Renca Ingeniería en maquinaria, vehículos automotrices y sistemas electrónicos
Electricidad automotriz
Informe Laboratorio “alternador “alternador AUTOMOTRIZ”
Nombre Alumno (s): Alejandro E. Vilches Alarcón Cristopher A. Ramos Silva Nombre Profesor: Paulo C. Vilches K. Fecha: 16 de Noviembre 2011
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Índice
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Historia Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubrió que un conductor mecánico moviéndose en un campo magnético generaba una diferencia de potencial. Aprovechando esto, construyó el primer generador electromagnético, el disco de Faraday, un generador homopolar, empleando un disco de cobre que giraba entre los extremos de un imán con forma de herradura, generándose una pequeña corriente continua. También fue muy utilizado como generador de energía eléctrica en bicicletas para alimentar bombillas de poca intensidad. [editar] Primeros modelos Dinamo de Pixii. El dinamo fue el primer generador eléctrico apto para uso industrial, pues fue el primero basado en los principios de Faraday. Fue construido en 18321 por el fabricante francés de herramientas Hippolyte Pixii. Empleaba un imán permanente que giraba por medio de una manivela. Este imán estaba colocado de forma que sus polos norte y sur pasaban al girar junto a un núcleo de hierro con un cable eléctrico enrollado (como un núcleo y una bobina). Pixii descubrió que el imán giratorio producía un pulso de corriente en el cable cada vez que uno de los polos pasaba junto a la bobina; cada polo inducía una corriente en sentido contrario, esto es, una corriente alterna. Añadiendo al esquema un conmutador eléctrico situado en el mismo eje de giro del imán, Pixii convirtió la corriente alterna en corriente continua. Dinamo de Pacinotti, 1860. En 1831 aparece el primer generador Británico, inventado por Michael Faraday. En 1836 Hippolyte Pixii, un francés que se dedicaba a la fabricación de instrumentos, tomando como la base los principios de Faraday, construyó la primera dinamo, llamada Pixii's dynamo. Para ello se utilizó un imán permanente que se giraba mediante una manivela. El imán se colocó de forma que sus polos norte y sur quedaran unidos por un pedazo de hierro envuelto con un alambre. Entonces Pixii se dio cuenta que el imán producía un impulso de corriente eléctrica en el cable cada vez que transcurría un polo de la bobina. Para convertir la corriente alterna a una corriente directa ideó un colector que era una división de metal en el eje del cilindro, con dos contactos de metal. En 1860 Antonio Pacinotti, un científico italiano, ideó otra solución al problema de la corriente alterna.
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En 1871 Zénobe diseña la primera central comercial de plantas de energía, que operaba en París en la década de 1870. Una de sus ventajas fue la de idear un mejor camino para el flujo magnético, rellenando el espacio ocupado por el campo magnético con fuertes núcleos de hierro y reducir al mínimo las diferencias entre el aire inmóvil y las piezas giratorias. El resultado fue la primera dinamo como máquina para generar cantidades comerciales de energía para la industria. [editar] El dinámo de Gramme Dinamo pequeño Gramme, ca. 1878. Los diseños de Faraday y Pixii sufrían del mismo problema: inducían picos repentinos de corriente sólo cuando los polos N o S del imán pasaban cerca de la bobina; la mayor parte del tiempo no generaban nada. Antonio Pacinotti, un científico italiano, resolvió esto reemplazando la bobina giratoria por una de forma toroidal, enroscada en un trozo de hierro con forma de anillo. Así, siempre estaba una parte de la bobina influida magnéticamente por los imanes, suavizando la corriente. Posteriormente Zénobe Gramme reinventó el diseño al proyectar los primeros generadores comerciales a gran escala, que operaban en París en torno a 1870. Su diseño se conoce como la dinamo de Gramme. A partir de entonces se han realizado nuevas versiones con mejoras, pero el concepto básico de bucle giratorio sin fin permanece en todas las dinamos modernas. [editar] El dinamo en el automóvil Uno de los usos más comunes que se le dio a la dinamo fue el de generador de energía eléctrica para el automóvil. A medida que, desde principios del siglo XX, los automóviles se iban haciendo más complejos, se demostró que los sistemas de generación de energía eléctrica con los que se contaba(principalmente magnetos) no eran lo suficientemente potentes para las necesidades del vehículo. Esta circunstancia favoreció la implantación paulatina de la dinamo en el mismo. Aunque se trataba de un elemento que proporcionaba la energía necesaria con relativamente poco peso, presentaba ciertos problemas. El más importante era que la velocidad de rotación que se le suministraba nunca era constante, ya que las revoluciones del motor están continuamente variando,
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siendo requisito el que tenía que ser capaz de suministrar la misma corriente en ralentí, movimiento lento, aun cuando el motor estuviera a pleno rendimiento. Esto se solucionó con los reguladores que, aunque son sencillos en su diseño, requieren de un reglaje muy delicado. Estos dispositivos debían ser capaces de regular el voltaje y la intensidad. Además debería evitar que la dinamo funcionara como un motor eléctrico cuando el vehículo estuviera al ralentí, que es cuando prácticamente no produce energía, para que el flujo de corriente no se invirtiera. Dado que las dinamos tienen un diseño muy parecido al de los motores eléctricos, en el automóvil llegaban a funcionar como tales cuando se invertía el flujo de corriente al ser mayor el potencial que suministraba la batería que el potencial que suministraba la dinamo. Desde los años 70 han sido sustituidos progresivamente por el alternador , no quedando ningún vehículo en producción con este sistema actualmente. La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo, inductor, atraviesa una bobina, inducido, colocada en su centro. La corriente inducida en esta bobina giratoria, en principio alterna, es transformada en continua mediante la acción de un conmutador giratorio, solidario con el inducido, denominado colector, constituido por unos electrodos denominados delgas. De aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas que conectan por frotamiento con las delgas del colector
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Marco Teórico
SISTEMA ELÉCTRICO ALTERNADOR El alternador moderno es un elemento fundamental entre los componentes de un motor y tiene dos funciones fundamentales, la primera recargar la batería y dejarla en condiciones de efectuar un nuevo arranque del motor térmico en cuanto sea preciso y la segunda alimentar de corriente eléctrica los componentes auxiliares del motor térmico así como el alumbrado, sensores, indicadores, etc. Antiguamente se usaba una dinamo de corriente continua para estas funciones, actualmente los componentes electrónicos hacen más sencillo y barato usar un alternador para esta labor, el alternador produce más corriente con un tamaño menor de componentes y necesita menos revoluciones de motor para hacerlo. El alternador en una máquina síncrona trifásica que genera corriente alterna la cual se rectifica mediante unos diodos para así alimentar la batería y el resto de componentes con una corriente de 14 voltios para turismos y 28 voltios para vehículos industriales y máquinas grandes.
Características del alternador. Entrega de potencia útil incluso al ralentí. Menor volumen a igual potencia suministrada que las dinamos. Larga vida útil por no tener muchos elementos móviles. Buena resistencia a elementos externos como humedad, calor, vibraciones, polvo, etc. Los componentes de un alternador son básicamente un rotor que gira con el motor térmico, inducido que produce la corriente alterna, rectificador que la convierte en continua, y el regulador que se encarga de controlar el proceso. Su circuito eléctrico externo consta de un solo cable positivo que va de la batería directamente al alternador, en algunos modelos de 24 voltios para maquinaria también existe un pequeño terminal de 12 voltios encargado de funciones de señalización y excitación del alternador. Actualmente el regulador de corriente forma parte del mismo alternador y en los más modernos se han eliminado también las escobillas lo que lo convierte en un componente más fiable. Las cada vez más complicadas funciones de una máquina moderna, la mayoría eléctricas o • • • •
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electrónicas como luces, indicadores, radios, emisoras, controles hidráulicos, ordenadores, sistemas de frenos, antipatinamiento, etc., hacen que los requerimientos del alternador sean cada vez más altos y se pretenda aumentar su potencia cada vez más con el fin de asegurar un suministro suficiente de corriente. La elección de un alternador concreto para una máquina o un vehiculo determinado debe tener en cuenta los factores siguientes: Capacidad de la batería en Amperios hora. Consumos eléctricos del vehiculo. Condiciones de funcionamiento del vehiculo. Los alternadores se fabrican de distintos tipos y potencias según la aplicación y las distintas especificaciones de los fabricantes, los más utilizados en maquinaria pesada suelen ser los de rotor-guía sin anillos colectores en los que los únicos elementos de desgaste son los rodamientos por lo que están prácticamente exentos de mantenimiento. En la imagen los elementos son: A.-Polea. B.-Ventilador. C,D,E.-Separadores y tornillería. F.-Carcasa delantera. G.Rodamiento. H,J,K,M,N.-Tapas y separadores. L.-Rotor. S.-Estator. R.- Diodos rectificadores. P.-Regulador. O.-Carcasa trasera. • • •
Averías más comunes. Las averías más frecuentes de un alternador pueden ser de dos tipos: Mecánicas: Fallo en el mecanismo de arrastre del rotor por correas flojas, engrasadas o rotas o bien la polea rota o desgastada. Suele detectarse por un ruido de patinamiento de las correas. Fallo en los rodamientos con su consiguiente agarrotamiento y la destrucción completa del alternador en la mayoría de los casos. Suele producirse ruido de agarrotamiento con anterioridad. Eléctricas: Fallo en el bobinado de rotor o inducido. Se comprueba desmontando el alternador y comprobando su continuidad. Fallo en el regulador. Solo se puede comprobar sustituyéndolo por otro. Fallo en los rectificadores, en los alternadores modernos se sustituyen como un conjunto y se comprueban con polímetro. •
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Alternador
Alternadores de principios del siglo XX en una central hidroeléctrica de Budapest.
Alternador de un automóvil seccionado: en azul las masas polares inductoras (rotor), en rojo las bobinas del inducido (estátor), a la derecha la polea de arrastre por correa con ventilador de refrigeración, a la izquierda la placa de diodos de rectificación y excitación. Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética. Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.
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Un alternador es un generador de corriente alterna. Funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En España se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por segundo.
Contenido [ocultar ] 1 Características constructivas 1.1 Inductor o 1.2 Inducido o 2 Fundamento físico •
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3 Notas
[editar] Características constructivas Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor , que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo magnético.1
Figura 1.- Disposición de elementos en un alternador simple de excitación permanente con dos pares de polos
[editar] Inductor
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El rotor, que en estas máquinas coincide con el inductor, es el elemento giratorio del alternador, que recibe la fuerza mecánica de rotación.
[editar] Inducido En el inducido o estator, se encuentran una serie de pares de polos distribuidos de modo alterno y, en este caso, formados por bobinado en torno a un núcleo de material ferromagnético de característica blanda, normalmente hierro dulce. La rotación del inductor hace que su campo magnético, formado por imanes fijos, se haga variable en el tiempo, y el paso de este campo variable por los polos del inducido genera en él una corriente alterna que se recoge en los terminales de la máquina.
[editar] Fundamento físico El flujo magnético (Φ) a través de cada espira de las bobinas que constituyen el inducido tiene por valor el producto de la intensidad de campo (B), por la superficie de la espira (s) y por el coseno del ángulo formado por el plano que contiene a esta y la dirección del campo magnético (cos φ), por lo que el flujo en cada instante será:
Como por otra parte tenemos que siempre que se produce una variación del flujo magnético que atraviesa a una espira se produce en ella una F.E.M. (E) inducida cuyo valor es igual a la velocidad de variación del flujo, por tanto tendremos que,
El signo menos delante de E expresa que, según la Ley de Lenz, la corriente inducida se opone a la variación del flujo que la genera. Si la fuerza electromotriz inducida en una espira es igual a E, la fuerza electromotiz total (ETOT) es igual a:
siendo n el número total de espiras del inducido.
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La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los terminales de la máquina se obtiene multiplicando la velocidad de rotación (número de vueltas por segundo) del inductor por el número de pares de polos del inducido (en el caso ilustrado, 2).
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DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTO que se llama alternador? para que sirve el alternador? como funciona un alternador? cuales son las partes que componen un Alternador? A
Alternador: Generador de corriente electrica alterna [se llaman monofasicos, bifasicos,o trifasicos segun el numero de fases de la corriente que proporciona] Convierte la energia mecanica en energia electrica Tanto
los alternadores como generadores [dinamos] producen corriente, creando movimiento entre un conductor y un campo magnetico los principios de electro magnetismo, controlan e indican, como, se produce esta energia En un alternador, el rotor [que crea el campo magnetico] gira dentro del estator [el conductor]. La corriente alterna. AC, es inducida en el estator, luego cambiada a corriente directa DC por un puente de Diodos, para luego abastecer las necesidades del vehiculo. El proceso de convertir CA en DC se le conoce como Rectificacion.
◄El alternador funciona conforme al principio de que se genera corriente electrica en un alambre, siempre que este cruza un campo magnetico. El alternador tiene como campo un electro iman, excitado por una pequeña cantidad de corriente del acumulador [bateria], la cual llega al electro iman por medio de los anillos colectores, situados en la flecha del alternador. Cuando el motor hace girar el electroiman, se intercepta el campo con el cuadro exteno de alambre, y la corriente circula por este, primero en un sentido y luego en el otro
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◄Bobina fija del alternador [llamada estator] interceptan el campo magnetico rotatorio, generado por el rotor, esta intercepcion, se intensifica con un nucleo cilindrico de fierrro dulce laminado.
1] Los diodos, convierten la CA en CD [CA=corriente alterna --CD=corriente directa o continua] 2] Bobinas del estator , donde se origina la corriente 3] Nucleo del estator 4] Embobinado del rotor 5] Rotor [ campo magnetico] 6] Polea impulsada por el motor con una banda, [correa,faja] y ventilador para enfriar el alternador 7] Estructura [ casco, housing]
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8] Anillos colectores, transmite la corriente al embobinado, del rotor, para mantenerlo magnetizado 9] Escobillas, [carbones, brochas cepillos];abastecen de corriente a los anillos colectores En
un generador [dinamo] la armadura [el conductor] gira dentro del campo de embobinados [que crea el campo magnetico], la corriente es inducida en la armadura, y fluye a traves de los cepillos, para ser usada en el sistema electrico. PARTES DE UN GENERADOR [DINAM0]
1] Alojamiento del campo [estructura, principal, donde se acoplan o instalan los campos] [4] 2] Polea y ventilador 3] Alojamiento del extremo del conmutador 4] Embobinado de campo 5] Armadura 6] Cepillos [brochas, carbones]
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ALTERNADOR
En
un alternador, el rotor [que crea el campo magnetico], gira dentro del estator [el conductor].
La corriente alterna. AC, es inducida en el estator, luego cambiada a corriente directa DC por un puente de diodos, para luego abastecer las necesidades del vehiculo.
El proceso de convertir CA en DC se le conoce como rectificacion.
PARTES DE UN ALTERNADOR [TIPICO]
1] Estructura del extremo 2] Estator, y placa de Diodos 3] Rotor 4] Estructura del otro extremo 5] Polea y ventilador 6] Cojinete [rodaje,balero,bearing] 7] Cepillos [brochas,escobillas,carbones, brush] 8] Portador o sostenedor de cepillos 9] Retendor del cojinete 10] Cojinete [ balero, rodaje, bearing]
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1] Rotor 2] Retenedor del cojinete[rodaje] delantero 3] Collarin interior 4] Cojinete [rodaje,balero, bearing] 5] Arandela [huacha, anillo], 6] Cubierta del lado de la polea 7] Collarin exterior 8] Ventilador 9] Polea 10] Arandela de presion [huacha o anillo] 11] Tuerca de polea 12] Conjunto de terminales 13] Puente de rectificacion 14] Regulador 15] Conjunto de escobillas [brochas,cepillos] 16] Tornillo
17] Estator
18] Arandela de aislamiento
19] Capacitor [ condensador]
20] Tridiodo
21] Cubierta del lado de rectificadores
22] tornillo pasante
23] Conjunto de cojinete y sello
24] Terminales
PRUEBAS A LAS BOBINAS DEL ALTERNADOR - DESPIECE DE UN ALTERNADOR
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Bobina del rotor
Use un ohmetro en la escala de resistencia baja, ponga las puntas como se indica en la ilustracion.
Si indica entre 2 y 300 ohmios; la bobina funciona bien; si la aguja del ohmetro no se mueve, significa que tiene un corto [circuito abierto]
◄ Ahora pruebe la bobina del rotor en la escala de resistencia baja, ponga las puntas como se muestra en la ilustracion; si la aguja del ohmetro no se mueve significa que el rotor funciona bien... .pero si la aguja se mueve quiere decir que la bobina tiene un corto a
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tierra.►
NUCLEO DEL ESTATOR
◄Conecte el ohmetro en la forma que se indica; y vea si hay continuidad, entre alguno de los terminales y el nucleo del estator;
si es asi; significa que el embobinado se esta induciendo a tierra; y necesita remplazarlo.
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Tome nota: esto sucede, debido, a que el alambre del embobinado, tiene una capa de barniz que lo aisla, evitando que exista coneccion entre las Vueltas del embobinado... .. e igualmente evita que por alguna parte, el alambre se conecte al nucleo del estator Pero, cuando el embobinado sufre un excesivo calentamiento, el barniz se quema... ..y en este caso, el alambre queda expuesto, a tocar parte del nucleo, induciendo su señal en tierra .
◄BOBINA DEL ESTATOR
Ponga el ohmetro en la escala de baja resistencia, ponga las puntas como se muestra en la ilustracion, la aguja debe indicar continuidad ; Si la aguja no se mueve; la bobina esta abierta [tiene corto].► Tome nota:, la bobina, es un alambre enrollado cubierto de barniz, cada terminal es un extremo, por lo tanto debe existir continuidad, si no es asi; se debe a que el alambre se encuentra cortado, en alguna parte de su enrollado.
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◄Compruebe si hay continuidad entre los dos anillos colectores, o resbaladores, si no es asi, el circuito esta abierto, y se hace necesario remplazarlo. Cada anillo colector, representa un extremo, del embobinado.El embobinado, es un alambre enrollado cubierto de barniz; si no encuentra continuidad; significa que el alambre se encuentra cortado en alguna parte de su enrollado. Tambien es posible que el corto sea visible, por encontrarse cerca de los anillos colectores; si es asi reparelo. PRUEBAS A LAS BOBINAS DEL ALTERNADOR - DESPIECE DE UN ALTERNADOR
◄Si el alternador tiene un puente rectificador similar a este, conecte un ohmetro, tal como se indica en la ilustracion, un cable al disipador termico aislado, y el otro al sujetador de metal.. . tome una lectura, y luego invierta las puntas del ohmetro,y tome otra , debera obtener una lectura alta y una baja.. ..si las lecturas son aproximadamente iguales; cambie el puente rectificador. Repita la prueba entre los otros dos sujetadores.
◄Si el alternador tiene un trio de diodos similar a este.conecte el ohmetro, como se ve en la ilustracion; tome una lectura..
..luego invierta las puntas y tome otra lectura; una lectura alta y una baja, indican que el trio de diodos esta en buenas condiciones..
..pero si las lecturas son similares, debe remplazar el trio de diodos.
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◄Si el alternador tiene diodos instalados en forma similar a como se ve en la ilustracion. Conecte el ohmetro, entre el terminal de cada diodo y la caja de los diodos.. ..luego invierta las puntas del ohmetro, y compruebe nuevamente; si hay una lectura alta y una baja, el diodo esta en buenas condiciones.. .si las lecturas son similares, debera remplazarlo.
◄ Aqui mostramos la forma, en que se debe detener los carbones, brochas o cepillos antes de la instalacion. Se usa un un sujetador de papel o equivalente.Asi se facilita la instalacion.. ..pero no olvide retirar el sujetador, cuando termine la instalacion.
◄ Aqui Observemos el soporte, o alojamiento tipico de los cepillos,brochas, carbones; excesivamente gastados o quemados ► Aprovechemos, las figuras para ilustrar lo siguiente; Lo resortes que estan a la vista se mantienen comprimidos, empujando los carbones [brochas], contra los anillos colectores. Conforme es el desgaste de los carbones, los resortes se extienden; y como es logico suponer al extenderse disminuyen su fuerza de empuje.. .. de alli que un excesivo desgaste de carbones, sumados a la suciedad del alojamiento; dan como consecuencia un falso o debil contacto; y terminan en la condicion que se muestran.
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¿Qué es? Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética. Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.
Descripción y características de sus componentes El alternador utilizado en automoción esta constituido por los siguientes elementos: - Un conjunto inductor que forman el rotor o parte móvil del alternador. - Un conjunto inducido que forman el estator o parte fija del alternador. - El puente rectificador de diodos. - Carcasas, ventilador y demás elementos complementarios de la maquina.
Rotor o inductor El rotor o parte móvil del alternador, es el encargado de crear el campo magnético inductor el cual provoca en el bobinado inducido la corriente eléctrica que suministra después el alternador. El rotor esta formado a su vez por un eje o árbol sobre el cual va montado el núcleo magnético formado por dos piezas de acero forjado que llevan unos salientes o dedos entrelazados sin llegar a tocarse, que constituyen los polos del campo magnético inductor. Cada uno de las dos mitades del núcleo llena 6 o 8 salientes. con lo que se obtiene un campo inductor de 12 o 16 polos. En el interior de los polos, va montada una bobina inductora de hilo de cobre aislado y de muchas espiras, bobinada sobre un carrete material termoplástico.
En uno de los lados del eje, va montada una pieza material termoestable fija al eje del rotor, en la que se encuentran moldeados dos anillos rozantes de cobre, a los cuales se unen los extremos de la bobina inductora. A través de
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los anillos, y por medio de dos escobillas de carbón grafitado la bobina recibe la corriente de excitación generada por el propio alternador a través del equipo rectificador (autoexcitación). Este equipo móvil perfectamente equilibrado dinámicamente, para evitar vibraciones, constituye un conjunto extraordinariamente robusto que puede girar a gran velocidad sin peligro alguno, al no tener como dinamo elementos que pueden ser expulsados por efecto de la fuerza centrifuga, como ocurre con el colector y bobinas inducidas.
Estator o inducido El estator es la parte fija del alternador la que no tiene movimiento y es donde están alojadas las bobinas inducidas que generan la corriente eléctrica. El estator tiene una armazón que esta formado por un paquete ensamblado de chapas magnéticas de acero suave laminado en forma de corona circular, troqueladas interiormente para formar en su unión las ranuras donde se alojan las bobinas inducidas. Las bobinado que forman los conductores del inducido esta constituido generalmente por tres arrollamientos separados y repartidos perfectamente aislados en las 36 ranuras que forman el estator. Estos tres arrollamientos, o fases del alternador, pueden ir conectados según el tipo: en estrella o en triángulo, obteniendose de ambas formas una corriente alterna trifasica, a la salida de sus bornes.
Puente rectificador de diodos Como se sabe la corriente generada por el alternador trifasico no es adecuada para la batería ni tampoco para la alimentación de los consumidores del vehículo. Es necesario rectificarla. Una condición importante para la rectificación es disponer de diodos de potencia aptos para funcionar en un amplio intervalo de temperatura. El rectificador esta, formado por un puente de 6 o 9 diodos de silicio, puede ir montado directamente en la carcasa lado anillos rozantes o en un soporte (placa) en forma de "herradura", conexionados a cada una de las fases del estator, formando un puente rectificador, obteniendose a la salida del mismo una tensión de corriente continua. Los diodos se montan en esta placa de manera que tres de ellos quedan conectados a masa por uno de sus lados y los otros tres al borne de salida de corriente del alternador, también por uno de sus lados . El lado libre de los seis queda conectado a los extremos de las fases de las bobinas del estator.
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Los alternadores, con equipo rectificador de 9 diodos (nanodiodo), incorporan tres diodos mas al puente rectificador normal, utilizandose esta conexión auxiliar para el control de la luz indicadora de carga y para la alimentación del circuito de excitación. El calentamiento de los diodos esta limitado y, por ello, debe evacuarse el calor de las zonas donde se alojan, tanto los de potencia como los de excitación. Con este fin se montan los diodos sobre cuerpos de refrigeración, que por su gran superficie y buena conductividad térmica son capaces de evacuar rápidamente el calor a la corriente de aire refrigerante. En algunos casos, para mejorar esta función, están provistos de aletas. La fijación de la placa portadiodos a la carcasa del alternador se realiza con interposición de casquillos aislantes, como se ve en la figura
En la figura de abajo tenemos otra variante de puente de diodos mas moderno. No vamos a entrar en el modo de funcionamiento de los diodos simplemente decir que un diodo se comporta idealmente como una válvula antirretorno en un circuito neumático e hidráulico, según como están polarizados los diodos en sus extremos deja pasar la corriente eléctrica o no la deja pasar. Los diodos utilizados en el automóvil pueden ser de dos tipos: de "anodo común" son los que tienen conectado el ánodo a la parte metálica que los sujeta (la herradura que hemos visto antes) y que esta conectada a masa. De "cátodo común" son los diodos que tienen el cátodo unido a la parte metálica que los sujeta (masa).
El diodo rectificador hace que se supriman las semiondas negativas y solo se dejan pasar las semiondas positivas de forma que se genere una corriente continua pulsatoria. A fin de aprovechar para la rectificación todas las semiondas, incluso las negativas suprimidas, se aplica una rectificación doble o de onda completa. Para aprovechar tanto las semiondas positivas como las negativas de cada fase (rectificación de onda completa), se dispone de dos diodos para cada fase, uno en el lado positivo y otro en el negativo, siendo necesarios en total seis diodos de potencia en un alternador trifasico. Las semiondas positivas pasan por los diodos del lado positivo y las semiondas negativas por los diodos del lado negativo, quedando así rectificadas. La rectificación completa con el puente de diodos origina la suma
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de las envolventes positivas y negativas de estas semiondas (gráfica del medio), por lo que se obtiene del alternador una tensión levemente ondulada. La corriente eléctrica que suministra el alternador por los terminales B+ y B-, no es lisa, como seria lo ideal (linea roja de la gráfica inferior), sino que es ligeramente ondulada (gráfica inferior). Esta ondulación se reduce por efecto de la batería, conectada en paralelo con el alternador, y, en su caso, por medio de condensadores instalados en el sistema eléctrico del vehículo.
Carcasa lado de anillos rozantes Es una pieza de aluminio obtenida por fundición (se ve en la figura del despiece del alternador de arriba), donde se monta el portaescobillas, fijado a ella por tornillos. De esta misma carcasa salen los bornes de conexión del alternador y en su interior se aloja el cojinete que sirve de apoyo al extremo del eje del rotor. En su cara frontal hay practicadas unos orificios, que dan salida o entrada a la corriente de aire provocada por el ventilador.
Carcasa lado de accionamiento Al igual que la otra carcasa es de aluminio fundido, y en su interior se aloja el otro cojinete de apoyo del eje del rotor. En su periferia lleva unas bridas para la sujeción del alternador al motor del vehículo y el tensado de la correa de arrastre. En su cara frontal, lleva practicados también unos orificios para el paso de la corriente de aire provocada por el ventilador. Las dos carcasas aprisionan el estator y se unen por medio de tornillos, quedando en su interior alojados el estator y el rotor, así como el puente rectificador.
Ventilador Los componentes del alternador experimentan un considerable aumento de la temperatura debido, sobre todo, a las perdidas de calor del alternador y a la entrada de calor procedente del compartimento motor. La temperatura máxima admisible es de 80 a 100ºC, según el tipo de alternador. La forma de refrigeración mas utilizada es la que coge el aire de su entorno y la hace pasar por el interior del alternador por medio de ventiladores de giro radial en uno o ambos sentidos. Debido a que los ventiladores son accionados junto con el eje del alternador, al aumentar la velocidad de rotación se incrementa también la proporción de aire fresco. Así se garantiza la refrigeración para cada estado de carga. En diversos tipos de alternadores, las paletas del ventilador se disponen asimétricamente. De esta forma se evitan los silbidos por efecto sirena que pueden producirse a determinadas
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velocidades.
Ventilador de un solo flujo Los alternadores que montan un ventilador en el lado de la carcasa de accionamiento se refrigeran mediante una ventilación interior. El aire entra por el lado de la carcasa de anillos rozantes, refrigerando el puente de diodos, el rotor, el estator, para después salir por la carcasa del lado de accionamiento. Por lo tanto el aire refrigerante es aspirado por el ventilador a través del alternador.
Ventilador interior de doble flujo Los alternadores que montan este sistema de refrigeración llevan dos ventiladores en su interior en su eje a ambos lados del rotor. Ambos flujos de aire entran axialmente por aberturas de la carcasa de accionamiento y la carcasa de anillos rozante. Los flujos de aire son aspirados por ambos ventiladores y salen radialmente por las aberturas del contorno de la carcasa. La ventaja esencial de la configuración es la posibilidad de utilizar ventiladores mas pequeños, rediciendo así el ruido aerodinámico generado por los ventiladores. Una variante de alternadores en lo que se refiere a su refrigeración, es el que utiliza aire fresco procedente del exterior del compartimento motor. A través de un tubo flexible se aspira aire fresco y con poco polvo. El aire entra por la boca de aspiración, pasa por el interior del alternador y sale por las aberturas de la tapa del lado de accionamiento. En este caso también el aire refrigerante es aspirado por el ventilador a través del alternador. La aspiración de aire fresco es especialmente conveniente cuando la temperatura en el compartimento motor supera el valor limite de 80 ºC, y en los alternadores de gran potencia.
Circuito de excitación del alternador El alternador para generar electricidad ademas del movimiento que recibe del motor de combustión, necesita de una corriente eléctrica (corriente de excitación) que en un principio, antes de arrancar el motor, debe tomarla de la batería a través de un circuito eléctrico que se llama "circuito de preexcitación". Una vez que arranca el motor, la corriente de excitación el alternador la toma de la propia corriente que genera es decir se autoexcita a través de un "circuito de excitación".
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El circuito de preexcitación que es externo al alternador lo forman la batería, el interruptor de la llave de contacto y la lampara de control. Este circuito es imprescindible por que el alternador no puede crear por si solo (durante el arranque y a bajas revoluciones del motor) campo magnético suficiente en el rotor el cual induce a su vez en el estator la tensión de salida del alternador que es proporcional a la velocidad de giro.
Una vez que el motor de combustión esta en marcha y el alternador alcanza una tensión superior a la que suministra la batería entonces la lampara de control (L) se apaga. El alternador ya no necesita del circuito de preexcitación ahora se vale por si mismo (autoexcitación) y utiliza la propia tensión que genera.
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