Sistemas de Generación Eléctrica en Aeronaves

021-09-03Pablo Asensio Martínez2026-03-243 min

Generación de AC

Las aeronaves grandes suelen requerir energía AC de Alto Voltaje (115/200V, 400Hz, trifásica).

  • Generadores AC Sin Escobillas: Usan un conjunto de imanes permanentes para la excitación inicial.
    • Generador Excitador: Montado en el mismo eje.
    • Generador de Imanes Permanentes (PMG): Se usa específicamente para la corriente de excitación inicial y para alimentar el control del generador.
  • Regulación de Voltaje: El Regulador de Voltaje controla el voltaje de salida (lo mantiene constante a cargas/velocidades variables) ajustando la corriente de excitación a las bobinas de campo.
    • Conectado en serie con la bobina de campo.
    • Si la carga eléctrica aumenta -> El voltaje cae -> El regulador aumenta la corriente de excitación -> El voltaje vuelve a la normalidad.

Unidad de Transmisión de Velocidad Constante (CSD) e IDG

Los generadores de AC deben girar a una velocidad constante para mantener una frecuencia (400Hz) constante, a pesar de las RPM variables del motor.

  • CSD (Constant Speed Drive): Unidad hidromecánica que convierte la velocidad variable del motor en velocidad constante del generador.
    • Supervisa/Ajusta: Frecuencia de Salida.
    • Tiene su propio sistema de aceite independiente para lubricación y refrigeración.
    • Fallos: Temperatura de aceite alta, presión de aceite baja.
  • IDG (Integrated Drive Generator): Combina el CSD y el Generador en una sola unidad.
    • Desconexión: En caso de fallo (por ejemplo, temperatura de aceite alta, presión baja), el piloto opera el interruptor de desconexión del IDG.
    • Consecuencia: El eje de transmisión se desconecta mecánicamente. El generador queda inutilizable por el resto del vuelo.
    • Rearme: SOLO puede ser reconectado en tierra por mantenimiento con el motor parado.

Frecuencia Variable (Frequency Wild)

  • Generadores Frequency Wild: Generadores donde la frecuencia varía con la velocidad del motor (sin CSD/IDG).
  • Aplicación: Solo adecuados para cargas resistivas (por ejemplo, esteras antihielo/calefactores) porque la inductancia/reactancia dependen de la frecuencia.

Generación y Conversión de DC

  • TRU (Transformer Rectifier Unit):
    • Combina un Transformador y un Rectificador.
    • Función: Convierte AC (115V) a DC (28V).
    • Se usa para alimentar buses DC y cargar baterías desde el suministro principal de AC.
    • A menudo incluye un circuito de suavizado/filtro para minimizar la fluctuación de salida.
  • Inversor:
    • Función: Convierte DC (28V) a AC (115V, 400Hz).
    • Inversor Estático: Dispositivo de estado sólido (sin partes móviles) usado para cargas AC esenciales si falla la AC principal.
  • Arrancador-Generador:
    • Combina funciones de motor de arranque y generador (común en motores de turbina).
    • Actúa como motor de arranque para acelerar el motor hasta una velocidad autosostenible.
    • Cambia para convertirse en un generador de DC una vez que el motor está en marcha.

Protección y Control

  • GCU (Generator Control Unit):
    • Verifica fallos (sobrevoltaje, sobreexcitación).
    • Controla el Disyuntor del Generador (GCB) y el Relé de Control de Excitación.
  • Sistema de Bus Dividido (Split Bus): Si falla un generador, los GCB/BTB (Bus Tie Breakers) se reconfiguran para asegurar que las cargas esenciales reciban energía.