Explicación de los componentes del alternador: rotor, estator, rectificador y regulador

Si alguna vez se le ha caído un alternador devuelto al banco de trabajo, ya sabrá que el exterior no le dice casi nada. Una falla de carga casi siempre comienza con una pequeña pieza dentro de la carcasa: una escobilla desgastada, un diodo en cortocircuito, un devanado del estator que se sobrecalentaba con demasiada frecuencia. Saber cómo encajan los componentes del alternador es lo que separa un diagnóstico rápido y preciso de un juego de adivinanzas, y también es lo que separa una reparación que dura de una que regresa el próximo mes.

En Changzhou Hancheng Auto Parts, construimos alternadores 100 por ciento nuevos para automóviles, camiones, autobuses y maquinaria fuera de carretera, desde pequeñas unidades de 12 V hasta versiones de servicio pesado de 24 V que alimentan flotas de trabajo completas. La lista de componentes no ha cambiado mucho en décadas, pero la forma en que se especifica cada pieza ha cambiado mucho. A continuación se ofrece un recorrido práctico por las partes, lo que hace cada una y cómo falla normalmente.

Los principales componentes del alternador de un vistazo

Cada alternador, ya sea una unidad compacta de 70 A para un hatchback o una unidad de 24 V y 150 A para una cargadora minera, se ensambla a partir de las mismas dos familias de piezas. El lado de transmisión maneja la entrada mecánica: polea, ventilador, cojinetes y carcasas. El lado eléctrico se encarga de la generación y el control: rotor, estator, rectificador y regulador. Si desea que se le explique todo el ciclo de carga en secuencia, nuestra guía sobre cómo funciona el alternador de un coche te lleva paso a paso.

• Conjunto de rotor con bobina de campo, polos de garra, eje y anillos colectores
• Estator con núcleo laminado y devanados trifásicos.
• Puente rectificador con diodos de potencia y disipadores de calor.
• Regulador de voltaje, a menudo combinado con el portaescobillas.
• Carcasas del extremo impulsor y del extremo del anillo colector
• Polea, ventilador o ventiladores de refrigeración, cojinetes y sellos

Rotor: el electroimán giratorio

El rotor es el único componente importante que gira. Su eje lleva un núcleo de hierro laminado equipado con dos mitades polares en forma de garra, y dentro de ese núcleo se encuentra la bobina de campo, un devanado de cobre que se convierte en un electroimán tan pronto como la corriente fluye a través de él. En una unidad de 12 V, la bobina de campo generalmente consume entre 2 y 5 amperios, por lo que una verificación de resistencia a través de los anillos colectores es una de las pruebas más rápidas que puede realizar antes de condenar una unidad.

Los anillos colectores se encuentran en la parte trasera del rotor y transfieren la corriente de campo desde las escobillas estacionarias a la bobina giratoria. Son pequeños, se desgastan y no perdonan: un anillo ranurado o un cepillo de menos de 5 mm produce el síntoma clásico de una lámpara de batería que parpadea al ralentí y luego se calma una vez que aumenta la velocidad del motor. El desequilibrio del rotor y el descentramiento excesivo son otros asesinos silenciosos, porque cargan los cojinetes y abren lentamente el entrehierro entre el rotor y el estator.

Estator: donde realmente se genera la corriente

El estator es un anillo de acero al silicio laminado con tres devanados separados separados 120 grados eléctricos, presionados en la carcasa del extremo impulsor o sujetos entre las carcasas. Debido a que el campo magnético del rotor recorre esos devanados, el estator es donde se produce la corriente alterna y también es donde se genera la mayor parte del calor. El calibre del cable de bobinado, la clase de aislamiento y el tratamiento de barniz deciden si la unidad sobrevive a un compartimento del motor caliente en el tráfico de verano.

Cuando falla un estator, el patrón suele ser fácil de leer. Un corto entre vueltas o a tierra reduce la producción, a menudo en aproximadamente un tercio, y deja un olor a quemado y barniz oscurecido. Una fase abierta crea una fuerte onda que aparece en un osciloscopio y cocina silenciosamente la batería. Esta es la parte donde la calidad del material es más importante y es por eso que probamos la resistencia del devanado, la inductancia y el aislamiento de cada estator antes del ensamblaje.

Puente rectificador: convertir CA en CC

Los vehículos funcionan con corriente continua, por lo que es necesario convertir la corriente alterna del estator. Seis diodos de potencia dispuestos como un puente trifásico hacen este trabajo: tres diodos positivos presionados en un disipador de calor, tres diodos negativos montados en el marco final. El puente también evita que la batería se descargue nuevamente a través del estator cuando el motor se detiene y, en muchos diseños, un pequeño trío de diodos suministra la corriente de campo inicial y el circuito de la lámpara de advertencia del tablero.

Las fallas de diodos se encuentran entre las razones más comunes por las que se reemplaza un alternador. Un diodo en cortocircuito agota la batería durante la noche, por lo que el vehículo arranca bien después de un salto y luego permanece muerto a la mañana siguiente. Un diodo abierto corta la salida en aproximadamente un tercio y deja una ondulación de CA visible en el voltaje de carga. Debido a que el calor es el principal enemigo aquí, la clasificación de los diodos, la calidad de la soldadura y el contacto entre el diodo y el disipador de calor son tan importantes como los propios diodos.

Regulador de voltaje: el componente que establece el voltaje

El regulador decide cuánta corriente de campo llega al rotor, encendiéndolo y apagándolo miles de veces por segundo para mantener un punto de ajuste estable, generalmente alrededor de 13,8 a 14,7 voltios en un sistema de 12 V y aproximadamente el doble en sistemas de 24 V. Compensa la temperatura, por lo que un alternador caliente se regula ligeramente más bajo que uno frío, y responde a la carga eléctrica, razón por la cual el voltaje cae brevemente cuando se activa un ventilador de refrigeración o un compresor de aire.

Las unidades más antiguas utilizan un regulador externo, mientras que las máquinas modernas utilizan cada vez más un regulador integrado en el portaescobillas y controlado por la computadora del motor. En cada caso, los modos de falla son similares: sobrecarga que hierve la batería, carga insuficiente que deja las luces apagadas al ralentí o una lámpara de advertencia que se enciende aunque la potencia sea normal. Cuando validamos un regulador, verificamos el punto de ajuste de frío y calor, además de la respuesta de la carga y el comportamiento del circuito de la lámpara.

Carcasas, cojinetes, poleas y piezas de refrigeración

Las dos carcasas mantienen todo alineado y hacen más trabajo del que parecen capaces. El bastidor del extremo impulsor ubica el cojinete delantero y, a menudo, el estator, mientras que el bastidor del extremo del anillo deslizante lleva el cojinete trasero, el rectificador y el portaescobillas. Las grietas en las orejas de montaje, las roscas del tensor peladas o la corrosión entre la carcasa y el estator pueden causar fallas de carga que ninguna prueba eléctrica podrá explicar.

Los cojinetes mantienen el rotor centrado y el entrehierro uniforme, y anuncian su declive con un gruñido que aumenta con la velocidad del motor. La polea transfiere la transmisión por correa y, en muchas aplicaciones modernas, es una polea libre o de desacoplamiento que permite que el alternador gire libremente cuando la correa desacelera; cuando el embrague se atasca, los conductores escuchan un chirrido al apagar y las correas comienzan a desgastarse rápidamente. Los ventiladores de refrigeración, ya sean internos o externos, y el flujo de aire limpio a través de la carcasa mantienen todas estas piezas dentro de sus límites de temperatura.

Cómo funcionan juntos los componentes

1. La correa hace girar la polea y la polea hace girar el rotor dentro del estator.
2. El regulador envía una pequeña corriente a través de las escobillas y los anillos colectores hacia la bobina de campo.
3. El rotor energizado crea un campo magnético giratorio a través de los devanados del estator.
4. El estator produce corriente alterna trifásica, proporcional a la velocidad y la intensidad del campo.
5. El rectificador convierte esa CA en CC y bloquea la corriente inversa a la batería.
6. El regulador lee el voltaje de salida y ajusta la corriente de campo para mantener la carga estable.

Tabla de referencia de componentes del alternador

Coincidencia de componentes con la clasificación de salida y el ciclo de trabajo

La calificación de producción no es sólo una cifra de marketing. Una unidad de 200 A utiliza devanados de estator más pesados, un rectificador más grande con mejor disipador de calor y un regulador diseñado para cargas continuas elevadas. Coloque esos mismos componentes internos en una máquina con una batería pequeña y un ciclo de trabajo corto y no ganará nada; Si no se dimensionan en una ambulancia o en un camión frigorífico, la unidad se calienta desde la primera semana. El voltaje también importa, ya que los sistemas de 24 V son comunes en camiones, autobuses y equipos de construcción y no se pueden mezclar con piezas de 12 V.

Por ejemplo, una furgoneta utilizada para trabajos de reparto con iluminación adicional y una unidad de refrigeración normalmente necesita una unidad de 12 V de alto rendimiento en lugar de un reemplazo estándar.

Alternador del coche de 12V 200A 0124625006 Bosch para MERCEDES BENZ Sprinter/vito/viano CDi2.1L Modelo de producto: ZKM81111 Ver producto →

Los propietarios de camionetas y camionetas que utilizan cabrestantes, quitanieves o sistemas de audio se adentran más en ese rango, donde la temperatura del rectificador y el aislamiento del estator se convierten en factores limitantes en lugar de la batería.

Alternador del coche de 12V 250A 1042106860/22949466 DENSO para el camión Chevrolet Silverado 1500 V6 4. Modelo de producto: ZKM86883 Ver producto →

Aplicaciones de servicio pesado y de 24 V

En camiones de larga distancia, autocares y máquinas de movimiento de tierras, el alternador funciona casi a su máxima potencia durante horas seguidas. Aquí la especificación cambia hacia rodamientos robustos, carcasas selladas que resisten el polvo y la humedad y rectificadores diseñados para carga térmica continua. Los compradores de flotas también se preocupan por la cobertura del modelo, porque mantener una flota mixta en la carretera depende de encontrar rápidamente la unidad adecuada. Nuestro Gama de alternadores para automóviles Bosch cubre estas aplicaciones para camiones y autobuses junto con accesorios para turismos.

Alternador del coche de 24V 80A 12599/0124555009 Bosch para los CAMIONES VOLVO FH12 FH16 FH480 Modelo de producto: ZKM1853 Ver producto →

Síntomas que apuntan a un componente específico

Los técnicos experimentados rara vez prueban todo a la vez. Leen el síntoma y luego van directamente al componente probable, lo que ahorra tiempo de diagnóstico y reemplazos innecesarios de piezas.

• La luz de la batería parpadea al ralentí y se estabiliza con las revoluciones: portaescobillas o anillos colectores.
• Voltaje de carga superior a 15 V en un sistema de 12 V: regulador de voltaje o cable con mala detección.
• Batería descargada después de permanecer toda la noche: diodo de potencia en cortocircuito en el puente rectificador.
• Salida de aproximadamente dos tercios de la clasificación con ondulación visible: un diodo abierto.
• Quejido o gruñido que aumenta con la velocidad del motor: rodamientos o desalineación de poleas.
• Chirrido de la correa al apagar el motor: embrague de polea libre bloqueado de forma sólida.

Componentes de abastecimiento en los que puede confiar

Ya sea usted un distribuidor que completa un catálogo o un taller que realiza un pedido para una única reparación, la calidad de los componentes individuales decide el resultado más que la etiqueta de marca en la caja. Las unidades reconstruidas a menudo mezclan cojinetes nuevos con anillos colectores reutilizados o instalan un rectificador clasificado para una corriente menor que la que el estator puede producir. Esos compromisos se manifiestan en forma de fracasos repetidos, reapariciones y pérdida de clientes.

Debido a que fabricamos alternadores 100 por ciento nuevos en lugar de remanufacturados, cada rotor, estator, rectificador, regulador y cojinete de una unidad es nuevo y está adaptado a la misma clasificación de salida. Las unidades se prueban en banco en cuanto a producción, ondulación y regulación antes de empacar, y nuestro equipo brinda soporte a los compradores en inglés, español, francés y chino cuando necesitan confirmar un ajuste o un ciclo de trabajo. Si no está seguro de qué clasificación se adapta a un vehículo en particular, indíquenos el modelo, el motor y la carga eléctrica típica, y le indicaremos la unidad correcta en lugar de la más cercana.

Los componentes del alternador son simples en concepto y exigentes en ejecución. Una vez que sabes qué parte hace qué, una queja por cobro deja de ser un misterio y se convierte en una breve lista de controles. Construya bien las piezas, combínelas con la carga y el alternador durará silenciosamente más que la batería que está cargando.