101: Regulación de voltaje en un automóvil

Hay muchos diseños de sistemas de carga diferentes que se utilizan en aplicaciones automotrices. Un factor principal que diferencia un sistema de otro es el regulador de voltaje.

Algunos autos clásicos tienen reguladores electromecánicos, mientras que los vehículos de producción modernos usan un regulador electrónico o una computadora (a veces ambos). El diseño del regulador afecta a todo el diseño del sistema de carga.

Cómo funcionan el alternador y el sistema de carga

El alternador carga la batería siempre que el motor está en marcha y, al mismo tiempo, suministra electricidad a los componentes electrónicos del automóvil.

Antes de saltar a los diferentes tipos de reguladores, es útil tener una comprensión básica de cómo funciona el sistema de carga.

Como la mayoría de la gente sabe, el alternador carga la batería siempre que el motor está en marcha y, al mismo tiempo, suministra electricidad a los componentes electrónicos del automóvil. El alternador realiza estas tareas mediante inducción electromagnética, un fenómeno que genera corriente eléctrica a partir de un campo magnético.

Componentes del alternador de un automóvil

El estator (fondo), el rotor (centro) y el rectificador (primer plano) del alternador.

  • Los componentes principales que se encuentran dentro del alternador son el rotor, el estator y el puente rectificador.
  • El rotor, que es la parte giratoria del alternador, consta de bobinas de alambre (conocidas como bobina de campo) detrás de polos magnéticos opuestos.
  • El estator consta de tres juegos de bobinados estacionarios y un núcleo laminado.
  • El puente rectificador contiene diodos que actúan como válvulas de retención eléctricas unidireccionales.
  • La bobina de campo del rotor recibe corriente eléctrica a través de un conjunto de anillos deslizantes y cepillos (ubicados en el eje del rotor). Esa corriente crea un campo magnético, que se ve reforzado por los polos magnéticos del rotor.

Siempre que el motor está en marcha, la correa de transmisión del vehículo hace girar el rotor a través de una polea en la parte delantera del alternador. Cuando el rotor gira, hace que el estator cree una corriente alterna. El puente rectificador convierte la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC) que puede utilizar el sistema eléctrico del automóvil.

Pero hay una pieza más en el rompecabezas. Para que el sistema de carga funcione correctamente, el alternador debe producir suficiente voltaje para cargar la batería, pero no tanto como para que los componentes electrónicos del automóvil se dañen.

Para abordar este problema, la salida del alternador se controla regulando la cantidad de corriente que fluye a través de la bobina de campo del rotor. El regulador de voltaje electromecánico es el responsable de realizar esta tarea.

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