Alternador del motor

Alternador elemental bifásico.

alternancia de las tres fases en una escala tiempo/voltaje.

Puente rectificador trifásico

Forma de onda de un rectificador trifásico

Alternador de automóvil seccionado:en azul las masas polares inductoras (rotor), que posee ocho polos, en rojo las bobinas del inducido (estátor), a la derecha la polea de arrastre por correa con ventilador de refrigeración, a la izquierda la placa de diodos de rectificación y excitación.

Estátor con devanado trifásico de doce polos, en el que se muestra además los diodos rectificadores y las escobillas.

Circuito eléctrico completo

Un alternador del motor es una máquina eléctrica capaz de generar energía eléctrica a partir de energía mecánica, generalmente obtenida por un mecanismo de arrastre desde un motor de combustión interna, tanto alternativo, como turbina de gas o Wankel. La corriente eléctrica producida es corriente alterna, no necesita sistema de regulación de la intensidad o disyuntor como la dinamo. Sin embargo sí necesita un dispositivo de regulación del voltaje y de rectificación, ya que la corriente usada por los sistemas es normalmente continua y obtenida desde una batería o acumulador. Los alternadores que se utilizan para suministrar energía a la red mantienen su velocidad de rotación constante y por lo tanto también la frecuencia.

$f={\frac {np}{60}}$

Donde f representa la frecuencia en Hz o c/s, n velocidad en r. p. m. y p el número de pares de polos.

Esto no es así en los alternadores de automóvil, porque la velocidad de giro del motor varía constantemente. No tiene consecuencias sobre el sistema, ya que se utiliza un sistema de rectificación trifásico para obtener una corriente continua con leves pulsaciones.

Historia

El alternador sucedió a la dinamo de modo paulatino a partir de los años 1970, cuando los costos de fabricación y el desarrollo de los componentes electrónicos de rectificación y regulación permitieron sustituir a los componentes electromagnéticos. La eficiencia de un alternador de automóvil es muy superior a la de la dínamo clásica.

No obstante, el uso de alternadores en vehículos se remonta a varias décadas antes de su adopción generalizada. Los primeros diseños modernos se emplearon en aplicaciones militares durante la Segunda Guerra Mundial, principalmente para alimentar equipos de radio en vehículos especializados. Tras el conflicto, comenzaron a incorporarse opcionalmente en vehículos civiles con mayores necesidades eléctricas, como ambulancias o taxis equipados con sistemas de comunicación.​

El primer automóvil de producción en utilizar un alternador como equipamiento estándar fue el Valiant, fabricado por la Chrysler Corporation en 1960, varios años antes de su adopción por parte de Ford y General Motors.​​

Función

Recarga y mantenimiento del voltaje de la batería, normalmente de 6 Voltios (pequeños motores y vehículos de 2 ruedas), 12 voltios (automóviles, motocicletas, marina, transporte ligero y aviación deportiva), 24 voltios (transporte por carretera y aviación comercial). En los alternadores utilizados en vehículos, la polea forma parte del sistema de transmisión mecánica y su estado puede influir en el funcionamiento del generador y en la carga de la batería.​ El sistema de generación de corriente alterna, previo a la rectificación, es normalmente trifásico, aunque en aplicaciones de pequeños motores de 2T han existido y existen sistemas monofásicos, llamados volantes magnéticos.

Funcionamiento

En los vehículos ligeros actuales, los alternadores suelen emplear una construcción de campo tipo Lundahl o de polos en garra (claw-pole), donde un único bobinado en el rotor genera un campo multipolar mediante un núcleo de hierro conformado con polos entrelazados.​ La corriente de excitación se suministra mediante anillos rozantes y escobillas de carbón, y la refrigeración se realiza por flujo axial generado por un ventilador externo acoplado a la polea.​

Los alternadores compactos modernos mantienen el mismo principio magnético pero mejoran la refrigeración mediante ventiladores internos y ranuras radiales en la carcasa, lo que permite reducir el tamaño y el ruido de funcionamiento.​ En determinados vehículos también existen versiones refrigeradas por agua, especialmente en configuraciones de alta carga térmica.​

Las bobinas trifásicas pueden conectarse en estrella (wye) o en triángulo (delta), según los requerimientos de tensión e intensidad en el sistema eléctrico del vehículo.​​​

En maquinaria pesada, camiones y aplicaciones industriales, son comunes versiones sin escobillas (brushless) con cojinetes sobredimensionados, capaces de superar incluso los intervalos de revisión del motor.

Aplicaciones

Cualquier tipo de motor de combustión interna, móvil o estacionario, ya sea alternativo, turbina de gas (motor de reacción) o Wankel, diésel o ciclo Otto, dos o cuatro tiempos (2T y 4T).

Véase también

• Generador síncrono
• Grupo electrógeno

Bibliografía

• Manual de la técnica del automóvil - BOSCH. ISBN 3-934854-82-9
• Circuitos electrotécnicos básicos - E. Serrano. Editorial EDITEX. ISBN 978-84-9771-205-7

• Datos: Q4992722
• Multimedia: Automobile alternators / Q4992722