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

Qué contiene realmente un alternador

Un alternador es un conjunto compacto de piezas eléctricas y mecánicas, no una sola unidad sellada. Convierte la rotación del motor en energía CC regulada utilizando cinco componentes internos principales: el rotor, el estator, el rectificador de diodo, el regulador de voltaje y los anillos colectores con escobillas. Alrededor de esas partes se encuentran la carcasa, los cojinetes, la polea y el ventilador de refrigeración. Cuando aparece un problema de carga, la causa suele estar en el interior de uno de estos elementos y no en la batería.

Comprender los componentes también ayuda a la hora de tomar decisiones de compra. Un alternador de repuesto debe contener un estator y un rectificador clasificados para la carga eléctrica del vehículo, no sólo el conector correcto. Si necesita la secuencia de carga completa en un solo lugar, lea nuestra explicación de cómo funciona el alternador de un coche .

Componentees principales del alternador de un vistazo

Cada componente tiene un trabajo específico. La siguiente tabla resume lo que hace cada uno y qué fallas son más comunes.

Componentes eléctricos básicos

Rotor: el generador de campo magnético

El rotor es la parte giratoria montada en el eje del alternador. Contiene un núcleo de hierro, un devanado inductor y postes de acero en forma de garra. Cuando la corriente fluye a través del devanado inductor, el rotor se convierte en un electroimán. El regulador de voltaje controla la fuerza de este campo magnético variando esa pequeña corriente de excitación.

Debido a que el campo magnético del rotor es lo que genera energía en el estator, el rotor y el estator deben diseñarse juntos. Una unidad como una Alternador Bosch 12V 120A para el BMW 320 utiliza un paquete de rotor y estator coincidente para entregar su potencia nominal a las velocidades correctas del motor.

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Estator: donde se genera la corriente

El estator es la parte estacionaria que rodea al rotor. Utiliza placas de acero laminado y devanados de cobre trifásicos. A medida que el rotor gira, su campo magnético atraviesa los devanados del estator e induce corriente alterna. Este es el paso real de generación de energía en el alternador, no el rotor en sí.

Los estatores trifásicos se utilizan casi universalmente en alternadores de automóviles porque entregan una corriente más suave y hacen un mejor uso del cobre que los diseños monofásicos. El número de vueltas del devanado y la sección transversal del cable establecen la capacidad actual de la unidad y las RPM a las que alcanza la potencia máxima.

El aislamiento del estator es una de las diferencias clave entre un alternador duradero y una reconstrucción económica. Si los devanados se calientan y pierden su barniz aislante, la corriente se fuga entre espiras y la salida cae bruscamente.

Rectificador de diodo: CA se convierte en CC

El rectificador, también llamado rectificador de diodos o puente rectificador, está ubicado en la parte trasera del alternador. Contiene una disposición de tres, seis u ocho diodos que convierten la salida de CA del estator en CC para la batería. Cada diodo permite que la corriente fluya en una sola dirección, lo que suaviza la mitad negativa de la onda de CA en voltaje de CC utilizable. Algunos alternadores también utilizan un trío de diodos para suministrar la corriente de campo del rotor una vez que la unidad está girando.

Los diodos rectificadores son sensibles al calor y a los picos de voltaje. Un diodo defectuoso permite que la corriente alterna entre en el sistema, lo que a menudo provoca parpadeos en los faros, un zumbido anormal o una batería sobrecargada. Cuando falla el rectificador, reemplazar todo el alternador suele ser más económico que reemplazar solo el paquete de diodos.

Regulador de voltaje: el circuito de control

El regulador de voltaje monitorea el voltaje del sistema y ajusta la corriente del campo del rotor para mantenerla en el rango correcto. Si el voltaje es demasiado bajo, el regulador aumenta la corriente de campo. Si el voltaje es demasiado alto, reduce la corriente de campo. Este control de circuito cerrado es lo que protege la batería y el sistema eléctrico tanto de sobrecarga como de baja carga.

La mayoría de los vehículos de pasajeros de 12 V funcionan con un voltaje regulado de alrededor de 14,2 V, con un rango aceptable de aproximadamente 13,5 V a 14,8 V en los terminales de la batería. Los sistemas de 24 V de servicio pesado utilizan una función de regulador similar a aproximadamente 28 V. Un regulador defectuoso es una de las causas más frecuentes de falla de la batería porque la deja sin energía o la hierve.

La calibración del regulador es otra razón por la que es importante hacer coincidir el número de pieza. un Alternador Denso 12V 90A para el Toyota Corolla es un ejemplo de reemplazo que mantiene la curva del regulador original para ese modelo.

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Piezas de soporte mecánico

Anillos colectores y cepillos

El rotor gira, pero aún necesita una conexión eléctrica confiable para recibir corriente de campo. Esa conexión se realiza a través de dos anillos colectores de cobre montados en el eje del rotor y dos escobillas de carbón que presionan contra ellos. Una escobilla alimenta corriente al devanado de campo, mientras que la otra completa el circuito.

Las escobillas se desgastan naturalmente porque se deslizan contra los anillos colectores. Las escobillas desgastadas producen un circuito de carga intermitente, que aparece como una luz de carga parpadeante o un voltaje bajo en ralentí. El polvo denso de la maleza alrededor de los anillos colectores es una señal confiable de que el juego de escobillas necesita atención.

Carcasa, rodamientos, polea y ventilador de refrigeración

La carcasa suele ser de aluminio fundido a presión. Mantiene alineados el rotor y el estator, soporta los muñones de los cojinetes y funciona como disipador de calor para el rectificador y el regulador. Los cojinetes desgastados permiten que el eje del rotor se descentre; En casos extremos, el rotor puede tocar el estator y destruir el alternador.

La polea transfiere la rotación del motor al alternador y afecta la relación de velocidad entre el cigüeñal y el eje del alternador. Muchos alternadores de último modelo utilizan una polea libre del alternador para reducir la vibración de la correa y prolongar su vida útil. El ventilador de refrigeración, que puede montarse dentro o fuera de la carcasa, aspira aire a través de la unidad. Dado que las fallas del rectificador y del regulador están relacionadas con el calor, un flujo de aire adecuado y una carcasa limpia son más importantes de lo que la mayoría de los compradores creen.

Por qué es importante el conocimiento de los componentes al comprar un alternador

Alternadores nuevos frente a unidades remanufacturadas

Un alternador 100% nuevo contiene devanados de rotor nuevos, un estator nuevo, diodos rectificadores nuevos, un regulador nuevo y cojinetes nuevos. Las unidades remanufacturadas pueden reutilizar el estator, el rotor o la carcasa y reemplazar únicamente las escobillas y los cojinetes. Esa diferencia explica por qué dos alternadores con el mismo número de pieza pueden tener vidas útiles muy diferentes.

Si eres un taller o distribuidor de repuestos, saber qué hay dentro de una unidad te ayuda a gestionar el riesgo de garantía. Pregunte si el rectificador y el regulador son nuevos y si el rotor y el estator han sido probados bajo carga. Navegando por un gama de productos de alternadores para automóviles con especificaciones claras de voltaje y corriente es un primer paso útil antes de realizar el pedido.

Salida estándar frente a salida alta

Los alternadores estándar están dimensionados para las cargas eléctricas que vienen de fábrica. La iluminación modernizada, los amplificadores, los cabrestantes, la calefacción auxiliar o los sistemas de audio de alta potencia pueden llevar una unidad estándar más allá de su límite, especialmente cuando está inactiva. Los alternadores de alto rendimiento utilizan estatores más fuertes, rectificadores de mayor potencia y refrigeración mejorada para mantener el voltaje bajo cargas pesadas.

Al decidir entre rendimiento estándar y alto, recuerde que los soportes de montaje, el tipo de conector y el tamaño de la polea de la correa deben ser compatibles con el vehículo. Un marco físicamente diferente no encajará incluso si el amperaje es correcto. Para obtener más detalles sobre esta elección, lea la guía en Comparación de alternadores estándar y de alto rendimiento. .

Para un automóvil con carga eléctrica adicional, un Alternador Valeo 12V 150A para el BMW 118 muestra cómo un reemplazo de mayor rendimiento puede mantener la interfaz original y al mismo tiempo proporcionar más capacidad.

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