Sistema Eletrico 2012

7/21/2019 Sistema Eletrico 2012

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Sistema Eltrico

Referencias Bibliogrficas:A&P TechnicianJeppesenCapitulo 7 Sees A, B e CProf. Erasmo Borja Sobrinho

Disciplina: Sistemas de Aeronaves I

Professor: Erasmo Borja Sobrinho


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Sistema Eltrico

ndice

Capitulo PginaAplicaes da Eletricidade nas Aeronaves 3

Localizao de Componentes 7

Gerao de Energia 8

Baterias 18

Medidores 24

Comandos 25

Rels 26

Circuit Breakers 29

Limitadores de Corrente 30

Atuadores Eltricos 31

Hot Bus 33

AC Power 34

ACW Power 36

Boeing 787 36

Diagramas Eltricos 40

APU 44

GPU 47


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Aplicaes

O sistema eltrico , sem dvida, o sistema mais importante da aeronave sem o qual nenhumoutro sistema funciona. A eletricidade est presente em praticamente todos os demais sistemascomo alimentao, controle, forma de acionamento, back-up ou indicao.

Comeando pela iluminao, utilizao mais antiga da eletricidade e chegando aos sistemaseletrnicos cuja utilizao mais complexa, a eletricidade vem sendo cada vez mais utilizadanos avies acompanhando o avano da eletrnica. Este desenvolvimento, notadamente depoisdos anos 80, possibilitou melhor controle com economia e preciso proporcionados pelaminiaturizao dos circuitos. Os Circuitos integrados (CI) reduziram peso e aumentaram muito aconfiabilidade de vrios sistemas.

Luzes Luzes de cabine:

Incandescentes

Fluorescentes. Faris:

Voo / Pouso Luzes de Navegao:

Fixas Estroboscpicas

Luzes de Painel: Fluorescente Incandescente

Indicadoras:

Apertar Cinto e No Fume Sada

Nos projetos mais recentes, a iluminao incandescente vem sendo substituda gradativamentepela florescente nas cabines. A tecnologia atual possibilita a fcil converso de energia DC em AC,necessria na iluminao fluorescente, atravs de circuitos eletrnicos inversores bem pequenos.


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Atuadores Superfcies de Comando Portas (Abertura e travamento) Trem de Pouso ( Controle e Acionamento) Escadas Fly by Wire

InstrumentosAvinicosGaley

Forno Eltrico: aquecimento de refeies. Geladeira: Item raro

Som: CD, DVD, MP3 TV: Atualmente s LCD

Conforto de Cabine Ventilao Refrigerao Aquecimento

Propulso: Motores de Partida Bombas de Combustvel (Auxiliar) Vlvulas de Controle de Abastecimento

Sistema Hidrulico: Bombas Hidrulica ( Auxiliar) Acionamento de vlvulas Comandos do sistema Hidrulico


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Controles de PressurizaoProteo contra Chuva e Gelo

Aquecimento de parabrisas Desembaadores Aquecimento de Superfcies para degelo

Sensores de Motores(Rotao, Torque, temperatura, presso e etc)

Com as possibilidades apresentadas pela micro eletrnica atual, que facilita o controle dedispositivos atravs de componentes cada vez menores, mais leves e mais baratos, existe umagrande tendncia a utilizao da eletricidade no funcionamento de dispositivos antes acionadosmecanicamente.O Fly-by-wire o maior exemplo desta tendncia.

Fly-by-wireFly-by-wire um tipo de controle das superfcies mveis de um avio por computador. Isso permiteque qualquer modificao da direo e do sentido da aeronave feita pelo piloto seja "filtrada" erepassada para as superfcies mveis (aileron, profundor, leme). Com esse filtro, possvelaumentar a velocidade de reao, aumentar a capacidade de manobra de um avio ou impedir quese faa manobras fora do envelope de voo da aeronave.

Esse sistema foi usado pela primeira vez no caa F-16 Lightning, tendo sofrido vrios problemas na

fase de seu desenvolvimento. No entanto, segundo os engenheiros que participaram do projeto do


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F-16, seria impossvel o prprio voo desta aeronave sem esse sistema, pois o projeto aerodinamicamente instvel e para manter-se no ar preciso um controle eletrnico.A EMBRAER, utiliza essa tecnologia em seus avies da famlia 170/190.Nos carros tambm usado um sistema semelhante, denominado Drive-by-wire, onde um sistemade controle eletrnico administra os dispositivos de acionamento (acelerador, freio e direo de um

automvel). Esse foi desenvolvido inicialmente para carros de alta performance e hoje vem sendoutilizado cada vez mais, mesmo em carros populares.

Este dispositivos veio substituir componentes mecnicos como cabos de ao, hastes, servosreduzindo, peso e custo de manuteno.http://www.youtube.com/watch?v=WCc-R4xXZPU


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LocalizaoLocalizao tpica dos principais componentes de um Learjet 31

A localizao dos equipamentos eltricos em um avio determinada no projeto da aeronave emfuno de:

CG Alguns itens, principalmente os maispesados podem ser alocados mais a frente oumais atrs para compensar alguma tendncia daaeronave.

Argumentos Prticos Ao se colocar o geradorprximo s baterias e aos reguladores devoltagem, menor quantidade de fios pesadossero necessrios.

Regulamento Aeronutico O regulamentoaeronutico tem suas exigncias por segurana

economia e at leis ambientais.Ex: A bateria principal deve ficar distante dabateria de emergncia por questes desegurana.

Facilidade de Manuteno O Acesso ao itempara a manuteno ou inspeo traduzidoimediatamente em custo operacional que fatorimportante como opo de compara daaeronave.


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Gerao de Energia:

Gerao de Eletricidade: Quando um im movido prximo a um fio uma corrente eltrica geradaneste fio. O gerador construdo para aproveitar estes principio fsico e gerar a energia eltrica. Arotao, a quantidade e a espessura do fio influenciam na corrente e na voltagem produzidas.


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A energia para a operao da maioria dos equipamentos eltricos nos grandes avies e em algunsavies pequenos fornecida por um gerador. Um gerador qualquer equipamento que convertea energia mecnica na energia eltricapela induo eletromagntica. Os geradores projetadospara produzir a corrente continua so chamados Geradores DC e aqueles que produzem a correntealternada so chamados Geradores AC.

Geradores DC Geradores AC

Em avies mais antigos, comum que o gerador DC seja a fonte da energia eltrica principal.Neste tipo de sistema um ou mais geradores DC so tocados pelos motores para fornecer energiapara todos os equipamentos como tambm para carregar as baterias.Na maioria de casos somente um gerador movido por cada motor entretanto, alguns aviesmaiores tem at dois geradores por motor.

CONSTRUO DE GERADORES DCOs geradores usados em avies diferem bastante em seus projetos porque so feitos por vrios

fabricantes. Entretanto, todos tem o mesmo principio geral de construo e operam de formasimilar.


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CARCAA

A carcaa do campo, constitui-se da estrutura para o gerador. A carcaa tem duas funes:1) Completa o circuito magntico entre os plos,2) Fornece sustentao mecnica para as outras peas. Em geradores pequenos, o chassis

feito de ferro fundido; entretanto, em geradores maiores, composto geralmente de duaspores parafusadas juntas. O Chassis deve ser altamente permevel (as linhas magnticasdo fluxo devem passar atravs dele livremente) e, junto com as partes do plo, formam amaior parte do circuito magntico.

A fora magntica dentro de um gerador produzida por um eletrom que consiste em uma bobinade fio chamada bobina de campo, e um ncleo chamado de plo do campo ou sapata do plo. Assapatas do plo so parafusadas no interior da carcaa e laminadas geralmente para reduzirperdas da corrente de Eddy e para concentrar as linhas da fora produzidas pelas bobinas decampo. As carcaas e as sapatas de plo so feitas de ferro da alta qualidade ou de chapa de aomagntico. H um plo norte para cada plo sul, assim existe sempre um nmero uniforme deplos em um gerador. A carcaa do campo do gerador abriga normalmente 2 ou 4 sapatas de plo.Estas sapatas no so ms permanentes e confiam nos enrolamentos de campo para produzir umcampo magntico. Tentar produzir o campo magntico necessrio somente com os mspermanentes aumentariam extremamente o tamanho fsico do gerador e seu peso.

Note que as sapatas de plo se projetam da carcaa. A razo que desde que o ar oferece aresistncia a um campo magntico, a maioria de projetos de gerador reduz a largura do espaovazio entre os plos e a armadura ao mnimo. Isto aumenta a eficincia do gerador. Quando as

partes do plo so feitas para se projetar para dentro da carcaa, so chamadas plos salientes. As


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bobinas de campo so compostas de muitas voltas de fio isolado. As bobinas so feitas de forma ase moldarem e ficarem presas firmemente sobre o ncleo de ferro das sapatas do plo.A corrente usada para produzir o campo magntico em torno das sapatas obtida de uma fonteexterna ou da corrente gerada pela prpria unidade.O campo magntico criado pelas bobinas de campo, e no h nenhuma conexo eltrica entre os

enrolamentos das bobinas de campo e as sapatas do plo. As sapatas do plo servem paraconcentrar o campo magntico produzido pelos enrolamentos de campo.

Field coils are form fitted around the pole shoes and are connected in such a manner that the northand south poles are in alternate polarity order.

ARMADURAO conjunto da armadura consiste nas bobinas da armadura, no comutador e em outras peasmecnicas associadas. A armadura montada em um eixo que gira nos rolamentos posicionadosnas extremidades da carcaa do gerador. O ncleo da armadura age como um condutor quandoest girado no campo magntico e est laminado para impedir a circulao de correntes de eddy.Uma armadura do tipo drum tem as bobinas colocadas nos entalhes do ncleo. Entretanto, no hnenhuma conexo eltrica entre as bobinas e o ncleo. As bobinas so mantidas geralmente nosentalhes por cunhas de madeira ou da fibra. As extremidades da bobina so trazidas para foraatravs dos segmentos individuais do comutador.

Lap winding connects one end of two coils to each commutator segment, and the other ends of

these coils to adjacent segments


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A extremidade de cada bobina da armadura se liga a um segmento do comutador, enquanto a outraextremidade soldada ao segmento adjacente. Nesta configurao, cada bobina sobrepem suavizinha anterior. Isto conhecido como o lap winding enrolamento de regao. Quando uma

armadura girar na velocidade operacional, o campo magntico produz um retardo na velocidade darotao. O enrolamento de regao um mtodo para estabilizar o campo magntico da armadura.

ESCOVASEscovas funcionam na superfcie da comutator e agem como o contato eltrico entre as bobinas daarmadura e o circuito externo. Um condutor flexvel de cobre, chamado de rabo de porco, conectacada uma escova para o circuito externo. As escovas so feitas de material com alto grau decarbono e so mantidas pressionadas ao comutador atravs de molas isoladas da carcaa. Asescovas so livres para deslizar para cima e para baixo em seus suportes para que elas possamseguir eventuais irregularidades na superfcie do comutador e permitir o desgaste. A posio da

escova, geralmente, ajustvel para que a presso sobre o comutator poa ser variada e por isso aposio da escova com relao aos risers possam ser alteradas conforme necessrio. Baixa tensonas molas pode resultar em mau contato.O constante conecta e desconecta da armadura com as bobinas exige a utilizao de escova deum material com uma resistncia ao contato elevada. Este material tambm deve ter resistncia aoatrito para evitar o desgaste excessivo. O alto grau de carbono utilizado para fazer escovas deveser suave o suficiente para evitar o desgaste indevido do comutador e ainda ser forte o suficientepara fornecer razovel vida s escovas. A resistncia ao contato do carbono bastante elevada,devido sua estrutura molecular, e a superfcie dos comutadores bem polida para reduzir africo, tanto quanto possvel. leo ou graxa no deve nunca ser usado em um comutador, e o

extremo cuidado deve ser tomado quando numa limpeza do comutador para evitar marcar ouarranhar sua superfcie.Na maioria dos avies, a sada de um gerador tpico flui para barramento principal do avio de onde distribuda para os diversos componentes eltricos. Neste tipo de sistema, a queda de tensoadmissvel na potncia dos cabos principais prximos ao gerador de 2 % da tenso ajustadaquando o gerador est produzindo sua corrente nominal. Como acrescentado serve para certificar-se de que uma determinada carga eltrica no seja superior capacidade de produo do gerador.A carga eltrica total contnua permitida em um determinado sistema limitada a 80 por cento dototal gerado de sada. Por exemplo, se uma aeronave tem um gerador de 60 ampres instalado, acarga mxima contnua que pode ser colocado sobre o sistema eltrico de 48 ampres.

Em caso de o gerador passar a produzir mais corrente do que a permitida, a maioria dos sistemasde aeronaves tm uma chave de gerador que permite o gerador ser desconectado do sistemaeltrico. Esse recurso ajuda a evitar danos ao gerador ou ao resto do sistema eltrico. Em


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aeronaves que utilizam mais de um gerador ligado a um sistema eltrico comum, o FAA exigemque cada gerador tenha sua chave independente que devem ser operadas a partir do cockpit. Umagerador avariado pode, portanto, ser desligado para proteger o restante do sistema eltrico.

Alternador (AC) Tem a vantagem de manter tenso constante independente da rotao.Gera corrente alternada, que depois tem que ser retificada para ser usada na aeronave.

Existem dois tipos de alternadores utilizados nas aeronaves de hoje: o Alternador DC e oAlternador AC. Alternadores DC produzem relativamente pequenas quantidades de correntee portanto, so normalmente encontrados em avies leves. Alternadores AC, por outro lado,so capazes de produzir uma grande quantidade de energia e, portanto, so normalmenteencontrados em grandes avies e avies militares. Alm disso, desde que a eletricidade ACpode ser transportada atravs de condutores menores, alternadores AC permitir significativaeconomia de peso.

DC alternator

AC alternator

O Alternador DC tem a mesma funo do Gerador DC. Ambos produzem corrente AC quedepois convertida em DC antes de ser fornecida ao sistema eltrico da aeronave.A diferena que, em um alternador os plos magnticos giram e induzem a tenso em umabobina fixa ou estacionria. Alm disso, a corrente AC produzida retificada por diodos solid-state em vez de um comutador. Todos os alternadores so construdos basicamente na mesmamaneira. Os componentes de um alternador incluem:

Rotor, Stator, Retificador, Conjunto de Escovas.


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A corrente contnua usada como fora eltrica principal para os avies pequenos porque podeser guardada e os motores destes avies so acionados com o uso das bateria.Entretanto, o avio de grande porte requer facilidades do servio de terra elaboradas e fontes defora externa. Consequentemente, podem trazer grandes vantagem com economias apreciveis

de peso usando a corrente alternada como sua fonte de fora principal.

Alm da economia de peso, a corrente alternada tem vantagem sobre a corrente continua por suatenso ser facilmente aumentada ou diminuda. Consequentemente, quando necessria, a ACcarrega corrente a maiores distncias, elevando-se a tenso com o uso de um transformador. Istoproporciona economias adicionais de peso desde que a AC de alta tenso conduzida atravsdos fios relativamente finos. Uma vez que a tenso chega em seu destino, passa atravs de umtransformador que abaixa a tenso novamente para ser usada. Em algumas situaes, tais comobaterias ou motores de velocidade variveis, a corrente continua necessria. Entretanto,passando-se AC por uma srie de diodos de semicondutores ela mudada facilmente para DCcom relativamente pouca perda. Esta uma outra vantagem da AC em comparao DC.

AC X DC

Tipo deAvio

Corrente Vantagens Desvantagens

Pequeno DC Pode ser armazenadaConduzida por fios maisgrossos.

Grande ACTenso poder ser facilmenteaumentada ou diminuda.Conduzida por fios mais finos.Fcil de ser convertida em DC.

No pode serarmazenada

GENERATOR RATINGSUm gerador classificado de acordo com a sua potncia de sada. Uma vez que um gerador projetado para funcionar em uma determinada tenso, a classificao normalmente dada comoo nmero de ampres que o gerador pode fornecer em sua tenso nominal.Por exemplo, uma classificao tpica de um gerador 300 amperes a 28,5 volts. A classificao

e dados de desempenho de um gerador so carimbadas no em uma placa anexa ao gerador.A rotao dos geradores designada como no sentido horrio ou sentido anti-horrio, com vistapelo final do eixo. Se nenhuma direo impressa na plaqueta, a rotao marcado por uma seta


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na tampa da placa das escovas. Para manter a polaridade correta, importante a utilizao de umgerador com o correto sentido de rotao.A velocidade do motor de uma aeronave varia da rotao da decolagem para a rotao da marchalenta, no entanto, a maioria dos voos, conduzida a uma velocidade de cruzeiro constante naqual o motor gira em rotao constante. O gerador instalado em um motor a pisto geralmente

operado entre 1 1/8 e 1 1/2 vezes a velocidade do virabrequim do motor. A maioria dos geradoresde aeronaves tem uma velocidade em que elas comeam a produzir a sua tenso. Esta denominada de velocidade inicial e normalmente de cerca de 1500 RPM.

ALTERNATOR RATINGSAlternadores AC so classificados em volt-ampere, que uma medida da potncia aparentesendo produzida pelo gerador. Porque a maioria dos alternadores AC produz uma grandequantidade de energia, as suas notaes so geralmente expressas em quilo-volt ampres, ouKVA. Um Boeing 727 AC alternador produz 45 KVA.

Componente Unidade Usada

Geradores X Amps a X volts

Alternadores X KVA

Starter GeneratorO Starter um motor eltrico que usado para girar o eixo do compressor e da turbinaimpulsionando-o a uma velocidade suficiente para que o motor inicie e sustente o funcionamento

continuo.O Generator(gerador) um componente semelhante ao starter que ao receber energia cinticano sentido de girar seu eixo produz energia eltrica.

Starter Generator um componente nico que faz as duas funes partida e gerao deenergia eltrica.

Ausente em Motores a Pisto: Devido as caractersticas de alto torque necessrio na partidade motores a pisto exigindo um motor de partida bem diferentes de um gerador oualternador, no se utiliza o aproveitamento do mesmo componente para as duas funes.

Starter Generator esta opo utilizada em aeronaves a turbina como forma deeconomizar peso e custo de manuteno, j que um componente relativamente pesado.


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Learjet 35 Starter e Generator

Componentes Agregados a Gerao de Energia Retificador. Inversor Regulador de Voltagem Caixa de Paralelismo Inversor Converte corrente DC em AC para que possam ser usados em equipamento e

aplicaes que exijam corrente alternada como giroscpios , luzes florescentes e etc.

RetificadoresRetificadores convertem energia eltrica AC em DC. Os circuitos retificadores filtram a parte

negativa da senoide como pode ser visto na figura ao lado.

Regulador de VoltagemRegula a voltagem gerada pelos geradores ou Alternadores para mante-la constante mesmo comas constantes variaes de velocidade do motores.

Caixa de ParalelismoUsada em sistemas eltricos de gerao mltipla para sincronizar a fazes das diversas fontes

geradoras de energia.


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BateriasFunes Principais:

Partida nos motores

Funcionamento dos rdios e outros equipamentos no solo Emergncia na falha de geradores

Tipos de BateriasNa aviao so usadas dois tipos de baterias, as Baterias cidas e as Baterias Alcalinas. Asbaterias cidas podem ser do tipo seladas.

cidas Alcalinas cida Selada


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Baterias cidasNas Baterias cidas as placas de chumbo imersas dentro de um eletrlito trocam ons provocandoa corrente eltrica.Vantagens:

Custo mais baixo Manuteno mais fcil Segurana

Desvantagens: No mantm voltagem constante no final da carga Peso elevado Em Caso de vazamento, prejuzo elevado.

O plo positivo coberto com perxido de Chumbo (PbO2) enquanto plo negativo de chumbopuro.CargaPbO2+ 2H2SO4+ Pb2 PbSO4+ H2ODescarga

O Eletrlito uma soluo de cido Sulfrico (H2SO4) e gua.Durante a carga o oxignio exalado no eletrodo positivo, enquanto o hidrognio gerado noeletrodo negativo tambm exala fazendo com que a bateria perca hidrognio e Oxignio, gua,que tem que ser completada

Para se saber se a bateria est com a carga correta ou se o acido contem ons suficiente utiliza-se o decmetro para medir a densidade do acido. O decmetro para baterias j tem a escala queindica o nvel de carga das mesmas.


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Densmetros

Bateria AlcalinaBateria Alcalina Eletrodos de materiais diferentes trocam ons entre si atravs do eletrlito.(Nquel-Cdmio)Vantagens:

A curva de fornecimento de energia mais constante. Mantm voltagem constante por maistempo.

Baixo PesoDesvantagens:

Custo Elevado Manuteno cara Requer cuidados na operao

As Baterias de nquel cdmio usam hidrxido de nquel como material ativo para a placa positiva ehidrxido de cdmio para a placa negativa.O eletrlito a uma soluo aquosa de hidrxido de potssio contendo pequena quantidade dehidrxido de ltio para melhorar o ciclo de vida e a operao em temperaturas altas. O eletrlito usado somente como meio para transferncia de ons, no sofre nenhuma alterao qumicadurante o processo de carga/descarga.Cada clula fornece 1,2 Vdc


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Baterias SeladasChamadas de Valve Regulated Bateries, so baterias que no requerem manuteno e no tmeletrlito livre em seu interior.

Elas re-combinam os gazes exalados no processo qumico e podem ser utilizadas em qualqueratitude da aeronave j que no esto propicias a vazamentos.

Vantagens: No vazam No requerem manuteno peridica No exalam gases. Baixa queda de voltagem durante a descarga.


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Cuidados1. Descarga/Recarga

a) No recarregar com GPUb) Cuidado para no descarregar

completamente2. Manuteno Peridica3. Preservao em caso de inatividade

Bateria de EmergnciaA bateria de emergncia um componente formado por um conjunto de baterias recarregveis deNi-Cd ou Ni Metal Hidreto, como as utilizadas em telefones celulares. Vrias baterias ligadas emsrie at somarem os 12 ou 24 Vdc necessrios a funcionar certos sistemas essenciais naaeronave. Quando no esto sendo usadas esto sendo constantemente recarregadas pelosistema eltrico da aeronave.Funo: Em caso de falha do sistema de eltrico onde no haja energia disponvel nem dosgeradores nem das baterias principais, a bateria de emergncia propicia energia para


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equipamentos essenciais ao vo como horizonte de emergncia, alguma luz de cabine e algumrdio.

A bateria de emergncia deve durar 2,5 horas com os equipamentos mnimos para a navegaonoturna. A lista de itens alimentados varia com o tipo de avio e a capacidade e a quantidade debaterias a bordo.Voltagem 18-36 VDC (28 VDC nominal), 15A max.

Composio: Vrias baterias de 1,2 VDC cada, ligadas em srie, fazendo uma malha paracompor 12 ou 24V

Teste: Algumas baterias dispe de Leds coloridos (verde e vermelhos que indicamseu estado quando se aperta o boto de testes.


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MedidoresAlguns instrumentos so usados para medir o fornecimento de energia eltrica.

Ampermetros Voltmetros Temperaturas de baterias

O ampermetro mede a corrente eltrica que esta passando do sistema para a bateria (Carga) ouda bateria para o sistema (Descarga).Indica o funcionamento correto do alternador/gerador e das baterias.

O voltmetro mede a diferena de potencial do sistema e muito til para se saber a condio dasbaterias para partida dos motores e o correto funcionamento dos geradores/alternadores.

-

Voltmetros AC (115 VAC)- Voltmetros DC (12 a 16 VDC ou 24 a 33 VDC)

Notem na figura ao lado que o ampermetro funciona em srie e o voltmetro funciona em paralelocom o circuito.


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Sistema Eltrico

Medidores de temperatura das baterias:Usado somente para baterias alcalinas (Nquel-Cdmio), medem a temperatura interna j que oseu mau funcionamento pode causar aquecimento at a exploso.


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Sistema Eltrico

ComandosStarter Generator Switch:Na maioria das aeronaves a turbina, a chave tanto de starter como de gerador mesma j que asduas funes nunca sero usadas ao mesmo tempo.

Master Switch: Liga as baterias.Pode ser uma nica chave ou uma para cada bateria.

Seguem diversos tipos de chaves e seus smbolos.

Este tipo de chave muito utilizado com chave de teste para vrios sistemas ao mesmo tempo.Em cada posio da chave um sistema testado

Inverter Switch: Liga os inversores que alimentaro a barra AC.


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RelsUm rel um dispositivo eletromecnico utilizado para acionar/desligar dispositivos eltricos eeletrnicos. Normalmente, o rel conectado a dois circuitos.Quando uma corrente originada no primeiro circuito passa pelo dispositivo, um campoeletromagntico gerado, acionando o rel e possibilitando o funcionamento do segundo circuito.

Uma das caractersticas do rel que ele pode ser energizado com correntes muito pequenas emrelao corrente que o circuito controlado exige para funcionar. Isso significa a possibilidade decontrolarmos circuitos de altas correntes como motores, lmpadas e mquinas industriais,diretamente a partir de dispositivos eletrnicos fracos como transistores, circuitos integrados,fotoresistores etc.

A funo do rel no sobrecarregar a chave de acionamento de um dado circuito eltrico.Assim a chave acionar apenas o circuito de comando do rel, que utiliza corrente bem menorque o circuito controlado.

A corrente fornecida diretamente por um transistor de pequena potncia da ordem de 0,1A noconseguiria controlar um motor ou uma lmpada, mas pode ativar um rel e atravs dele controlara carga de alta potncia.

Outra caracterstica importante dos rels a segurana dada pelo

isolamento do circuito de controle em relao ao circuito que est sendocontrolado. No existe contato eltrico entre o circuito da bobina e oscircuitos dos contatos do rel, o que significa que no h passagem dequalquer corrente do circuito que ativa o rel para o circuito que ele controla.Se o circuito controlado for de alta tenso, por exemplo, este isolamentopode ser importante em termos de segurana.


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Sistema Eltrico

Circuit Brakers

Funo: Proteger o circuito ou o equipamento de possveis sobrecargas.Tipos:

Descartveis Trmicos

Distribuio e localizao no Learjet 35


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Sistema Eltrico

A corrente mxima permitida para cada circuit braker vem escrita no topo de cada unidade.

Alguns circuit brakers costumam ser pintados indicando necessidade ateno em emergncias ouprocedimentos comuns em caso de aeronave no solo.


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Sistema Eltrico

Limitadores de CorrenteFuno: Proteger o sistema eltrico de mau funcionamento em geral em circuitos de alta corrente.Funcionamento: Interrompe a corrente pela queima de filamento. Em caso de rompimento, deveser substitudo. No h recuperao.

Atuadores Eltricos

Sempre acionados atravs de motores eltricos Atuadores Circulares Usam roldanas e cabos para transmitir o movimento. Atuadores Longitudinais Usam engrenagens para transformar movimento circular em

retilneo.

Nesta srie de aeronaves o steering(direo) comandado por um atuador eltrico ligado ao trem

de pouso da Bequilha.


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Sistema Eltrico

Atuador de steering de Learjet 30

Atuadores de Solenoides Electricos

A typical electric solenoid actuator is shown inFigure. It consists of a coil, armature, spring,and stem. The coil is connected to an externalcurrent supply. The spring rests on thearmature to force it downward.The armature moves vertically inside the coiland transmits its motion through the stem tothe valve. When current flows through the coil,a magnetic field forms around the coil. Themagnetic field attracts the armature toward thecenter of the coil. As the armature movesupward, the spring collapses and the valveopens. When the circuit is opened andcurrent stops flowing to the coil, the magneticfield collapses. This allows the spring toexpand and shut the valve.


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Sistema Eltrico

Hot Bus (Barra Quente)

o circuito eltrico ligado diretamente na bateria e que no pode ser desligado por nenhumachave no painel.Exemplos:

Luzes de porta Fechadura eltricas Alimentao de relgios Iluminao de bagageiro Comando da Bomba Hidrulica Auxiliar Comando de Abastecimento Controle de Stall

AC Power

Corrente Alternada: A Corrente Alternada a forma mais eficaz de se transmitir uma correnteeltrica para longas distncias. Por isto ela usada nas linhas de transmisso econseqentemente em nossas residncias.


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Sistema Eltrico

Nela os eltrons invertem o seu sentido vrias vezes por segundo. No Brasil esta variao de 60Hz (60 ciclos a cada segundo).Na aviao sua utilizao na voltagem de 115V e na freqncia de 400Hz e se d devido aaplicaes especificas que exigem este tipo de corrente para o funcionamento. J que a correntedisponvel toda continua e precisa ser convertida em alternada para estas aplicaes.

Inversor (Inverter):Equipamento que converte corrente continua 28DC em alternada:

115 VAC 400Hz 26 VAC 400Hz

Exemplos de Utilizao:Iluminao Fluorescente de CabineInstrumentos AC

Horizonte Gyro Fly Director

Presso de leo Medidor de Torque dos Motores 26VAC (Turbo Hlices)

Os motores AC so mais baratos, robustos, de baixa manuteno, versteis, e de maior eficinciaenergtica do que os motores DC, por isto so usados em algumas aplicaes aeronutica de altapreciso como os Gyros.Podemos ver um clssico exemplo de motores CA na figura a cima, onde temos um motor dessetipo em corte. Notem que seu rotor constitudo por um conjunto de barras no isoladas einterligadas atravs de anis em curto-circuito. Essa a principal caracterstica desse motor, cujorotor no alimentado externamente, sendo que as correntes que nele circulam so induzidaseletromagneticamente pelo estator. Na verdade, o estator que ligado a rede de alimentao.

Uma aplicao clssica da corrente alternada a iluminao florescente que requer a vibrao dogs dentro bulbo para a produo de luz. Esta vibrao produzida aproveitando a ciclagem dacorrente.110VAc Outra aplicao nas tomadas nos lavatrios, na cabine de passageiros e na galeypara que possam ser utilizados eletrodomsticos convencionais como barbeadores computadorese fornos e etc. Neste caso conversores disponibilizam 110V Ac com 60Hz num circuito a parte.


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Sistema Eltrico

ACW Power

Em algumas aeronaves usada uma corrente chamada ACW (Wild) para funes onde no necessria muita preciso na diferena de potencia como pro exemplo o aquecimento desuperfcies contra gelo. Nesta tarefa, a corrente ser usada em resistncias eltricas para gerar

calor e pode ter maiores variaes de corrente e voltagem com a rotao do alternador e por isto distribuda em uma barra diferente de AC.Ex: ATR e BAe


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Sistema Eltrico

787 - The Present

O uso de sistemas eltricos no novo avio reduzir o uso de combustvel e aumentar a eficinciaoperacional.Mike Sinnett,

Director, 787 Systems

O principal fator de diferenciao na arquitetura de sistemas do 787 sua nfase em sistemaseltricos, que substituem a maioria dos sistemas pneumticos tradicionais encontradas em aviescomerciais.Uma das vantagens da arquitetura no-bleed de sistemas eltricos o maior ganho de eficinciaem termos de reduo da queima de combustvel. De acordo com as contas do projeto, haveruma economia de combustvel de cerca de 3%. O 787 tambm oferece aos operadores aeficincia operacional, devido s vantagens dos sistemas eltricos, em comparao com sistemaspneumticos em termos de peso e os custos do ciclo de vida reduzida.Este artigo explora o sistema de arquitetura no-bleed do 787 e explica como acontece a eficinciadeste avio.JUSTIFICATIVA DO PORQUE MUDAR PARA UM AVIO MAIS ELTRICOOs recentes avanos na tecnologia tm permitido a Boeing incorporar a nova arquitetura dosistemas sem sangria do 787, que elimina o tradicional sistema pneumtico de mltiplas sangriase converte a fonte de alimentao da maioria das funes anteriormente movidas pelo ar emmovidas por energia eltrica (por exemplo, o ar-condicionado e sistemas anti-gelo da asa). Aarquitetura do sistema sem sangria oferece uma srie de benefcios, incluindo:

Menor consumo de combustvel, devido maior eficincia na extrao, transferncia e usode energia secundria.

Custos de manuteno reduzidos, devido eliminao da manuteno intensa do sistemas

de sangria. Maior confiabilidade devido utilizao da moderna eletrnica de potncia e menos

componentes na instalao do motor. Alcance expandido e menor consumo de combustvel devido ao menor peso geral. Custos de manuteno reduzidos e maior confiabilidade, pois a arquitetura usa menos

peas do que os sistemas anteriores.O 787 usa a arquitetura dos sistemas no-bleed que permitir que os motores do avioproduzam empuxo de forma mais eficiente - todo o ar de alta velocidade produzido pelosmotores vai para o empuxo. Os sistemas pneumticos que desviam o ar a alta velocidadedos motores dos avies convencionais para algumas linhas aumentam o consumo de

combustvel do motor.A Boeing acredita que o uso de energia eltrica mais eficiente do que a energiapneumtica gerada pelo prprio motor e espera que a nova arquitetura v extrair at de 35% menos energia dos motores. Os sistemas pneumticos convencionais geralmentedesenvolvem mais potncia do que o necessrio na maioria das condies, causandoexcesso de energia a ser desperdiada.

O duto usado para passar o ar pressurizado ao redor do avio emprega vlvulas dereteno e pr-resfriadores e feita de titnio, que acrescenta centenas de quilos de pesoao avio.O sistema eltrico tambm intrinsecamente mais fcil de acompanhar e controlar e s

produz a energia suficiente, conforme necessrio. A fora, que sai dos geradores em


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freqncias variveis, est condicionada na baa de eletrnicos, antes de ser distribudaspara os sistemas apropriados.

O 787 usa um sistema eltrico que um sistema hbrido de tenso constitudo dos seguintes tiposde tenso: 235 volts de corrente alternada (VAC), 115 VAC, 28 volts de corrente contnua (VDC) e 270 VDC. A 115 VAC e 28 tipos de tenso VDC so tradicionais, enquanto que o VAC 235 e270 tipos de tenso VDC so a conseqncia do no-sangramento arquitetura eltrica que resultaem um amplo sistema de gerao eltrica duas vezes mais electricidade do que os modelosanteriores avio Boeing . O sistema inclui seis geradores - dois por motor e dois por APU -operando em 235 VAC para reduzir o peso do gerador de alimentao. O sistema tambm incluios recipientes terra de alimentao para a manuteno do avio no solo sem o uso da APU.Os geradores esto diretamente ligados a caixas de velocidades do motor e, portanto, operar emuma freqncia varivel (360-800 hertz) proporcional velocidade do motor. Este tipo de gerador o mais simples eo mtodo de gerao mais eficiente, pois no inclui a unidade de velocidadeconstante complexa, que o componente chave de um gerador de unidade integrada (IDG).


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Como resultado, os geradores devem ser mais confiveis, exigem menos manuteno, e reduziros custos de reposio do que o IDGs * tradicional.

The electrical system features two electrical/electronics (E/E) bays, one forward and one aft, as

well as a number of remote power distribution units (RPDU) for supporting airplane electricalequipment. The system saves weight by reducing the size of power feeders. A limited number of235 VAC electrical equipment is supplied from the aft E/E bay, while the majority of airplaneelectrical equipment, being either 115 VAC or 28 VDC, are supported by the forward E/E bay andRPDUs as shown schematically in figure 3. The RPDUs are largely based on solid-state powercontrollers (SSPC) instead of the traditional thermal circuit breakers and relays. The 270 VDCsystem is supplied by four auto-transformer-rectifier units that convert 235 VAC power to 270VDC. The 270 VDC system supports a handful of large-rated adjustable speed motors requiredfor the no-bleed architecture. These include cabin pressurization compressor motors, ram air fanmotors, the nitrogen-generation-system compressor used for fuel-tank inerting, and large hydraulic

pump motors.The system, as shown in figure 3, features two forward 115 VAC external power receptacles toservice the airplane on the ground without the APU and two aft 115 VAC external powerreceptacles for maintenance activities that require running the large-rated adjustable speedmotors.


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The 787's engine-start and APU-start functions are performed by extensions of the method thathas been successfully used for the APU in the Next-Generation 737 airplane family. In this method,the generators are run as synchronous starting motors with the starting process being controlled bystart converters. The start converters provide conditioned electrical power (adjustable voltage andadjustable frequency) to the generators during the start for optimum start performance.Unlike the air turbine engine starters in the traditional architecture that are not used while therespective engines are not running, the start converters will be used after the respective engine isstarted. The engine- and APU-start converters will function as the motor controller for cabinpressurization compressor motors.Normally, both generators on the APU and both generators on the engine are used for optimumstart performance. However, in case of a generator failure, the remaining generator may be usedfor engine starting but at a slower pace. For APU starting, only one generator is required.The power source for APU starting may be the airplane battery, a ground power source, or anengine-driven generator. The power source for engine starting may be the APU generators,engine-driven generators on the opposite side engine, or two forward 115 VAC ground powersources. The aft external power receptacles may be used for a faster start, if desired.


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Esquema EltricoUsado para treinamento de pessoal, para se entender o funcionamento geral de um sistema.No traz detalhes suficiente para a localizao de componentes e identificao de plugs e fiao.

Diagramas EltricosOs diagramas eltricos trazem detalhes suficientes para a localizao de componentes eidentificao de plugs e fios sem a qual seria impossvel a localizao de um problemaprincipalmente em aeronaves.

Codificao da FiaoUtilizada para que se possa localizar cada fio de acordo com o diagrama do sistema.

Os cdigos impressos em cada fio indicam sua localizao e o sistema a que pertencem.


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Contem smbolos, numerao da fiao e indicao de posicionamento que permite ao tcnicoentender o sistema, achar soluo para os problemas e encontrar cada ponto do diagrama noavio.


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APUAuxiliar Power UnityUnidade de Potncia Auxiliar.

Definio: A Unidade de Potncia Auxiliar um equipamento de bordo movido a combustvel (emgeral o mesmo da aeronave). Nos avies mais modernos um pequeno motor a reao em cujacaixa de acessrios so fixados componentes de auxilio como geradores e bombas.

Funo: Proporcionar energia eltrica ou pneumtica para a aeronave principalmente enquanto nosolo para a partida dos motores e ar condicionado. Utilizado tambm em voo dependendo doprojeto da aeronave e da necessidade.

Funcionamento: Motor a turbina, de pequeno porte movido a querosene (JET-A1), o mesmo doavio.

Onde usado: item opcional de alguns avies a jato demdio porte e mandatrio em avies degrande porte. Por causa do peso e do custo proibitivo em aeronaves de menor porte,mesmo que a jato.

Localizao:Em geral na parte traseira da fuselagem.

Energia:14V ou 28V DC 400A


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Muitas vezes localizado na parte traseira da aeronave por motivo de rudo e de direcionamento deseus gases de escape.

787 APU As in a traditional architecture, the APU in the no-bleed electrical architecture is mounted in

the airplane tail cone, but it provides only electrical power. Consequently, it is much simplerthan the APU for the traditional architecture because all of the components associated withthe pneumatic power delivery are eliminated. This should result in a significant improvementin APU reliability and required maintenance. Figure shows the APU for a 767-400 airplane,identifying the pneumatic portions that will be eliminated in a no-bleed electrical architecture.

Moreover, taking advantage of the variable frequency feature of the 787 electrical system,

the APU operates at a variable speed for improved performance. The operating speed isbased on the ambient temperature and will be within a 15 percent range of the nominalspeed.

Fabricante Limite deEGT Limites dePartida

Autitude Mxiam de UsolBleed and

EletricsBleed Only Eletrics Only

Garrett Maximo760C

2 s/ espera 10.000ft 17.000ft 35.000ft

Sudstreem Sem limite 1 ao 3 s/espera

10.000ft 17.000ft 37.000ft

Allied Signal Sem limite Sem limites 10.000ft 17.000ft 41.000ft


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GPUGroud Power UnityUnidade de Potncia de SoloFuno: Proporcionar energia eltrica para a aeronave no solo economizando as baterias para ouso de rdios, ar condicionado e principalmente para a partida dos motores.

A partida de alguns motores feita com ar comprimido. Neste caso as unidades de apoio de solotambm fornecem este item.

Tipos:1- Movidos por motor Combusto (diesel ou gasolina).2- Eltricos alimentados em geral por corrente trifsica. Em muitos aeroportos existem tomadasdisponveis para GPUs prximas aos T. Este modelo tambm muito usado dentro doshangares como apoio a manuteno.Sada: 14V ou 28V DC 400A


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MAIN FEATURES: Up to140KVA's, 400Hz A.C. Up to 2.500 A (peak) at 28,5V D.C. Digital display . Only one diesel engine. Tow tractor with 3.000 lbs draw-bar pull capacity.

Algumas Vantagens:1. Economia considervel nas baterias da aeronave.2. Partida mais eficiente j que a carga fornecida ao motor de partida constante.3. Reduo do custo operacional por causa do menor desgaste dos motores por provocar

partidas mais frias4. Pode fornecer energia para manter os sistemas de cabine em funcionamento por horas

5. Em algumas aeronaves, pode manter o ar condicionado em funcionamento para refrigerar aaeronave no solo.

Sistema Eletrico 2012

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