A corrente produzida na armadura de um alternador CC é uma corrente alternada trifásica, como mostrado na Figura.
Para usar essa energia em um sistema de pequena aeronave, é necessário convertê-la em corrente contínua.
Isso é possível com um retificador de onda completa trifásico.
Um retificador para corrente alternada trifásica é composto de seis diodos.
A Figura mostra um diagrama esquemático de um estator em delta com um retificador de onda completa trifásico.
As setas do símbolo do diodo apontam na direção contrária do fluxo de elétrons real.
Sob o sistema convencional (fluxo de corrente do positivo para o negativo), as setas apontariam na direção do fluxo.
Nos diagramas da Figura (a), vemos como a corrente produzida em cada fase do estator é retificada.
Enquanto a armadura gira, as três tensões separadas produzidas por cada fase se sobrepõem, como vemos na Figura (b).
Depois que a corrente é retificada, as curvas de tensão permanecem sobrepostas; contudo, como o estator é conectado por fios em paralelo, apenas a tensão mais forte alcança os terminais de saída do alternador.
Como ilustrado na Figura (b), a tensão efetiva é uma média dos valores de tensão acima da intersecção das curvas de tensão individuais.
A tensão efetiva é igual à tensão de saída nominal do alternador.
Esse valor tem média de cerca de 14 V para um sistema de bateria de 12 V e de 28 V para um sistema de bateria de 24 V.
Os valores de tensão flutuante CC na verdade variam entre aproximadamente 13,8 V a 14,2 V ou de 23,8 V a 24,2 V.
Contudo, a tensão flutuante CC muda de valor tão rapidamente e em tão pouco que, na prática, a tensão do sistema elétrico da aeronave é considerada como igual à tensão efetiva do alternador.
A Figura seguinte mostra um circuito de energia elétrica típico.
Como o retificador é montado na tampa da extremidade do alternador, os terminais de saída do alternador são marcados para corrente contínua.
A Figura mostra o alternador típico de uma pequena aeronave.
Esse alternador é acionado por engrenagens e tem saída de 28 V, com rendimento máximo de 120 A.
O tipo específico de alternador que será usado no sistema de uma aeronave pode ser determinado a partir do catálogo de peças do fabricante da aeronave ou do catálogo preparado pelo fabricante do alternador.
Em comparação com um gerador, o alternador é um dispositivo comparativamente simples, projetado para fornecer muitas horas de serviço sem maiores problemas.
Os componentes principais são o estator trifásico (enrolamentos da armadura), o rotor (enrolamentos de campo) e o conjunto do retificador (os diodos).
O enrolamento de campo giratório cria o campo eletromagnético, usado para excitar os enrolamentos do estator.
Um conjunto de escovas e um de anéis deslizantes é usado para transferir a corrente para o campo giratório.
Como a bobina de campo exige uma corrente relativamente baixa (cerca de 4 A, no máximo) para alimentar o eletroímã, as escovas são menores e mais duradouras do que aquelas usadas em geradores CC.
O conjunto de escovas de um gerador CC muitas vezes conduz mais de 50 A.
A armadura estacionária recebe uma tensão induzida, conectada ao conjunto do retificador.
O retificador é composto de seis diodos conectados para formar o retificador de onda completa trifásico.
O alternador típico para pequenas aeronaves tem um rotor com 8 ou 12 polos, espaçados alternadamente com polaridade norte e sul, como vemos na Figura abaixo.
Isso cria o campo giratório dentro do estator.
A força do campo giratório é controlada pela quantidade de corrente que flui no enrolamento do rotor.
Essa corrente de campo é governada pelo sistema regulador de tensão.
A saída do estator é aplicada a um retificador de onda completa composto de seis diodos montados dentro da carcaça do alternador.
A saída do alternador é, logo, uma corrente contínua fornecida ao sistema de energia elétrica da aeronave.
Os alternadores de pequenas aeronaves podem ser acionadas por uma correia e polias, ou então acionados por engrenagens e flangeados no motor.
No segundo caso, o fabricante do motor deve fornecer a montagem correta e comando da engrenagem corretos para o alternador.
A Figura mostra um alternador CC acionado por correia típico instalado no motor de uma pequena aeronave.
O alternador é montado imediatamente atrás do volante do motor, no lado inferior direito do motor, e a correia de acionamento foi removida.
Este é um local comum para os alternadores acionados por correia; as unidades acionadas por engrenagens são instaladas na traseira do motor e acopladas diretamente à caixa de engrenagem.
A Figura abaixo mostra uma vista expandida dos componentes internos de um alternador CC.
Consulte essa figura durante as discussões subsequentes sobre componentes de alternadores CC.
A polia acionadora e a ventoinha de arrefecimento (extrema direita) são um conjunto usado para conectar o rotor do alternador ao volante do motor através de uma correia de acionamento.
É assim que a energia mecânica entra no alternador.
O conjunto polia/ventoinha é acoplado diretamente ao rotor do alternador.
A tampa da extremidade de acionamento é projetada para dar estrutura para o alternador e contém uma pista de rolamento, espaçadores e retentores de lubrificação, quando necessário.
A tampa da extremidade de acionamento se aparafusa à tampa da extremidade do diodo (lado esquerdo); depois de montadas, as duas tampas de extremidade criam uma carcaça completa para o alternador.
O rotor do alternador é composto de um conjunto de bobina de campo e sapata polar montado sobre o eixo do rotor.
As sapatas polares são feitas de aço e direcionam o campo de fluxo magnético próximo ao enrolamento da armadura, o que ajuda a melhorar as eficiências do alternador.
Um mancal de esferas é instalado no eixo e apoia o rotor dentro da tampa da extremidade de acionamento; os anéis deslizantes ficam no lado esquerdo do rotor.
Os anéis deslizantes são os contatos elétricos para a bobina de campo do alternador.
O conjunto de escovas é usado para transferir a corrente do campo para o rotor através dos anéis deslizantes.
As escovas são projetadas para correr sobre os dois anéis deslizantes; uma é a escova positiva, a outra é a escova negativa.
O conjunto de escovas é estacionário e se conecta ao circuito elétrico da aeronave; a escova positiva recebe tensão/corrente da unidade de controle do alternador (ACU).
A escova negativa é conectada à massa.
A bobina da armadura e o conjunto do núcleo de aço do alternador são projetados de modo que o rotor gira no centro do conjunto.
Com a bobina do campo energizada, enquanto o rotor gira dentro da armadura, o processo de indução eletromagnética faz com que a tensão/corrente seja induzida nas bobinas da armadura.
A saída da armadura é uma corrente alternada e deve ser retificada em uma corrente contínua; logo, a armadura é conectada ao conjunto de diodos.
O conjunto de diodos é composto de seis diodos: três positivos, três negativos.
Os diodos positivos e negativos devem ser isolados uns dos outros.
Todos os seis diodos são montados em um dissipador de calor que ajuda a dissipar o calor gerado pelo processo de retificação.
Esse dissipador de calor contém diversas aletas de alumínio para auxiliar o processo de arrefecimento.
Quatro parafusos de fenda unem as duas tampas de extremidade; é preciso usar um arame de freno para prender os parafusos de fenda após a montagem do alternador.