Los generadores eléctricos son máquinas muy útiles en caso de una eventual falla en el suministro habitual de energía eléctrica. Por supuesto, en el mercado hay una innumerable cantidad de modelos, que varían en cuanto a sus especificaciones técnicas. Pero todos tienen un componente en común: un alternador. Nuestros modelos, por ejemplo, cuentan con alternadores Stamford.
Y es que sin este componente, sin alternadores, un generador eléctrico no sería más que un motor que se mueve sin ir a ningún lado. Los generadores son, por decirlo así, el elemento fundamental que le permite a un generador eléctrico desempeñar su función de forma eficiente, es decir, proveer energía eléctrica segura y confiable.
Es por esto que a continuación daremos un vistazo a los alternadores. Indagaremos su funcionamiento, sus partes, así como el principio físico mediante el cual llegan a generar energía eléctrica. Nos preguntaremos, por supuesto, por qué en materia de generadores es conveniente contar con un alternador Stamford. Veremos cuál es su historia y cuáles son las ventajas que supone contar con un alternador Stamford.
En pocas palabras, los alternadores son máquinas capaces de transformar la energía mecánica en energía eléctrica aprovechable. Esta tarea es por la cual se les considera el componente fundamental de todo generador eléctrico. Estos transforman la potencia mecánica que les proporciona un motor (que puede ser impulsado por gasolina, gas o diésel) en una potencia eléctrica, en forma de corriente alterna.
Su historia se remonta al siglo XIX, cuando Faraday, el físico que postuló la ley que más adelante expondremos en detalle, diseñó el disco de Faraday. Esta invención consistía en un disco de cobre que se movía de forma rotacional entre los extremos de un imán con forma de herradura.
Faraday notó que el magnetismo tenía que ver con la generación de la electricidad: se estaba dando lugar al fenómeno de la inducción electromagnética y, con ello, se iniciaba el electromagnetismo.
La inducción electromagnética es el fenómeno mediante el cual se induce una corriente eléctrica a través de un cambio en el campo magnético. Básicamente, este fenómeno consiste en el arrastre de los electrones libres en un material conductor, que son “arrastrados” por las fuerzas magnéticas en movimiento.
Cuando Faraday notó que se producía una corriente eléctrica como consecuencia del movimiento de un campo magnético, intentó explicar el fenómeno. De este modo, terminó formulando la siguiente ley: hay una relación de proporcionalidad entre la velocidad del movimiento de un campo magnético y la tensión inducida por éste en un material conductor.
Teniendo en cuenta en qué consiste el fenómeno de la inducción electromagnética, resulta sencillo comprender cómo funciona un alternador, pues éste es la aplicación de tal fenómeno. Se dijo que el movimiento de un campo magnético “arrastra” los electrones libres de un material.
De modo que, en la práctica, un alternador debe contar con dos partes imprescindibles: el rotor y el estator. ¿Por qué? Porque un componente suyo debe generar el campo magnético en movimiento (el rotor, o inductor móvil); y otro componente debe fungir como material cuyos electrones son arrastrados (el estator, o inducido fijo).
El rotor cuenta con un número de polos magnéticos en su interior. Siempre son números pares. Usualmente son cuatro. Estos son los responsables del campo magnético. ¿Y cómo se mueve tal campo? De esto es responsable el motor, que gira a más de 1800rpm, y proporciona esa energía mecánica que será transformada.
Dentro del estator, cuyas paredes están compuestas por un embobinado de materiales conductores (usualmente cobre), se mueve el rotor. En muy importante que exista un espacio vacío entre el rotor y el estator, a fin de que la energía mecánica se convierta en energía eléctrica del modo más eficiente posible.
Los alternadores Stamford son producidos desde 1904. Son casi 120 años en los que Cummins Generator Technologies, empresa que actualmente los fabrica a nivel mundial, ha diseñado, producido y manufacturado cientos de miles de alternadores.
Están especializados en la producción de alternadores para sistemas de generación eléctrica. Con un embobinado robusto, la enorme potencia que eso implica, pueden gestionar más de 60KW. Sin embargo, la lista de ventajas que ofrece es copiosa.
Este sistema es tan sencillo como efectivo. Funciona aplicando la ley de Faraday. ¿Cómo? Sabemos que entre mayor velocidad angular del movimiento de un campo magnético alrededor de un material conductor, los electrones libres de éste se estimulan más; en otras palabras, hay una tensión inducida mayor.
El sistema AVR interviene directamente en dicha velocidad angular. Es decir, reduce o aumenta la cantidad de rpm del motor, lo que significa un aumento o una disminución de la corriente que, finalmente, entrega el generador eléctrico según las demandas energéticas que se le presenten.
Este sistema, aunque no es el más eficiente en generadores de baja potencia, es muy funcional y confiable en generadores diésel de gran potencia. La regulación del voltaje tiene un valor del ±0.5%. Esto significa que los picos de energía no son una preocupación aun cuando se ofrezca una potencia de más de 60KW.
A comparación con un aislamiento clase F o un clase B, los clase H resultan más eficientes y rentables para las máquinas rotativas, como los generadores eléctricos. ¿Pero qué ventajas reporta un aislamiento clase H? La principal incidencia de este tipo de aislamiento se evidencia en la larga vida útil de la máquina: se estima que unas 20.000 horas más.
Un alternador que cuente con un sistema de aislamiento clase H puede funcionar a temperaturas extremas, cercanas a los 180°C. A su vez, le permitirá al generador una potencia 9% mayor que otro generador con una clase de aislamiento diferente.
Los alternadores Stamford son mundialmente conocidos por la gran variedad de modelos que se encuentran en el mercado. La corriente que se genera es suficiente para cubrir la demanda que puede ir desde los 7.5 hasta los 500 KvA. O en términos de potencia, los modelos Stamford ofrecen potencias que van desde los 6KW hasta los 140KW.
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