Sistemas Elétricos e Eletrônicos
de Aeronaves 1

Alternadores e Geradores em Paralelo

FAA. Aircraft Wiring and Electrical Systems. In: AMT Handbook — Airframe. Cap. 9, 2023 — Acessar material

IFSP. Sistemas Elétricos de Aeronaves. In: Material Didático — Módulo III. 2024 — 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

A abertura — duas fontes

• A geração já foi apresentada.
• Aqui o foco são duas ou mais fontes.
• Como elas dividem o trabalho.
• O paralelismo é o assunto.

O que já foi visto

• O princípio do paralelismo já foi estudado.
• Em outra disciplina do curso.
• Aqui o foco é a arquitetura instalada.
• Barras, contatores e unidades de controle.

Manter as tensões iguais

• O paralelismo exige tensões praticamente iguais.
• A diferença tolerada é de décimos de volt.
• Em bimotores, a faixa fica entre 26,5 e 28 V.
• A igualdade vem do controle automático.

As bobinas

• Cada regulador tem uma bobina de paralelismo.
• As bobinas ficam em série entre as saídas.
• Com tensões iguais, não há efeito.
• Com tensões diferentes, a força magnética corrige.

Controle sólido

• Hoje o paralelismo usa circuitos de estado sólido.
• Os reguladores vibratórios são antigos.
• Os de pilha de carbono foram substituídos.
• Restam apenas em aeronaves históricas.

Redundância

• Os dois geradores alimentam todas as cargas.
• Se um falha, os dois operam independentes.
• Há bateria para a falha dupla.
• É a redundância do sistema.

Barras duplas

• As barras duplas recebem das duas barras de gerador.
• Qualquer uma pode alimentar as cargas.
• As cargas são distribuídas igualmente entre elas.
• Sistemas redundantes vão em barras diferentes.

O exemplo do para-brisa

• O aquecimento do para-brisa do piloto.
• E o do copiloto vão em barras diferentes.
• Se uma barra falha, um aquecimento continua.
• A aeronave pousa com segurança no gelo.

Os limites

• A frequência é de 400 Hz, com tolerância de 10%.
• Os limites de potência não podem ser excedidos.
• Os geradores são conectados no momento certo.
• E entram em fase quando necessário.

GCU e BPCU

• O GCU controla as funções do gerador CA.
• Regulação de tensão e controle de frequência.
• O BPCU controla a distribuição entre as barras.
• Os dois trabalham juntos.

As funções

• Controlam a energia elétrica.
• Detectam falhas.
• Tomam ações corretivas.
• Reportam defeitos aos pilotos e à manutenção.

Os contatores

• Os BTB conectam os circuitos às barras.
• Eles abrem e fecham conforme a operação.
• O piloto e o BPCU os comandam.
• O sistema de barras fica complexo por isso.

A falha do gerador 1

• O GCU abre o contator e desliga o gerador falho.
• O BPCU fecha os contatores de barra.
• A barra 1 passa a receber do gerador 2.
• Os pilotos ligam a APU e reconectam.

A volta à independência

• A APU alimenta a barra 1.
• O gerador 2 alimenta a barra 2.
• Os dois operam independentes de novo.
• Cada um na sua barra.

Sistema em paralelo

• Multi-motores grandes usam barra em paralelo.
• Os três geradores ligam-se às suas barras.
• As barras ligam-se pela barra de sincronismo.
• Todos compartilham as cargas.

A condição de fase

• Antes de ligar à mesma barra, ajusta-se a frequência.
• O sinal precisa atingir os picos ao mesmo tempo.
• Em voo, os geradores mantêm a fase.
• Fora de fase, há dano ao sistema.

A barra de sincronismo

• As barras ligam-se por contatores à barra de sincronismo.
• Todos os geradores compartilham as cargas CA.
• Todos ligados à barra de sincronismo estão em fase.
• Numa falha, isola-se o gerador defeituoso.

A vantagem

• Com as barras já ligadas, a falha é simples.
• Isola-se o gerador defeituoso e o voo continua.
• Não há interrupção para as cargas.
• É a vantagem da barra em paralelo.

Separado-paralelo

• Reúne o melhor das duas arquiteturas.
• Em voo normal, os geradores operam em paralelo.
• Em falha ou energia externa, opera separado.
• Os controles operam do mesmo modo.

O erro da fase

• Fechar o contator sem conferir a fase.
• Os sinais opostos geram corrente de circulação.
• A corrente danifica o sistema.
• A conferência de fase vem antes de tudo.

O erro da carga

• Concentrar cargas redundantes na mesma barra.
• A falha dessa barra derruba as duas.
• A distribuição igual é regra de projeto.
• A inspeção confere a divisão das cargas.

O procedimento

• Identificar a arquitetura de barras.
• Verificar a condição de fase.
• Conferir a atuação dos contatores.
• Conferir a distribuição das cargas.

O paralelismo e as barras

• O paralelismo está entendido.
• O sistema ainda pede a alimentação em corrente alternada.
• Como a corrente alternada é produzida e distribuída.
• A arquitetura de CA passa a ser o assunto.

A frase que fica

• Duas fontes dividem o trabalho na mesma barra.
• Tensão igual e fase igual são as condições.
• O GCU controla; o BPCU distribui.
• Em paralelo, a falha se resolve isolando o gerador.