Generadores de corriente alterna en automoci³n

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Generadores de corriente alterna en automoción. EL ALTERNADOR. ¿Qué tipo de máquina eléctrica necesitaremos?. Análisis de las características energéticas. Mejores condiciones de Seguridad y Confort: Mayor demanda de potencia para equipos eléctricos y electrónicos. - PowerPoint PPT Presentation

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  • Generadores de corriente alterna en automocinEL ALTERNADOR

  • Qu tipo de mquina elctrica necesitaremos?Mejores condiciones de Seguridad y Confort: Mayor demanda de potencia para equipos elctricos y electrnicos.Incremento del trfico en las ciudades: Mayor funcionamiento al ralent y en circunstancias ms desfavorables.Generadora de corriente para MANTENER LA BATERIA en buen estado de carga y SUMINISTRAR CORRIENTE INMEDIATA Y CONSTANTE A LOS SERVICIOS.Anlisis de las caractersticas energticasLuego nuestra mquina ser:

  • Dnamo o Alternador?Carga a menor nmero de r.p.m.Intensidad de corriente (A)Nmero de revoluciones por minuto (r.p.m.)Estabiliza la corrienteCarga a mximo nmero de r.p.m.

  • El Alternador frente a la Dnamo.De donde provienen las ventajas.?Del desarrollo de los DIODOS como elemento de rectificacin, ya que:Suprimen la rectificacin mecnica tanto la realizada por el colector y escobillas en la dnamo, como en los reguladores mecnicos del alternador.Soportan altas revoluciones sin estar sometidos a desgaste.

  • Alternador: VentajasMayor gama de velocidad de giro.Conjunto rotor muy compacto.Un solo elemento regulador de tensin.Menor espacio y peso.Trabajo en ambos sentidos de giro.Vida til superior.

  • Mayor gama de velocidad de giroLas revoluciones de giro van de 500 a 7.000 r.p.m.La corriente de la dnamo solo es efectiva a partir de 1.500 r.p.m.En el alternador la corriente es efectiva a partir de ralent, garantizando la alimentacin de batera y los servicios.En la dnamo, a altas r.p.m. sufre chisporroteo el colector y las escobillas con elevado desgaste y temperatura.En el alternador, al estar las bobinas del inducido en el estator se evitan los desgastes producidos en el colector de la dnamo.

  • Conjunto rotor muy compactoLas masas polares y la bobina inductora forman un conjunto motor muy compacto.La corriente de excitacin es muy pequeo.Escobillas y anillos rozantes son unidireccionales.No existe formacin de arco a altas velocidades.Velocidades de rotacin de 14.000 r.p.m.

  • Un solo elemento regulador de tensinEl regulador para el alternador slo necesita un elemento regulador de tensin, dado que los diodos se hacen cargo de la funcin de disyuntor para:Desconectar el alternador de la batera y los servicios al caer la tensin del alternador por debajo de la tensin de la batera, impidiendo la circulacin de corriente en sentido contrario.No es necesario regulador de intensidad dado que es el propio inducido el que limita la intensidad mxima admisible.

  • Menor espacio y pesoLos alternadores son ms ligeros y de menor tamao que los generadores de corriente continua:Para una misma potencia nominal, el tamao es de un 25 a 35% menor.El peso puede rondar entre el 40 y 45% menos. (P.e. Dinamo = 7 Kg, Alternador = 4 Kg).

  • Trabajo en ambos sentido de giroPuede trabajar en ambos sentidos sin necesidad de modificacin:Es necesario asegurarse el sentido de rotacin del ventilador para una perfecta refrigeracin.

  • Vida til superiorLa vida del alternador es superior porque:Es ms robusto y compacto Ausencia de colector en el inducido.Mantenimiento superior a los 100.000 Km.Soporta mejor altas temperaturas, inclemencias meteorolgicas, suciedad y vibraciones.

  • Principio ElectrodinmicoEl principio se basa en el hecho de que cuando un conductor elctrico corta las lneas de fuerza de un campo magntico, se induce en dicho conductor una tensin elctrica.Los valores de la aguja del voltmetro indican los valores mximos correspondientes a cada media vuelta.

    Con giro uniforme del motor, la curva de tensin entre los valores mximos es senoidal

  • Generacin de una onda monofsica alterna senoidal.

  • El alternador elemental monofsicoSegn la Ley de LENZ, la corriente inducida se debe a la variacin del flujo en el conductor y se opone a la causa que la ha creado. Por tanto:El alternador se basa en el principio de un campo magntico que GIRA delante de un CONDUCTOR FIJO.

  • Rectificacin del alternador monofsicoLa rectificacin de la onda alterna senoidal se realiza a travs de diodos, mediante: Un diodo obteniendo ondas variables continuas de solo el semiperiodo positivoCuatro diodos obteniendo ondas variables continuas, tanto de los semiperiodos positivos y negativos. (En puente)

  • Alternador trifsico elementalEl alternador trifsico elemental est compuesto por:1 imn3 bobinados (120)Obtenemos as 6 semiperiodos por vuelta del imn

    123456

  • Conexionado de los bobinadosEstrella:La tensin de cada fase es igual a la suma de la tensin de dos bobinados.Vrojo + Vazul = V fase.I rojo = I azul = I fase.

    Triangulo:La Intensidad de la fase es igual a la suma de la intensidad de dos bobinados.Vrojo = Vazul = V fase.I rojo + I azul = I fase.

  • Rectificacin del alternador trifsicoCuando la tensin va en el sentido del grfico, la corriente sale por el diodo 1, alimenta a la batera y vuelve al bobinado por la masa y el diodo 5.Invertido el sentido de la tensin en el bobinado, la corriente sale por el diodo 2, y vuelve por la masa y el diodo 4.Sin embargo el sentido de la corriente no ha cambiado en la batera.

  • Mejoras para el alternador trifsico elemental.A) 1 Imn y 6 Bobinados.B) 2 Imanes y 12 Bobinados.C) 6 Imanes y 36 Bobinados.Existen dos posibilidades para obtener una corriente menos ondulada.1.- Girar el alternador a mayor velocidad estando limitados a regmenes muy altos2.- Aumentar la cantidad de bobinados, estando limitados por el tamao del alternadorDe la solucin 2 veamos que soluciones tenemos:

  • Mejora A): 1 imn y 6 bobinadosLos seis bobinados debern agruparse de dos en dos en serie. Sus corrientes se adicionan, pero no hay mas de 6 alternancias por vuelta.Vuelta a anlisis de mejoras

  • Mejora B): 2 imanes y 12 bobinadosMultiplicados por dos del caso anterior, los 12 bobinados debern agruparse de 4 en 4 y en serie. Sus corrientes se adicionan existiendo 12 alternancias por vuelta.Vuelta a anlisis de mejoras

  • Mejora C): 6 imanes y 36 bobinadosBobinados de 3 grupos y 12 bobinados.Cada grupo de bobinados van enrollados en sentido inverso, para adicionar corrientes y bajo influencias magnticas inversas (N-S-N-S...).Se obtiene as una corriente importante y poco ondulada. 36 alternancias por vuelta.Vuelta a anlisis de mejoras

  • Mejoras en el Alternador: ResumenQue hemos obtenido a mayor cantidad de imanes y bobinados en una vuelta.?:A. Una corriente muy importante.B. Una corriente poco ondulada.LIMITACIN:TCNICO CONSTRUCTIVAS

  • El Alternador: Esquema conceptualALTERNADORExcitacinReguladorBATERA

    Preexcitacin(V)

  • Circuitos del Alternador: Circuito de Carga o PotenciaEs la corriente generada para cargar la batera y alimentar los consumidores elctricos. Se toma del borne B+.Analizando el circuito para 120 de la fase u, tendremos el siguiente recorrido: Bobinado U, diodo U (+), B+ alternador, diodo w (-), bobinado W, punto neutro.Animado

  • Circuitos del Alternador: Circuito de ExcitacinEs la corriente necesaria para formar el campo magntico, derivada del devanado estatrico y rectificada por tres diodos especiales de excitacin. Su recorrido ser: Bobinado U (+), diodo de excitacin, borne D+ alternador, borne D+ del regulador, borne DF del regulador, borne DF del alternador, devanado de excitacin del alternador, borne D- del alternador, diodo del lado negativo, bobinado W (-), punto neutro.Animado

  • Circuitos del Alternador: Circuito de PreexcitacinDurante el arranque hay que preexcitar el alternador, ya que el campo magntico remanente del rotor es muy escaso. Conectado el interruptor de encendido la corriente pasa por la batera, atraviesa la lmpara de control de carga, el regulador y el devanado de excitacin.

  • Estructura del AlternadorLa estructura bsica de un alternador esta formada por :Devanado estatrico trifsico como parte fija.Devanado de excitacin en el rotor, con dos anillos rozantes como parte mvil.Dos escobillas que pasa la corriente de excitacin del devanado estatrico al devanado giratorio de excitacin.Seis diodos de potencia (B+)Tres diodos de excitacin (D+)

  • Estructura del Alternador: Seccin parcial123456789101. Tapa cojinete lado anillos rozantes.2. Rectificador.3. Diodo de Potencia.4. Diodo de excitacin.5. Regulador portaescobillas y escobillas de carbn6. Estator7. Rotor.8. Ventilador.9. Polea.10. Tapa cojinete lado accionamiento.

  • Estructura del Alternador: Por piezasTapa protectora

    Placa de DiodosTapa Porta diodosReguladorSistema TensorRodamientoRotorEstatorRodamientoCarcasaPolea

  • Estructura del Alternador: EstatorArmadura formada por un conjunto de lminas de acero troqueladas en forma de corona circular. El devanado inducido o estatrico est compuesto por un conjunto de espiras formando tres series o fases conexionadas en estrella o tringulo.

  • Estructura del Alternador: RotorEje de acero sobre el que es montan:Dos mitades de masa o ruedas polares, tambin llamados colectores de flujo, formado por dos discos de acero forjado de donde salen un nmero de polos en forma de almena. Uno se aloja en los huecos del otro, consiguiendo polos intercalados.Un cilindro aislante termoestable donde se instala dos anillos rozantes, que conecta con mediante soldadura a la bobina inductora.

  • El alternador: Comprobacin de funcionamiento sobre el vehculo (1).Antes de desmontar el alternador, se deben realizar las siguientes pruebas y comprobaciones:Comprobar que el acumulador o batera se encuentra completamente cargado.

  • El alternador: Comprobacin de funcionamiento sobre el vehculo (2).Colocar un voltmetro entre el borne de salida de corriente B+ y masa. En caso que el alternador est aislado, entre B+ y (