¿Qué es un alternador automotriz?
El alternador es un componente que se encarga de convertir el giro de un eje a electricidad. Se considera como uno de los elementos mas importantes dentro del automóvil ya que se encarga de generar y suministrar la corriente eléctrica que hace funcionar a los circuitos que la necesitan por ejemplo: limpia parabrisas, luces, alimentación de combustible, dispositivos de audio, ventanas, sistema de control de motor, etcétera.
El alternador también se utiliza para mantener cargada la batería que se utiliza para poder encender el automóvil mediante el sistema de arranque. También se usa para poder energizar los dispositivos eléctricos y electrónicos mientras esta apagado.
Partes de un alternador
A pesar de tener un funcionamiento un poco complejo de entender, el alternador cuenta solo con algunos componentes principales para su funcionamiento.
- Rotor
- Estator
- Puente de diodos
- Regulador de voltaje
- Carcasa
- Ventilador
- Banda de difusión
Rotor
Aun que un rotor prácticamente es un eje que gira que incorpora una bobina, dos placas metálicas y dos discos deslizantes. Todos estos materiales se acoplan entre si y se utilizan para crear un electroimán. Los dos discos son las terminales positiva y negativa de la bobina y cuando les conectamos una corriente directa las placas se magnetizan una en polo sur y la otra en norte.
Estator
Esta parte en forma de anillo es fija y aloja tres bobinas que pueden estar conectadas de dos formas diferentes en estrella o delta.
Puente de diodos rectificadores
Esta es una parte esencial del alternador ya que rectifica la corriente alterna generada por el rotor y el estator y la convierte en corriente directa a través de un arreglo que puede estar constituido por 6 o 9 diodos.
Regulador de voltaje
Debido a que el voltaje generado por el alternador depende de las revoluciones generadas, este tiene una variación considerable y es por eso que se necesita un dispositivo que sea capaz de mantener el voltaje dentro de los rangos preestablecidos. A pesar de que existen diferentes tipos de reguladores, unos más viejos que otros el principio de funcionamiento es el mismo. Cuando se supera el voltaje máximo este dispositivo desconecta la bobina del rotor para dejar de generar voltaje y cuando se encuentra por debajo del mínimo vuelve a conectarla.
Carcasa
Prácticamente sirve para alojar y mantener protegidos a todos los componentes de agentes exteriores.
Ventilador
Al estar en constate funcionamiento y debido a la inducción electromagnética todos los componentes se calientan y es por eso que se coloca un ventilador en el eje del rotor para que este gire a la misma velocidad y enfríeme los componentes con el aire.
Banda de distribución
Esta banda se coloca junto a la polea del cigüeñal para así poder transmitir el giro hacia el alternador, por ende estos dos siempre giran al mismo tiempo y a la misma velocidad.
¿Cómo funciona un alternador?
El principio de funcionamiento de este dispositivo se basa en la inducción electromagnética a través de un electroimán que se genera por la electricidad de la batería.
Cuando arrancamos el motor del automóvil, automáticamente comienza a girar el rotor a través de la banda de distribución y también se polariza la bobina para que se genere el electroimán con sus respectivos polo norte y sur.
Si el rotor esta girando y esta polarizado magnéticamente se genera una corriente alterna en cada una de las bobinas del estator. Esta corriente por lo regular es trifásica debido a que se coloca un arreglo de tres bobinas y cada una genera una señal independiente de las otras.
Como siguiente paso se tiene un arreglo de diodos rectificadores que convierten la corriente alterna en voltaje positivo pero variable, para poder generar una señal sin variaciones se coloca un regulador que la mantiene dentro de los rangos aceptables, para poder suminístralo a todos los circuitos eléctricos y poder cargar la batería del automóvil.
Tipos de alternadores
Podemos encontrar diferentes tipos que se pueden diferenciar ya sea por sus características y/o el tipo de vehículo que se vaya a utilizar.
Compactos primera y segunda generación
Son alternadores que están compuestos por 12 polos y fueron diseñados principalmente para vehículos con alta demanda de energía como los de turismo, la diferencia entre la primera y segunda generación es que fueron mejorados en cuanto a potencia y tamaño.
Dentro de este tipo también podemos encontrar el de refrigerante liquido, este utiliza el refrigerante del motor y suele tener una mayor potencia y un menor ruido debido a su mejor sistema de enfriamiento.
Monoblock
Este tipo es muy similar a los compactos pero tiene una característica que lo hace diferente y esta es que permite tener una mayor velocidad de giro. 18,000 rpm de los compactos contra 20,000 rpm de los monoblock.
De polos intercalados con anillos colectores
Es prácticamente es el mas conocido ya que los polos magnéticos del rotor son en forma de garras. Y como su nombre lo indica están intercalados.
De polos individuales con anillos colectores
Estos se utilizan cuando se requiere una potencia elevada y un gran consumo de corriente mayor 100A y un voltaje de 24v.
Nota debido a que no contamos con una imagen de un alternador de polos individuales, les ponemos esta imagen de un rotor similar.
Con rotor guía sin anillos colectores
Dentro de este tipo la idea principal es utilizar la menor cantidad de piezas y tener el menor desgaste posible, debido a este concepto las únicas piezas que se desgastan son los rodamientos. Este alternador se utiliza en transportes que tienen trayectos demasiado largos y también para vehículos con grandes esfuerzos.
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Referencias
Sistema eléctrico del automóvil
Libro: Electricidad y electrónica del automóvil (Alternadores) Bosch
