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Generating Insight: entender el impacto que tiene el diseño del alternador en el medioambiente

La globalización y los avances en el transporte y la logística nos ha habilitado para abordar la demanda cada vez mayor inaugurando plantas de energía temporales que usan grupos electrógenos impulsados por motores recíprocos; esto también ha significado que los grupos electrógenos se estén utilizando en condiciones ambientales más duras. Por lo tanto, es fundamental para nosotros comprender el impacto de estas condiciones ambientales en el alternador y diseñar los mecanismos de protección adecuados.

Condiciones ambientales que afectan el rendimiento de un alternador: el lugar del mundo donde está instalado el alternador (geografía) y el tipo de aplicación (minería, marina, petróleo y gas) afectan el tipo de condiciones ambientales a las que está expuesto el alternador. La figura 1 muestra las temperaturas en diferentes partes del mundo.

I. Polvo/arena

La contaminación del bobinado y el aislamiento por el polvo puede provocar el deterioro del sistema de aislamiento del bobinado y puede afectar negativamente la vida útil del aislamiento. Combinado con vientos moderados a fuertes, el polvo/arena podría erosionar el aislamiento del bobinado y provocar una falla prematura de los bobinados o una reducción de la capacidad térmica de los bobinados como mínimo. Además, el polvo/arena podría bloquear el flujo de aire y provocar temperaturas elevadas en los bobinados del alternador.

II. Agua/alta humedad

El agua o la alta humedad en el aire reducen la resistencia del aislamiento de los bobinados y disminuyen la vida útil del sistema de aislamiento. El agua/la humedad elevada también pueden entrar en las conexiones utilizadas en los circuitos electrónicos y dañarlas. El agua salada/vapor de agua es un conductor y podría provocar una avería acelerada del sistema de aislamiento.

III. Temperatura ambiente

El incremento de temperatura en el alternador es muy sensible a la temperatura del aire que entra en la máquina. Una temperatura ambiente más alta significa un estrés térmico más alto que conduce a la degradación del aislamiento del bobinado (y una vida útil del alternador reducida) debido a la alta temperatura en los bobinados. Por lo tanto, es muy importante asegurarse de que se controle la temperatura ambiente o que se seleccione el alternador/la clasificación correcta para la temperatura ambiente.

IV. Altitud

El aire en altitudes más altas tiene una resistencia de ruptura eléctrica menor al voltaje y las máquinas eléctricas, por lo tanto, requieren capacidades de aislamiento mejoradas para evitar rupturas. Las distancias de espacio libre también deberán tenerse en cuenta en función de la altitud. Además, se requiere una reducción en función de la altitud para anular los efectos del enfriamiento reducido causado por el aire más delgado.

V. Sal
La presencia de sal puede provocar la corrosión de las piezas eléctricas, como el rectificador y los bobinados. Esto puede resultar en una degradación de la resistencia de aislamiento y un aumento de la resistencia de contacto. La sal también corroe los componentes metálicos como los cojinetes, limitando el eje la resistencia mecánica y la capacidad. La figura 2 muestra la imagen de un excitador de una máquina expuesta a niebla salina. Los efectos corrosivos de la sal se ven claramente.

VI. Otros factores

Las vibraciones/golpes o los productos químicos también podrían tener un impacto negativo significativo en el rendimiento y la vida útil del alternador y dependen del tipo de aplicación, por ejemplo: - alternadores utilizados en minería, industria química de reserva.

¿Cómo se protegen normalmente los alternadores de las condiciones ambientales?

1) Carcasas IP e IC: - IP se refiere a la protección de ingreso e IC se refiere a la disposición del circuito de enfriamiento que se usa en el alternador de acuerdo con IEC 60034-5 e IEC 60034-6 respectivamente. La protección de ingreso o IP es una parte fundamental del diseño del alternador y se utiliza para proteger el alternador de la entrada de polvo/partículas sólidas y agua. La protección de ingreso o la capacidad de IP del alternador se puede utilizar para proteger el alternador de condiciones ambientales severas como productos químicos, sal, polvo, humedad, etc. "La figura 3 muestra una imagen de la configuración IP 44 ofrecida por Cummins Generator Technologies en algunos diseños de sus productos.

2) Barniz / impregnación / revestimiento en el bobinado y/o componentes metálicos del alternador: como alternativa, el fabricante puede recomendar la aplicación de una capa / barniz / impregnación adicional para proteger los bobinados y los componentes metálicos de condiciones ambientales como sal, humedad, polvo y productos químicos.

Cummins Generator Technologies ha participado en una variedad de actividades para comprender estos usos y desarrollar criterios clave que permitan la selección de los alternadores adecuados para estas aplicaciones exigentes. Nuestro equipo de ingenieros experimentados trabaja con nuestros clientes para desarrollar soluciones de productos que se enfocan en requisitos de condiciones de aplicación específicas.