Sistema de excitación en generadores CAT SR4: cómo funciona, qué componentes intervienen y cómo diagnosticar sus fallas
En un generador CAT SR4, el sistema de excitación es fundamental para producir y controlar el voltaje de salida. El diagrama muestra un sistema de excitación sin escobillas (brushless), en el que la energía necesaria para magnetizar el campo principal se genera mediante una excitatriz y posteriormente se rectifica mediante diodos giratorios.
Comprender este circuito permite diagnosticar problemas de bajo voltaje, ausencia de generación, inestabilidad de tensión, sobrecalentamiento y fallas de diodos.
1. L3 – Campo giratorio o Revolving Field
En el diagrama, L3 corresponde al campo giratorio principal del generador. Es el devanado que recibe corriente continua proveniente del puente rectificador.
Cuando circula corriente DC por L3, se establece el campo magnético del rotor. Al girar este campo dentro del estator principal, se induce tensión eléctrica en los devanados estacionarios del generador.
Por eso, una falla en L3 puede manifestarse como baja tensión, ausencia de generación o una generación considerablemente inferior a la nominal.
2. L2 – Armadura de la excitatriz
L2 es la armadura de la excitatriz y genera corriente alterna trifásica.
Durante el funcionamiento normal, el sistema de regulación controla la excitación de la excitatriz. Al aumentar o disminuir el campo de la excitatriz, cambia la tensión inducida en L2.
Esta corriente alterna no se conecta directamente al campo principal. Primero debe convertirse en corriente continua.
3. CRI-6 – Puente rectificador
El bloque CRI-6 contiene seis diodos rectificadores.
Su función es convertir la corriente alterna trifásica generada por L2 en corriente continua pulsante, adecuada para alimentar el campo principal L3.
Los seis diodos trabajan en conjunto formando un rectificador trifásico de onda completa.
Una característica importante del sistema SR4 es que estos componentes forman parte del conjunto giratorio. Por ello, una falla puede requerir inspección directamente sobre el conjunto rectificador rotativo.
4. CR7 y CR8 – Protección contra sobretensiones
El esquema identifica CR7 y CR8 como elementos de supresión de sobretensiones.
Su función es limitar los picos transitorios de tensión que pueden aparecer durante determinadas condiciones de operación, desconexiones o perturbaciones eléctricas.
Una falla en estos elementos puede comprometer la protección de los devanados y semiconductores del sistema de excitación.
¿Qué ocurre durante el funcionamiento normal?
El proceso puede resumirse así:
Regulación de excitación → excitatriz → L2 AC trifásica → CRI-6 → corriente DC → L3 → campo magnético principal → generación de tensión.
Por tanto, aunque el generador tenga un motor diésel funcionando perfectamente a 1800 rpm, una falla en la excitación puede impedir que el alternador produzca el voltaje correcto.
Fallas comunes y puntos de diagnóstico
1. Generador con bajo voltaje
Posibles causas:
Diodo del CRI-6 deteriorado.
Problemas en L2.
Problemas en L3.
Conexiones defectuosas.
Problemas en el sistema de regulación.
Solución: realizar mediciones sistemáticas de resistencia, aislamiento, tensión AC de excitatriz y tensión DC del campo, siguiendo las especificaciones correspondientes al modelo.
2. Generador sin salida de tensión
Una causa posible es un circuito abierto en el campo, un problema en la excitatriz o un diodo abierto dentro del puente rectificador.
Solución: comprobar continuidad de los devanados y verificar individualmente los diodos del conjunto rectificador.
3. Tensión inestable o comportamiento anormal
Debe investigarse el sistema de regulación, conexiones, devanados de excitación y posibles elementos de protección deteriorados.
4. Diodos rectificadores quemados
Puede existir sobretemperatura, sobretensión, conexiones deficientes o un problema asociado con los devanados.
No basta con cambiar el diodo: es necesario encontrar por qué falló.
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