Componentes y Funcionamiento del Generador Eléctrico Automotriz
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El Alternador: Generador de Corriente Alterna
El alternador es un generador de corriente alterna capaz de producir hasta 250A a una temperatura constante de 14V. Este generador alimenta los aparatos eléctricos y mantiene cargada la batería, incluso a ralentí.
Grupos Funcionales del Alternador
Independientemente de los tipos de alternadores, podemos distinguir los siguientes grupos funcionales:
1. Carcasas
Las carcasas protegen los componentes internos del alternador.
2. Rotor / Inductor
El campo magnético fijo gira sobre un árbol apoyado en las carcasas mediante dos rodamientos de bolas. Es arrastrado por la polea que, junto con el ventilador, se fija al árbol mediante una chaveta y una tuerca. El campo magnético inductor consta de:
- Núcleo magnético
- Bobina
3. Estator / Inducido
Es donde se alojan las bobinas inducidas que generan la corriente eléctrica. Está formado por un paquete de láminas de acero magnéticas ensambladas y aisladas eléctricamente entre sí. Estas láminas están troqueladas interiormente para formar ranuras donde se alojan las bobinas inducidas.
4. Placa de Diodos
La corriente alterna trifásica generada en el inducido pasa a la placa de diodos, donde se rectifica para transformarla en continua. Para ello, se utilizan:
- 6 diodos de potencia: para rectificar la corriente principal.
- 3 diodos de excitación: necesarios para alimentar el circuito inductor y el control de la lámpara indicadora de carga.
Los terminales de entrada a la placa de diodos son las tres fases del estator unidas a la placa. Los terminales de salida son:
- Corriente positiva (B+): por donde sale la corriente principal para cargar la batería.
- Masa (B-): por donde cierra a masa el circuito de carga.
- Excitación (D+): por donde sale la corriente de autoexcitación para alimentar la bobina inductora y por donde se alimenta la lámpara indicadora de carga.
Regulador de Tensión
La tensión de salida de un alternador depende de su velocidad de giro, del campo magnético inductor y de la corriente de carga.
Tipos de Alternadores
- Alternadores Monobloc: Este tipo de alternador, con inductor en forma de D entrelazadas, tiene una estructura compacta con una relación potencia/peso muy favorable. Permite una buena disipación de calor y ha sido el más empleado hasta ahora.
- Alternadores Compactos: Son más evolucionados que los monobloc y se están imponiendo debido a la gran demanda de potencia.
Partes de un Alternador
- Diodo
- Placa de diodos
- Anillo rozante
- Devanado inductor
- Carcasa lado accionamiento
- Ventilador
- Rotor
- Espárrago de unión
- Escobilla
- Carcasa lado anillo rozante
Refrigeración de los Alternadores
Refrigeración por Aire
La forma más utilizada en los alternadores es mediante ventiladores:
- En los alternadores monobloc se emplea un ventilador en el lado de accionamiento, entre la carcasa y la polea.
- En los compactos, se utilizan dos ventiladores situados interiormente a los lados de las inductoras, con doble flujo de aire. Ambos flujos entran axialmente por aberturas de la tapa de accionamiento y de la tapa de anillos rozantes, y salen radialmente por las aberturas del contorno de las carcasas.
Refrigeración por Agua
El líquido refrigerante del motor se utiliza para la refrigeración del alternador. El hueco entre la carcasa del alternador, totalmente cerrada, y la carcasa de inserción se encuentra lleno de líquido refrigerante, con una entrada y salida al circuito de refrigeración del motor.
Circuito de Carga
En el circuito de carga, distinguimos tres circuitos eléctricos:
- El circuito de carga/principal.
- Circuito de corriente de pre-excitación.
- Circuito de corriente de excitación (autoexcitación).