Principios de funcionamiento del alternador. Generad Generador or de corrien corriente te eléctric eléctrica a alterna alterna,, conv convie iert rte e la ener energí gía a mecá mecáni nica ca en ener energí gía a eléctr eléctrica ica.. Los Los altern alternad ador ores es se constr construy uyen en con una arm armadu adura fij fija en la que gira ira un rotor tor compuesto de un número de imanes de campo. El principio de funcionamiento es el mismo que el del generador de corriente alterna, excepto en que el camp campo o mag magnétic ético o (en (en lugar de los los conductores de la armadura) está en movimiento. La corriente que se genera mediante los alternadores aumenta hasta un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que esté diseñada la máquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofásica. Sin embargo, si la armadura la compo compone nen n dos dos bobi bobina nas, s, mont montada adas s a 90º 90º una una de otra, otra, y con cone conexio xione nes s externas separadas, se producirán dos ondas de corriente, una de las cuales estará en su máximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna bifásica. Si se agrupan tres bobinas de armadura en ángulos de 120º, se producirá corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifásica. Se puede obtener un número mayor de fases incrementando el número de bobinas en la armadura, pero en la práctica de la inge ingeni nier ería ía eléc eléctr tric ica a mode modern rna a se usa usa sobr sobre e todo todo la corr corrie ient nte e alte altern rna a trifásica, con el alternador trifásico, que es la máquina dinamoeléctrica que se emplea normalmente para generar potencia eléctrica.
Cuando hacemos girar el alternador se induce en ella una fuerza electromotriz pues el rotor es el que hace de campo magnético y el estator de conductor fijo. En el rotor se le aplica una corriente directamente en los anillos rosantes esto provoca un campo magnético que va aumentando a medida que el estator se acerca al rotor. Dado que mientras un lado de la espira se desplaza por delante del polo norte, y el otro lo hace por delante del polo sur la tensión inducida que se provoca en ambos lados de la espira se suman y en la primera media vuelta se obtiene una corriente que sale del anillo interno y que va hacia los diodos, es por eso que produce corriente alterna. El alternador es el encargado, de abastecer la energía suficiente, para que funcione el vehículo, al mismo tiempo que acumula energía en la batería, para que el vehículo tenga energía, estando el motor apagado; pero recuerde que no puede exagerar el uso de la batería, por que al disminuir su carga, no tendrá como encender el motor nuevamente; también recuerde que los motores de hoy, por lo general utilizan sistema de inyección de gasolina, y para esto requiere el uso de, una bomba de gasolina eléctrica la misma que solo trabaja con 12 voltios, si este voltaje no esta en la batería, olvídese hasta de pretender empujarlo si es de cambios , porque si no trabaja la bomba de gasolina , como encenderá el motor.? En la actualidad los motores están equipados con diferentes partes eléctricas con las cuales uno no puede darse el lujo de jugar, por esta razón el chequeo constante del alternador nos dará la tranquilidad de un viaje seguro.
Bobina fija del alternador [llamada estator] interceptan el campo magnético rotatorio, generado por el rotor, esta intercepción, se intensifica con un núcleo cilíndrico de hierro dulce laminado.
1] Los diodos, convierten la CA en CD. 2] Bobinas del estator, donde se origina la corriente. 3] Núcleo del estator. 4] Embobinado del rotor. 5] Rotor [campo magnético]. 6] Polea impulsada por el motor con una banda, [correa] y ventilador para enfriar el alternador. 7] Estructura [casco]. 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.
Rectificación de corriente alterna a continua. Ya que el alternador genera corriente alterna y la batería necesita corriente continua es necesario rectificar la corriente alterna en continua esto se logra a través de diodos dispuestos de manera apropiada, formando un puente o grupo rectificador de este modo se obtiene una fuente continua en bornes del alternador partiendo de la alterna que se induce en sus fases. En función del extremo que esta conectado con la parte metálica que le sirve de soporte, los diodos se clasifican en diodo cátodo base o positivo y en diodo ánodo base o negativo. Con esta denominación se define también el sentido que el diodo deja pasar la corriente, que el diodo de cátodo base es desde el cable terminal al armazón, mientras que en el de ánodo base ocurre lo contrario, para aprovechar tanto las semiondas positivas como negativas de cada fase (rectificación en ondas completas), se disponen 2 diodos para cada fase, uno en el lado del positivo y otro en el lado negativo siendo necesario en total 6 diodos de potencia en el alternador.
La diferencia entre un alternador y otro, radica en lo que se conoce como puente rectificador. Esta figura muestra un ensamble de diodos, el trabajo en conjunto se le conoce como puente rectificador
Mediante diodos semiconductores hechos de silicio, y colocados dentro de la cubierta del
alternador. Los cuales solo dejan pasar la corriente en un sentido. Antes que existieran estos diodos los rectificadores eran muy grandes, y su enfriamiento difícil, por lo cual los alternadores, solo se utilizaban en camiones grandes, Finalmente se invento el puente rectificador, este contiene 6 diodos, este diseño simplifico la operación de cambiar diodos, y la forma de evitar el calentamiento de estos. Diodo trío usado en algunos modelos, en adición al puente rectificador. Regulador de voltaje. La tensión generada por el alternador es proporcional a su velocidad de rotación, como ya es conocido, pues al aumentar la rapidez con que el campo magnético corta a los conductores activos del inducido, crece el valor de la tensión inducida en ellos. Como quiera que esta velocidad de rotación varíe constantemente durante la marcha del vehículo, la tensión generada esta variando continuamente y, por ello, se hace necesaria una regulación para mantenerla dentro de los límites de utilización convenientes. Los reguladores de voltaje mas utilizados son de tipo mecánico, los reguladores de contactos basan su funcionamiento en los efectos electromagnéticos de los relés, en los cuales, el campo magnético creado por una bobina actúa sobre una armadura que constituye el contacto móvil el paso de corriente por esta bobina crea un potente campo magnético en su núcleo capaz de atraer a la armadura para activar el contacto, es así que funciona el regulador de voltaje, cortando y abriendo el paso de voltaje. Para, que un alternador, mantenga operativa una batería, y supla la corriente necesaria a los requerimientos del vehículo, necesita generar voltaje por encima de los 12 1/2 voltios, antes y después de encender todas las luces, y demás accesorios eléctricos; para mantener estable esta función, evitando descarga, y sobrecarga, se necesita un regulador de corriente. Aquí mostramos algunos de ellos.
Este tipo de regulador viene integrado alternadores fabricados para la General Motors.
Regulador usado externamente, frecuente en los Chrysler, se ubican frecuentemente a un lado, o, atrás en las paredes del compartimiento del motor.
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los
Este tipo de regulador es común, se podría decir universal se usa externamente, y por diferentes fabricantes de vehículos. Partes de un alternador. -Polea: es donde se infiere la energía rotativa que es producida por la unión de una correa que va conectada al damper del motor esto provoca que el alternador gire a la misma r.p.m. del motor. -Ventilador: Para proteger el aislamiento y los puntos de soldadura del alternador y las conexiones de los diodos que no soportan temperaturas superiores a los 80º C se utiliza el ventilador detrás de la polea de arrastre capaz de provocar una corriente de aire que entra a través de ranuras o perforaciones de la carcaza. -Carcasa: es la cubierta del alternador es donde se alojan todos los componentes interiores del alternador. -Estator: es un conjunto constituido por un paquete de láminas de acero, ensambladas en forma de corona circular. En su diámetro interior tiene practicadas unas ranuras, donde se alojan las bobinas del inducido debidamente aisladas el estator, es el elemento en donde se genera la corriente alterna a través de su bobina. -Rotores: es un conjunto robusto y equilibrado dinámicamente, que esta formado por un eje de acero que esta apoyado por sus extremos en la carcasa o soporte exterior y en su interior tiene un bobinaje que va conectado en la entrada y salida a los anillos rosantes. El rotor funciona como campo magnético rotativo y genera corriente rompiendo las líneas de fuerza del estator. -Anillos Rozantes: Estos van embutidos a presión en el eje del estator estos reciben la tensión que es suministrada por los carbones o escobillas produciendo el campo magnético del rotor. -Carbones: estos suministran a los anillos rozantes el voltaje necesario para provocar un campo magnético en el rotor, este voltaje proviene del regulador de voltaje. -Placa de diodos: en esta va conectada las terminaciones del estator las cuales son corriente alterna cumpliendo la función de rectificador convirtiéndola en continua.
1] Estructura del extremo 2] Estator, y placa de Diodos 3] Rotor 4] Estructura del otro extremo 5] Polea y ventilador 6] Cojinete [rodamiento, bearing] 7] Cepillos [escobillas, carbones] 8] Portador o sostenedor de cepillos. 9] Retenedor del cojinete. 10] Cojinete [rodamiento, bearing]
