VI CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA VI NATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING 18 a 21 de agosto de 2010 – Campina Grande – Paraíba - Brasil August 18 – 21, 2010 – Campina Grande – Paraíba – Brazil SISTEMAS DE PARTIDA ELÉTRICA DE MOTORES AERONÁUTICOS EM CORRENTE ALTERNADA Lilian Gabriela Coelho Honorato, lilian.honorato@embraer.com.br 1 Ivan de Figueiredo Malizia, imalizia@embraer.com.br 1 Cairo Lúcio Nascimento Júnior, cairo@ita.br 2 Geraldo José Adabo, adabo@ita.br 2 1 Embraer, Av. Brigadeiro Faria Lima nº 2170, 12227-901 – São José dos Campos – SP 2 Instituto Tecnológico de Aeronáutica, Divisão de Engenharia Eletrônica, 12228-900 – São José dos Campos – SP Resumo: O trabalho desenvolvido neste artigo busca um melhor entendimento da tecnologia de partida elétrica de motores aeronáuticos em corrente alternada como alternativa interessante e mais eficiente que os arranque-geradores com escovas e os sistemas pneumáticos, além de possuir aderência natural à filosofia de um “avião mais elétrico”, More Electric Aircraft (MEA). Como base para os cálculos para o dimensionamento do sistema de partida elétrica sem escovas identificou-se as curvas de torque do arranque-gerador e do motor de propulsão, e, a relação da rotação das máquinas com o tempo de partida. O equacionamento proposto visou obter uma estimativa da energia que seria demandada pela fonte de energia elétrica; no caso, baterias. A partir da demanda de energia calculada, analisaram-se as opções de bateria disponíveis para o atendimento do sistema e, com isso, identificaram-se limitações das opções disponíveis para o atendimento da demanda dos aviões analisados, quatro aeronaves com categorias distintas de motor. Analogamente, encontraram-se limitações para futuros desenvolvimentos de baterias no que diz respeito ao peso. O resultado principal do trabalho estabeleceu a criticalidade do uso de baterias para a partida elétrica em corrente alternada de motores aeronáuticos de acordo com sua classe de tração. Palavras-chave: partida de motores aeronáuticos , partida elétrica de motores em corrente alternada , arranque- gerador sem escovas. 1. INTRODUÇÃO Diante de desafios de redução dos custos de operação e manutenção impostos pelas companhias aéreas à indústria aeronáutica, sistemas hidráulicos e pneumáticos perdem a cada dia mais espaço devido à complexidade envolvida, aspectos de segurança, volume, peso e custos associados à aquisição e manutenção, dentre outros. Dessa forma, analisar e explorar soluções de substituição de fontes de energia pneumática e hidráulica por eletricidade, desenvolvidas com a filosofia de um “avião mais elétrico”, More Electric Aircraft (MEA), proporcionará avanços significativos na concepção de futuros aviões. Neste contexto, surge a tecnologia de partida elétrica de motores de propulsão aeronáuticos em substituição à partida pneumática e da partida elétrica com escovas. Trata-se da conseqüência natural da remoção dos sistemas pneumáticos, até então utilizados para prover ar sob pressão destinado à partida, o que implica na queda de eficiência dos motores, e, das escovas, que oneram a manutenção dos sistemas de partida elétrica existentes. O principal objetivo do trabalho foi estabelecer um procedimento para dimensionar um sistema de partida elétrica que utiliza a máquina elétrica sem escovas e energia em corrente alternada (CA) alimentada por baterias através de conversores (Honorato, 2010). Esse dimensionamento visa obter o cálculo seja qual for a aeronave estudada, para que o estudo possa contribuir para a análise da utilização desta tecnologia em qualquer projeto. 2. REVISÃO DAS TECNOLOGIAS DE PARTIDA O método manual através da rotação das hélices foi a mais antiga e única forma de partida de motores dos primeiros aviões. Com o tempo, surgiram unidades auxiliares de potência, que compreendia um motor de tração que fornecia energia para o arranque inicial de motores a pistão aeronáuticos, posteriormente, engrenagens, e com isso, havia uma maior segurança de operação e uma partida realizada com o mínimo esforço necessário, mais adiante a partida elétrica