Fundamentos y Aplicaciones de Generadores Eléctricos y Grupos Electrógenos

Introducción a Máquinas Eléctricas Rotativas

A continuación, se presentan algunas aplicaciones y desventajas generales asociadas a ciertos sistemas o máquinas eléctricas rotativas:

Aplicaciones Comunes

• Grupo de bombeo
• Ventiladores
• Elevadores

Desventajas Potenciales

• Alto nivel de energía (consumo o generación, dependiendo del contexto)
• Vida útil (puede ser limitada en ciertos componentes)
• Alto costo en mantenimiento
• Ruido

El Generador Eléctrico

Definición y Principio de Funcionamiento

Un generador eléctrico es un dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Emplean un campo magnético para generar un movimiento de electrones y producir así esta energía.

Básicamente, un generador de corriente está constituido por un imán fijo y por una espira que se coloca entre los polos de dicho imán. La conexión de la espira con el circuito que va a alimentar se realiza por medio de escobillas, que hacen contacto con anillos ligados a los extremos de la espira.

Funciones Principales

• Suministrar energía eléctrica a zonas alejadas o a equipos y máquinas aisladas y/o carentes de electrificación (por ejemplo, plantas o fábricas).
• Actuar como equipos auxiliares y/o de emergencia.

Tipos de Generadores Eléctricos (Alternadores)

Dentro de los generadores eléctricos, los alternadores son un tipo común que produce corriente alterna. Se clasifican en:

Alternadores Síncronos

Se utilizan para la producción de corriente alterna a voltajes como 125 V, 220 V o superiores, con potencias que van desde los 2 kW en adelante. Se caracterizan por ser generadores lentos, pesados y muy sólidos, que requieren poco mantenimiento. En su eje llevan acoplada una dinamo, cuya corriente se utiliza para activar la bobina inductora del alternador.

Alternadores Asíncronos

Los motores trifásicos de inducción pueden ser utilizados como generadores mediante el acoplamiento de un grupo trifásico de condensadores. Las principales ventajas de este tipo de generador son la ausencia de escobillas y su gran robustez, lo que se traduce en un bajo índice de averías. Su simplicidad de funcionamiento y bajo coste los hacen ideales en instalaciones de cierta importancia, por ejemplo, para cargar baterías de 110 o 220 V.

Alternadores Lentos

A partir de un motor trifásico de rotor bobinado, es posible construir un alternador autoexcitado lento. Esto se logra cambiando el bobinado del rotor sin modificar el del estator. El nuevo bobinado debe formar la misma cantidad de polos que tenía el motor originalmente. El bobinado se construye de forma que vaya todo en serie, y el consumo de excitación sea pequeño, lo que permite conseguir un alternador de autoexcitación lento.

Alternadores de Imanes Permanentes

Estos alternadores tienen imanes permanentes en su rotor, lo que los convierte en generadores sin escobillas ni bobinas inductoras, y por ende, con muy pocas averías. Sin embargo, no es posible regular el campo magnético creado por los imanes, lo que limita sus intensidades de salida a un valor que no se puede sobrepasar, a menos que se les acoplen condensadores.

El Grupo Electrógeno

Definición

Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador eléctrico a través de un motor de combustión interna.

Casos de Uso

¿Cuándo se utiliza un grupo electrógeno? Generalmente, se emplean en tres situaciones principales:

• Cuando hay un déficit de generación de energía eléctrica.
• Cuando son frecuentes los cortes de luz.
• En lugares con alta densidad de personas, como hospitales, centros comerciales, restaurantes, etc., donde la continuidad del suministro es crítica.

Propósito

¿Para qué se usa un grupo electrógeno? Su uso más común es para generar electricidad en lugares donde no hay suministro eléctrico de red, como zonas rurales, o en sitios donde la energía eléctrica de red es insuficiente y se necesita una fuente alterna para abastecerse.

Partes de un Grupo Electrógeno

Las componentes principales de un grupo electrógeno son:

• Alternador: Es capaz de generar corriente alterna con una frecuencia fija.
• Motor: Es la fuente de energía mecánica que hace girar al alternador para generar electricidad. Existen dos tipos principales: motores de gasolina y motores diésel. Generalmente, los motores diésel son los más utilizados en los grupos electrógenos por ser más eficientes y económicos a largo plazo.
• Sistema de Regulación del Motor
• Sistema de Refrigeración
• Depósito de Combustible y Bancada
• Aislamiento de la Vibración
• Sistema de Control
• Interruptor Automático de Salida: Su función es proteger al alternador.