnético

Configuração básica:

Uma espira retangular de fio condutor no eixo.
Entre dois polos magnéticos (N e S).
Extremidades ligadas a anéis coletores.
Escovas de carvão em contato com os anéis.

Como funciona:

1A espira gira no campo magnético.
2Cada lado corta as linhas de fluxo.
3Uma FEM é induzida em cada condutor.
4A tensão aparece nos anéis coletores.

Gerador elementar CA (FAA) — Gerador elementar CA — espira, anéis e escovas (FAA Ch.12)

Geração de voltagem (IAC) — Geração de voltagem na espira (IAC Fig. 9-5)

Fonte: IAC Cap 9, Fig. 9-1 a 9-5

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Geração de CA: A Senoide

Posição	θ	FEM	Descrição
0°	0°	0	Condutores paralelos ao campo
90°	90°	+máx	Corte perpendicular, sentido A
180°	180°	0	Condutores paralelos ao campo
270°	270°	–máx	Corte perpendicular, sentido B
360°	360°	0	Ciclo completo

Resultado: uma senoide completa a cada volta.

f = (N_polos × RPM) ÷ 120 N_polos = número total de polos ou f = (N_pares × RPM) ÷ 60 (pares de polos)

FEM mínima oposta (IAC 9-4) — mínima — sentido oposto (270°)

Fonte: IAC Cap 9, Fig. 9-3 | FAA Ch.12, p. 12-127

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Gerador Elementar CA: Anéis Coletores

Anéis coletores (slip rings): anéis metálicos contínuos.
Cada extremidade da espira conecta-se a um anel.
As escovas deslizam sobre os anéis.
A corrente em cada escova alterna de sentido → CA.

Característica: a tensão coletada é alternada — muda de polaridade a cada meio ciclo.

Aplicação: alternadores — serão estudados na sequência do curso.

Gerador CA elementar com anéis coletores (IAC 9-1) — Gerador CA elementar — anéis coletores, escovas e carga (IAC Fig. 9-1)

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Do CA ao CC: O Comutador

Problema: precisamos de corrente contínua (CC) para os sistemas da aeronave — baterias, instrumentos e motores CC.

Solução: substituir os anéis coletores por um comutador — um anel PARTIDO.

Segmentos isolados entre si (cobre estirado + isolamento de mica).
Cada segmento conecta-se a uma extremidade da espira.
Escovas permanecem fixas na mesma polaridade.

Efeito: a cada meio ciclo a conexão da espira com as escovas se inverte → a corrente no circuito externo mantém sempre o mesmo sentido.

Gerador básico CC com comutador (IAC 9-6) — Gerador básico CC — comutador e escovas (IAC Fig. 9-6)

Saída CC no comutador (FAA) — Saída CC pulsante no comutador (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, Fig. 9-6 | FAA Ch.12, pp. 12-128 a 12-130

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Ação do Comutador: Passo a Passo

A0°: FEM = 0 — escovas em contato com ambos os segmentos (curto).

B45°–135°: espira gira, FEM cresce — escova + no segmento A, escova – no B.

C180°: FEM = 0 — curto novamente entre segmentos.

D225°–315°: as conexões da espira invertem, mas a polaridade nas escovas permanece a mesma.

E360°: ciclo completo, retorna a 0°.

Resultado: o comutador retifica mecanicamente a CA em CC pulsante.

Funcionamento do gerador CC — posições A a E (IAC 9-7) — Funcionamento do gerador CC — posições A a E do comutador (IAC Fig. 9-7)

Posição A

0°

Posição B

45°–135°

Posição C

180°

Posição D

225°–315°

Posição E

360°

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Plano Neutro

Conceito fundamental: posição angular do comutador onde a FEM gerada na espira é ZERO no momento em que as escovas fazem curto entre dois segmentos.

Se o curto ocorrer com FEM ≠ 0 → arco voltaico (faíscas).

Faíscas danificam comutador e escovas.

Localização: escovas na posição em que a espira corta o campo paralelamente (θ = 0°) — coincide com o plano geométrico entre polos N e S adjacentes.

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-4 | FAA Ch.12, pp. 12-129 a 12-130

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Tensão Gerada: FEM Média × Instantânea

FEM instantânea: varia com sen θ — de 0 ao valor máximo e vice-versa.

ε_média = 2 · B · ℓ · v · N ÷ π

N = número de espiras

Ondulação (ripple): com 1 espira, a tensão varia de 0 ao máximo — a tensão "cai a zero" em cada semiciclo. Inadequado para a maioria das aplicações!

Solução: múltiplas espiras defasadas angularmente → a ondulação diminui.

Conversão CA para CC com ripple (FAA) — Conversão CA → CC — ondulação (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, Fig. 9-8

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Redução da Ondulação com Múltiplas Espiras

Conversão CA para CC (FAA) — Conversão CA → CC (FAA Ch.12)

Aumento do número de espiras reduz a ondulação (IAC 9-8) — Mais espiras → menos ondulação (IAC Fig. 9-8)

Nº de espiras	Segmentos	Qualidade da CC
1	2	Ondulação de 100%
4	8	Ondulação reduzida
Muitas	Muitos	CC praticamente constante

• Cada espira adicional gera FEM em um ângulo diferente.
• As tensões se somam e se sobrepõem.
• O valor mínimo da tensão resultante se eleva.
• O ripple diminui ∝ ao número de espiras.

Na prática: geradores reais têm dezenas de bobinas → CC com ripple < 5%

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Construção do Gerador CC: Visão Geral

Componente	Função
Carcaça (yoke / field frame)	Completa o circuito magnético + suporte mecânico
Polos de campo	Geram o fluxo magnético principal
Induzido (armature)	Conjunto girante onde a FEM é induzida
Comutador	Retifica a corrente gerada
Escovas (brushes)	Coletam a corrente do comutador
Eixo (shaft)	Transmite torque mecânico

Construção do gerador CC (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-4 a 9-7 | FAA Ch.12, pp. 12-131 a 12-133

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Carcaça (Field Frame / Yoke)

1. Circuito magnético: completa o caminho do fluxo entre os polos N e S.

2. Suporte mecânico: abriga e sustenta todos os componentes internos.

• Material: Aço laminado (baixa relutância magnética).
• Polos salientes projetam-se para dentro; núcleo laminado → reduz correntes parasitas (Foucault).
• Número PAR de polos (alternância N-S-N-S...).
• Bobinas de campo enroladas ao redor de cada polo.
• Servem de suporte para os mancais do eixo.

Polos e carcaça (FAA) — Polos e carcaça (FAA Ch.12)

Carcaça com 2 e 4 polos (IAC 9-10) — Carcaça com 2 e 4 polos (IAC Fig. 9-10)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-4 a 9-5 | FAA Ch.12, p. 12-132

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Polos de Campo e Enrolamento de Campo

Enrolamento de campo (field winding): conjunto de bobinas nos polos salientes que, percorridas por corrente, criam o campo magnético principal.

• Fio esmaltado (cobre), isolamento classe H (aeronaves)
• Nº de voltas e bitola variam conforme o tipo de excitação.
• Polaridade alternada: polos adjacentes opostos (N, S, N, S...).

Corrente de excitação — fonte externa (bateria / alternador auxiliar).

Ou autoexcitada (shunt): o próprio gerador produz a corrente de campo após excitação inicial — depende do magnetismo residual.

Bobina de campo removida do polo (IAC 9-11) — Bobina de campo removida do polo (IAC Fig. 9-11)

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-5

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Induzido (Armature) — parte GIRANTE

Onde a FEM é induzida. Componentes:

1Núcleo do induzido: ferro laminado em tambor — lâminas finas de aço silício (reduzem parasitas) com fendas axiais (slots) para as bobinas.
2Enrolamento: bobinas nas fendas; cada bobina conectada a segmentos do comutador.
3Comutador: montado no mesmo eixo.

Gramme-ring: obsoleto drum-type: padrão

Induzido tipo tambor com coletor (FAA) — Induzido tipo tambor + coletor (FAA Ch.12)

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Induzido: Tipo Tambor × Tipo Anel

Característica	Anel (Gramme)	Tambor (Drum)
Núcleo	Anel maciço	Tambor com fendas
Enrolamento	Em volta do anel	Nas fendas do núcleo
Aproveitamento	Só o lado externo corta fluxo	Todo condutor corta fluxo
FEM gerada	Menor (50% do condutor)	Maior (100% do condutor)
Uso atual	Obsoleto	Padrão

Vantagem do tambor: cada enrolamento circunda completamente o núcleo → todo o comprimento do condutor corta o fluxo magnético.

Induzido tipo tambor (IAC 9-13) — Tambor (padrão) — IAC Fig. 9-13

Induzido tipo anel (IAC 9-12) — Anel (obsoleto) — IAC Fig. 9-12

Fonte: FAA Ch.12, pp. 12-131 a 12-132

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Enrolamentos: Lap Winding × Wave Winding

Característica	Lap Winding (Laçada)	Wave Winding (Onda)
Conexão	Cada bobina → segmento adjacente	Bobinas conectadas em "onda"
Caminhos paralelos	Múltiplos (p/p)	Apenas 2 (independente de p)
Corrente	Alta corrente	Menor corrente
Tensão	Menor tensão	Alta tensão
Aplicação	Geradores de aeronaves (alta corrente)	Geradores de alta tensão

Em aeronaves, o enrolamento em laçada é o mais comum — alta corrente para os sistemas de bordo.

Fonte: FAA Ch.12, pp. 12-132 a 12-133

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Comutador (Coletor)

Função: retificar mecanicamente a CA induzida na armadura para CC no circuito externo.

Construção:

• Segmentos de cobre estirado (alta condutividade).
• Isolamento entre segmentos: lâminas de mica.
• Formato de cunha, presos por anéis de aperto.
• Montado sobre o eixo, isolado eletricamente.

Características:

• Superfície lisa e polida → contato uniforme com as escovas.
• Diâmetro compatível com a corrente nominal.
• Nº de segmentos = nº de bobinas do induzido.

Coletor com parte removida (IAC 9-14) — Coletor com parte removida — segmentos visíveis (IAC Fig. 9-14)

Induzido e coletor (FAA) — Induzido + coletor (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-6 | FAA Ch.12, p. 12-132

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Escovas (Brushes)

Função: contato elétrico entre o comutador girante e o circuito externo fixo.

• Material: carvão (grafite) de alta qualidade.
• Autolubrificante — o grafite reduz o atrito.
• Rabicho (pigtail): condutor flexível até o terminal.
• Porta-escovas: suporte com mola que mantém pressão constante.

Pressão ideal: 1½ a 2½ psi (0,1 a 0,17 kgf/cm²)

Problema	Causa	Consequência
Pressão excessiva	Mola muito forte	Desgaste rápido
Pressão insuficiente	Mola fraca	"Quicar" → faíscas
Escova gasta	Uso normal	Mau contato

Assentamento de escovas (FAA) — Assentamento de escovas (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-7 | FAA Ch.12, pp. 12-137 a 12-138

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Reação do Induzido: Conceito

DEFINIÇÃO: distorção do campo magnético principal causada pela corrente que circula no induzido.

Como ocorre:

1Em carga, a corrente do induzido cria seu próprio campo magnético.
2Esse campo secundário distorce o campo principal.

Efeitos:

Deslocamento do plano neutro.
Faíscas nas escovas.
Desgaste prematuro do comutador.
Redução da eficiência.

O campo do induzido se soma de um lado e subtrai do outro → campo resultante distorcido.

Reação do induzido (FAA) — Reação do induzido (FAA Ch.12)

Campo magnético distorcido (IAC 9-20) — Campo distorcido pela reação (IAC Fig. 9-20)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-10 a 9-11 | FAA Ch.12, p. 12-134

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Correção da Reação do Induzido

1Deslocamento das escovas: mover para o novo plano neutro. Limitação: só funciona para uma condição de carga específica.

2Interpólos: pequenos polos auxiliares entre os principais, em série com o induzido, criando campo oposto. Vantagem: qualquer carga

3Enrolamentos de compensação: bobinas nas faces polares, em série com o induzido, neutralizam a distorção na origem.

Interpolos e compensação (FAA) — Interpólos / compensação (FAA Ch.12)

Gerador com interpólos (IAC 9-21) — Gerador com interpólos (IAC Fig. 9-21)

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-11 | FAA Ch.12, p. 12-134

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Princípios — Checklist: você deve saber

O que é FEM e como é gerada por indução (ε = B · ℓ · v).

Gerador CA (anéis coletores) × gerador CC (comutador).

Como o comutador retifica CA em CC.

Plano neutro e por que é crítico.

Ondulação (ripple) e como reduzi-la.

Componentes: carcaça, polos, induzido, comutador, escovas.

Tipos de induzido: tambor × anel.

Lap winding × wave winding.

Reação do induzido e métodos de correção.

Fim da Parte 1 — Princípios de Geradores Na sequência: Parte 2 — Tipos de Geradores CC

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Parte 2 — Tipos de Geradores CC

Classificação quanto ao tipo de excitação (alimentação do campo):

Série (series) — campo em série com a carga Paralelo (shunt) — campo em paralelo com a carga Misto (compound) — campo série + paralelo

Mais um tipo especial: Gerador de três fios (3-wire)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-7 a 9-10 | FAA Ch.12, pp. 12-135 a 12-136

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Gerador Série (Series-Wound)

CARACTERÍSTICA PRINCIPAL: o enrolamento de campo está ligado em SÉRIE com a carga.

Nº de voltas do campo	Poucas (2 a 6 voltas)
Bitola do fio	Grossa (suporta corrente de carga)
Resistência do campo	Muito baixa

Funcionamento:

• Sem carga → corrente de campo = 0 → praticamente sem tensão.
• Com carga → corrente circula no campo → tensão aparece.
• A tensão varia muito com a carga.

Regulação: PÉSSIMA

Diagrama do gerador de excitação em série (IAC 9-15) — Gerador de excitação em série — diagrama e circuito (IAC Fig. 9-15)

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Curva Característica do Gerador Série

• Sem carga: tensão ≈ 0.
• Pequena carga: tensão sobe rapidamente.
• Carga nominal: tensão moderada.
• Sobrecarga: tensão tende a cair (saturação do circuito magnético).

Regulação: PÉSSIMA ❌ NUNCA usado em aviação

Curvas características dos geradores (IAC 9-18) — Família de curvas V × I (IAC Fig. 9-18)

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Gerador Paralelo (Shunt-Wound)

CARACTERÍSTICA PRINCIPAL: o enrolamento de campo está ligado em PARALELO com a carga.

Nº de voltas do campo	Muitas (centenas a milhares)
Bitola do fio	Fina (corrente de campo pequena)
Resistência do campo	Alta (limita a corrente de campo)

Funcionamento:

• A corrente de campo depende da tensão nos terminais.
• Sem carga: tensão nominal (campo pleno).
• Com carga: pequena queda de tensão.
• Autoexcitação: parte do magnetismo residual.

Regulação: MODERADA — queda de 10–15%

Gerador de excitação em paralelo (IAC 9-16) — Gerador de excitação em paralelo — shunt (IAC Fig. 9-16)

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Curva Característica do Gerador Shunt

• Sem carga: tensão nominal (máxima).
• Carga crescente: pequena queda — regulação ~10–15%.
1A corrente de campo diminui (menos tensão nos terminais).
2Queda ôhmica nos enrolamentos do induzido.

✅ Sim — o tipo mais comum em aeronaves de pequeno e médio porte

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Gerador Misto (Compound-Wound)

CARACTERÍSTICA PRINCIPAL: combina DOIS enrolamentos de campo.

1. Série: poucas voltas, fio grosso.

2. Shunt: muitas voltas, fio fino.

Vantagem: o shunt fornece tensão sem carga; o série compensa a queda com a carga.

Resultado: regulação muito melhor que o shunt puro.

Gerador de excitação mista (IAC 9-17) — Gerador de excitação mista — compound (IAC Fig. 9-17)

Gerador compound — pictórico/esquemático (FAA) — Compound — pictórico / esquemático (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-8 a 9-9 | FAA Ch.12, p. 12-136

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Tipos de Gerador Compound

Tipo	Tensão a plena carga	Curva
Sub-compound	Menor que sem carga	Levemente descendente
Flat compound	Igual à sem carga	Plana (ideal)
Super-compound	Maior que sem carga	Levemente ascendente

Flat compound — preferido para aviônicos sensíveis

Curvas comparativas dos tipos (IAC 9-18) — Curvas comparativas (IAC Fig. 9-18)

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Comparação: Série × Shunt × Compound

Característica	Série	Shunt (Paralelo)	Compound (Misto)
Campo	Em série c/ carga	Em paralelo c/ carga	Série + shunt
Tensão s/ carga	~0	Nominal	Nominal
Regulação	Péssima	Moderada	Boa a excelente
Aplicação	❌ Não usado em aviação	✅ Aeronaves	✅ Regulação crítica
Corrente de campo	Igual à de carga	Pequena (fio fino)	Pequena + corrente

Shunt: padrão para a maioria dos sistemas aeronáuticos.

Compound: quando a regulação precisa é essencial — navegação e aviônicos sensíveis.

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-8 a 9-9

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Gerador de Três Fios (3-Wire)

OBJETIVO: fornecer duas tensões diferentes a partir do mesmo gerador (ex.: 240 V e 120 V).

Configuração:

• Gerador CC com dois pontos de tomada no induzido.
• Terminais: positivo (+), negativo (–) e um neutro.
• Tensão entre extremos = dobro da tensão terminal–neutro.

Bobina de reatância (reator): atua como divisor de tensão com derivação central (center tap) e compensa desequilíbrios de carga.

Gerador de três fios com reator (IAC 9-19) — Gerador de três fios com reator (IAC Fig. 9-19)

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Gerador de Três Fios: Funcionamento

Equilíbrio normal: cargas iguais entre +N e N– → neutro sem corrente.

Desequilíbrio: corrente circula pelo neutro. Limite: 25% da corrente nominal

Reatância: mantém o ponto neutro estável; evita que um lado "afunde" quando o outro está mais carregado.

Aplicação: sistemas com duas tensões — ex.: 28 V e 14 V em aeronaves (equivalente a 240/120 V em terra).

Fonte: IAC Cap 9, p. 9-10

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Capacidade e Terminais do Gerador

Classificação: pela corrente nominal na tensão de operação — ex.: gerador 28 V / 100 A, 200 A ou 400 A.

Rotação: CW ou CCW (visto do drive end). Coming-in speed ≈ 1.500 RPM

Terminais padronizados:

Gerador típico de 24 V de aeronave (IAC 9-9) — Gerador típico de 24 V de aeronave (IAC Fig. 9-9)

B

Positivo do induzido

(saída principal)

A

Campo shunt

(alimentação do campo)

E

Negativo do induzido

(aterrado)

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Regulação de Tensão: Por que Regular?

Problema: a tensão de saída varia com 1. a velocidade do motor (RPM) e 2. a carga elétrica conectada.

• Muito baixa → bateria não carrega, sistemas subalimentados.
• Muito alta → lâmpadas queimam, danos a eletrônicos.
• Sobretensão sustentada → aviônicos podem ser destruídos.

Solução: regulador de tensão — mantém a saída em limites estreitos (~28,5 V em sistemas de 28 V).

Regulagem de voltagem do gerador (IAC 9-22) — Regulagem de voltagem do gerador (IAC Fig. 9-22)

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Regulador Tipo Vibratório

PRINCÍPIO: insere e remove um resistor em série com o campo, alternando rapidamente.

1Tensão sobe acima do ajuste → contato abre → resistor entra em série.
2Corrente de campo cai → tensão gerada cai.
3Tensão cai abaixo do ajuste → contato fecha → resistor é curto-circuitado.
4Corrente de campo sobe → tensão gerada sobe.
5O ciclo se repete dezenas de vezes por segundo.

Resultado: tensão média constante ≈ 28,5 V

Regulador de voltagem tipo vibratório (IAC 9-23) — Regulador de voltagem tipo vibratório (IAC Fig. 9-23)

Circuitos internos do regulador (IAC 9-25) — Circuitos internos (IAC Fig. 9-25)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-12 a 9-13 | FAA Ch.12, p. 12-162

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Regulador a Pilha de Carvão (Carbon Pile)

PRINCÍPIO: a resistência das pastilhas de carvão varia com a pressão mecânica aplicada.

1Um solenoide sente a tensão de saída.
2Tensão sobe → solenoide puxa → menos pressão nas pastilhas.
3Resistência aumenta → corrente de campo cai → tensão cai.
4Tensão cai → o oposto ocorre (pressão ↑ → resistência ↓).

Vantagens: mais robusto (sem contatos mecânicos), resposta suave e contínua, usado em aeronaves de grande porte.

Botão de regulagem no regulador a carvão (IAC 9-33) — Botão de regulagem — carbon pile (IAC Fig. 9-33)

Efeito controlador do regulador a carvão (IAC 9-24) — Efeito controlador (IAC Fig. 9-24)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-13 a 9-14

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Regulador de Três Unidades

Unidade	Função
1 Regulador de voltagem	Mantém a tensão constante (vibratório ou carbon pile)
2 Limitador de corrente	Protege o gerador contra sobrecarga
3 Interruptor de corrente reversa	Evita que a bateria descarregue pelo gerador

Por que três funções?

• O regulador de voltagem sozinho não protege contra sobrecarga.
• Sem o relé de corte reverso, a bateria "motorizaria" o gerador (girando-o como motor).

Regulador de três unidades (IAC 9-26) — Regulador de três unidades (IAC Fig. 9-26)

Foto real do regulador de três unidades aberto (FAA) — Regulador de três unidades aberto — foto real (FAA)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-14 a 9-15

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Limitador de Corrente

OBJETIVO: impedir que o gerador forneça corrente acima do valor nominal.

Como funciona:

• Similar ao regulador vibratório, mas atuado pela corrente.
• Eletroímã em série com a saída do gerador.
• Corrente acima do limite → contato abre → resistor no campo → tensão cai → corrente cai.

Por que é necessário: corrente excessiva → superaquecimento → queima dos enrolamentos. O limitador reduz a tensão propositalmente.

Circuito de proteção do gerador (FAA) — Circuito de controle / proteção do gerador (FAA Ch.12)

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Interruptor de Corrente Reversa

OBJETIVO: desconectar a bateria quando o gerador está com tensão menor que a dela.

Por que é crítico: em marcha lenta a tensão cai → a bateria descarregaria pelo gerador → motorização → enrolamentos podem queimar.

1Fecha quando V_gerador > V_bateria + 0,35 a 0,56 V.
2Abre quando V_gerador < V_bateria.
3A histerese evita chaveamento oscilatório.

Sistema de controle do gerador (FAA) — Sistema de controle do gerador (FAA Ch.12)

Relé de corrente reversa diferencial (FAA) — Relé de corrente reversa diferencial (FAA Ch.12)

Fonte: IAC Cap 9, pp. 9-15 a 9-16 | FAA Ch.12, p. 12-162

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Relé Diferencial

OBJETIVO: controlar a conexão do gerador à barra (bus) de distribuição.

Característica: compara a tensão do gerador com a tensão da barra.

• Fecha (conecta) quando V_gerador é 0,35 a 0,56 V acima da barra.
• Abre (desconecta) quando V_gerador é inferior à da barra.

Importância: impede que o gerador "puxe" corrente da barra e garante que só entre em operação quando pode contribuir com energia — essencial em sistemas com múltiplos geradores em paralelo

Relé de controle diferencial (IAC 9-27) — Relé de controle diferencial do gerador (IAC Fig. 9-27)

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Manutenção do Gerador CC (FAA)

Item	O que verificar
1 Fixação	Parafusos apertados, suporte sem trincas
2 Conexões elétricas	Cabos firmes, sem oxidação
3 Limpeza	Sem sujeira/óleo/graxa — óleo → verificar selo do motor alerta
4 Escovas	Comprimento mínimo, desgaste uniforme, pressão adequada
5 Comutador	Superfície lisa, sem sulcos, sem mica alta
6 Operação	Tensão e corrente dentro dos limites
7 Regulador	Operação correta do regulador de voltagem

Verificação do gerador com amperímetro (IAC 9-31) — Verificação com amperímetro — item 6 (IAC Fig. 9-31)

Recuperação do magnetismo residual (IAC 9-32) — Recuperação do magnetismo residual (IAC Fig. 9-32)

Fonte: FAA Ch.12, pp. 12-137 a 12-138

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Manutenção: Escovas e Comutador

Escovas (brushes):

• Comprimento mínimo: metade do comprimento original.
• Pressão: 1½ a 2½ psi (mola do porta-escovas).
• Assentamento: NUNCA lixa esmeril — é condutiva → arco voltaico! Usar lixa de vidro (isolante).
• Rabicho (pigtail): verificar conexão e flexibilidade.

Comutador:

• Deve estar liso e brilhante (pátina natural de óxido de cobre).
• Mica alta (high mica): a mica se projeta acima do cobre → rebaixar (under-cut) ~1/32" (0,8 mm); profundidade ≈ largura da lâmina.

Fonte: FAA Ch.12, pp. 12-137 a 12-138

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Geradores em Paralelo (Conceito)

OBJETIVO: conectar dois ou mais geradores para alimentar a mesma barra.

Vantagens:

• Redundância — falha de um → outro assume.
• Maior capacidade de corrente.
• Manutenção sem desligar sistemas críticos.

Exigências:

1Mesma tensão nominal.
2Mesma polaridade.
3Regulação semelhante.
4Controle de carga compartilhada (equalizadores).

Desafio: tensão ligeiramente maior → gerador assume mais carga → equalização necessária.

Operação em paralelo (FAA) — Operação em paralelo (FAA Ch.12)

Circuitos de equalização (IAC 9-28) — Circuitos de equalização (IAC Fig. 9-28)

Geradores com circuitos de equalização (IAC 9-29) — Equalização (IAC Fig. 9-29)

Fonte: IAC Cap 9 (seções posteriores)

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Resumo Comparativo: Tipos de Geradores CC

Característica	Série	Shunt	Compound	3 Fios
Tensão sem carga	~0	Nominal	Nominal	Nominal
Regulação	Péssima	Moderada	Boa	Boa
Aplicação aeronáutica	❌	✅ Padrão	✅ Crítica	✅ Dupla tensão
Complexidade	Baixa	Média	Alta	Alta
Campo	Série	Paralelo	Série + Par.	Shunt c/ reator

Terminologia FAA (inglês): series-wound · shunt-wound · compound-wound · 3-wire generator