Alter Nador

-1-

Alternador

Resumen Resumen

1. Función de un sistema de cargaEl vehículo está dotado de muchos dispositivos eléctricos que mejoran la seguridad y comodidad del vehículo. Asimismo, el vehículo necesita electricidad mientras está en marcha como cuando está parado. Por esta razón, el vehículo está dotado de una batería que suministra electricidad y un sistema de carga que genera electricidad mientras el motor está en marcha. El sistema de carga suministra electricidad a todos los dispositivos eléctricos y carga la batería.

2. Construcción de un sistema de carga y flujo de electricidad(1) Construcción de un sistema de cargaEl sistema de carga consta principalmente los siguientes dispositivos.

• AlternadorMientras el motor está en marcha, genera una cantidad de electricidad prácticamente idéntica para hacer funcionar los dispositivos eléctricos del vehículo y para cargar la batería.

-2-

Regulador

Batería

Luz de aviso de carga

Resumen Resumen

• Regulador (incorporado en el alternador)Este dispositivo regula la tensión generada para que sea constante incluso cuando cambia la velocidad del alternador o cuando fluctúa la cantidad de corriente que fluye hacia los dispositivos eléctricos.

• BateríaEste dispositivo actúa como fuente de alimentación cuando el motor está parado; suministra electricidad a los dispositivos eléctricos que ponen en marcha el motor o en los casos que el alternador no genera electricidad. Sin embargo, la electricidad generada por el alternador carga la batería una vez el motor comienza a funcionar.

• Luz de aviso de cargaEste dispositivo comunica si hay un funcionamiento incorrecto en el sistema de carga.

-3-

Interruptor de encendido

20

4060

80 100120

140160

180

Interruptor de encendido en LOCK

Alternador Batería Luz de aviso de carga

20

4060

80 100120

140160

180


• Interruptor de encendidoEste dispositivo pone en marcha el motor, con lo que el alternador comienza a generar electricidad.

Resumen Resumen

(2) Flujo de electricidad en un sistema de cargaVeamos el flujo de electricidad en cada posición del interruptor de encendido.

• Interruptor de encendido en la posición ACC o LOCK

-4-

(1) Generación

Bobina del estátorBobina del rotor

RotorPolea

(2) Rectificación

(3) Regulación de la tensión

Regulador de IC

Rectificador

20

4060

80 100120

140160

180

Cuando el motorfunciona

Interruptor de encendido en ON


20

4060

80 100120

140160

180

Cuando el motorno funciona

Interruptor de encendido en ON


• Interruptor de encendido en posición ON (cuando el motor no está funcionando) OBSERVACIÓN:Cuando el interruptor está en la posición ON, la corriente fluye desde la batería hacia el alternador. Esto es así por las siguientes razones. El alternador genera electricidad haciendo girar el imán. Este imán no es un imán permanente si no que es un electroimán que genera fuerza magnética haciendo fluir electricidad hacia el interior. Así pues, es necesario suministrar electricidad al alternador antes de poner en marcha el motor a fin de prepararlo para que genere electricidad.

• Interruptor de encendido en posición ON (cuando el motor está funcionando)

Resumen Resumen

3. Función del alternadorEl alternador desempeña un papel fundamental en el sistema de carga. El alternador tiene tres funciones: generar electricidad, rectificar la corriente y regular la tensión. (1) GeneraciónLa transmisión de la revolución del motor a la polea mediante la correa en V hace girar el rotor electromagnetizado, lo que genera corriente alterna en la bobina del estátor. (2) RectificaciónPuesto que la electricidad que se genera en la bobina del estátor es alterna, no puede usarse con los dispositivos eléctricos que están instalados en el vehículo. El rectificador se usa para rectifica la corriente alterna en corriente continua. (3) Regulación de la tensiónEl regulador de IC regula la tensión generada para que ésta sea constante aun cuando cambien la velocidad del alternador o la cantidad de corriente que fluye a los dispositivos eléctricos.

-5-

S

S

N

SS N N

N

N

NN S

S

S

0 90 180 270 360 450

30 90

240 360

150 210 270 330

120

A

A B C

0

C B

N

S

120

120120

Resumen Principio del alternador

1. Corriente alterna trifásica(1) Cuando un imán gira dentro de una bobina se crea una tensión en los dos extremos de la bobina. Esto da lugar a una corriente alterna. (2) En la figura se muestra la relación entre la corriente generada en la bobina y la posición del imán. La mayor cantidad de corriente se genera cuanto más cerca de la bobina están los polos N y S. Sin embargo, la corriente fluye en dirección opuesta en cada media vuelta del imán. La corriente que forma una onda de seno de esta manera recibe el nombre de “corriente alterna monofásica”. Una variación de 360° en la figura representa un ciclo y el número de variaciones que suceden en un segundo recibe el nombre de fre-cuencia.

(3) Para generar electricidad más eficazmente, el alternador del vehículo usa tres bobinas, dispuestas como se muestra en la figura. (4) Cada una de las bobinas A, B y C está separada de las otras 120°. Cuando el imán gira entre ellas, en cada una de ellas se genera corriente alterna. La figura muestra la relación entre los tres conjuntos de corriente alterna y el imán. La electricidad formada por tres conjuntos de corriente alterna recibe el nombre de corriente alterna trifásica. Todos los alternadores de los vehículos modernos generan corriente alterna trifásica.

-6-

1 2 3

4 5 6

+ - +

-(a) (b) (c) (d) (e) (f) (a) (b)

0 120 240 36030018060

0,5

1,0

1,5

Bobina del estátor

Diodo

Diodo

Figura1

Figura2

Figura3

Soporte del rectificador

Bobina

Bobina

Bobina

Tensiónrectificada

1000 2000 3000 4000 5000 6000

10

0

7

14

20

30

40

50

0

(A)

(V)

360

Con diodos de punto neutro

Sin diodosde punto neutro

Velocidad del alternador (rpm)

Corr

iente

de s

alid

a

Características de rendimiento

Onda de tensión que aparece en el punto neutro bajo carga

Ángulo de rotación

Ten

sió

n

Parte de tensión de punto neutro que supera la tensión de salida a alta velocidad

A bajavelocidad

Tensiónde punto neutro

Tensión de salida

Tensión media de punto neutro

Potencial básico

B

E

F

Puntoneutro

Diodosde puntoneutro

Circuitos del alternador con diodos de punto neutro

2. Rectificación(1) Mecanismo de rectificación del alternador• Construcción El alternador incorpora un circuito rectificador, como el que se muestra en la figura 1, para rectificar, mediante seis diodos, la corriente alterna trifásica. El circuito está montado en el soporte del rectificador, tal como se muestra en la figura. • Función Cuando el rotor da una vuelta en las bobinas del estátor, en cada una de ellas se genera electricidad, tal como se muestra desde los estados (a) a (f) en la figura 3. En el estado (a), se genera electricidad positiva (+) en la bobina III y electricidad negativa (-) en la bobina II. Así pues, la corriente fluye desde la bobina II a la bobina III. Esta corriente fluye hacia una carga a través del diodo 3 y luego regresa a la bobina II a través del diodo 5. En este momento, la electricidad que pasa a través de la bobina I es 0. Debido a esto ninguna corriente fluye hacia la bobina I.Según la misma lógica, desde el estado (b) hasta el estado (f), la corriente alterna se rectifica cuando pasa a través de los diodos y una cantidad constante de corriente fluye hacia la carga eléctrica regularmente.

Resumen Principio del alternador

Resumen Alternador con tensión de punto neutral

1. Tensión de punto neutral(1) Un alternador convencional usa seis diodos para convertir AC (Alternating Current) trifásica en DC (Direct Current). Las tensiones de salida generadas en el punto neutral se usan como fuente de alimentación del relé de la luz de aviso de carga. Se sabe que la tensión media del punto neutral es la mitad de la tensión DC de salida. Mientras la corri-ente de salida fluye a través del alternador, la tensión en el punto neutral es principalmente DC, aunque contiene una parte de AC.La porción de AC se induce en cada fase mediante el flujo de corriente de salida. Cuando la velocidad del alternador excede 2.000 a 3.000 rpm, el valor máximo de esta porción de AC excede la tensión de salida DC. (2) Esto significa que, en comparación con las características de la salida de un alternador sin diodos de punto neutral, la salida aumenta gradualmente desde la mitad entre un 10 y un 15% con una velocidad nominal normal del alternador de 5.000 rpm aproximadamente.

1. Circuitos y construcciónA fin de añadir la variación potencial a este punto neutral de la salida de tensión DC con diodos de punto neutral, hay dos diodos entre el terminal de salida (B) y la masa (E) conectados al punto neutral. Estos diodos están instalados en el soporte del rectificador.

-7-

Regulador de IC

Regulador de IC

Regulador de IC

Corriente de campo

Bobina del rotor

1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000

10

20

30

40

50

60

70

Corr

iente

de s

alid

a

(A) Autocontrol para la corrientede salida máxima

Cuando está frío

Cuando se ha calentado

Cuando está en ralentí

Tensión de salida constante (14 V)

Velocidad del alternador

Resumen Regulación de la electricidad generada

1. Regulación de la electricidad generada(1) Necesidad de regulación de la cantidad de electricidad generadaEl alternador del vehículo gira con el motor. Por esta razón cabe pensar que, durante la conducción, la velocidad del motor cambia con frecuencia y, por tanto, la velocidad del alternador no será constante. Si el alternador no tiene regulador, el sistema de carga no puede suministrar electricidad de forma constante a los dispositivos eléctricos. Por tanto, aun cuando la velocidad del alternador cambie, la tensión aplicada a los dispositivos eléctricos debería mantenerse y, según varíe la cantidad de electricidad, se debería regular siempre la salida para suministrar la cantidad necesaria. En el alternador, la regulación descrita arriba se efectúa con un regulador de IC. (2) Principio de regulaciónPor lo general, la cantidad de electricidad generada se puede cambiar con el siguiente método. • Aumento o disminución de la fuerza magnética (rotor).• Aceleración o desaceleración de la velocidad giratoria del imán.Cuando se aplica este método al alternador del vehículo, no es posible controlar la velocidad de giro del rotor porque éste gira con el motor. En otras palabras, la condición que puede modificarse libremente en el alternador del vehículo es la fuerza magnética (rotor). De hecho, al cambiar la cantidad de corriente que fluye a la bobina del rotor (corriente de campo) cambia la fuerza magnética. El regulador de IC regula la canti-dad de electricidad del alternador controlando la corriente de campo, de modo que la tensión generada es constante de acuerdo con la variación de la velocidad de rotación del rotor y cono la cantidad de electricidad usada (aumento y disminución de la carga eléctrica).

(3) Control automatico de la corriente de salida maximaUna caracteristica del alternador es que la corriente de salida fluye de manera practicamente constante a partir del momento que excede una cierta velocidad (operacion de control automatico). Asi pues, cuando se aplica una carga que excede la corriente de salida maxima, hay una caida de tension. Otra caracteristica del alternador es que la corriente de salida disminuye con el aumento de temperatura; esto es asi porque el valor de resistencia de cada componente varia de acuerdo con la temperatura aun cuando la velocidad no varie.

CONSEJO PARA EL MANTENIMIENTO:• Si la correa en v se sale de sitio, la velocidad del alternador sera menor de lo habitual, se generara menos electricidad y se agotara la bateria. • Si la electricidad consumida es mayor que la que se genera, se consumira la electricidad cargada en la bateria, con lo que se agotara la bateria.Cuando gira a baja velocidad (motor girando al ralenti), se genera poca electricidad. Asi pues, la electricidad de la bateria se consume cuando estan en marcha muchos dispositivos electricos como la calefaccion y los faros. Si esta condicion dura mucho tiempo, la bateria se puede agotar.

-8-

2. Bastidor final de impulsión, bastidor final trasero

3. Rodamiento delantero4. Rotor 5. Rodamiento trasero

11. Cubierta del extremo trasero

9. Escobilla

8. Regulador de IC

1. Polea

6. Bastidor final trasero

7. Soporte del rectificador

10. Portaescobillas

Resorte Fiador de retroceso

Mecanismo del embrague unidireccional

Anillo exterior

Anillo interior

Componentes y construcción Componentes

REFERENCIA Polea con embrague unidireccional

El alternador consta de los siguientes componentes. 1. Polea REFERENCIA:• Polea con embrague unidireccional 2. Bastidor final de impulsión, bastidor final trasero Los bastidores finales tienen dos funciones: como soporte del rotor y como soporte del motor. Ambos bastidores finales tienen varios pasos de aire para que la refrigeración sea más eficiente.El estátor se instala a presión (y está integrado) en el bastidor final de impulsión. El rectificador, el portaescobillas, el regulador de IC, etc. están sujetos con pernos en la parte posterior del bastidor final tra-sero. 3. Rodamiento delantero 4. Rotor 5. Rodamiento trasero 6. Bastidor final trasero 7. Soporte del rectificador 8. Regulador de IC 9. Escobilla 10. Portaescobillas 11. Cubierta del extremo trasero

Construcción:Algunos motores usan una polea que actúa como un embrague unidireccional. La instalación de las palancas de detención y de los muelles, dispuestos en una circunferen-cia entre el anillo exterior y el anillo interior de la polea, permiten conseguir la función del embrague unidireccional. Esta función absorbe el cambio de velocidad del motor y trans-mite la potencia únicamente en la dirección de giro del motor. Por consiguiente, se reduce la carga aplicada a la correa en v.

-9-

NN

SS

N S

Rotor

Núcleo magnético Bobina del rotor

Escobilla

Anillo deslizante

Ventilador

Polo magnético (Gancho)Bastidor del extremo de accionamiento

Bastidor del extremo trasero

VentiladorAnillo deslizante

EscobillaBobina del rotor

Polo magnético ylíneas de fuerza magnética

Líneas defuerza magnética

Paso de aire refrigerado

Portaescobillas

Resorte

Escobilla

Escobilla

Anillo deslizante

Plano de la escobilla y anillo deslizante

Batería

Aislamiento de resina

Eje del rotor

Línea del terminal de la bobina (Bobina del rotor)Anillo deslizante

: Electricidad

Esquema de la escobilla y el anillo deslizante

Bastidor del extremo de accionamiento

Núcleo del estátor

Núcleo del estátor

Bobina del estátor

Bobina del estátor

Estátor

Punto neutro

Conexión en Y (Estrella)

Método de bobinado de la bobina del estátor

Terminal

Lado negativo (-)Lado positivo (+)

Diodo

Aleta de soporte(Aleta liberadora de calor)

1. Rotor(1) El rotor es un imán que gira en el interior de la bobina del estátor que produce el campo magnético necesario para generar una fuerza electromagnética en la misma. La bobina está enrollada alrededor de seis pares (12 polos) de un núcleo de polo (polo magnético) y adquiere electromagnetismo cuando fluye la corriente. A medida que aumenta la corriente que fluye al motor, la fuerza electromagnética adquiere más potencia. (2) En ambos lados del rotor hay un ventilador que refrigera la bobina del rotor, la bobina del estátor y rectificador para que no superen la temperatura límite; el ventilador absorbe aire de la ventilación creada por la revolución del rotor en el bastidor final. 2. Escobilla y anillo(1) Estos componentes generan un campo magnético al hacer que la corriente fluya hacia la bobina del rotor, y están instalados en el extremo posterior de éste. (2) Por lo general, para reducir la resistencia eléctrica y la resistencia de contacto, se usa una escobilla de grafito metálico; asimismo, éstas soportan el desgaste notablemente bien.

Componentes y construcción Construcción

3. Estátor(1) El estátor genera corriente alterna trifásica al cambiar el flujo magnético causado por el giro del rotor. El estátor consta de un núcleo y de una bobina, y está montado como unidad en el bastidor final de impulsión.

OBSERVACIÓN:Bobinado de la bobina del estátorLa bobina del estátor consta de tres pares de bobinas. El punto donde coinciden los tres extremos recibe el nombre de punto neutral. (2) Puesto que el estátor genera mucho más calor que el resto de componentes del alternador, se usa un blindaje resistente al calor para cablear las bobinas.

4. Rectificador(1) El rectificador efectúa la rectificación de onda completa para convertir la corriente alterna trifásica generada en el estátor en corriente continua mediante seis diodos (ocho diodos con diodos de punto neutral). (2) El rectificador consta de un terminal (terminal de salida), una aleta de soporte (aleta para liberación de calor) y diodos; la construcción en dos capas de la aleta de soporte mejora la difusión de calor y reduce el tamaño del rectificador. OBSERVACIÓN:Temperatura del rectificadorEl diodo usado para la rectificación produce calor cuando pasa corriente por el mismo. Sin embargo, debido a que el propio diodo (semiconductor) no soporta bien el calor, el calentamiento afecta a la función de rectificación. Así pues, es necesario que la aleta de soporte (aleta de liberación de calor) tenga la mayor superficie posible para producir la máxima liberación de calor.

-10-

IG

IG

L

L

S

Regulador de IC

IC híbrido(Interior)

Aleta liberadora de calor

Tipo sensible a la batería

Tipo sensible al alternador

Tensi

ón d

e s

alid

aTe

nsi

ón d

e s

alid

a

Velocidad del alternador

Corriente de carga

Rango estándar dela tensión de salida

Aprox.0,1 V a0,2 V

Aprox.0,5 V a 1 V

Velocidad del alternador y tensión de salida

Corriente de carga y voltaje de salida

Tensi

ón d

e s

alid

a

Temperatura de la caja del reguladorCaracterísticas de temperatura de la tensión de salida

( )

(V)

-30 15 50 55 90 135

13,5

14,2

15,1

M IC

P

F

E

D1

Tr1

Tr2ON

ONOFF

E

B

B

IG

S S

IG

L L

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

Componentes y construcción Construcción5. Regulador de IC(1) Construcción del regulador de ICEl regulador de IC consta principalmente de un IC híbrido, una aleta difusora de calor y de un conector.Se puede conseguir un tamaño menor usando un IC híbrido. (2) Tipos de regulador de IC• Tipo de sensor de bateríaEste tipo de regulador de IC detecta tensión de batería a través del terminal S (terminal sensor de batería) y regula la tensión de salida según un valor especificado. • Tipo sensor de alternadorEste tipo de regulador de IC detecta la tensión interna del alternador y regula la tensión de salida según un valor específico. (3) Función del regulador de IC<1> El regulador de IC tiene las siguientes funciones. • Regulación de la tensión • Advierte que el alternador ha dejado de generar electricidad y de que la condición de carga es anormal. <2> El regulador de IC ilumina la luz de advertencia de carga cuando se detectan los siguientes problemas. • Circuito abierto o cortocircuito en la bobina del rotor • Desconexión del terminal S • Desconexión del terminal B • Sobretensión (la tensión de la batería aumenta debido a un cortocircuito entre el terminal F y el terminal E)

(4) Características de regulador de IC• Características de la carga de bateríaHay poco o ningún cambio en la tensión de salida (no superior a 0,1 - 0,2 V) con cambios en la velocidad del alternador. • Características de la carga externaLa tensión de salida disminuye según el aumento de la corriente de carga. La variación de la tensión, incluso con la carga nominal, o la corriente de salida máxima del alternador, se encuentra entre 0,5 V y 1 V.Si se aplica una carga que excede la capacidad del alternador, la tensión de salida cae repentinamente. • Características de la temperaturaPor lo general, la tensión de salida disminuye según el aumento de la temperatura.Puesto que la tensión de salida cae a temperaturas elevadas (por ejemplo, en verano) y aumenta a temperaturas bajas (por ejemplo, en invierno), se efectúa una carga adecuada a las características de la batería en todo momento.

Control de salida Control de salida mediante el regulador de IC

A continuación se explica el mecanismo por el cual el regulador de IC mantiene la tensión en niveles constantes y cómo funciona para lograr este efecto con un regulador de IC de tipo sensor de batería. 1. Funcionamiento normal(1) Cuando el interruptor de encendido está en posición ON y el motor está funcionandoCuando se activa el interruptor de encendido, se aplica tensión de batería al terminal IG. Como resultado se activa el circuito M·IC y Tr1 se pone en marcha, con lo que la bobina del rotor permite el flujo de corriente de campo. En esta condición no se genera electricidad, con lo que el regulador reduce todo lo posible la descarga de la batería activando y desactivando Tr1 intermitentemente. En este momento, la tensión en el terminal P es 0 V, M·IC detecta esta condición y luego transmite la señal a Tr2 para activar la luz de advertencia de carga.

-11-

M IC

P

F

E

ON

OFF

E

B

B

IG

S S

IG

L L

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

M IC

P

F

E

E

B

B

IG

S S

IG

L L

ON

OFF

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

M IC

P

F

EON

E

B

B

IG

S S

IG

L L

Bobinadel estátor

D1

Tr1

Tr2

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga


(2) Cuando el alternador genera electricidad (cuando está por debajo del voltaje regulado) El motor arranca y aumenta la velocidad del alternador, M·IC activa Tr1 para permitir un flujo de corriente de campo suficiente y la tensión generada aumenta súbitamente. En este momento, si la tensión en el terminal B excede la tensión de batería, hay un flujo de electricidad hacia la batería para cargarla, y que se suministra a los dispositivos eléctricos. Por consiguiente, la tensión en el terminal P aumenta. Así pues, M·IC determina que se lleva a cabo la generación eléctrica y transmite la señal de desactivación a Tr2 para desactivar la luz de advertencia de carga.

(3) Cuando el alternador genera electricidad (cuando esta por encima del voltaje regulado) Si Tr1 continua activado, la tension en el terminal B aumenta. Luego, la tension en el terminal S excede la tension regulada, M•IC lo detecta y desactiva Tr1. Como resultado, la corriente de campo de la bobina del rotor se atenua mediante el diodo D1 de absorcion de fuerza electromotriz inversa y se reduce la tension en el terminal B (tension generada). Luego, si la tension en el terminal S desciende por debajo de la tension regulada, M•IC lo detecta y activa Tr1. Por tanto, la corriente de campo de la bobina del rotor aumenta, asi como la tension en el terminal B (tension generada). El regulador de IC regula la tension en el terminal S (tension de terminal de bateria) constantemente (tension regulada) repitiendo las operaciones descritas arriba.

2. Funcionamiento anormal(1) Cuando hay un circuito abierto en la bobina del rotorCuando gira el alternador, si hay un circuito abierto en la bobina del rotor, el alternador deja de generar electricidad y la tensión de salida en el terminal P es 0 V. Cuando M·IC detecta esta condición, activa Tr2 para activar la luz de advertencia de carga a fin de indicar la anormalidad.

-12-

M IC

P

F

E

ON

ONOFF

E

B

B

IG

S S

IG

L L

(Cortocircuito)

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

M IC

P

F

E

ON

ONOFF

E

B

B

IG

S S

IG

L L

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

M IC

P

F

E

ON

ONOFF

E

B

B

IG

S S

IG

L L

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga


(2) Cuando hay un cortocircuito en la bobina del rotorMientras gira el alternador, si hay un cortocircuito en la bobina del rotor, se aplica tensión directamente desde el terminal B al terminal F, con lo que habrá un gran flujo de corriente. Cuando M·IC detecta esta condición, desactiva Tr1 a efectos de protección y activa Tr2 simultáneamente para activar la luz de advertencia de carga para indi-car la anormalidad.

(3) Cuando el terminal S está desconectadoMientras gira el alternador, si hay un circuito abierto en el terminal S, M·IC detecta “ninguna señal de entrada procedente del terminal S” para activar Tr2 y, a su vez, activar la luz de advertencia de carga. Al mismo tiempo, en el M·IC, el terminal B sustituye al terminal S para regular Tr1 de modo que la tensión en terminal B sea la tensión regulada (aprox. 14 V) a fin de evitar el aumento anormal de tensión en el terminal B.

(4) Cuando el terminal B está desconectadoMientras gira el alternador, si se produce una condición de circuito abierto en el terminal B, la batería no se cargará y la tensión de esta (tensión en el terminal S) irá disminuyendo gradualmente. Cuando disminuye la tensión en el terminal S, el regulador de IC aumenta la corriente de campo para generar electricidad adicional. Como resultado, la tensión en el terminal B aumentará incesantemente. Sin embargo, el circuito M•IC regula la corriente de campo para que la tensión en el terminal B no exceda 20 V y así proteger el alternador y el regulador de IC. Cuando la tensión en el terminal S es baja (aproximadamente entre 11 V y 13 V), el circuito M•IC considera que la batería no está cargada. A continuación activa Tr2 para activar la luz de aviso de carga y regula la corriente de campo de modo que la tensión en el terminal B disminuya al mismo a fin de proteger el alternador y el regulador de IC.

-13-

M IC

P

F

EON

E

B

B

IG

S S

IG

L L

Cortocircuito

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

M IC

P

F

E

ON

OFF

E

B

B

IGIG

L L

D1

Tr1

Tr2

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Carga

M IC

P

F

E

D1

Tr1

Tr3

Tr2

E

B

B

IG

S

M M

S

IG

L L

DF

HREL1

ECUdel motor

delrelédeencendido

Relédel calentador

Calentadorde potenciaPTC

Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga


(5) Cuando hay un cortocircuito entre el terminal F y el terminal EMientras gira el alternador, si hay un cortocircuito entre el terminal F y el terminal E, la tensión en el terminal B se descarga en masa desde el terminal E a través de la bobina del rotor sin pasar a través de Tr1. Como resultado, [la tensión de salida del alternador] se convierte en sobretensión porque la corriente de campo no puede ser regulada por Tr1 aun cuando la tensión en el terminal S exceda la tensión regulada. Si M·IC detecta esta condición, activa Tr2 para activar la luz de advertencia de carga a fin de indicar la anormalidad.

REFERENCIA:1. Funcionamiento del regulador de IC de tipo sensor de alternadorEl funcionamiento básico de este tipo es el mismo que el de tipo sensor de batería, aunque el regulador de IC de tipo sensor de alternador no incorpora un terminal S que detecte la tensión de la batería. Así pues, M·IC detecta directamente la tensión generada desde el alternador en el terminal B y regula la tensión generada del alternador y controla la luz de aviso de carga.

2. Regulador de IC con terminal M(1) Función del terminal MEn los vehículos dotados de calefacción eléctrica PTC*, si se usa ésta mientras el motor gira al ralentí, la cantidad de electricidad consumida será mayor que la que se genera en el alternador.Terminal M instalado. El terminal M transmite la condición de generación del alternador a la ECU del motor a través de Tr3, que sin-croniza con Tr1, encargada de regular la corriente de campo.La ECU del motor controla el aumento del ralentí del motor y la calefacción eléctrica PTC según la señal procedente del terminal M.

* Calefacción eléctrica PTC: calienta el refrigerante del motor cuando el efecto calefactor es insuficiente (incorporado en el núcleo calefac-tor). (2) FuncionamientoPuesto que Tr3 está conectado de tal modo que sincroniza con Tr1, cuando se activa éste también se activa Tr3. El terminal M emite este cambio mediante una señal de pulso.

-14-

M IC

P

F

E

D1

Tr1

Tr3

Tr2ON

OFF

E

B

B

IG

S

M M

S

IG

L LON

OFF

DF

HREL1

ECUdel motor

delrelédeencendido

Relédel calentador


Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

ON

OFF

ON

OFF

M IC

P

F

E

D1

Tr1

Tr3

Tr2

E

B

B

IG

S

M M

S

IG

L L

DF

HREL1

ECUdel motor

delrelédeencendido

Relédel calentador


Bobinadel estátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deavisode carga

Polea

Bastidor del extremo de accionamiento

Cojinete delantero

Rotor Cojinete trasero

Regulador de IC

Estátor Bastidor del extremo trasero

Rectificador

PortaescobillasCubierta del extremo trasero


Cuando la calefacción eléctrica PTC está ON

Cuando la calefacción eléctrica PTC está OFF

Referencia Alternador de tipo SC

1. DescripciónUn alternador de tipo SC incorpora un sistema de conductor de segmento unido (conductor de segmento introducido y soldado) en el método de bobinado del estátor. Este tipo de alternador reduce el valor de resistencia a la mitad en comparación a los alternadores de tipo convencional; además, permite reducir el tamaño y aumentar la potencia y la eficacia. 2. Ubicación de los componentesA continuación se describen las características de los componentes principales de un alternador de tipo SC. (1) Estátor• Conductor de segmento • Conductor de segmento + soldadura + recubrimiento • Bobinado dual (2) RectificadorJunto con el bobinado dual se usan 12 diodos. (3) Regulador de ICA diferencia del alternador de tipo convencional, cuyo circuito se encuentra en la tarjeta cerámica de IC, el regulador de IC tiene un tamaño menor porque integra el circuito en un chip.

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Estátor del alternador de tipo SC

Estátor

Estátor Conductorde tramo

Conductorde tramo

Cable del conductor

Cable del conductor

Estátor Estátor Estátor

Sección transversal

Conductor de tramo

Alternador de tipo compactoAlternador de tipo SC

Sistema de bobinadoSistema de conductor de tramo empalmado

A

A

Sección transversal B - B

Sección transversal A - A

B

B

30

B

B B

C

B

B

A

Tr1

Tr1

F F

EE

A B

C

Dos conjuntos de bobinados trifásicos

Bobinados trifásicos

Regulador de IC

Regulador de IC

Tensión TensiónAlternado cada 30

Ángulogiratorio

Ángulogiratorio

Alternador de tipo SC Alternador de tipo compacto

Bobina del rotor

Bobina del rotor

Referencia Alternador de tipo SC

3. Construcción y funcionamiento(1) Sistema de conductor de segmentoEste alternador incorpora un sistema de conductor de segmento unido, en el que varios conductores de segmento están soldados juntos al estátor. En comparación con el sistema de bobinado tradicional, la resistencia eléctrica es menor gracias a la forma de los conductores de segmento; asimismo, su disposición ayuda a que el alternador sea más compacto.

(2) Sistema de bobinado dualEste sistema consta de dos conjuntos de bobinados trifásicos con fases escalonadas en 30°. Debido a que las ondas generadas desde los bobinados respectivos se cancelan entre sí, se consigue reducir el ruido magnético. (3) Transistor de lado altoEn el regulador de IC incorporado en el alternador de tipo SC, el Tr1 que regula la bobina del rotor está instalado en el lado alto.

OBSERVACIÓN:El circuito que tiene el elemento de conmutación (transistores) en el lado positivo (+), opuesto a la carga (bobina del rotor) recibe el nombre de lado alto, mientras que el circuito que incorpora los dispositivos en el lado negativo (-) recibe el nombre de lado bajo.

-16-

L

Reguladorde tensión

Relé dela luz de avisode carga

Regulador de tipo aguja

Alternador de tipo convencional Regulador de tipo aguja

NB

F

C.L

IG

R1

F

B

N

EEBobina del rotor

Bobina del estátor

Reguladorde tensión

Relé de la luzde aviso de carga

P1

P0

P2

P4

P3

P5

Electroimán (bobina)

Atracción

Contacto

Fuerza electromagnética: débil

Fuerza electromagnética: media

Fuerza electromagnética: intensa

Acción de contacto del regulador de tensión y el relé de la luz de aviso de carga

Diagrama de cableado eléctrico del regulador de tipo aguja

Bomba de vacío

Polea

Alternador

Tipo conectado al lateral de la polea

Eje del rotor

Bomba de vacío

Bobina del estátor

Bobina del rotor

Polea

Tipo conectado al lateral opuesto de la polea

Referencia

Referencia

Regulador de tipo de punto

1. Característica de un regulador de tipo de punto(1) Su tamaño es mayor que el de un regulador de IC. (2) Se usa en combinación con un alternador de tipo convencional. 2. Construcción de un regulador de tipo de punto(1) Consta de un regulador de tensión y de un relé de luz de aviso de carga. (2) Al conmutar el contacto se regula la tensión generada por el alternador de tipo convencional. OBSERVACIÓN:Función del contactoEl regulador de tensión y el relé de la luz de aviso de carga están construidos como se muestra en las figuras, y estos contactos son conmutados mediante la fuerza electromagnética. 3. Esquema de cableado eléctrico del regulador de tipo de puntoEl esquema de cableado eléctrico del regulador de tipo de punto y del alternador de tipo convencional se muestran en las figuras. El contacto P0 del regulador de tensión y el contacto P3 del relé de la luz de aviso de carga regulan la tensión generada por el alternador y controlan el funcionamiento de la luz de aviso de carga.

Alternador con bomba de vacío

1. Alternador con bomba de vacío(1) Características del alternador con bomba de vacío• El alternador está provisto de una bomba de vacío que suministra presión negativa a los reforzadores de freno. • La bomba de vacío está combinada con el eje del alternador y gira junto con éste. • El tipo de alternador se divide aproximadamente en dos tipos: uno incorpora la bomba de vacío en el lado de la polea y el otro lo incorpora en el lado opuesto de la polea.

-17-

A V

30

50

100

0 2 4 6 8 10

(A)

rpm

Comprobador de corriente

Velocidad del alternador ( 1.000 rpm)

Corr

iente

de s

alid

a

La temperatura atmosférica es de25 C

Ajuste la velocidad del motora 2.000 rpm

Mida lacorriente de salida

Compruebe la tensión

Terminal B del alternador

Método de prueba con carga (inspección de la corriente de salida)

A V

Ajuste la velocidad del motora 2.000 rpm

rpm

Compruebe que elamperímetro muestra10 A como máximo Mida el voltaje

Terminal B del alternador

Método de prueba sin carga (inspección de la tensión regulada)

Inspección Inspección del sistema de carga

1. Prueba de ausencia de carga (inspección del circuito de carga sin carga)En la prueba de ausencia de carga se comprueba si la tensión generada se mantiene a nivel constante (tensión regulada) incluso si la velocidad del alternador cambia cuando la carga eléctrica es mínima (máximo de 10 A).La prueba de ausencia de carga es necesaria cuando la corriente de salida sea de 10 A como máximo. Si la corriente de salida excede 10 A, el resultado puede cumplir el valor especificado incluso si hay algún problema en el regulador de IC y si no se puede inspeccionar correctamente la tensión regulada.En un alternador de tipo regulador de IC, el valor especificado de la tensión regulada se encuentra aproximadamente entre 13,5 V y 15,1 V (cuando la velocidad del motor es de 2.000 rpm).Si el resultado de la medición está fuera del valor especificado, es posible que el alternador esté averiado. Si el valor es superior al límite máximo, el problema radica en el regulador de IC. No obstante, si el valor es inferior al límite mínimo, el problema podría estar en uno de los componentes del alternador, a excepción del regulador de IC.

2. Prueba de carga (inspección del circuito de carga con carga)En la prueba de carga, cuando se aplica carga eléctrica, se verifica si el alternador puede producir la electricidad correspondiente a la carga; en este caso, se mide la corriente de salida.El aspecto más importante de esta prueba consiste en aplicar la mayor carga posible. Si la carga eléctrica es insuficiente aun cuando el alternador funcione normalmente, no debe exceder el valor especificado en más de 30 A (cuando la velocidad del motor sea de 2.000 rpm).Así pues, si la corriente de salida es de 30 A como máximo, se tiene que aumentar la carga eléctrica y efectuar nuevamente la inspección. Si el resultado de la medición es menor que el valor especificado, cabe pensar que el alternador está averiado. En este caso, se podría pensar que la avería radica en el componente que tiene una función generadora o rectificadora. OBSERVACIÓN:Aun cuando la medición excede 30 A, no se produce siempre la potencia nominal máxima. Se puede verificar la potencia nominal máxima midiendo el límite máxima de corriente generada donde la tensión se mantiene en un nivel constante cuando la velocidad del motor es aproximadamente 2.000 rpm y se aumenta la carga eléctrica.

- 18 -

Pregunta-2

Pregunta-1

Electricidad 1 Sistema de carga

- 19 -

1. 2.

3. 4.

a)

b)

c)

d)

Regulador

Luz de aviso de carga

Mientras el motor está en marcha, este dispositivo genera una cantidad de electricidad prácticamente idéntica para hacer funcionar los dispositivos eléctricos del vehículo y para cargar la batería. Este dispositivo comunica si hay un funcionamiento incorrecto en el sistema de carga.

Este dispositivo regula la tensión de salida para que sea constante cuando cambia la velocidad del alternador o cuando fluctúa la cantidad de corriente que fluye hacia los dispositivos eléctricos.Este dispositivo actúa como fuente de alimentación cuando el motor está parado; suministra electricidad a los dispositivos eléctricos que ponen en marcha el motor o en los casos que el alternador no genera electricidad.

Alternador

Batería

Elija la descripción correcta de las funciones (a - d) de cada uno de los siguientes dispositivos principales que componen el sistema de carga (1 - 4).

Pregunta-3

a) Aumenta (se eleva) b) Disminuye (se reduce) c) Constante

La siguiente figura ilustra la función reguladora del alternador. Seleccione del grupo las palabras correctas para completar los espacios en blanco (1 - 4).

Las siguientes afirmaciones hacen referencia al cambio que experimenta la corriente de campo y la corriente/tensión de salida del alternador en la condición que se menciona más adelante.Seleccione la afirmación que sea Verdadera.Cuando el motor funciona al ralentí a 600 rpm y se ponen en marcha los faros, la calefacción, el desempañador y el limpiaparabrisas.

1.

2. Disminuyen la corriente de campo, la corriente de salida y la tensión de salida.

3. La corriente de campo y de la corriente de salida disminuyen, pero la tensión de salida es constante.

4. La corriente de campo es constante, pero la corriente de salida y la tensión de salida disminuyen.

nmlkj

nmlkj

nmlkj

nmlkj

Aumento máximo de la corriente de campo y de la corriente de salida, pero la tensión de salida disminuye.

(1) (2)

(3) (4)

Carga eléctrica Velocidad del motorCorriente decampo Corriente de salida Tensión de salida

Constante Se eleva Constante

Aumenta Constante Aumenta (se eleva)

Pregunta-5

Pregunta-4

1. 2.

3. 4.

a)

b)

c)

d)

Rotor

Rectificador

Este componente permite que la corriente fluya a la bobina del rotor para generar un campo magnético.

Este componente se usa para efectuar la rectificación de onda completa y convertir corriente alterna trifásica en corriente continua. Este componente es un dispositivo que regula la tensión generada en la constante del alternador.

Este componente es un electroimán que gira en el interior de la bobina del estátor.

Escobilla y anillo

Regulador de IC

Elija la descripción correcta de las funciones (a - d) de cada uno de los siguientes dispositivos principales que componen el alternador (1 - 4).

a) ON b) ON y OFF intermitentemente c) OFF d) Encendido e) Apagado

Respecto al funcionamiento del regulador de IC, ¿qué estado tienen los transistores 1 y 2 y la luz de aviso de carga en la siguiente condición? Seleccione del grupo las palabras correctas para completar los espacios en blanco (1 - 4).


Bobina delestátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deaviso de carga

Carga

Condiciones Luz de aviso de carga

Interruptor de encendido en ON, motor parado Encendido

Motor en funcionamiento, con tensi ón regulada (Funcionamiento normal)

M IC

P

F

E

E

B

B

IG

S S

IG

L L

D1

Tr1

Tr2

Tr1 Tr2

(1) (2)

OFF(3) (4)

- 20 -

Pregunta-6

Cuando el regulador de IC presenta las anomalías que se describen a continuación, ¿cómo se controla la tensión generada? Complete el párrafo seleccionando para los espacios en blanco (1 - 4) la palabra correcta del grupo de palabras.

Mientras gira el alternador, si se produce una condición de circuito abierto en el terminal B, la batería no se cargará y la tensión de esta irá disminuyendo gradualmente. Cuando disminuye la tensión en (1), el regulador de IC aumenta (2) para generar electricidad adicional. Por consiguiente, la tensión en el terminal B aumenta. Sin embargo, el circuito M•IC regula (2) para que la tensión en el terminal B no exceda 20 V y así proteger el alternador y el regulador de IC. Cuando la tensión en (1) es baja (aproximadamente entre 11 V y 13 V), el circuito M•IC considera que la batería no está cargada. A continuación pone la luz de aviso de carga de (3) a (4) y regula (2), de modo que la tensión en el terminal B disminuye al mismo a fin de proteger el alternador y el regulador de IC.

- 21 -


a) Tr1

b) activa

c) corriente de campo

d) corriente de salida

e) Tr2

f) desactiva

g) terminal S

h) terminal B

i) Terminal P

Bobina delestátor

Bobina del rotor

Regulador de IC


Luz deaviso de carga

CargaM IC

P

F

E

E

B

B

IG

S S

IG

L L

D1

Tr1

Tr2

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