3.6. Estator
Constituido por una armadura formada por un conjunto de láminas de acero troqueladas en forma de corona circular. En su perímetro interior se encuentran practicadas unas ranuras donde se alojan los arrollamientos del devanado inducido. Su perímetro exterior se encuentra mecanizado para el acoplamiento y fijación de las tapas: lado de accionamiento y lado de anillos. El devanado inducido está compuesto por un conjunto de espiras que forman una o tres series de bobinas (fases), dando lugar a alternadores monofásicos o trifásicos. Todas las bobinas van unidas entre sí en serie para aumentar la tensión inducida y, conexionándolas en grupos independientes, se consiguen tensiones desfasadas con respecto al giro.
4. Rectificación de la corriente
La corriente producida en los devanados del estator de los alternadores es corriente alterna que puede ser monofásica o trifásica según el tipo de alternador.
Esta corriente tiene que ser rectificada para poder ser utilizada por los componentes eléctricos y electrónicos del automóvil y para cargar la batería. La rectificación es realizada por los diodos que, dependiendo de su colocación y número, dan lugar a los siguientes sistemas:
4.1. Rectificación de media onda
Este tipo de rectificación es el más elemental y utiliza un solo diodo como rectificador de corriente para un alternador monofásico. El diodo deja pasar tan solo la parte positiva de la onda de corriente, anulando por tanto la parte negativa, de forma que se genera una corriente continua pulsatoria La eficacia de este alternador es muy baja, puesto que aprovecha solo la mitad de la corriente que produce.
4.2. Rectificación en doble onda
En algunos alternadores monofásicos se emplea un sistema compuesto por dos devanados monofásicos colocados en paralelo, con las bobinas de un devanado en sentido contrario a las del otro. En los extremos libres de cada devanado se coloca un diodo.
4.3. Rectificación de onda completa
Con el fin de aprovechar tanto la semionda positiva como negativa, se colocan dos diodos, uno positivo y otro negativo, en cada extremo de cada fase. En un alternador monofásico, al tener un devanado con dos terminales, se colocarán cuatro diodos, dos en cada extremo de la bobina inducida
En los alternadores trifásicos, ya sean conectados en estrella o en triángulo, tendremos tres terminales de conexión, y en consecuencia se colocarán seis diodos.
5. Funcionamiento del alternador
El devanado del circuito de excitación es alimentado por una corriente que pasa a través de las escobillas y los anillos rozantes. Puesto en rotación, el rotor induce en los devanados del estator una corriente alterna que precisa ser rectificada por los diodos de potencia. Al conectar el encendido, en primer lugar pasa corriente de la batería a través de la lámpara de control del alternador hacia el devanado de excitación y, desde allí, a través del regulador, hacia masa. Esta corriente realiza una pre excitación del alternador, necesaria debido a que el magnetismo residual en el núcleo no es suficiente para provocar en el momento del arranque la suficiente autoexcitación como para obtener el campo magnético necesario para producir corriente útil. La autoexcitación tiene lugar cuando el alternador produce como mínimo 1,4 V por fase. Debido a la diferencia de tensión entre la batería y el alternador en el momento del arranque, la corriente de pre excitación fluye del polo positivo de la batería al polo positivo del alternador a través de la lámpara de control. Mientras la lámpara permanece encendida, el alternador no produce corriente útil. Cuando el rotar alcanza la suficiente velocidad de giro, la lámpara se apaga, comienza la autoexcitación y el suministro de corriente a los circuitos del vehículo. Una vez el alternador está auto excitado, el rotor crea un campo magnético lo suficientemente fuerte como para inducir la corriente alterna requerida en los devanados del estator. Una parte de esta corriente inducida es rectificada por los diodos auxiliares de excitación para llegar, en caso de que el regulador vaya incorporado, al borne DF del regulador y al devanado de excitación, cerrándose el circuito a través del borne D- y los diodos negativos de potencia. Para reguladores no incorporados, la corriente se hace llegar del borne D+ del alternador al borne D+ del regulador, saliendo por el borne DF camino de la excitación.
7. Verificaciones del alternador 7.1. Comprobación del funcionamiento sobre el vehículo
Antes de desmontar el alternador del vehículo, se deben realizar las siguientes pruebas para comprobar el funcionamiento: • Comprobar que la batería se encuentra completamente cargada. • Colocar un voltímetro entre el borne salida de corriente B+ y masa. En caso de que el alternador esté aislado de masa, colocar el voltímetro entre el borne B y B-, también se puede medir la tensión de carga en los bornes de la batería. • Desconectar el borne B+ del alternador e intercalar un amperímetro de escala adecuada entre la salida de corriente del alternador y la batería. Se puede comprobar sin necesidad de quitar el cable que une el alternador con la batería por medio de una pinza amperimétrica y un multímetro. • Accionar la llave de contacto sin arrancar el motor del vehículo. La luz de con trol debe encenderse; de no ser así, es síntoma de avería. • Con los servicios desconectados, arrancar el motor y ponerlo al ralentí. La luz debe apagarse, de no ser así, acelerar un poco el motor y observar que se apaga, En vehículos sin luz de control, acelerar hasta que el amperímetro indique carga. Si la luz permanece encendida o el amperímetro no marca carga, es seña’ de avería. Leer la tensión medida por el voltímetro entre el borne B+ y masa; esta deberá ser, según el modelo, entre 13 ,8 y 15,2 V para instalaciones de 12v • Acelerar lentamente el motor del vehículo y observar si la lectura sobre el voltímetro permanece constante, lo cual indica que el regulador funciona correctamente. De lo contrario, si aumenta la tensión con el aumento de revoluciones, deberá pararse, ya que el regulador trabaja defectuosamente. • Parar el motor del vehículo y descargar un poco el acumulador encendiendo las luces y accesorios del vehículo de tres a cinco minutos. Arrancar y acelerar el motor, para comprobar que el alternador carga la batería. El amperímetro tiene que marcar la intensidad prescrita para cada modelo de alternador (15-20 A).
Con la ayuda de un multímetro y una pinza amperimétrica, sin desmontar el alternador del vehículo, podemos realizar las siguientes comprobaciones:
• Comprobación de la corriente de excitación. Las escobillas gastadas limitan la corriente de excitación, lo que provoca que la salida de corriente del alternador sea baja. Para realizar la comprobación es necesario que el regulador no se encuentre incorporado en el alternador. Se coloca la pinza amperimétrica sobre el cable de excitación y se acelera el motor hasta alcanzar 2.000 r.p.m. (el multímetro debe marcar entre 3 y 7 A). • Comprobación de la tensión de rizado. Para medir el rizado de la corriente de salida del alternador, se ajusta el multímetro para medir corrientes alternas (AC), escala de voltaje. Se conecta la punta roja de pruebas a la salida del alternador B+ y la negra a una buena masa. Las lecturas superiores a 0,5 V indican que los diodos están en mal estado. •Corriente de fuga del alternador. Para comprobar la corriente de fuga de los dio dos de potencia, se debe ajustar el multímetro en la posición amperios con el motor del vehículo parado y la batería desconectada. Intercalar el multímetro entre el borne B+ y el terminal de conexión según la figura 8.34. La corriente de fuga debe ser como máximo de 2 mA, aunque normalmente es de 0,5 mA.