Estructura Básica de un Generador Diésel

La estructura básica de un generador diésel consiste en un motor diésel y un generador eléctrico. El motor diésel proporciona la potencia para impulsar el generador y producir electricidad.

Primero, la estructura básica del motor diésel: Está compuesto por cilindros, pistones, culatas, válvulas de admisión, válvulas de escape, bulones del pistón, bielas, cigüeñales, cojinetes y volantes de inercia, entre otros componentes. Los motores diésel de los generadores suelen ser de uno o varios cilindros y de cuatro tiempos. A continuación, explicaré solo el principio básico de funcionamiento de un motor diésel monocilíndrico de cuatro tiempos.

El motor diésel se pone en marcha mediante fuerza humana u otra fuente de energía que hace girar el cigüeñal, permitiendo que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro sellado en la parte superior. En su movimiento, el pistón completa cuatro ciclos o tiempos: el tiempo de admisión, el tiempo de compresión, el tiempo de combustión y expansión (o trabajo), y el tiempo de escape.

1. Tiempo de Admisión: Cuando el pistón se mueve hacia abajo, la válvula de admisión se abre y aire fresco filtrado por el filtro de aire entra en el cilindro.
2. Tiempo de Compresión: Cuando el pistón se mueve hacia arriba, tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas. El aire se comprime, aumentando su temperatura y presión.
3. Tiempo de Combustión y Expansión (Trabajo): Cuando el pistón está a punto de llegar al punto muerto superior (PMS), el inyector pulveriza combustible filtrado en forma de aerosol dentro de la cámara de combustión. Este combustible se mezcla con el aire a alta temperatura y presión y se inflama espontáneamente. La alta presión resultante empuja el pistón hacia abajo, realizando trabajo y haciendo girar el cigüeñal.
4. Tiempo de Escape: Al finalizar la carrera de trabajo, el pistón se mueve hacia arriba, la válvula de escape se abre y los gases quemados son expulsados.

Cada uno de estos tiempos corresponde a media vuelta del cigüeñal. Después de varios ciclos de trabajo, el motor diésel, gracias a la inercia del volante de inercia, se acelera gradualmente y entra en régimen de funcionamiento.

La rotación del cigüeñal del motor diésel impulsa el generador eléctrico para que genere electricidad. Los generadores pueden ser de corriente continua (CC) o corriente alterna (CA).

1. Generador de Corriente Continua (CC): Compuesto principalmente por la carcasa del generador, núcleos de polos magnéticos, bobinas de campo (inductor), armadura (rotor) y escobillas de carbón.
   • Principio de Funcionamiento: Cuando el motor diésel hace girar la armadura del generador, el campo magnético residual presente en los núcleos de los polos hace que las bobinas de la armadura corten las líneas de fuerza magnética. Según el principio de inducción electromagnética, se genera una corriente eléctrica que es extraída a través de las escobillas de carbón.
2. Generador de Corriente Alterna (CA): Compuesto principalmente por un rotor (hecho de material magnético con múltiples polos norte y sur dispuestos alternativamente, a menudo imanes permanentes) y un estator (hecho de hierro silicio con múltiples grupos de bobinas conectadas en serie).
   • Principio de Funcionamiento: El rotor, impulsado por el motor diésel, gira cortando axialmente las líneas de fuerza magnética. Los polos magnéticos alternados del rotor crean un campo magnético alterno en el núcleo de hierro del estator. Por cada vuelta del rotor, la dirección y magnitud del flujo magnético cambian varias veces. Debido a esta variación del campo magnético, se induce una corriente eléctrica en las bobinas del estator cuya magnitud y dirección cambian constantemente. Esta corriente alterna es suministrada por las bobinas del estator.

Para proteger los equipos eléctricos y mantener su funcionamiento normal, la corriente generada también requiere un regulador (o reguladores) para su control y ajuste, entre otros componentes.