Alternador Automotriz: Estructura, Funcionamiento y Tipos

Estructura del Alternador

Tomaremos como base uno de Polos Intercalados por ser el más utilizado en vehículos:

Estator

• Constituido por una armadura formada por un conjunto de láminas de acero troqueladas en forma circular.
• El devanado inducido está compuesto por un conjunto de espiras que forman 1 (monofásico) o 3 (trifásicos) series de bobinas (fases).
• Los trifásicos se dividen en Estrella y Triángulo.

Rotor

• Las 2 mitades del rotor o colectores de flujo.
• Un cilindro de material aislante sobre el que se moldean los anillos rozantes.
• Un arrollamiento que forma la bobina inductora que crea el magnetismo de los colectores de flujo.
• La polea de accionamiento y el ventilador fijado por la chaveta de arrastre.

Tapa Soporte Lado Accionamiento

Tapa Soporte Lado Anillos Rozantes

Portaescobillas

• Con escobillas de carbón que, presionadas contra los anillos rozantes del rotor, conducen corriente hasta el devanado inductor.

Puente Rectificador

• Transforma la CA en CC.
• Se compone de una armadura negativa y otra positiva que sirven de soporte a los diodos (6 de potencia, 3 de excitación).

Regulador Electrónico

Funcionamiento del Alternador

Cuando se cierra la llave de contacto, se alimenta el rotor a través de la luz de control. El rotor empieza a girar generando CA en el estator que pasa a CC en el puente rectificador. Para que la tensión a la salida del alternador (borne B+) sea constante (aproximadamente 14V) y no dependa de las revoluciones, el regulador ajusta la corriente de excitación.

Tipos de Alternadores

Alternadores de Polos Intercalados con Anillos Rozantes

• Polos que se intercambian de N a S continuamente.
• Son los más adecuados para uso en turismos y vehículos industriales por su estructura compacta, reducido peso y buena refrigeración.
• El número de polos es limitado, ya que un número pequeño de polos resulta en un rendimiento insuficiente y un gran número hace aumentar en exceso las pérdidas magnéticas.
• Son fabricados de 12 a 16 polos según sus necesidades de potencia.
• Dependiendo del número de fases y su conexión: Monofásicos y Trifásicos (estrella/triángulo).

Alternadores de Polos Individuales con Anillos Rozantes

• Se consigue un rotor más potente de 4 bobinas, por lo que el estator genera más intensidad.
• Utilizado en autobuses, trenes y camiones para sistemas de 24V.

Alternadores con Rotor Guía

• Sin anillos rozantes, escobillas ni piezas de desgaste, excepto rodamientos.
• Se usan para vehículos de largo recorrido y maquinaria de construcción.
• Cuentan con sistema de refrigeración por agua.

El Regulador en el Alternador

Es un elemento encargado de mantener la tensión o corriente de excitación dentro de un rango constante.

Funcionamiento del Regulador

Para regular la tensión entre los bornes B+ y masa y que permanezca constante al variar el número de revoluciones y la carga:

• Cuando la tensión está por debajo del valor de regulación, el regulador no actúa.
• Cuando la sobrepasa, dependiendo de la carga a la que esté sometido, actúa cortando la corriente de excitación.
• Esto provoca que la tensión generada descienda.
• Así, en procesos que duran milisegundos, la mantiene en el valor correcto.

Tipos de Reguladores

• Electromagnéticos

• Electrónicos

  • Regulador de Componentes Discretos

    Elementos electrónicos convencionales.

  • Reguladores de Tecnología Híbrida

    Elementos discretos con estructura compacta y muy reducida.

Ventajas de los Reguladores Electrónicos

• Tiempos de conexión más breves.
• No tienen desgaste.
• La conmutación sin chispa evita interferencias en la radio.
• Resistentes a choques, vibraciones y condiciones climáticas.
• La compensación electrónica de temperatura permite reducir la tolerancia de regulación.