octubre 20, 2019

El alternador automotriz y su funcionamiento

El alternador automotriz y su funcionamiento en el automóvil es muy importante a la hora de arrancar el motor. Hoy haremos un análisis de estructura y principio de funcionamiento del alternador automotriz.
El generador es la principal fuente de energía para equipos eléctricos automotrices. Durante el funcionamiento normal del vehículo.

El generador suministra energía a otros dispositivos alimentados que no sean el motor de arranque y carga la batería. Hoy les explicaré la estructura y el principio de funcionamiento del generador de automóviles.

La mayoría de los generadores utilizados en automóviles son alternadores trifásicos.

Clasificación del alternador automotriz

El alternador consiste en un rotor, un estator, un mecanismo de cepillo y anillo deslizante, un puente rectificador trifásico, un cojinete, un ventilador y tapas frontales y traseras.

El rotor

Bobina del rotor genera un campo magnético después de ser energizado para realizar el electromagnetismo e inducir la bobina del estator.

El estator

El estator está compuesto por un núcleo de estator y un devanado de estator trifásico, y se fija entre las cubiertas de los extremos delantero y trasero.

El devanado trifásico generalmente adopta dos métodos de triángulo (△) y estrella (Y). El devanado del estator induce y genera una fuerza electromotriz alterna sinusoidal trifásica bajo la acción de un campo magnético giratorio generado por el rotor.

El rectificador en el alternador automotriz

El rectificador es un dispositivo que convierte la corriente alterna en corriente continua En un generador de vehículo, un circuito rectificador de puente trifásico generalmente se usa como un rectificador.

Los rectificadores generalmente tienen las siguientes cuatro formas:

Tapas finales, ventiladores y rodamientos.

La tapa frontal se usa para fijar el generador, y la parte trasera está equipada con un portaescobillas y un rectificador.

La veleta del ventilador se instala entre la cubierta frontal y la polea (las dos aspas del generador de doble ventilador están montadas en el rotor dentro del generador), y el aire forzado se irradia cuando el generador está funcionando.

Como funciona el alternador automotriz

El principio de generación de energía.

Cuando se aplica una corriente continua al devanado del rotor del generador, se genera un campo magnético.

El motor gira el rotor y el devanado del estator corta el campo magnético del rotor para inducir una fuerza electromotriz de corriente alterna trifásica.

El principio de rectificación.

El circuito rectificador convierte la fuerza electromotriz trifásica en un voltaje de ondulación de CC. Dado que la batería tiene una función de capacitancia. La forma de onda de voltaje de CC de salida es relativamente plana.

En la operación de carga del generador, los devanados trifásicos de la caída de la resistencia es ignorado y un rectificador. Un DC sobre emf: U = 2.34Eφ (Eφ fuerza electromotriz relativa).

El método de excitación.

El devanado del rotor del generador genera un campo magnético, llamado excitación, y la excitación del generador tiene dos modos: excitación y autoexcitación.

La forma en que la batería suministra energía al devanado de campo se llama excitación. La forma en que el voltaje generado por el generador suministra energía al devanado de campo se denomina autoexcitación.

Cuando el generador para automóvil apenas comienza a generar electricidad. El devanado del rotor es alimentado por la batería para generar un campo magnético, que pertenece a otras excitaciones.

Cuando el generador gira y el voltaje de salida es mayor que el voltaje de la batería. El generador suministra energía al devanado de campo, y el modo de excitación cambia de la excitación a la excitación. Auto motivado.

Características de funcionamiento del alternador

Las características operativas del alternador automotriz se refieren a la relación entre el voltaje terminal U, la corriente de salida I y la velocidad de rotación n cuando el generador está funcionando.

Características sin carga

La característica sin carga se refiere a la relación entre el voltaje terminal U del generador y la velocidad de rotación n cuando el generador está descargado (es decir, I = 0).

Las características externas

Cuando la velocidad del generador es constante, el voltaje de salida U varía con la corriente de salida I.

Las características de salida (características de carga)

Cuando el voltaje de salida del generador U es constante (típicamente el generador de 12 V se mantiene a 14 V), la relación entre la corriente de carga del generador I y la velocidad n se denomina característica de salida o característica de carga.

Regulador del alternador automotriz

El voltaje de salida del generador está relacionado con la velocidad del rotor del generador:

El principio de funcionamiento del regulador de voltaje. Cuando la velocidad de rotación del generador aumenta.

La corriente del campo magnético se reduce para debilitar el flujo magnético φ de modo que φn permanezca sustancialmente sin cambios, manteniendo así el voltaje terminal constante.

Regulador de voltaje de contacto

El regulador de voltaje de tipo contacto es un regulador mecánico de voltaje vibratorio que utiliza la acción de apertura y cierre del contacto para cambiar la resistencia del circuito de campo magnético y mantener constante el voltaje del terminal.

Regulador de voltaje del transistor

El regulador de voltaje del transistor utiliza la acción de conmutación del triodo de cristal para controlar el encendido y apagado del circuito del campo magnético del generador para ajustar la intensidad del campo magnético y mantener constante el voltaje del terminal.

Regulador de voltaje de circuito integrado

El regulador de voltaje de circuito integrado tiene las características de tamaño pequeño, función fuerte, alta confiabilidad, estructura simple y bajo costo. Ha sido ampliamente utilizado en automóviles en el hogar y en el extranjero.

Debido a su pequeño tamaño, los reguladores de voltaje de circuito integrado se instalan actualmente en generadores y se convierten en alternadores integrales.

El regulador de voltaje de circuito integrado utiliza un ciclo de trabajo que cambia la corriente de campo para cambiar el voltaje de salida del generador.

Uso y mantenimiento del alternador automotriz

Durante el uso y mantenimiento del alternador automotriz, se deben tener en cuenta los siguientes problemas:

1.- La conexión a tierra de la batería debe ser la misma que la polaridad del alternador automotriz. Es la conexión a tierra del polo negativo. De lo contrario, la batería se descargará en gran medida a través del diodo rectificador de silicio del generador, quemando así el diodo.

2.- No utilice el método de puesta a tierra instantánea (puesta a tierra) en la salida del generador (método de prueba) para determinar si el generador genera electricidad.

3.- Cuando el generador funciona a alta velocidad, el equipo eléctrico principal, como las baterías, no debe retirarse para evitar sobretensiones transitorias y daños a los diodos, reguladores u otros equipos eléctricos.

4.- Siempre verifique la conexión entre el generador y la batería para asegurar una conexión firme y confiable.

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5.- Siempre verifique la tensión de la correa del generador, que debe cumplir con las regulaciones de fábrica. Si la correa está demasiado floja, la batería estará baja de carga; si la correa está demasiado apretada, fácilmente dañará la correa y los cojinetes del generador.

6.- Una vez que se encuentra que el generador no funciona correctamente, se debe verificar a tiempo para identificar y eliminar la falla.

7.- Mantenimiento regular del generador Después de que el generador funciona durante 750 horas o el vehículo recorre 30,000 kilómetros, se inspeccionan los cepillos, componentes rectificadores, reguladores, cojinetes y otros componentes vulnerables del generador y se realizan las pruebas necesarias.

Pruebas del generador y sistema de carga en el alternador automotriz

Primero, la prueba de voltaje de CC de salida. Arranque el motor y funcione en ralentí. Use un multímetro digital para medir el voltaje en la batería.

En segundo lugar, el voltaje de salida de la prueba del componente de CA. Use el archivo de voltaje de CA del multímetro de CA y conéctelo a los terminales positivo y negativo de la batería para medir la salida de voltaje de CA del generador (el valor normal debe ser ≤0.4V). Los pasos específicos son los siguientes:

  • Arrancar el motor y hacerlo funcionar a 2000 rpm.
  • Encienda los faros y agregue una cierta carga al generador.
  • Conecte el multímetro digital a ambos extremos de la batería para leer el voltaje de CA. Si el voltaje es ≤ 0.4V. El rectificador del generador funciona normalmente; si el voltaje es> 0.5V, el rectificador del generador está defectuoso.

Prueba de caída de voltaje del sistema de carga

La prueba de caída de voltaje se usa principalmente para juzgar si la conexión entre el generador y la batería es buena. El método específico es el siguiente:

  • Arrancar el motor y hacerlo funcionar a 2000 rpm.
  • Encienda los faros y agregue una cierta carga al generador.
  • Use el medidor de voltaje de CC del multímetro digital para medir la caída de voltaje entre la salida del generador y el terminal positivo de la batería (como se muestra). El voltaje normal es ≤0.4V. Si excede 0.4V. La resistencia del punto de conexión del cable es grande.

Fallas comunes en los sistemas de carga

Sin carga

Las posibles razones para no cargar son:

  • El cable de conexión está abierto, en cortocircuito, suelto en la conexión, etc.
  • El generador está dañado. Tales como cortocircuito o circuito abierto del devanado del rotor o estator, desgaste del cepillo, daño del diodo rectificador de silicio.
  • El regulador está dañado o el voltaje es demasiado bajo.

Sobrecarga del alternador automotriz

La sobrecarga hace que la vida útil de la batería disminuya, principalmente porque el voltaje del regulador es demasiado alto.

Carga insuficiente

Las posibles razones de una carga insuficiente son:

  • El cable de conexión tiene un ligero cortocircuito, puntos de conexión sueltos o mal contacto.
  • Fallo del generador. Como cortocircuito entre el rotor o la capa de devanado del estator, desgaste del cepillo o fuerza de resorte insuficiente. Diodo rectificador de silicio deficiente o circuito abierto de diodo individual, correa suelta, etc.
  • El valor de voltaje del regulador no está ajustado correctamente (demasiado bajo).

Manual de mantenimiento del alternador automotriz en formato PDF