ndiceHistoria
Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubri que un conductor
mecnico movindose en un campo magntico generaba una diferencia de
potencial. Aprovechando esto, construy el primer generador
electromagntico, el disco de Faraday, un generador homopolar,
empleando un disco de cobre que giraba entre los extremos de un imn
con forma de herradura, generndose una pequea corriente continua.
Tambin fue muy utilizado como generador de energa elctrica en
bicicletas para alimentar bombillas de poca intensidad.
[editar] Primeros modelos
Dinamo de Pixii.
El dinamo fue el primer generador elctrico apto para uso
industrial, pues fue el primero basado en los principios de
Faraday. Fue construido en 18321 por el fabricante francs de
herramientas Hippolyte Pixii. Empleaba un imn permanente que giraba
por medio de una manivela. Este imn estaba colocado de forma que
sus polos norte y sur pasaban al girar junto a un ncleo de hierro
con un cable elctrico enrollado (como un ncleo y una bobina). Pixii
descubri que el imn giratorio produca un pulso de corriente en el
cable cada vez que uno de los polos pasaba junto a la bobina; cada
polo induca una corriente en sentido contrario, esto es, una
corriente alterna. Aadiendo al esquema un conmutador elctrico
situado en el mismo eje de giro del imn, Pixii convirti la
corriente alterna en corriente continua.
Dinamo de Pacinotti, 1860.
En 1831 aparece el primer generador Britnico, inventado por
Michael Faraday. En 1836 Hippolyte Pixii, un francs que se dedicaba
a la fabricacin de instrumentos, tomando como la base los
principios de Faraday, construy la primera dinamo, llamada Pixii's
dynamo. Para ello se utiliz un imn permanente que se giraba
mediante una manivela. El imn se coloc de forma que sus polos norte
y sur quedaran unidos por un pedazo de hierro envuelto con un
alambre. Entonces Pixii se dio cuenta que el imn produca un impulso
de corriente elctrica en el cable cada vez que transcurra un polo
de la bobina. Para convertir la corriente alterna a una corriente
directa ide un colector que era una divisin de metal en el eje del
cilindro, con dos contactos de metal.
En 1860 Antonio Pacinotti, un cientfico italiano, ide otra
solucin al problema de la corriente alterna.
En 1871 Znobe disea la primera central comercial de plantas de
energa, que operaba en Pars en la dcada de 1870. Una de sus
ventajas fue la de idear un mejor camino para el flujo magntico,
rellenando el espacio ocupado por el campo magntico con fuertes
ncleos de hierro y reducir al mnimo las diferencias entre el aire
inmvil y las piezas giratorias. El resultado fue la primera dinamo
como mquina para generar cantidades comerciales de energa para la
industria.
[editar] El dinmo de Gramme
Dinamo pequeo Gramme, ca. 1878.
Los diseos de Faraday y Pixii sufran del mismo problema: inducan
picos repentinos de corriente slo cuando los polos N o S del imn
pasaban cerca de la bobina; la mayor parte del tiempo no generaban
nada.
Antonio Pacinotti, un cientfico italiano, resolvi esto
reemplazando la bobina giratoria por una de forma toroidal,
enroscada en un trozo de hierro con forma de anillo. As, siempre
estaba una parte de la bobina influida magnticamente por los
imanes, suavizando la corriente.
Posteriormente Znobe Gramme reinvent el diseo al proyectar los
primeros generadores comerciales a gran escala, que operaban en
Pars en torno a 1870. Su diseo se conoce como la dinamo de
Gramme.
A partir de entonces se han realizado nuevas versiones con
mejoras, pero el concepto bsico de bucle giratorio sin fin
permanece en todas las dinamos modernas.
[editar] El dinamo en el automvil
Uno de los usos ms comunes que se le dio a la dinamo fue el de
generador de energa elctrica para el automvil. A medida que, desde
principios del siglo XX, los automviles se iban haciendo ms
complejos, se demostr que los sistemas de generacin de energa
elctrica con los que se contaba(principalmente magnetos) no eran lo
suficientemente potentes para las necesidades del vehculo. Esta
circunstancia favoreci la implantacin paulatina de la dinamo en el
mismo.
Aunque se trataba de un elemento que proporcionaba la energa
necesaria con relativamente poco peso, presentaba ciertos
problemas. El ms importante era que la velocidad de rotacin que se
le suministraba nunca era constante, ya que las revoluciones del
motor estn continuamente variando, siendo requisito el que tena que
ser capaz de suministrar la misma corriente en ralent, movimiento
lento, aun cuando el motor estuviera a pleno rendimiento. Esto se
solucion con los reguladores que, aunque son sencillos en su diseo,
requieren de un reglaje muy delicado. Estos dispositivos deban ser
capaces de regular el voltaje y la intensidad. Adems debera evitar
que la dinamo funcionara como un motor elctrico cuando el vehculo
estuviera al ralent, que es cuando prcticamente no produce energa,
para que el flujo de corriente no se invirtiera.
Dado que las dinamos tienen un diseo muy parecido al de los
motores elctricos, en el automvil llegaban a funcionar como tales
cuando se inverta el flujo de corriente al ser mayor el potencial
que suministraba la batera que el potencial que suministraba la
dinamo.
Desde los aos 70 han sido sustituidos progresivamente por el
alternador , no quedando ningn vehculo en produccin con este
sistema actualmente. La corriente generada es producida cuando el
campo magntico creado por un imn o un electroimn fijo, inductor,
atraviesa una bobina, inducido, colocada en su centro. La corriente
inducida en esta bobina giratoria, en principio alterna, es
transformada en continua mediante la accin de un conmutador
giratorio, solidario con el inducido, denominado colector,
constituido por unos electrodos denominados delgas. De aqu es
conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados
escobillas que conectan por frotamiento con las delgas del
colector
Marco TericoSISTEMA ELCTRICO
ALTERNADOR
El alternador moderno es un elemento fundamental entre los
componentes de un motor y tiene dos funciones fundamentales, la
primera recargar la batera y dejarla en condiciones de efectuar un
nuevo arranque del motor trmico en cuanto sea preciso y la segunda
alimentar de corriente elctrica los componentes auxiliares del
motor trmico as como el alumbrado, sensores, indicadores,
etc.Antiguamente se usaba una dinamo de corriente continua para
estas funciones, actualmente los componentes electrnicos hacen ms
sencillo y barato usar un alternador para esta labor, el alternador
produce ms corriente con un tamao menor de componentes y necesita
menos revoluciones de motor para hacerlo.El alternador en una
mquina sncrona trifsica que genera corriente alterna la cual se
rectifica mediante unos diodos para as alimentar la batera y el
resto de componentes con una corriente de 14 voltios para turismos
y 28 voltios para vehculos industriales y mquinas
grandes.Caractersticas del alternador. Entrega de potencia til
incluso al ralent. Menor volumen a igual potencia suministrada que
las dinamos. Larga vida til por no tener muchos elementos mviles.
Buena resistencia a elementos externos como humedad, calor,
vibraciones, polvo, etc.Los componentes de un alternador son
bsicamente un rotor que gira con el motor trmico, inducido que
produce la corriente alterna, rectificador que la convierte en
continua, y el regulador que se encarga de controlar el proceso.Su
circuito elctrico externo consta de un solo cable positivo que va
de la batera directamente al alternador, en algunos modelos de 24
voltios para maquinaria tambin existe un pequeo terminal de 12
voltios encargado de funciones de sealizacin y excitacin del
alternador.Actualmente el regulador de corriente forma parte del
mismo alternador y en los ms modernos se han eliminado tambin las
escobillas lo que lo convierte en un componente ms fiable.Las cada
vez ms complicadas funciones de una mquina moderna, la mayora
elctricas o electrnicas como luces, indicadores, radios, emisoras,
controles hidrulicos, ordenadores, sistemas de frenos,
antipatinamiento, etc., hacen que los requerimientos del alternador
sean cada vez ms altos y se pretenda aumentar su potencia cada vez
ms con el fin de asegurar un suministro suficiente de corriente.La
eleccin de un alternador concreto para una mquina o un vehiculo
determinado debe tener en cuenta los factores siguientes: Capacidad
de la batera en Amperios hora. Consumos elctricos del vehiculo.
Condiciones de funcionamiento del vehiculo.Los alternadores se
fabrican de distintos tipos y potencias segn la aplicacin y las
distintas especificaciones de los fabricantes, los ms utilizados en
maquinaria pesada suelen ser los de rotor-gua sin anillos
colectores en los que los nicos elementos de desgaste son los
rodamientos por lo que estn prcticamente exentos de
mantenimiento.En la imagen los elementos son:A.-Polea.
B.-Ventilador. C,D,E.-Separadores y tornillera. F.-Carcasa
delantera. G.-Rodamiento. H,J,K,M,N.-Tapas y separadores. L.-Rotor.
S.-Estator. R.- Diodos rectificadores. P.-Regulador. O.-Carcasa
trasera.Averas ms comunes.Las averas ms frecuentes de un alternador
pueden ser de dos tipos: Mecnicas: Fallo en el mecanismo de
arrastre del rotor por correas flojas, engrasadas o rotas o bien la
polea rota o desgastada. Suele detectarse por un ruido de
patinamiento de las correas. Fallo en los rodamientos con su
consiguiente agarrotamiento y la destruccin completa del alternador
en la mayora de los casos. Suele producirse ruido de agarrotamiento
con anterioridad.Elctricas: Fallo en el bobinado de rotor o
inducido. Se comprueba desmontando el alternador y comprobando su
continuidad. Fallo en el regulador. Solo se puede comprobar
sustituyndolo por otro. Fallo en los rectificadores, en los
alternadores modernos se sustituyen como un conjunto y se
comprueban con polmetro.Alternador
Alternadores de principios del siglo XX en una central
hidroelctrica de Budapest.
Alternador de un automvil seccionado: en azul las masas polares
inductoras (rotor), en rojo las bobinas del inducido (esttor), a la
derecha la polea de arrastre por correa con ventilador de
refrigeracin, a la izquierda la placa de diodos de rectificacin y
excitacin.
Un alternador es una mquina elctrica, capaz de transformar
energa mecnica en energa elctrica, generando una corriente alterna
mediante induccin electromagntica.
Los alternadores estn fundados en el principio de que en un
conductor sometido a un campo magntico variable se crea una tensin
elctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su
valor del flujo que lo atraviesa.
Un alternador es un generador de corriente alterna. Funciona
cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y
genere energa. En Espaa se utilizan alternadores con una frecuencia
de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por
segundo.
Contenido
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1 Caractersticas constructivas
1.1 Inductor 1.2 Inducido 2 Fundamento fsico 3 Notas
[editar] Caractersticas constructivas
Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor,
que es el que crea el campo magntico y el inducido que es el
conductor atravesado por las lneas de fuerza de dicho campo
magntico.1
Figura 1.- Disposicin de elementos en un alternador simple de
excitacin permanente con dos pares de polos
[editar] Inductor
El rotor, que en estas mquinas coincide con el inductor, es el
elemento giratorio del alternador, que recibe la fuerza mecnica de
rotacin.
[editar] Inducido
En el inducido o estator, se encuentran una serie de pares de
polos distribuidos de modo alterno y, en este caso, formados por
bobinado en torno a un ncleo de material ferromagntico de
caracterstica blanda, normalmente hierro dulce.
La rotacin del inductor hace que su campo magntico, formado por
imanes fijos, se haga variable en el tiempo, y el paso de este
campo variable por los polos del inducido genera en l una corriente
alterna que se recoge en los terminales de la mquina.
[editar] Fundamento fsico
El flujo magntico () a travs de cada espira de las bobinas que
constituyen el inducido tiene por valor el producto de la
intensidad de campo (B), por la superficie de la espira (s) y por
el coseno del ngulo formado por el plano que contiene a esta y la
direccin del campo magntico (cos ), por lo que el flujo en cada
instante ser:
Como por otra parte tenemos que siempre que se produce una
variacin del flujo magntico que atraviesa a una espira se produce
en ella una F.E.M. (E) inducida cuyo valor es igual a la velocidad
de variacin del flujo, por tanto tendremos que,
El signo menos delante de E expresa que, segn la Ley de Lenz, la
corriente inducida se opone a la variacin del flujo que la
genera.
Si la fuerza electromotriz inducida en una espira es igual a E,
la fuerza electromotiz total (ETOT) es igual a:
siendo n el nmero total de espiras del inducido.
La frecuencia de la corriente alterna que aparece entre los
terminales de la mquina se obtiene multiplicando la velocidad de
rotacin (nmero de vueltas por segundo) del inductor por el nmero de
pares de polos del inducido (en el caso ilustrado, 2).
DESCRIPCION Y FUNCIONAMIENTOA que se llama alternador? para que
sirve el alternador? como funciona un alternador? cuales son las
partes que componen un Alternador?
Alternador: Generador de corriente electrica alterna [se llaman
monofasicos, bifasicos,o trifasicos segun el numero de fases de la
corriente que proporciona]
Convierte la energia mecanica en energia electrica
Tanto los alternadores como generadores [dinamos] producen
corriente, creando movimiento entre un conductor y un campo
magnetico los principios de electro magnetismo, controlan e
indican, como, se produce esta energia
En un alternador, el rotor [que crea el campo magnetico] gira
dentro del estator [el conductor].
La corriente alterna. AC, es inducida en el estator, luego
cambiada a corriente directa DC por un puente de Diodos, para luego
abastecer las necesidades del vehiculo.
El proceso de convertir CA en DC se le conoce como
Rectificacion.
El alternador funciona conforme al principio de que se genera
corriente electrica en un alambre, siempre que este cruza un campo
magnetico.El alternador tiene como campo un electro iman, excitado
por una pequea cantidad de corriente del acumulador [bateria], la
cual llega al electro iman por medio de los anillos colectores,
situados en la flecha del alternador.Cuando el motor hace girar el
electroiman, se intercepta el campo con el cuadro exteno de
alambre, y la corriente circula por este, primero en un sentido y
luego en el otro
Bobina fija del alternador [llamada estator] interceptan el
campo magnetico rotatorio, generado por el rotor, esta
intercepcion, se intensifica con un nucleo cilindrico de fierrro
dulce laminado.
1] Los diodos, convierten la CA en CD [CA=corriente alterna
--CD=corriente directa o continua]2] Bobinas del estator , donde se
origina la corriente3] Nucleo del estator4] Embobinado del rotor5]
Rotor [ campo magnetico]6] Polea impulsada por el motor con una
banda,[correa,faja] y ventilador para enfriar el alternador7]
Estructura [ casco, housing]8] Anillos colectores, transmite la
corriente al embobinado, del rotor, para mantenerlo magnetizado9]
Escobillas, [carbones, brochas cepillos];abastecen de corriente a
los anillos colectores
En un generador [dinamo] la armadura [el conductor] gira dentro
del campo de embobinados [que crea el campo magnetico], la
corriente es inducida en la armadura, y fluye a traves de los
cepillos, para ser usada en el sistema electrico.
PARTES DE UN GENERADOR [DINAM0]1] Alojamiento del campo
[estructura, principal, donde se acoplan o instalan los campos]
[4]2] Polea y ventilador3] Alojamiento del extremo del conmutador4]
Embobinado de campo5] Armadura 6] Cepillos [brochas, carbones]
ALTERNADOR
En un alternador, el rotor [que crea el campo magnetico], gira
dentro del estator [el conductor].
La corriente alterna. AC, es inducida en el estator, luego
cambiada a corriente directa DC por un puente de diodos, para luego
abastecer las necesidades del vehiculo.
El proceso de convertir CA en DC se le conoce como
rectificacion.
PARTES DE UN ALTERNADOR [TIPICO]1] Estructura del extremo2]
Estator, y placa de Diodos3] Rotor4] Estructura del otro extremo5]
Polea y ventilador6] Cojinete [rodaje,balero,bearing]7] Cepillos
[brochas,escobillas,carbones, brush]8] Portador o sostenedor de
cepillos9] Retendor del cojinete10] Cojinete [ balero, rodaje,
bearing]
1] Rotor2] Retenedor del cojinete[rodaje] delantero3] Collarin
interior4] Cojinete [rodaje,balero, bearing]5] Arandela [huacha,
anillo], 6] Cubierta del lado de la polea7] Collarin exterior8]
Ventilador9] Polea10] Arandela de presion [huacha o anillo]11]
Tuerca de polea12] Conjunto de terminales13] Puente de
rectificacion14] Regulador15] Conjunto de escobillas
[brochas,cepillos]16] Tornillo
17] Estator18] Arandela de aislamiento19] Capacitor [
condensador]20] Tridiodo
21] Cubierta del lado de rectificadores22] tornillo pasante23]
Conjunto de cojinete y sello24] Terminales
PRUEBAS A LAS BOBINAS DEL ALTERNADOR - DESPIECE DE UN
ALTERNADOR
Bobina del rotorUse un ohmetro en la escala de resistencia baja,
ponga las puntas como se indica en la ilustracion. Si indica entre
2 y 300 ohmios; la bobina funciona bien; si la aguja del ohmetro no
se mueve, significa que tiene un corto [circuito abierto]
Ahora pruebe la bobina del rotor en la escala de resistencia
baja, ponga las puntas como se muestra en la ilustracion;
si la aguja del ohmetro no se mueve significa que el rotor
funciona bien...
.pero si la aguja se mueve quiere decir que la bobina tiene un
corto a tierra.
NUCLEO DEL ESTATORConecte el ohmetro en la forma que se indica;
y vea si hay continuidad, entre alguno de los terminales y el
nucleo del estator; si es asi; significa que el embobinado se esta
induciendo a tierra; y necesita remplazarlo.
Tome nota: esto sucede, debido, a que el alambre del embobinado,
tiene una capa de barniz que lo aisla, evitando que exista
coneccion entre las Vueltas del embobinado...
.. e igualmente evita que por alguna parte, el alambre se
conecte al nucleo del estator
Pero, cuando el embobinado sufre un excesivo calentamiento, el
barniz se quema...
..y en este caso, el alambre queda expuesto, a tocar parte del
nucleo, induciendo su seal en tierra.
BOBINA DEL ESTATOR
Ponga el ohmetro en la escala de baja resistencia, ponga las
puntas como se muestra en la ilustracion, la aguja debe indicar
continuidad ;
Si la aguja no se mueve; la bobina esta abierta [tiene
corto].
Tome nota:, la bobina, es un alambre enrollado cubierto de
barniz, cada terminal es un extremo, por lo tanto debe existir
continuidad, si no es asi; se debe a que el alambre se encuentra
cortado, en alguna parte de su enrollado.
Compruebe si hay continuidad entre los dos anillos colectores, o
resbaladores, si no es asi, el circuito esta abierto, y se hace
necesario remplazarlo.Cada anillo colector, representa un extremo,
del embobinado.El embobinado, es un alambre enrollado cubierto de
barniz; si no encuentra continuidad; significa que el alambre se
encuentra cortado en alguna parte de su enrollado.Tambien es
posible que el corto sea visible, por encontrarse cerca de los
anillos colectores; si es asi reparelo.
PRUEBAS A LAS BOBINAS DEL ALTERNADOR - DESPIECE DE UN
ALTERNADOR
Si el alternador tiene un puente rectificador similar a este,
conecte un ohmetro, tal como se indica en la ilustracion, un cable
al disipador termico aislado, y el otro al sujetador de metal...
tome una lectura, y luego invierta las puntas del ohmetro,y tome
otra , debera obtener una lectura alta y una baja....si las
lecturas son aproximadamente iguales; cambie el puente
rectificador.Repita la prueba entre los otros dos sujetadores.
Si el alternador tiene un trio de diodos similar a este.conecte
el ohmetro, como se ve en la ilustracion; tome una lectura....luego
invierta las puntas y tome otra lectura; una lectura alta y una
baja, indican que el trio de diodos esta en buenas
condiciones....pero si las lecturas son similares, debe remplazar
el trio de diodos.
Si el alternador tiene diodos instalados en forma similar a como
se ve en la ilustracion.
Conecte el ohmetro, entre el terminal de cada diodo y la caja de
los diodos..
..luego invierta las puntas del ohmetro, y compruebe nuevamente;
si hay una lectura alta y una baja, el diodo esta en buenas
condiciones..
.si las lecturas son similares, debera remplazarlo.
Aqui mostramos la forma, en que se debe detener los carbones,
brochas o cepillos antes de la instalacion.Se usa un un sujetador
de papel o equivalente.Asi se facilita la instalacion....pero no
olvide retirar el sujetador, cuando termine la instalacion.
Aqui Observemos el soporte, o alojamiento tipico de los
cepillos,brochas, carbones; excesivamente gastados o quemados
Aprovechemos, las figuras para ilustrar lo siguiente;Lo resortes
que estan a la vista se mantienen comprimidos, empujando los
carbones [brochas], contra los anillos colectores.
Conforme es el desgaste de los carbones, los resortes se
extienden; y como es logico suponer al extenderse disminuyen su
fuerza de empuje..
.. de alli que un excesivo desgaste de carbones, sumados a la
suciedad del alojamiento; dan como consecuencia un falso o debil
contacto; y terminan en la condicion que se muestran.
Qu es?
Un alternador es una mquina elctrica, capaz de transformar
energa mecnica en energa elctrica, generando una corriente alterna
mediante induccin electromagntica. Los alternadores estn fundados
en el principio de que en un conductor sometido a un campo magntico
variable se crea una tensin elctrica inducida cuya polaridad
depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo
atraviesa.
Descripcin y caractersticas de sus componentes
El alternador utilizado en automocin esta constituido por los
siguientes elementos: - Un conjunto inductor que forman el rotor o
parte mvil del alternador. - Un conjunto inducido que forman el
estator o parte fija del alternador. - El puente rectificador de
diodos. - Carcasas, ventilador y dems elementos complementarios de
la maquina.
Rotor o inductor El rotor o parte mvil del alternador, es el
encargado de crear el campo magntico inductor el cual provoca en el
bobinado inducido la corriente elctrica que suministra despus el
alternador. El rotor esta formado a su vez por un eje o rbol sobre
el cual va montado el ncleo magntico formado por dos piezas de
acero forjado que llevan unos salientes o dedos entrelazados sin
llegar a tocarse, que constituyen los polos del campo magntico
inductor. Cada uno de las dos mitades del ncleo llena 6 o 8
salientes. con lo que se obtiene un campo inductor de 12 o 16
polos. En el interior de los polos, va montada una bobina inductora
de hilo de cobre aislado y de muchas espiras, bobinada sobre un
carrete material termoplstico.
En uno de los lados del eje, va montada una pieza material
termoestable fija al eje del rotor, en la que se encuentran
moldeados dos anillos rozantes de cobre, a los cuales se unen los
extremos de la bobina inductora. A travs de los anillos, y por
medio de dos escobillas de carbn grafitado la bobina recibe la
corriente de excitacin generada por el propio alternador a travs
del equipo rectificador (autoexcitacin). Este equipo mvil
perfectamente equilibrado dinmicamente, para evitar vibraciones,
constituye un conjunto extraordinariamente robusto que puede girar
a gran velocidad sin peligro alguno, al no tener como dinamo
elementos que pueden ser expulsados por efecto de la fuerza
centrifuga, como ocurre con el colector y bobinas inducidas.
Estator o inducido El estator es la parte fija del alternador la
que no tiene movimiento y es donde estn alojadas las bobinas
inducidas que generan la corriente elctrica. El estator tiene una
armazn que esta formado por un paquete ensamblado de chapas
magnticas de acero suave laminado en forma de corona circular,
troqueladas interiormente para formar en su unin las ranuras donde
se alojan las bobinas inducidas. Las bobinado que forman los
conductores del inducido esta constituido generalmente por tres
arrollamientos separados y repartidos perfectamente aislados en las
36 ranuras que forman el estator. Estos tres arrollamientos, o
fases del alternador, pueden ir conectados segn el tipo: en
estrella o en tringulo, obteniendose de ambas formas una corriente
alterna trifasica, a la salida de sus bornes.
Puente rectificador de diodos Como se sabe la corriente generada
por el alternador trifasico no es adecuada para la batera ni
tampoco para la alimentacin de los consumidores del vehculo. Es
necesario rectificarla. Una condicin importante para la
rectificacin es disponer de diodos de potencia aptos para funcionar
en un amplio intervalo de temperatura. El rectificador esta,
formado por un puente de 6 o 9 diodos de silicio, puede ir montado
directamente en la carcasa lado anillos rozantes o en un soporte
(placa) en forma de "herradura", conexionados a cada una de las
fases del estator, formando un puente rectificador, obteniendose a
la salida del mismo una tensin de corriente continua. Los diodos se
montan en esta placa de manera que tres de ellos quedan conectados
a masa por uno de sus lados y los otros tres al borne de salida de
corriente del alternador, tambin por uno de sus lados . El lado
libre de los seis queda conectado a los extremos de las fases de
las bobinas del estator.
Los alternadores, con equipo rectificador de 9 diodos
(nanodiodo), incorporan tres diodos mas al puente rectificador
normal, utilizandose esta conexin auxiliar para el control de la
luz indicadora de carga y para la alimentacin del circuito de
excitacin. El calentamiento de los diodos esta limitado y, por
ello, debe evacuarse el calor de las zonas donde se alojan, tanto
los de potencia como los de excitacin. Con este fin se montan los
diodos sobre cuerpos de refrigeracin, que por su gran superficie y
buena conductividad trmica son capaces de evacuar rpidamente el
calor a la corriente de aire refrigerante. En algunos casos, para
mejorar esta funcin, estn provistos de aletas. La fijacin de la
placa portadiodos a la carcasa del alternador se realiza con
interposicin de casquillos aislantes, como se ve en la figura
SHAPE \* MERGEFORMAT
En la figura de abajo tenemos otra variante de puente de diodos
mas moderno.
No vamos a entrar en el modo de funcionamiento de los diodos
simplemente decir que un diodo se comporta idealmente como una
vlvula antirretorno en un circuito neumtico e hidrulico, segn como
estn polarizados los diodos en sus extremos deja pasar la corriente
elctrica o no la deja pasar. Los diodos utilizados en el automvil
pueden ser de dos tipos: de "anodo comn" son los que tienen
conectado el nodo a la parte metlica que los sujeta (la herradura
que hemos visto antes) y que esta conectada a masa. De "ctodo comn"
son los diodos que tienen el ctodo unido a la parte metlica que los
sujeta (masa).
El diodo rectificador hace que se supriman las semiondas
negativas y solo se dejan pasar las semiondas positivas de forma
que se genere una corriente continua pulsatoria. A fin de
aprovechar para la rectificacin todas las semiondas, incluso las
negativas suprimidas, se aplica una rectificacin doble o de onda
completa. Para aprovechar tanto las semiondas positivas como las
negativas de cada fase (rectificacin de onda completa), se dispone
de dos diodos para cada fase, uno en el lado positivo y otro en el
negativo, siendo necesarios en total seis diodos de potencia en un
alternador trifasico. Las semiondas positivas pasan por los diodos
del lado positivo y las semiondas negativas por los diodos del lado
negativo, quedando as rectificadas. La rectificacin completa con el
puente de diodos origina la suma de las envolventes positivas y
negativas de estas semiondas (grfica del medio), por lo que se
obtiene del alternador una tensin levemente ondulada. La corriente
elctrica que suministra el alternador por los terminales B+ y B-,
no es lisa, como seria lo ideal (linea roja de la grfica inferior),
sino que es ligeramente ondulada (grfica inferior). Esta ondulacin
se reduce por efecto de la batera, conectada en paralelo con el
alternador, y, en su caso, por medio de condensadores instalados en
el sistema elctrico del vehculo.
Carcasa lado de anillos rozantes Es una pieza de aluminio
obtenida por fundicin (se ve en la figura del despiece del
alternador de arriba), donde se monta el portaescobillas, fijado a
ella por tornillos. De esta misma carcasa salen los bornes de
conexin del alternador y en su interior se aloja el cojinete que
sirve de apoyo al extremo del eje del rotor. En su cara frontal hay
practicadas unos orificios, que dan salida o entrada a la corriente
de aire provocada por el ventilador.
Carcasa lado de accionamiento Al igual que la otra carcasa es de
aluminio fundido, y en su interior se aloja el otro cojinete de
apoyo del eje del rotor. En su periferia lleva unas bridas para la
sujecin del alternador al motor del vehculo y el tensado de la
correa de arrastre. En su cara frontal, lleva practicados tambin
unos orificios para el paso de la corriente de aire provocada por
el ventilador. Las dos carcasas aprisionan el estator y se unen por
medio de tornillos, quedando en su interior alojados el estator y
el rotor, as como el puente rectificador.
Ventilador Los componentes del alternador experimentan un
considerable aumento de la temperatura debido, sobre todo, a las
perdidas de calor del alternador y a la entrada de calor procedente
del compartimento motor. La temperatura mxima admisible es de 80 a
100C, segn el tipo de alternador. La forma de refrigeracin mas
utilizada es la que coge el aire de su entorno y la hace pasar por
el interior del alternador por medio de ventiladores de giro radial
en uno o ambos sentidos. Debido a que los ventiladores son
accionados junto con el eje del alternador, al aumentar la
velocidad de rotacin se incrementa tambin la proporcin de aire
fresco. As se garantiza la refrigeracin para cada estado de carga.
En diversos tipos de alternadores, las paletas del ventilador se
disponen asimtricamente. De esta forma se evitan los silbidos por
efecto sirena que pueden producirse a determinadas velocidades.
Ventilador de un solo flujo Los alternadores que montan un
ventilador en el lado de la carcasa de accionamiento se refrigeran
mediante una ventilacin interior. El aire entra por el lado de la
carcasa de anillos rozantes, refrigerando el puente de diodos, el
rotor, el estator, para despus salir por la carcasa del lado de
accionamiento. Por lo tanto el aire refrigerante es aspirado por el
ventilador a travs del alternador.
SHAPE \* MERGEFORMAT
Ventilador interior de doble flujo Los alternadores que montan
este sistema de refrigeracin llevan dos ventiladores en su interior
en su eje a ambos lados del rotor. Ambos flujos de aire entran
axialmente por aberturas de la carcasa de accionamiento y la
carcasa de anillos rozante. Los flujos de aire son aspirados por
ambos ventiladores y salen radialmente por las aberturas del
contorno de la carcasa. La ventaja esencial de la configuracin es
la posibilidad de utilizar ventiladores mas pequeos, rediciendo as
el ruido aerodinmico generado por los ventiladores.
Una variante de alternadores en lo que se refiere a su
refrigeracin, es el que utiliza aire fresco procedente del exterior
del compartimento motor. A travs de un tubo flexible se aspira aire
fresco y con poco polvo. El aire entra por la boca de aspiracin,
pasa por el interior del alternador y sale por las aberturas de la
tapa del lado de accionamiento. En este caso tambin el aire
refrigerante es aspirado por el ventilador a travs del alternador.
La aspiracin de aire fresco es especialmente conveniente cuando la
temperatura en el compartimento motor supera el valor limite de 80
C, y en los alternadores de gran potencia.
Circuito de excitacin del alternador El alternador para generar
electricidad ademas del movimiento que recibe del motor de
combustin, necesita de una corriente elctrica (corriente de
excitacin) que en un principio, antes de arrancar el motor, debe
tomarla de la batera a travs de un circuito elctrico que se llama
"circuito de preexcitacin". Una vez que arranca el motor, la
corriente de excitacin el alternador la toma de la propia corriente
que genera es decir se autoexcita a travs de un "circuito de
excitacin". El circuito de preexcitacin que es externo al
alternador lo forman la batera, el interruptor de la llave de
contacto y la lampara de control. Este circuito es imprescindible
por que el alternador no puede crear por si solo (durante el
arranque y a bajas revoluciones del motor) campo magntico
suficiente en el rotor el cual induce a su vez en el estator la
tensin de salida del alternador que es proporcional a la velocidad
de giro.
Una vez que el motor de combustin esta en marcha y el alternador
alcanza una tensin superior a la que suministra la batera entonces
la lampara de control (L) se apaga. El alternador ya no necesita
del circuito de preexcitacin ahora se vale por si mismo
(autoexcitacin) y utiliza la propia tensin que genera.Renca
Ingeniera en maquinaria, vehculos automotrices y sistemas
electrnicos
Electricidad automotriz
Informe Laboratorio
alternador AUTOMOTRIZ
Nombre Alumno (s): Alejandro E. Vilches Alarcn
Cristopher A. Ramos Silva
Nombre Profesor: Paulo C. Vilches K.
Fecha: 16 de Noviembre 2011
