monografia del alternador

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ESCUELA DE MECÁNICA AUTOMOTRIZ

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Un funcionamiento incorrecto del alternador provoca que la batería no se cargue al 100% y tenga problemas al encenderse en las mañanas.

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA CIENTIFICO.

Que factores inciden a que alternador no funcione correctamente y no cargue a la batería o no desempeñe su papel adecuadamente.

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN.

¿Qué es un Alternador? ¿Cuáles son los elementos internos del alternador? ¿Cuáles son las principales pruebas que se pueden hacer en un Alternador para

determinar sus posibles fallas?

OBJETIVO GENERAL.

Definir cuál es la función del Alternador, cuáles son sus elementos y posibles daños en los mismos a través de la siguiente investigación realizada para así dar a conocer sus posibles situaciones.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Definir que es un alternador para así dar a conocer que función cumple. Describir las partes del alternador para conocer su situación dentro del cuerpo del

alternador. Sintetizar cuales son las principales medidas a realizar en un Alternador y como se las

realiza. Determinar las posibles fallas y soluciones en un alternador.

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MARCO TEORICO.

CAPITULO I

DEFINICIÓN DEL ALTERNADOR.

Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante inducción electromagnética.

Los alternadores están fundados en el principio de que en un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida cuya polaridad depende del sentido del campo y su valor del flujo que lo atraviesa.

Un alternador es un generador de corriente alterna. Funciona cambiando constantemente la polaridad para que haya movimiento y genere energía. En España se utilizan alternadores con una frecuencia de 50 Hz, es decir, que cambia su polaridad 50 veces por segundo.

Es un generador de corriente eléctrica alterna (se llaman monofásicos, bifásicos trifásicos según el numero de fases de la corriente que proporciona)Convierte la energía mecánica en energía eléctrica. En un alternador, el rotor (que crea el campo magnético) gira dentro del estator (el conductor). La corriente alterna. AC, es inducida en el estator, luego cambiada a corriente directa DC por un puente de Diodos, para luego abastecer las necesidades del vehículo. El proceso de convertir CA en DC se le conoce como Rectificación.

El alternador funciona conforme al principio de que se genera corriente eléctrica en un alambre, siempre que este cruza un campo magnético. El alternador tiene como campo un electro imán, excitado por una pequeña cantidad de corriente del acumulador (batería), la cual llega al electro imán por medio de los anillos colectores, situados en la flecha del alternador.  Cuando el motor hace girar el electroimán, se intercepta  el campo con el cuadro externo de alambre, y la corriente circula por este, primero en un sentido y luego en el otro.

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Bobina fija del alternador [llamada estator] interceptan el campo magnético rotatorio, generado por el rotor, esta intercepción, se intensifica con un núcleo cilíndrico de fierro dulce laminado.

CAPITULO II

PARTES INTERNAS DE UN ALTERNADOR.

1.-Los diodos, convierten la CA en CD (CA=corriente alterna --CD=corriente directa o continua).2.-Bobinas del estator, donde se origina la corriente3.-Nucleo del estator4.-Embobinado del rotor5.-Rotor (campo magnético).6.-Polea impulsada por el motor con una banda, (correa, faja) y ventilador para enfriar el alternador7.- Estructura (casco,  housing)8.-Anillos colectores, transmite la corriente al embobinado, del rotor, para mantenerlo magnetizado.9.-Escobillas, (carbones, brochas cepillos); abastecen de corriente a los anillos colectores.

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1.-  Rotor2.- Retenedor del cojinete (rodaje) delantero3.- Collarín interior4.- Cojinete (rodaje, balero,  bearing)5.- Arandela (huacha, anillo), 6.- Cubierta del lado de la polea7.- Collarín exterior8.- Ventilador9.- Polea10.- Arandela de presión (huacha o anillo).11.- Tuerca de polea12.- Conjunto de terminales13.- Puente de rectificación14.- Regulador15.- Conjunto de escobillas (brochas, cepillos).16.- Tornillo17.- Estator18.- Arandela de aislamiento19.- Capacitor (condensador).20.- Tridiodo21.- Cubierta del lado de rectificadores22.- tornillo pasante23.- Conjunto de cojinete y sello

24.- Terminales 

CAPITULO III

PRUEBAS A REALIZARSE EN UN ALTERNADOR.

PRUEBAS A LAS BOBINAS DEL ALTERNADOR.

Bobina del rotor

Use un óhmetro en la escala de resistencia baja, ponga las puntas como se indica en la ilustración. Si indica entre 2 y 300 ohmios; la bobina funciona bien; si la aguja del óhmetro no se mueve, significa que tiene un corto (circuito abierto).

Ahora pruebe la bobina del rotor en la escala de resistencia baja, ponga las puntas como se muestra en la ilustración; si la aguja del óhmetro no se mueve significa que el

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rotor funciona bien pero si la aguja se mueve quiere decir que la bobina tiene un corto a tierra.

Conecte el óhmetro en la forma que se indica; y vea si hay continuidad, entre alguno de los terminales y el núcleo del estator; si es así; significa que el embobinado se está induciendo a tierra; y necesita remplazarlo.

Tome nota: esto sucede, debido, a que el alambre del embobinado, tiene una capa de barniz que lo aisla, evitando que exista conexión entre las Vueltas del embobinado, e igualmente evita que por alguna parte, el alambre se conecte al núcleo del estator. Pero, cuando el embobinado sufre un excesivo calentamiento, el barniz se quema; y en este caso, el alambre queda expuesto, a tocar parte del núcleo, induciendo su señal  en tierra.

Bobina del estator

Ponga el óhmetro en la escala de baja resistencia, ponga las puntas como se muestra en la ilustración, la aguja debe indicar continuidad; Si la aguja no se mueve; la bobina está abierta (tiene corto).

Tome nota, la bobina, es un alambre enrollado cubierto de barniz, cada terminal es un extremo, por lo tanto debe existir continuidad, si no es así; se debe a que el alambre se encuentra cortado, en alguna parte de su enrollado.

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Compruebe si hay continuidad entre los dos anillos colectores, o resbaladores, si no es así, el circuito esta abierto, y se hace necesario remplazarlo. Cada anillo colector, representa un extremo, del embobinado. El embobinado, es un alambre enrollado cubierto de barniz; si no encuentra continuidad; significa que el alambre  se encuentra cortado en alguna parte de su enrollado. También es posible que el corto sea visible, por encontrarse cerca de los anillos colectores; si es así repárelo.

Si el alternador tiene un puente rectificador similar a este, conecte un óhmetro, tal como se indica en la ilustración, un cable al disipador térmico aislado, y el otro al sujetador de metal tome una lectura, y luego invierta las puntas del óhmetro tome otra , deberá obtener una lectura alta y una baja si las lecturas son aproximadamente iguales; cambie el puente rectificador. Repita la prueba entre los otros dos sujetadores.

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Si el alternador tiene un trío de diodos similar a este conecte el óhmetro, como se ve en la ilustración; tome una lectura luego invierta las puntas y tome otra lectura; una lectura alta y una baja, indican que el trío de diodos esta en buenas condiciones pero si las lecturas son similares, debe remplazar el trío de diodos.

Si el alternador tiene diodos instalados en forma similar a como se ve en la ilustración. Conecte el óhmetro, entre el terminal de cada diodo y la caja de los diodos luego invierta las puntas del óhmetro, y compruebe nuevamente; si hay una lectura alta y una baja, el diodo esta en buenas condiciones si las lecturas son similares, deberá remplazarlo.

Aquí mostramos la forma, en que se debe detener los carbones, brochas o cepillos antes de la instalación. Se usa un sujetador de papel o equivalente. Así se facilita la instalación pero no olvide retirar el sujetador, cuando termine la instalación.

Aquí Observemos el soporte, o alojamiento típico de los cepillos, brochas, carbones; excesivamente gastados o quemados Aprovechemos, las figuras para ilustrar lo

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siguiente; Lo resortes que están a la vista se mantienen comprimidos, empujando los carbones [brochas], contra los anillos colectores. Conforme es el desgaste de los carbones, los resortes se extienden; y como es lógico suponer al extenderse disminuyen su fuerza de empuje; de allí que un excesivo desgaste de carbones, sumados a la suciedad del alojamiento; dan como consecuencia un falso o débil contacto; y terminan en la condición que se muestran.

CAPITULO IV

FALLAS Y SOLUCIONES

- Escobillas desgastadas: después de muchos kilómetros es inevitable su desgaste, si esto nos ocurre se manifestará porque la tensión de salida descenderá o desaparece totalmente aunque suele ser progresivo, observándose como saltos en el amperímetro o en el voltímetro. Para su sustitución en el caso de alternadores anteriores al año 1979 debemos desmontar prácticamente todo, ya que no tienen previsto ningún acceso a las escobillas. En modelos posteriores ya cuentan con una tapa que permite extraer las escobillas solas o el conjunto Regulador integrado junto con las escobillas.

- Puente rectificador averiado: una carga insuficiente de las baterías o una tensión de salida baja pueden ser indicativos de una avería en el puente rectificador, este está formado por diodos cuya misión es convertir la tensión alterna trifásica generada por el estator en tensión continua. Si uno o varios de estos diodos fallan la tensión puede desaparecer completamente, disminuir la corriente de salida, bajar la tensión o ser alterna según los diodos estén en corto o abiertos y según el número de ellos averiados. Para ser medidos estos diodos debemos desoldar las conexiones del estator. Un diodo conduce en un sentido mientras que no lo hace en el otro, para ser medidos debemos tener un aparato llamado polímetro situado en la escala de ohmios o un medidor específico de diodos, debemos ver que los diodos no están en corto, lo cual se detecta por su baja resistencia en ambos sentidos, y también debemos medir que lo diodos no están en abierto, lo cual se detecta por su alta resistencia en ambos sentidos. Un diodo correcto da alta resistencia en un sentido y baja en el otro. Para medir en un sentido y otro debemos poner el cable rojo y negro del polímetro primero de un modo y luego del contrario.

- Rotor averiado: Si este elemento se avería normalmente nuestro alternador no proporciona tensión o esta es muy baja. La función del rotor es generar un campo magnético variable en función de la tensión que se le aplica a través de las escobillas. Se debe medir su resistencia y que no existan fugas de su bobina al cuerpo del propio rotor, así como también el buen estado de las pistas de cobre sobre las que hacen contacto las escobillas cuyo diámetro mínimo es de 32,1 mm. Su resistencia es de 18,8-19,2 ohmios en los alternadores de 24V con regulador externo y de 8,8-9,2 ohmios en los que tienen el regulador incorporado. La resistencia entre cada pista y el cuerpo del rotor debe ser infinita. Si alguna de las medidas es incorrecta debemos sustituir el Rotor.

- Estator averiado: Si este elemento se avería normalmente nuestro alternador no proporciona tensión o esta es muy baja. El estator es el elemento donde se genera la tensión de salida, su estructura es de tres bobinas conectadas en estrella, con un punto central y tres salidas por lo que la corriente generada es trifásica. Para comprobar su estado debemos medir su resistencia y su aislamiento hacia su cuerpo. La resistencia entre los tres terminales de salida es muy baja del orden de 0,1-0,2 ohmios por lo que deberemos comprobar que hay continuidad entre todos ellos,

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además debemos comprobar que no existe continuidad entre los terminales de salida y el propio cuerpo del estator. Si alguna de estas condiciones no se cumple debemos cambiar el estator.

- Regulador averiado: la función del regulador es fundamental ya que se encarga de que la tensión generada por el estator, no esté por debajo ni por encima de unos límites en todo el rango de revoluciones del motor, para ello el regulador tiene una conexión de la salida positiva del alternador y en función de que esta sea alta o baja aplica una tensión al rotor menor o mayor respectivamente, de modo que este genera un campo magnético proporcional a la tensión y a su vez induce mayor o menor magnetismo sobre el estator, y este baja o sube su tensión de salida con lo que se regula a sus niveles. Existen varios tipos de reguladores, desde los mecánicos basados en relés que son externos al alternador a los modernos transistorizados que van incorporados en el interior del alternador formando un bloque con las escobillas. Para comprobar su funcionamiento lo más rápido es sustituirlo por uno cuyo funcionamiento este asegurado, ya que su comprobación total es complicada pues deberíamos hacer una prueba con alimentación externa. En el caso de reguladores a relé una inspección visual del interior puede descubrirnos elementos quemados o contactos defectuosos que nos indiquen su mal estado

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