INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL
INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA CAMPUS GUANAJUATO
“UPIIG”
“GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA EN BOEING 737-300/400/500”
Acal Pérez Liev Iván
Alejandra Balerio Rosas
Ismael Silva
Manuel
7AV1
Profesor: “Juan Eduardo Pérez Ramirez”
Silao de la Victoria, Guanajuato.
22 de noviembre de 2022
INDICE
1. Introducción................................................................................................................................... 3
2. Objetivo general ........................................................................................................................... 3
3. Marco teórico ................................................................................................................................ 3
4. Desarrollo ...................................................................................................................................... 6
5. Conclusiones preliminares.......................................................................................................... 6
6. Bibliografía y referencias (Formato APA) ................................................................................. 6
7. Anexos ........................................................................................................................................... 6
1. Introducción
Los sistemas generadores de corriente alternan (CA) en las aeronaves desempeñan un
papel fundamental en el suministro de energía eléctrica necesaria para alimentar
diversos sistemas y equipos a bordo. Estos sistemas son responsables de generar y
distribuir la corriente alterna utilizada para alimentar componentes críticos como
sistemas de aviónica, iluminación, sistemas de entretenimiento, sistemas de
climatización y muchos otros dispositivos eléctricos.
En general, los sistemas generadores de CA en las aeronaves se basan en principios
similares a los sistemas de generación de CA en tierra, pero están diseñados
específicamente para cumplir con los rigurosos requisitos y desafíos asociados con el
entorno aeroespacial. La generación de corriente alterna en las aeronaves se realiza
mediante generadores eléctricos accionados por motores de la aeronave, como los
motores a reacción o los motores de pistón.
Estos generadores están conectados al sistema de accionamiento principal de la
aeronave y están diseñados para operar a velocidades y frecuencias específicas. Por
lo general, generan corriente alterna trifásica a una frecuencia de 400 Hz, en contraste
con la frecuencia estándar de 50 o 60 Hz utilizada en la generación de energía en tierra.
Esta alta frecuencia se elige debido a su capacidad para transmitir una mayor cantidad
de energía eléctrica a través de cables más livianos y compactos, lo que es esencial en
el entorno aeroespacial donde se requiere una eficiencia y peso reducido.
El sistema generador de CA en las aeronaves también incorpora dispositivos de control
y protección para garantizar un suministro de energía confiable y seguro. Estos
dispositivos incluyen reguladores de voltaje para mantener una tensión constante, relés
y disyuntores para proteger el sistema contra sobrecargas y cortocircuitos, y sistemas
de monitorización para supervisar el funcionamiento de los generadores y detectar
posibles fallas.
2. Objetivo general
El objetivo de este proyecto es el modelado y simulado de un generador de corriente
alterna en cuanto a su principio de funcionamiento. Se simula tanto su funcionamiento
como alguna falla provocada y su solución como parte de un proceso de mantenimiento
aniónico.
3. Marco teórico
El principio básico detrás de los generadores de CA en las aeronaves es la conversión
de energía mecánica en energía eléctrica. En la mayoría de los casos, estos
generadores se accionan mediante motores de la aeronave, como motores a reacción
o motores de pistón. A medida que el motor se pone en marcha, la energía mecánica
generada por el movimiento de las partes rotativas se transfiere a un generador eléctrico
acoplado.
El generador eléctrico consta de un rotor y un estator. El rotor está conectado al motor
y gira a alta velocidad junto con él. Está compuesto por un conjunto de imanes o bobinas
electromagnéticas. Por otro lado, el estator es una estructura fija que rodea al rotor y
está compuesto por bobinas de alambre conductor. Estas bobinas están dispuestas de
manera que formen tres fases, conocidas como fases A, B y C.
Los generadores de CA modernos, comúnmente llamados máquinas compuestas,
funcionan según el principio que se muestra en la figura siguiente. Este generador de CA
puede considerarse como varias máquinas que comparten el mismo eje. De izquierda a
derecha, como se ve en el diagrama, comprenden:
• Un Generador de Imanes Permanentes (PMG).
• Un estator de excitación que rodea un rotor de excitación que contiene diodos
giratorios.
• Un rotor de potencia rodeado por un estator de potencia.
Funcionamiento de un generador AC.
La mayoría de los sistemas de CA utilizados en las aeronaves utilizan un sistema trifásico,
es decir, el generador suministra tres ondas sinusoidales, cada fase posicionada 120
grados fuera de fase con las demás. Estas fases suelen estar conectadas en una
configuración de estrella, con un extremo de cada una de las fases conectado a un punto
neutro, como se muestra en la imagen. En este diseño, la tensión de fase de un sistema de
aeronave estándar es de 115 V CA, mientras que la tensión de línea medida entre líneas
es de 200 V CA.
El generador de corriente alterna está acoplado a un variador de velocidad constante CSD
(por sus silgas en inglés Constant Speed Drive) que es un tipo de transmisión que toma un
eje de entrada que gira a una amplia gama de velocidades, entregando esta potencia a un
eje de salida que gira a una velocidad constante, a pesar de la entrada variable. Se utilizan
para accionar mecanismos, generalmente generadores eléctricos, que requieren una
velocidad de entrada constante.
Los CSD se utilizan principalmente en motores a reacción de aviones comerciales y aviones
militares para impulsar el generador eléctrico de corriente alterna (CA). Para producir el
voltaje adecuado a una frecuencia de CA constante, generalmente trifásica de 115 VCA a
400 Hz, un alternador debe girar a una velocidad específica constante (generalmente 6000
RPM para generadores enfriados por aire). Dado que la velocidad de la caja de cambios
del motor a reacción varía de ralentí a plena potencia, esto crea la necesidad de un
accionamiento de velocidad constante (CSD). El CSD toma la salida de velocidad variable
de la caja de engranajes de transmisión de accesorios y produce hidromecánicamente una
RPM de salida constante.
Posibles fallas y reparaciones
Los equipos eléctricos están protegidos de sobrecargas eléctricas por medio de fusibles o
breakers (interruptores de circuito). Los breakers hacen la misma función que los fusibles,
con la ventaja que pueden ser restaurados manualmente en lugar de tener que ser
reemplazados. Los breakers tienen forma de botón, que salta hacia afuera cuando se ve
sometido a una sobrecarga; el piloto solo tiene que pulsar sobre el breaker ("botón") para
volver a restaurarlo.
La pérdida de corriente de salida del alternador se detecta porque el amperímetro da una
lectura cero o negativa, y en los aviones que dispongan de ella, porque se enciende la luz
de aviso correspondiente. Antes de nada, se debe asegurar de que la lectura es cero y no
anormalmente baja, encendiendo un dispositivo eléctrico, por ejemplo, la luz de aterrizaje.
Si no se nota un incremento en la lectura del amperímetro, se asume que existe un fallo en
al alternador. Si el problema continúa, revisar el breaker del alternador y restaurarlo si fuera
necesario. El siguiente paso consiste en apagar el alternador durante un segundo y volverlo
a encender (switch ALT). Si el problema era producido por sobrevoltaje, este procedimiento
debe retornar el amperímetro a una lectura normal.
Por último, si nada de lo anterior soluciona el fallo, apagar el alternador. Cuando se apaga
el alternador, el sistema eléctrico se nutre de la batería, por lo que todo el equipamiento
eléctrico no esencial debería ser cortado para conservar el máximo tiempo posible la
energía de la batería.
En caso de fallo eléctrico en cualquier equipo, revisar el breaker correspondiente y
restaurarlo. Si el fallo persiste no queda más remedio que apagar ese equipo.
Es importante desconectar el interruptor principal después de apagar el motor, ya que si se
deja activado puede descargar la batería.
4. Desarrollo
5. Conclusiones preliminares
6. Bibliografía y referencias (Formato APA)
7. Anexos