Aviação: Unidades de Controle do Gerador (GCU)

Funções básicas de uma unidade de controle do gerador (GCU) 

A unidade de controle do gerador (GCU) é mais comumente encontrada em aeronaves de turbina. A GCU mais básica executa uma série de funções relacionadas à regulação, detecção e proteção do sistema de geração CC. 

Regulação de tensão 

A mais básica das funções da GCU é a de regulação de tensão. A regulação de qualquer tipo exige que a unidade de regulação tome uma amostra de uma saída e compare essa amostra com uma referência controlada. Se a amostra retirada estiver fora dos limites estabelecidos pela referência, então a unidade de regulação deve providenciar um ajuste à unidade geradora de saída para diminuir ou aumentar os níveis de saída. No caso da GCU, a tensão de saída de um gerador é detectada pela GCU e comparada com uma tensão de referência. Se houver alguma diferença entre os dois, o erro geralmente é amplificado e então enviado de volta para a parte de controle de excitação de campo do circuito. O controle de excitação de campo então faz ajustes de tensão/excitação no enrolamento de campo do gerador para trazer a tensão de saída de volta às tolerâncias de barramento exigidas.

Proteção contra sobretensão 

Assim como o recurso de regulação de tensão da GCU, o sistema de proteção contra sobretensão compara a tensão amostrada com a tensão de referência. A saída do circuito de proteção contra sobretensão é utilizada para abrir o relé que controla a saída para a excitação de campo. Esses tipos de falhas podem ocorrer por vários motivos. O mais comum, no entanto, é a falha do circuito de regulação de tensão na GCU. 

Operações do Gerador Paralelo 

O recurso de paralelismo da GCU permite que dois ou mais sistemas GCU/geradores trabalhem em um esforço compartilhado para fornecer corrente ao sistema elétrico da aeronave. Comparando as tensões entre o barramento do equalizador e a tensão do interpolo/compensador, e amplificando as diferenças realiza-se o controle deste sistema. A diferença é então enviada para o circuito de regulação de tensão, onde são feitos ajustes na saída de regulação. Esses ajustes continuam até que todos os barramentos estejam equalizados em seu compartilhamento de carga. 

Proteção contra sobreexcitação 

Quando uma GCU em um sistema em paralelo falha, pode ocorrer uma situação em que um dos geradores fica superexcitado e tenta transportar mais do que sua parte da carga, se não todas as cargas. Quando esta condição é detectada no barramento de equalização, o sistema de controle de geração com falha desliga recebendo um sinal de desexcitação. Este sinal é então transmitido para o circuito de sobretensão e, em seguida, abre o circuito de saída de excitação de campo.

Tensão Diferencial 

Quando a GCU permite que a saída lógica feche o contator da linha do gerador, a tensão do gerador deve estar dentro de uma tolerância próxima do barramento de carga. Se a saída não estiver dentro da tolerância especificada, o contator não poderá conectar o gerador ao barramento.  

Detecção de Corrente Reversa Se o gerador não for capaz de manter o nível de tensão necessário, ele eventualmente começará a consumir corrente em vez de fornecê-la. Neste caso, o gerador defeituoso é visto como uma carga para os demais geradores e precisará ser removido do barramento. Uma vez que o gerador está off-line, não é permitido reconectar ao barramento até que as falhas do gerador sejam eliminadas e o gerador seja capaz de fornecer corrente ao barramento. Na maioria dos casos, o circuito de tensão diferencial e o circuito de detecção de corrente reversa são o mesmo.

Detecção de Corrente Reversa 

Se o gerador for incapaz de manter o nível de tensão necessário, ele eventualmente começará a consumir corrente em vez de fornecê-la. Neste caso, o gerador defeituoso é visto como uma carga para os demais geradores e precisará ser removido do barramento. Uma vez que o gerador está off-line, não é permitido reconectar ao barramento até que as falhas do gerador sejam eliminadas e o gerador seja capaz de fornecer corrente ao barramento. Na maioria dos casos, o circuito de tensão diferencial e o circuito de detecção de corrente reversa são o mesmo.