Principios básicos de un alternador automotriz
El alternador es un componente clave en el sistema eléctrico de un automóvil.
Su función principal es generar energía eléctrica para cargar la batería del automóvil y alimentar los diversos sistemas eléctricos y electrónicos del vehículo cuando el motor está en funcionamiento.
Aquí hay algunos aspectos importantes sobre el alternador automotriz:
- Generación de energía
- Recarga de la batería
- Suministro de energía eléctrica
- Regulador de voltaje
- Diagnóstico y mantenimiento
- Principios básicos de un alternador
- Generación de fuerza electromotriz CA
- Principio de funcionamiento del circuito rectificador
- Circuito rectificador del alternador de seis líneas
- Los diodos rectificadores como circuito rectificador
- Principio de rectificación del alternador de nueve líneas
- Modo de excitación del alternador
Generación de energía
El alternador utiliza la energía mecánica del motor del automóvil, a través de una correa que lo conecta al cigüeñal, para generar energía eléctrica.
Esta energía se convierte en corriente alterna, que luego se rectifica para producir corriente continua, que es la forma de electricidad utilizada en los automóviles.
Recarga de la batería
Uno de los roles más importantes del alternador es recargar la batería del automóvil.
Cuando el motor está funcionando, el alternador suministra energía eléctrica para cargar la batería y mantenerla en buen estado.
Esto asegura que la batería esté lista para arrancar el motor en futuros encendidos.
Suministro de energía eléctrica
El alternador también suministra energía eléctrica a todos los sistemas eléctricos y electrónicos del automóvil.
Como por ejemplo las luces, la radio, el sistema de encendido, los sistemas de control del motor y mucho más.
Esto permite que todos estos componentes funcionen correctamente mientras el vehículo está en movimiento.
Regulador de voltaje
El alternador está equipado con un regulador de voltaje que controla la cantidad de energía eléctrica que produce.
Esto garantiza que el voltaje se mantenga dentro de un rango específico, evitando que la batería se sobrecargue o se descargue en exceso.
Diagnóstico y mantenimiento
Los problemas con el alternador pueden causar problemas eléctricos en el automóvil, como una batería descargada o sistemas que no funcionan correctamente.
Cuando se presentan estos problemas, es importante diagnosticar y, si es necesario, reparar o reemplazar el alternador.
El mantenimiento regular del sistema eléctrico, incluida la inspección del alternador, es esencial para el funcionamiento confiable del vehículo.
En resumen, el alternador es una parte esencial del sistema eléctrico de un automóvil.
Ya que genera energía eléctrica mientras el motor está en funcionamiento y asegura que la batería se mantenga cargada y que todos los sistemas eléctricos funcionen correctamente.
Mantener el alternador en buen estado es crucial para el funcionamiento adecuado de un vehículo.
Principios básicos de un alternador
Los principios básicos de un alternador también se basan en el principio de inducción electromagnética .
Cuando el flujo magnético es cortado por un conductor que se mueve en un campo magnético, se genera una fuerza electromotriz inducida en el conductor.
Si tratamos de hacer que el flujo magnético y el conductor produzcan un movimiento de corte relativo, se puede generar fuerza electromotriz en el conductor.
Este fenómeno se llama "inducción electromagnética". El principio básico de un generador es la fuerza electromotriz generada por inducción electromagnética para generar energía eléctrica (voltaje y corriente ).
Aunque un solo conductor puede generar fuerza electromotriz cuando se mueve en un campo magnético, es muy pequeño.
Si los dos conductores están conectados de un extremo a otro, se generará una fuerza electromotriz secundaria, lo que resultará en una fuerza electromotriz doble.
Cuando un conductor en forma de bobina gira en un campo magnético, se generará una gran fuerza electromotriz, formando así voltaje y corriente.
El generador se basa en este principio, al hacer girar una bobina en un campo magnético para generar energía eléctrica. La corriente generada es una corriente alterna que cambia de tamaño y dirección.
Generación de fuerza electromotriz CA
El principio de funcionamiento del alternador se muestra en la Figura 1-15.
Figura 1-15 El principio de funcionamiento de un alternador
Los devanados trifásicos del estator del alternador están anidados en las ranuras del estator del generador de acuerdo con una cierta regla, y los ángulos eléctricos difieren entre sí en 120 °.
Cuando el devanado de campo del rotor está conectado a la fuente de alimentación de CC, los polos de garra del rotor se magnetizan en el polo N y el polo S.
La línea de fuerza magnética comienza desde el polo N, pasa a través del pequeño espacio de aire entre el rotor y el estator. Ingresa al núcleo del estator y finalmente regresa al polo S a través del espacio de aire.
Figura 1-16 Formas de onda de voltaje y corriente en un circuito rectificador de puente trifásico
a) Circuito rectificador de puente trifásico; b) Fuerza electromotriz CA trifásica; c) Forma de onda de salida del alternador después de la rectificación
Principio de funcionamiento del circuito rectificador
La conversión de la corriente alterna generada por un alternador en corriente continua se llama rectificación.
Los circuitos rectificadores comunes incluyen el circuito rectificador de un alternador de seis líneas y el circuito rectificador de un alternador de nueve líneas.
Estos son los principios básicos de un alternador, que comúnmente encontrarás en un automóvil.
Circuito rectificador del alternador de seis líneas
El dispositivo rectificador del alternador de seis líneas es en realidad un circuito rectificador de puente trifásico compuesto por 6 diodos rectificadores de silicio , ver Figura 1-16a).
Los cátodos de los tres diodos VD2, VD4 y VD6 están conectados respectivamente al comienzo del devanado trifásico del generador.
Sus ánodos están conectados entre sí para formar una conexión de grupo de ánodo común.
El principio de conducción de los tres diodos es que el potencial del electrodo negativo es el más bajo en un momento determinado.
El diodo se enciende. Los ánodos de los tres diodos VD1, VD3 y VD5 están conectados respectivamente al comienzo del devanado trifásico del generador.
Sus cátodos están conectados entre sí para formar una conexión de grupo de cátodos común.
Los diodos rectificadores como circuito rectificador
Los diodos rectificadores, también conocidos como diodos rectificadores de onda o simplemente diodos rectificadores, son componentes electrónicos utilizados para convertir corriente alterna (CA) en corriente continua (CC).
Este proceso se llama rectificación y es esencial en muchas aplicaciones electrónicas, como fuentes de alimentación, cargadores de baterías y circuitos de control de motores.
Como podrás notar los principios básicos de un alternador tambien tiene que ver con la electrónica.
Los diodos rectificadores son dispositivos semiconductor que permiten el flujo de corriente en una dirección, bloqueando el flujo en la dirección opuesta.
Es así como funciona este circuito rectificador en un alternador automotriz.
Principio de rectificación del alternador de nueve líneas
La característica del alternador de nueve líneas es que además de los 6 diodos rectificadores de uso común, se añaden 3 diodos de potencia más pequeños.
Se utilizan tres diodos con menor potencia para suministrar la corriente de campo del alternador, por lo que también se denominan diodos de campo.
Después de usar el diodo de campo magnético, el terminal de salida se conecta al indicador de carga , que puede indicar las condiciones de trabajo del generador.
El circuito del sistema de carga del alternador de nueve líneas se muestra en la Figura 1-17.
Figura 1-17 Diagrama de circuito del sistema de carga del alternador de nueve líneas
Modo de excitación del alternador
El método de excitación del generador de CA automotriz es un proceso desde la excitación separada hasta la generación de energía de autoexcitación.
Dado que la remanencia del rotor del alternador del automóvil es débil, la remanencia de los polos magnéticos no se puede utilizar para la generación de energía autoexcitada. Por lo que se requiere una fuente de alimentación de CC externa.
El alternador puede autoexcitarse y generar electricidad solo a una velocidad más alta. Cuando el alternador funciona a baja velocidad, utiliza un método de excitación independiente.
La máquina de energía automotriz es la parte principal de la fuente de alimentación del automóvil y el poder de los miembros responsables del funcionamiento del vehículo cuando se carga la batería de almacenamiento .
Los generadores de automóviles se pueden dividir en generadores de corriente continua y generadores de corriente alterna.
Dado que los generadores de corriente alterna son superiores a los generadores de corriente continua en muchos aspectos, se han eliminado los generadores de corriente continua.
En la actualidad, todos los automóviles utilizan generadores de corriente alterna. Estos fueron los principios básicos de un alternador de un automovil.