Como o A350 / 380 opera em geradores de frequência variável AC?

Não é específico para a aviação, mas para equipamentos elétricos em geral: AC com freqüência consistente é importante sempre que você transmite energia através de solenóides alimentados diretamente pela tensão da rede. Agora, tradicionalmente, isso incluía quase tudo, exceto dispositivos primitivos baseados em aquecimento resistivo (incluindo lâmpadas). Os motores obviamente precisam gerar campos eletromagnéticos alternados para empurrar seus rotores, e a maioria dos dispositivos eletrônicos não pode simplesmente operar com o suprimento fornecido, mas precisa de alguns níveis de voltagem específicos: a maneira mais simples de conseguir isso é um transformador. Em ambos os casos, a frequência de CA confiável é necessária se você quiser que ela funcione com eficiência.

Mas esses dispositivos eletromagnéticos têm seus problemas - eles são grandes / pesados (mais ou menos em 50/60 Hz do que em 400 Hz) e inflexíveis. Se você precisa mudar a velocidade de um motor AC, você precisa usar um modelo assíncrono que não tenha a precisão de um sistema síncrono, empregar técnicas ineficientes de redução ou até engrenagens mecânicas. Da mesma forma, alterar a tensão em um transformador LF (ou mantê-lo constante quando a entrada flutua) só é possível com toques de bobina difíceis de operar ou com desperdício de energia resistiva.

Nas últimas décadas, obtivemos circuitos de estado sólido de comutação de HF compactos, eficientes e compactos que podem resolver em grande parte todos esses problemas e não dependem de nenhuma entrada de CA fixa (nem de freqüência, nem de tensão). Ele basicamente usa sempre DC (primeiro retificando o AC, se necessário) e, em seguida, gera internamente CA de qualquer frequência que seja ideal para a aplicação. Isso permite acelerar rapidamente os motores a qualquer velocidade e precisão em graus, bem como alimentar componentes eletrônicos sensíveis com a tensão correta, sem perdas significativas ou sensibilidade de flutuação de entrada.

Então, quando nenhum dos consumidores realmente se importa com 400 Hz, você também pode permitir que essa frequência mude também, se isso significar que a energia necessária pode então ser gerada com mais eficiência.

De acordo com Sistemas de Aviônicos Civis , esse sistema é encontrado no Airbus A350 , O A380, o Boeing 787 e os novos jatos executivos. Mas apenas certos sistemas usam a frequência variável (VF) AC. Ou seja, motores, como nos sistemas de combustível e hidráulico. Eles são projetados para operar em velocidades diferentes com tolerâncias permitidas para os modos mais lentos de operação.

Em suma, os motores, aquecedores, etc., são projetados para operar com diferentes cargas de forma confiável.

No manual do 787, itens como visores e instrumentos de cockpit usam energia CC. Bombas de combustível CC, freios e ignitores também são usados no 787.

A razão para isso não ter sido implementado décadas atrás é que os motores não eram facilmente confiáveis, especialmente os motores DC. Outro motivo são os requisitos de refrigeração para os controladores de motor, no 787, por exemplo, o resfriamento líquido é usado. Relés de estado sólido substituíram a maioria dos disjuntores tradicionais, ativando a queda automática de carga. Uma razão para isso é limitar ainda mais o calor gerado.

Snippet do manual do 787.

O sistema de VF acima é de longe o mais leve e é menos complicado. Entre ele e o sistema IDG, havia a frequência constante de velocidade variável (VSCF) de curta duração usada no McDonnell Douglas MD-90. Em seus primeiros dias, mostrou-se problemático manter, mas acabou alcançando alta confiabilidade de despacho. Assim como no VF, os geradores do motor produziam VF, mas os conversores (uma invenção de meados dos anos 80) eram usados para produzir frequência constante. Abaixo está a colher de ar do MD-90 para o resfriamento deste sistema.

( airliners.net ) Air -scoop para resfriar o VSCF no MD-90.