El equipo eléctrico de una aeronave se divide en cinco sistemas

1. Sistema generador de corriente
a. Continua 28 VDC
b. Alterna 115/200 VAC a 400 Hz
2. Sistema de tratamiento de la generación eléctrica.
3. Sistema de distribución.
4. Sistema de indicación.
5. Sistema consumidor

• Sistema generador de corriente
Debe ser capaz de generar hasta el doble de la potencia necesaria para todos los equipos del avión.
En aviones ligeros predomina la corriente continua, por lo que disponen de 2 baterías y un solo alternador, en aviones pesados se da preponderancia a la corriente alterna.

2. Sistema de tratamiento de la generación eléctrica.

La corriente obtenida por los alternadores, requiere una frecuencia constante para esto se usa la CSD (Constant Speed Driver), la cual actualmente se puede encontrar integrado en el alternador, este conjunto recibe el nombre de IDG (Integrated Drive Generator).

La corriente continua se obtiene del sistema de alterna a través de unos transformadores rectificadores.
En aviones pequeños la corriente continua se genera a partir de los dinamos y la alterna se genera gracias a los inversores.

3. Sistema de distribución.

Se da por los cables de distribución, relés solenoides, las barras, etc. Las barras se dividen en:
Barras independientes
Barra común
Barras de emergencia

4. Sistema de indicación.

Lo conforman el conjunto de equipos que realizan lasfunciones de detección e indicación, por ejemplo los voltímetros, amperímetros, frecuencímetros , etc.

5. Sistema consumidor.

Se divide en

a) Equipos y elementos eléctricos receptores.

b) Equipos electrónicos: Navegación y comunicaciones




Sistemas eléctricos de
regulación.

Se requiere que la corriente sea lo más uniforme posible, que se regule tanto la frecuencia como la tensión y la intensidad.

Para esto existe el regulador de tensión y el regulador de frecuencia



Regulador de tensión.

Controla la estabilidad y amortigua
las variaciones de voltaje eléctrico a la salida del generador. Varía la corriente de campo dependiendo de las RPM y la demanda del sistema.

Regulador eléctrico de tensión
La tensión proporcionada AC o DC depende de los siguientes factores
a–s Demanda de intensidad
a–s FEM

Regulador eléctrico de tensión
Los reguladores de voltaje más usados son:

Discos de carbón
Electrónico
Contacto vibrante

Regulador de tensión de
discos de carbón
La tensión de salida del generador
depende del número de RPM, lo que
se busca con el regulador de tensión es una salida constante.
Curvas de V antes y después de regular
Regulador de discos de tensión y bobina Reguladora
Esquema eléctrico







Regulador eléctrico de frecuencia

La frecuencia es un parámetro que en la mayoría de las aplicaciones requiere estabilidad, un valor predeterminado para las aeronaves es de 400 Hz. Existen dos métodos
para generar estabilidad que son:a–s Método anterior al generador
a–s Método posterior al generador


Control de la frecuencia con actuación posterior al alternador

Unidad de velocidad de arrastre constante CSD
Existen dos técnicas que son la magnética y la hidráulica.

Esquema del principio de funcionamiento de la CSD

Explicación del diferencial

Sistema hidráulico, mecánico y de control de la CSD




GENERADOR CON UNIDAD DE ARRASTRE INTEGRADA “IDG”

Formado por un generador y una unidad de velocidad constante, introducidos dentro de un solo dispositivo. Ayuda a disminuir las vibraciones.



Fuente de alimentación por
convertidor electrónico
(ECEPS)

Regula la frecuencia del alternador sin necesidad de un sistema regulador de velocidad , convirtiéndolo en un VSCF (Variable speed constant frequency).

La salida trifásica del alternador pasa a un rectificador de onda completa que pone la tensión continua, regulada y filtrada. Luego pasa a los puentes convertidores compuestos por tiristores que transforman las señales en ondas cuadradas.

Las doce señales tratadas pasan a un transformador que suma las señales y salen tres señales sinusoidales desfasadas 120°.

Los puentes tiristores se alimentan de los circuitos lógicos que regulan el tiempo para que la salida de 400Hz sea precisa, estos se alimentan del PERMANENT MAGNET GENERATOR

Esquema


CICLOCONVERTIDOR

Sistema de regulación de frecuencia que se utiliza en generadores PMG polifásicos de velocidad alta y variable.El conjunto constituye un alternador del tipo VSCF.





Formado por un rotor y un estator, el estator está formado por bobinados que configuran un número de fases. Un alternador polifásico genera en cada devanado una onda sinusoidal, se requiere una frecuencia en cada fase de 800Hz y las señales se separan entre sí 40°, estas señales luego se componen en señales de 400Hz separadas 120° .




Para extraer las ondas se instalan tres puentes de tiristores para cada una de las fases y un circuito electrónico de control que dispara las puertas de los SCR, de acuerdo con la señal de tensión a la salida.

Las ondas son filtradas, luego se instala una derivación que extrae una muestra de las señales de las tres fases y la manda al circuito electrónico de control que controla las puertas.

Cicloconvertidor




Rectificador-inversor

Se usa en los alternadores PMG y está formado por dos grandes bloques, uno rectificador y otro inversor.

Rectificador-inversor

Inicialmente la corriente alterna trifásica se convierte en continua, en la segunda etapa se realiza la función inversa y se convierte a través de los tiristores en alterna, como los tiristores crean armónicos, entonces se crea un filtro eléctrico que eliminan los armónicos
Esquema

Por último se crea un circuito de vigilancia y control. A la salida del filtro se toma una muestra de la señal obtenida y se rectifica.
El resultado alimenta un circuito electrónico que controla la apertura y cierre de lostiristores del inversor y los semiconductores del rectificador.

En este punto ya se logra regular la Frecuencia y la tensión de salida del conjunto.
Esquema


Sistemas eléctricos de control
Todos los generadores emplean un relé de corriente inversa entre el terminal de salida del generador y la barra de distribución, con el propósito de evitar la descarga de la batería a través del generador.
Disyuntor de corriente inversa
Relé de conexión y corte de corriente
inversa



Unidad de control del generador. GCU
Hay una por motor y se divide en
a–sSubconjunto de regulación: Regula la tensión, frecuencia, intensidad y el paralelismo.
a–sSubconjunto de control: Aísla la rama de potencia del circuito si se requiere.

a–sSubconjunto de protección: Protege al sistema en caso de variaciones en tensión, frecuencia, intensidad de excitación y corriente generada.
a–sSubconjunto de señalización y registro de fallo:
Avisa a la tripulación de posibles fallos del sistema generador y los registra en memoria.
Esquema del GCU




Unidad de control de barras (BCU

§ Controla la conexión y desconexión de una fuente a la barra
§ Detecta las barras que no tienen tensión.
§ Coordina la operación de barras con fuentes diferentes
§ Impide a una segunda fuente alimentar a una barra que ya está energizada

Unidad de control de barras (BCU

§ Controla el relé de cruce de corriente alterna
§ Establece un orden de prioridades en la alimentación de varias fuentes a las barras.