INGENIERÍA EN MÁQUINAS Y VEHÍCULOS TALCA

REGULADORES ELECTROMAGNÉTICOS PARA ALTERNADOR

Prof.: Alejandro Olave Dinamarca

1.- Descripción

Cuando funciona el generador del automóvil, su velocidad no es constante, debido a lo

cual la producción de energía, tampoco lo es. Por tal razón se hace necesario incorporar un dispositivo que controle la producción energética del generador, manteniéndola dentro de los rangos óptimos.

Para los antiguos dínamos, utilizados en los automóviles, se debía incorporar, dentro del regulador, un dispositivo que impidiera que la carga de la batería se fuera al generador cuando el motor estuviera detenido, a ese dispositivo electromagnético, se le denominó Disyuntor . En los actuales alternadores, esto no es necesario, debido a la presencia de los diodos, que impiden el ingreso de energía desde la batería.

En general, los reguladores, especialmente para alternadores, trabajan alterando la corriente que alimenta a la bobina productora del campo magnético, es decir, la corriente de excitación .

2.- Tipos de reguladores

Existen tres generaciones de reguladores, que son:

Regulador Electromagnético: que fundamenta su funcionamiento en el electromagnetismo, empleando una bobina como un relé o interruptor electromagnético.

Regulador Transistorizado: Mantiene el empleo de un relé, pero incorpora un transistor para mejorar el funcionamiento de la bobina.

Regulador Electrónico: Desaparecen definitivamente las bobinas electromagnéticas y el circuito se fundamenta en el uso de un transistor y un diodo Zener, los cuales van incorporados dentro de un circuito.

3.- Reguladores electromagnéticos

A continuación se describen los principales reguladores electromagnéticos que se han empleado.

3.1.- Regulador universal

Este regulador es la base de todos los reguladores electromagnéticos, se fundamenta en el empleo de un electroimán que trabaja en conjunto con un ruptor de doble contacto y una resistencia conectada en paralelo con la bobina. En el siguiente esquema se indican los componentes principales de este regulador.

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

El ruptor doble posee tres posiciones, mediante las cuales

logra realizar su propósito, para ello tiene dos contactos fijos y uno móvil, que se desplaza entre ellos.

En la primera posición, en reposo, el contacto móvil descansa sobre uno de los contactos fijos, permitiendo el paso de la corriente de excitación directamente al rotor del alternador.

En la segunda posición, el contacto móvil se ubica entre los dos contactos fijos, no tocando a ninguno de ellos.

En la tercera posición, el contacto móvil se apoya sobre el otro contacto fijo, con lo cual la corriente de excitación se descarga a la masa.

Conexiones del Regulador Universal

Como se puede apreciar en el esquema, el regulador tiene solo dos conexiones, una desde la batería, pasando por la chapa de contacto, y la otra que va a la escobilla positiva del alternador, para alimentar a la bobina rotórica, produciendo el campo magnético.

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

Funcionamiento

1ª Etapa

En esta primera etapa, se cierra la chapa de contacto, entregando energía a la bobina rotórica, ya que el ruptor está en su posición de reposo.

2ª Etapa

El rotor comienza a girar, y en el estator se produce la corriente inducida para alimentar a la batería, esta es la etapa de plena carga. A su vez, la bobina del regulador comienza a ser alimentada, pero el campo magnético en ella no es suficiente para despegar el ruptor de la parte superior.

3ª Etapa

Al aumentar la velocidad del rotor, aumenta la corriente generada, por lo cual la bobina del regulador recibe más energía, aumentado su campo magnético, de esta forma se produce la fuerza necesaria para atraer al ruptor, despegándolo del contacto superior. Así, la corriente de excitación debe pasar por la resistencia para poder llegar al rotor y a l masa. Esto produce una caída de tensión que produce un campo magnético menor en el rotor del alternador.

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

4ª Etapa

Cuando la velocidad aumenta demasiado, la producción de energía, por parte del alternador, aumenta peligrosamente, por ello la bobina del regulador atrae con fuerza al contacto fijo, enviando la corriente de excitación, a masa, esto neutraliza el aumento en la carga del alternador.

3.2.- Regulador Bosch

Este regulador, tal como su nombre lo dice es un diseño de la firma alemana Bosch, y se fundamenta en el regulador universal con el cual tiene un gran parecido.

Ruptor doble

Resistencia eléctrica de regulación

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

La letra D+ es la conexión con la escobilla positiva del alternador, la letra D- es una

conexión a masa, y el signo + es la conexión con la chapa de contacto.

Este regulador se conecta en un circuito en el cual se emplea un alternador de nueve diodos, lo que permite una conexión de luz piloto.

Al igual que en el caso del regulador universal, también se producen 4 etapas de funcionamiento.

1ª Etapa

Se cierra la chapa y se enciende la luz piloto, ya que la corriente de excitación pasa por ella.

Luz piloto

Batería

Puente rectificador de 9 diodos

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

2ª Etapa

Al comenzar a girar el rotor, se produce corriente inducida en las bobinas generatrices, con lo cual la luz piloto se apaga ya que queda con positivo en ambos polos.

3ª Etapa

Se produce la regulación cuando el contacto móvil queda en medio de los dos contactos fijos y la corriente de excitación pasa por las resistencias reguladoras.

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

4ª Etapa

Se produce el cortocircuito y el generador deja de cargar.

3.3. Regulador Delcotrón

Como su nombre lo indica este regulador fue diseñado por la firma Norteamericana DELCO, posee dos relés, uno de los cuales sirve para realizar la regulación y el otro es para activar la luz piloto de carga. Se siguen aplicando los mismos principios para la regulación con el empleo de un ruptor de tres posiciones, una bobina y una resistencia de regulación, conectada en paralelo con la bobina del relé.

Bobina de luz piloto

Bobina reguladora

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

Conexión

En este sistema se agrega luz piloto y se utiliza un contacto del común de la conexión estrella del alternador.

3.4.- Regulador Japonés

Este regulador se popularizó con la llegada de los vehículos japoneses al país, a fines de los años 80, posee dos relés, al igual que el regulador Delcotrón, con pequeñas variantes en su conexionado.

Bobina reguladora

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

Conexiones

En estos reguladores se pueden encontrar dos tipos de conexiones de la bobina reguladora la cual puede obtener su alimentación de dos formas, tal como se muestra en los esquemas.

4.- Regulador Electrónico

Este regulador, propio de los alternadores modernos, reemplaza el relé de regulación por un transistor y un diodo zener, el cual tiene la propiedad de convertirse en conductor cuando se pasa la cota máxima de tensión. Debido a ello este regulador solo tiene dos etapas de regulación: Cuando la corriente de excitación alimenta a la bobina rotórica y cuando se va a la masa por el diodo zener.

Para la luz piloto, este regulador requiere de un circuito a parte.

A Olave HONOR-

CORAJE-

INTEGRIDAD

Diodo zener

Transistor

Conexión a la chapa

Conexión a excitación

Conexión con el circuito de la

luz piloto

Resistencias