Universidad Nacional de La Plata Electrotecnia y Sistema eléctrico de Aeronaves Sistema Eléctrico de Cessna 210 Alumnos Víctor García 63902/8 Christian Navarrete 62853/1 24 de febrero del 2017 Introducción. En la siguiente monografía se estudia el sistema eléctrico de una aeronave Cessna 210 A un avión de 5 plazas, es importante conocer respecto al sistema eléctrico de las aeronaves porque es una rama importante en la aeronáutica. Un sistema eléctrico es el recorrido de la electricidad a través de un conductor, desde la fuente de energía hasta su lugar de consumo. En este caso la fuente de energía es provisto por los alternadores ubicados en los motores. La energía eléctrica es necesaria para el funcionamiento de muchos sistemas e instrumentos del aeroplano: arranque del motor, radios, luces, instrumentos de navegación, y otros dispositivos que necesitan esta energía para su funcionamiento (bomba de combustible, en algunos casos accionamiento de flaps, subida o bajada del tren de aterrizaje, calefacción del pitot, avisador de pérdida, etc…) Objetivo. Descripción del funcionamiento y componentes del sistema eléctrico del Cessna 210 A. Conocer respecto a los sistemas eléctricos de aeronaves. Descripción Global del funcionamiento. El avión está equipado con un sistema eléctrico de corriente continua de 12 voltios. El sistema se alimenta de un amperímetro de 50 amperios movido por correa y de una batería de 12 voltios (Una sola), situada en el lado delantero izquierdo del mamparo cortafuegos. La corriente se suministra a la mayoría de circuitos eléctricos y a todos los circuitos de aviónica a través de la barra bus principal y la barra bus de aviónica, que están interconectadas a través de un interruptor de aviónica El bus principal lleva corriente cada vez que encendemos el interruptor principal, y no está afectado por el arranque o la utilización de una fuente de alimentación externa. La barra bus de aviónica lleva corriente siempre que ambos interruptores (Master y Aviónica) estén encendidos. En este tipo de aeronaves es importante que antes de encender o apagar el interruptor principal (Master), arrancar el motor o aplicar una fuente de alimentación externa, el interruptor de aviónica debe estar apagado para evitar cualquier daño ocasionado por el sobre voltaje de apertura o ruptura en los equipos de aviónica La batería de 12 voltios suministra la energía para el encendido de la aeronave en caso que el generador o alternador fallen. El generador o alternador es quien suministra la energía eléctrica durante el vuelo y mantiene cargada la batería controlada por un regulador de voltaje, también tenemos una fuente de energía externa (GPU) que es un equipo opcional que suple el encendido de la aeronave en tierra para no descargar la batería. El estárter o interruptor de encendido está conectado a un contactor que a su vez está conectado a la batería (que también tiene su propio contactor en función si se requiere de su uso) o también puede ser una unidad de suministro de energía en tierra (GPU), circuito de bloqueo por corto circuito que está conectado a tierra y a los magnetos, al amperímetro (instrumento que mide la corriente) en el circuito. Mediante la utilización de una fuente de energía que puede ser la batería o una GPU, una vez aplicado el interruptor (contactor) se comienza a suministrar energía al circuito, para luego pasar al alternador conectado a unidad de regulación, este último suministrara la energía a los diferentes componentes eléctricos de la aeronave situado en la barra primaria y la barra de aviónica. En la barra primaria nos encontramos con los siguientes sistemas Lista de Componentes EL INTERRUPTOR PRINCIPAL (MASTER): El interruptor principal (master) es del tipo balancín partido, etiquetado como MASTER, y se enciende pulsando arriba. La mitad derecha del interruptor, etiquetada BAT, controla toda la corriente eléctrica del avión. La mitad izquierda, etiquetada ALT, controla el alternador. Normalmente, ambos lados del interruptor se emplean simultáneamente; no obstante, el lado BAT se puede encender separadamente para comprobar los equipos mientras el avión está en tierra. Para comprobar en tierra los equipos de radio y/o aviónica también debe estar encendido el interruptor de aviónica. El lado ALT, cuando lo apagamos, desconecta el alternador del sistema eléctrico. De este modo todas las cargas eléctricas las absorbe la batería. El funcionamiento continuo con el interruptor ALT apagado reducirá la carga de la batería hasta el punto que desconectará la excitación del alternador haciendo imposible volver a conectar el alternador. EL INTERRUPTOR DE AVIÓNICA (AVIONICS): La corriente eléctrica del bus principal del avión que alimenta la barra bus de aviónica está controlada por un interruptor/breaker etiquetado como AVIONICS POWER. El interruptor está situado en el lado izquierdo del panel de control e interruptores, y se enciende pulsando hacia arriba. Con el interruptor apagado no llega corriente a los equipos de aviónica. El interruptor también funciona como breaker. Si se produce un malfuncionamiento eléctrico y se produce un cortocircuito, el interruptor de aviónica se mueve automáticamente a la posición OFF y se interrumpe el paso de corriente a los equipos de aviónica. SI esto sucede, debemos dejar que se enfríe el circuito durante unos 2 minutos antes de volver a encender el interruptor. SI volviese a saltar, no debemos volver a rearmar el interruptor. AMPERÍMETRO: El amperímetro, situado en el lado inferior izquierdo del panel de instrumentos, indica la cantidad de corriente, en amperios, con la que el alternador está cargando la batería o, por el contrario, con la que el sistema eléctrico del avión está descargando la batería. Cuando el motor está en marcha y el interruptor master está encendido, el amperímetro indica el régimen de carga de la batería. En el caso de que el alternador no funcione o que el consumo eléctrico exceda la salida del alternador, el amperímetro indica el régimen de descarga de la batería. UNIDAD DE CONTROL DEL ALTERNADOR Y LUZ DE AVISO DE BAJO VOLTAJE: El avión está equipado con una combinación de una unidad de control reguladora de alto-bajo voltaje y una luz de aviso roja, etiquetada con LOW VOLTAGE, en el lado izquierdo del panel de instrumentos debajo del amperímetro. En caso de que se produzca un sobre voltaje, la unidad de control del alternador desconecta automáticamente la corriente de excitación del alternador, lo que apaga el alternador. Entonces la corriente para el avión la suministrará la batería, indicando el amperímetro el régimen de descarga. Bajo estas condiciones, dependiendo de las cargas eléctricas, la luz de aviso de bajo voltaje se ilumina al caer el voltaje del sistema por debajo de lo normal. La unidad de control del alternador se puede restablecer apagando el interruptor principal (master) y volviéndolo a encender. Si la luz de aviso no se enciende, es que la carga normal del alternador se ha restablecido; si por el contrario, la luz se enciende de nuevo, significará que se ha producido un mal funcionamiento y debemos finalizar el vuelo lo más pronto posible. BREAKERS Y FUSIBLES: La mayoría de los circuitos eléctricos del avión están protegidos por breakers de los tipos “push-to-reset” montados en el lado izquierdo del panel de control e interruptores. No obstante, la salida del alternador está protegida por un breaker del tipo “pull-off”. El enchufe del encendedor está protegido por un breaker del tipo rearmado manual en la parte posterior del enchufe, y un fusible detrás del panel de instrumentos. La luz de mapa de los cuernos de mando (si está instalada) está protegida por un breaker etiquetado NAV LT y un fusible detrás del panel de instrumentos. Los circuitos eléctricos que no están protegidos por un breaker son el circuito de cierre del contactor de la batería (fuente externa), el circuito del reloj, y el circuito del grabador del horómetro. Estos circuitos están protegidos por fusibles montados junto a la batería. TOMA DE CORRIENTE DE SERVICIO EN TIERRA: Una toma de corriente de servicio en tierra instalada en el lado izquierdo del capó, junto a la batería, permite conectar una fuente externa de corriente para facilitar el arranque en días muy fríos y durante los trabajos de mantenimiento sobre equipos eléctricos y electrónicos de larga duración. Batería del avión. Por muy potente que sea una batería, su capacidad es notoriamente insuficiente para satisfacer la demanda de energía de los sistemas e instrumentos del avión, los cuales la descargarían rápidamente. Para paliar esta insuficiencia, los aviones están equipados con generadores o alternadores. Generador/Alternador del avión. Movidos por el giro del motor, proporcionan corriente eléctrica al sistema y mantienen la carga de la batería. Hay diferencias básicas entre generadores y alternadores. Con el motor a bajo régimen, muchos generadores no producen la suficiente energía para mantener el sistema eléctrico; por esta razón, con el motor poco revolucionado el sistema se nutre de la batería, que en poco tiempo puede quedar descargada. Un alternador en cambio, produce suficiente corriente y muy constante a distintos regímenes de revoluciones. Otras ventajas de los alternadores: son más ligeros de peso, menos caros de mantener y menos propensos a sufrir sobrecargas. El sistema eléctrico del avión se nutre pues de dos fuentes de energía: la batería y el generador/alternador. La batería se utiliza en exclusiva (salvo emergencias) para el arranque del motor; una vez puesto en marcha, es el alternador el que pasa a alimentar el sistema eléctrico. El voltaje de salida del generador/alternador es ligeramente superior al de la batería. Por ejemplo, una batería de 12 volts. suele estar alimentada por un generador/alternador de 14 volts. o una batería de 24 volts. se alimenta con un generador/alternador de 28 volts. Esta diferencia de voltaje mantiene la batería cargada, encargándose un regulador de controlar y estabilizar la salida del generador/alternador hacia la batería. Subsistemas de Corriente Continua - Batería de 12 V Solenoide de Bateria Ground Powe Unit Generador de Luz de prevención Luces de Aeronave Luces de Navegacion Luces Flasher Roting Beacon Luces de Cortesia Luces de Compas Radio Grabadora de vuelo - Unidad de aviso de bloqueo y marcha Tubo Pitot Luces de detección de cigarro Subsistemas de Corriente Alterna -Generador o Alternador Alternativas de Funcionamiento (Normal, Emergencia y Sobrecarga) El voltaje y la corriente son imitadas por un rele de control en la salida de l generador acuerdo la demanda de la batería este control del generador viene acompañado por el cambio de flujo de la corriente del generador, la máxima corriente es contralado por un relè que limita la corriente si la corriente de salida del generador se excede la corriente es limitada por el interruptor del rele reduciendo la salida por el campo del circuito similar con la salida del voltaje del generador. Cuando el generador no produce la cantidad energía necesaria para el sistema, es decir cuando el generador no esta funcionando en condiciones normales es necesario desconectar la batería del generador. Para evitar estas pérdidas del potencial de la batería, la porción de relé realiza un cortocircuito regulador desconectó la forma de la batería del circuito de inducido cuando la tensión de la carga entra en un nivel específico y las salidas de corriente fluyen en dirección de la unidad. El funcionamiento del regulador de volataje controla la salida del generador con respecto a ciertos niveles máximos preestablecidos, sin embargo el regulador debe estar informado de la condición de la batería para elimitar el cargador e impedir una carga excesiva. Esta información se suministra al regulador por la fuerza acumuladora-electromotriz de la batería en el regulador. La velocidad del cargador es derminada por el relé de limitación de voltaje.La carga mas alta de batería esta limitada por el voltaje de carga mas alto. Esto reduce la carga a medida que la batería se carga. La luz de advertencia del generador se proporciona para incitar cuando el generador no está cargando la batería. La luz está conectada eléctricamente a través de los contactos del relé de corte del regulador de voltaje cada vez que el contacto de corte está abierto, la luz medirá la diferencia de potencial entre la batería y la armadura del generador. Cuando el voltaje de la batería excede la salida del generador La luz se enciende. A medida que se incrementa la velocidad del generador, la diferencia pontencial a través de la luz disminuirá y la luz se volverá más tenue. Cuando el recorte realmente conecta la salida del generador a la batería, el circuito de luz se evita a través del regulador de voltaje y la luz se apagará.
