Este documento describe los componentes y funcionamiento de un circuito de carga, incluyendo un alternador, regulador de voltaje, baterías y otros. Explica cómo el alternador produce energía eléctrica a través de inducción electromagnética y cómo el regulador controla la salida de voltaje.
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Este documento describe los componentes y funcionamiento de un circuito de carga, incluyendo un alternador, regulador de voltaje, baterías y otros. Explica cómo el alternador produce energía eléctrica a través de inducción electromagnética y cómo el regulador controla la salida de voltaje.
Este documento describe los componentes y funcionamiento de un circuito de carga, incluyendo un alternador, regulador de voltaje, baterías y otros. Explica cómo el alternador produce energía eléctrica a través de inducción electromagnética y cómo el regulador controla la salida de voltaje.
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OBJETIVO
• AL FINALIZAR LA SESIÓN EL APRENDIZ TENDRA LOS CONOCIMIENTOS DEL FUNCIONAMIENTO DE UN ALTERNADOR Y OTROS COMPONENTES DEL SISTEMA DE CARGA CIRCUITO DE CARGA COMPONENTES 1. El alternador convierte la energía mecánica rotatoria del motor en energía eléctrica para cargar las baterías y operar los dispositivos eléctricos. El alternador auto limita la corriente. Un regulador de voltaje interno dentro del alternador controla la salida del alternador. El regulador de voltaje integral establece el nivel de voltaje de carga del sistema eléctrico. El nivel estándar para los modelos de máquinas hasta 1990 es de 27,5 voltios CC +/- 1 voltio. Este nivel es de actualmente 28,0 voltios +/- 1 voltio. 2. El interruptor del alternador protege al circuito del alternador y a las baterías de un flujo de corriente excesivo en caso de un mal funcionamiento. 3. El conector proporciona una vía conveniente para desconectar al alternador del resto del circuito, bien sea para localizar una avería o para reemplazar COMPONENTES 4. Los mazos de cables y los cables distribuyen energía a través de todo el circuito. 5. El conjunto del motor de arranque no es un componente activo del sistema de carga. Sin embargo, proporciona típicamente importantes conexiones del positivo y del negativo a tierra de la batería que son necesarias para que el alternador funcione. 6. Las dos baterías de 12 voltios almacenan la energía eléctrica que produce el alternador y proporcionan energía para hacer girar el motor de arranque de la máquina. 7. El interruptor de desconexión de la batería permite desconectar manualmente las baterías del circuito cuando no se requiere ninguna energía. Cuando este interruptor está en la posición de DESCONEXION (OFF), el sistema de carga no puede cargar las baterías y las baterías quedan protegidas contra cualquier descarga involuntaria COMPONENTES 8. El bloque del motor sirve de tierra para el alternador y a veces para otros circuitos del motor. 9. El cable a tierra del motor es una parte esencial del circuito de carga. 10. El cable a tierra del motor de arranque conecta el borne a tierra del motor de arranque (y el bloque del motor) con la tierra del bastidor de la máquina CIRCUITOS DE CARGA AC Y DC • DC usando generadores: El generador suministra potencia eléctrica y rectifica su corriente mecánicamente usando conmutadores y escobillas, el regulador tiene tres funciones – Abre el circuito de carga – Cierra el circuito de carga • Limita la salida del generador a valores seguros evitando la sobrecarga de la batería CIRCUITOS DE CARGA AC Y DC AC usando alternadores y un regulador, el alternador es un generador AC que produce corriente AC pero la rectifica usando diodos, es mas compacto que los generadores y entrega mayor corriente a baja velocidades, su regulador limita el voltaje a niveles seguros PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
produce energía eléctrica usando inducción electromagnética
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO • Al rotar la armadura a través del campo magnético de los polos se genera voltaje, los extremos del alambre están conectados a un anillo deslizante llamado conmutador, las escobillas están en contacto con el conmutador y alambres conectan este a la carga, para asegurar una fuerte y apropiada corriente, hay cables alrededor de los polos magnéticos y son conectados a las escobillas, esto último se llama circuito de campo del generador y por ella circula la corriente de campo. CAMBIO DE POLARIDAD • Este generador básico produce una corriente alterna porque la armadura revierte la polaridad de la corriente y cambia su dirección como cada lado del lazo rota. Podemos entenderlo si vemos el plano donde la espira esta enrollada “si tomamos una línea perpendicular a este plano” podemos ver como se relaciona con el campo magnético que tiene una sola dirección - Cuando la línea perpendicular coincide con la dirección del campo magnético, no hay corriente Cuando la línea perpendicular esta a 90° grados de la dirección del campo magnético, la corriente inducida es máxima REGLA DE LA MANO DERECHA DE FLEMING • El pulgar y los primeros dos dedos de la mano derecha se ponen perpendiculares uno a los otros, el pulgar indica la “dirección del movimiento” del conductor, el índice indica la dirección del campo magnético y el dedo medio indica el sentido del voltaje o corriente. ALTERNADOR • Opera con el mismo principio del generador, convierte la energía mecánica en eléctrica, podría llamarse un “generador de AC”, la diferencia es la forma como rectifica la corriente AC a DC, lo hace electrónicamente usando diodos. • Es más compacto que el generador y suministra más corriente a bajas RPM del motor. • En los alternadores, el campo magnético es el que rota dentro de un lazo o bobinado de alambres, hay un rotor que hace girar el magneto, el bobinado estacionario es el conductor. COMO SE INDUCE VOLTAJE • Cuando la espira y el imán son colocados dentro de una caja de hierro, un mejor camino para el campo magnético es creado, esto incremente el número de líneas de fuerza entre los polos N y S, hay mayor campo magnético dirigido por el centro de rotor que perdiéndose en el aire. • La cantidad de voltaje inducido es proporcional al número de líneas de fuerza que cortan el conductor por unidad de tiempo, si la barra gira más rápido el voltaje crecerá. • El magneto rotativo se llama rotor y el lazo o bobinado de alambres en el ensamble se llama estator • Una simple espira actúa como una bobina estator y la barra magnética como rotor generando voltaje AC, cuando se juntan tres lazos separados 120 grados se añaden mas voltajes, cada vez que el polo S esta bajo el conductor A, el voltaje es máximo y positivo en polaridad, estos picos se repiten para B y C con 120° de diferencia, , al conectar A1, B1 y C1 con B, C y A respectivamente, se forma un “delta” o estator de tres fases, estos voltajes AC, BA y AC son idénticos • Cuando los extremos marcados A1, B1 y C1 se conectan juntas, se forma la conexión de tres fases “Y” • En Delta las conexiones paralelas permiten más corriente que en Y. • En “Y” las bobinas se conectan para formar serie parcial que proporciona mayor voltaje pero menor corriente que “Delta” Para incrementar la salida del alternador se hace:
• Aumentar el numero de conductores en
cada fase de bobina • Aumentar la fuerza del campo magnético • Incrementar la velocidad de rotación • Generar campo magnético RECTIFICACION CON ESTATORES “Y” Y “DELTA” RECTIFICACION CON ESTATORES “Y” Y “DELTA” REGULACION DE LA SALIDA DE UN ALTERNADOR • Si el alternador se operara sin control produciría voltajes muy altos que dañarían los componentes, un regulador es lo que controla la salida del alternador • La corriente de salida esta limitada por la construcción del alternador y es indicada como máximo en la carcasa, por ejemplo 12 V 85A , máxima salida de 85 amperios para 12 voltios del sistema • El regulador controla el voltaje variando la intensidad del campo magnético, esto lo logra controlando la cantidad de corriente a través de las escobillas hacia el bobinado rotor • El regulador censa el voltaje de la batería y consecuentemente la carga del sistema. Tiene tres diferentes diseños: • Electro mecánicos (máquinas viejas), usan relé para operar puntos de contacto • Reguladores electrónicos externos • Reguladores electrónicos integrales REGULADOR DE VOLTAJE • Los reguladores electrónicos usan diodos Zener como parte del sensado de voltaje del circuito, estos diodos especiales permiten a la corriente fluir de manera inversa al flujo normal cuando un voltaje específico cruzando el diodo es alcanzado, cuando la corriente fluye de regreso a través del zener, el campo transistor cambia a OFF y se detiene el flujo de corriente hacia el campo del rotor. Estos dispositivos se mueven de ON a OFF miles de veces por segundo, esto proporciona gran precisión en el control de la salida del alternador, estos no son ajustables, si no se obtiene un control exacto debe reemplazarse. FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR ELECTRONICO DE VOLTAJE EL RELÉ EL RELÉ • Posee un arrollamiento único que a través de un pulsador queda conectado con la batería. • La corriente fluye a través del arrollamiento y produce un campo magnético que atrae la placa hacia el núcleo cerrándose los puntos de contacto. • De esta manera quedan conectadas directamente con la batería. GRACIAS
