La función del alternador es producir electricidad en un automóvil propulsado por combustión interna. Es la principal fuente de energía – la batería sólo tiene una función auxiliar, que le permite arrancar y alimentar la instalación cuando el motor no está en marcha. En cuanto el motor se pone en marcha, el alternador alimenta todos los sistemas eléctricos del vehículo y carga la batería. El correcto estado del alternador es esencial para garantizar el buen funcionamiento de todo el sistema eléctrico y de la batería, que será la primera en sentir los efectos de los problemas del alternador.
El uso de alternadores en los vehículos estuvo ligado a la creciente demanda de energía. Los alternadores de corriente continua utilizados anteriormente resultaron ser menos eficaces y más propensos a los fallos. Un alternador consta de un rotor (rotor) y un estator (estator). El rotor es un único electroimán que, alimentado por dos hilos (a través de escobillas), genera un campo magnético. Esto se conoce como circuito de excitación.
Cuando se acciona el rotor, el campo magnético giratorio induce corriente en los devanados del estator, donde se genera electricidad. Normalmente se utilizan tres bobinados, que producen una corriente alterna trifásica (de forma similar a la red eléctrica, salvo que la frecuencia no es constante y depende de la velocidad del motor).
¿Cómo utilizar entonces el alternador en el circuito de corriente continua que alimenta el coche? Se necesita un rectificador para convertir la corriente alterna en continua. Para llevar a cabo esta tarea se utiliza una disposición clásica de 6 diodos semiconductores.
Queda un problema: el circuito de potencia del rotor (que proporciona la excitación). Resulta que no sólo la frecuencia cambia con la rotación, sino también las tensiones. El rectificador resuelve el problema de la frecuencia, pero la tensión debe estar dentro de ciertos límites. El alternador necesita un regulador de tensión para regular la corriente que circula por el rotor de modo que la tensión de salida sea la adecuada. Constituye un circuito electrónico, normalmente alimentado por 3 diodos rectificadores adicionales.
El alternador clásico tiene un nivel de tensión fijo entre 13,8 y 14,5V. Muchos de los reguladores utilizados elevan ligeramente los voltajes a medida que baja la temperatura.
Dependiendo del diseño del alternador y del tipo de regulador de tensión utilizado, se utiliza un número diferente de cables. Las designaciones más comunes utilizadas para marcar la salida (algunas designaciones de letras tienen significados diferentes según el fabricante):
La salida del alternador está conectada directamente a la batería, por lo que en un circuito de este tipo la corriente de carga no está regulada y sólo está limitada por la batería. Las pilas de plomo-ácido pueden funcionar con seguridad de este modo: la corriente sólo será alta al principio y se autolimitará si la tensión es correcta. Para controlar mejor este proceso, se propuso un circuito que ajusta la tensión para que la corriente se sitúe en el valor deseado. En la variante más sencilla, la tensión de carga del alternador se reduce a demanda del ordenador del coche (versiones con terminal C utilizadas en vehículos Honda). En la actualidad, cada vez se utiliza más el control que permite una regulación continua de la tensión por parte de la ECU, realizada mediante una señal PWM o a través de un bus de datos digital (por ejemplo, interfaces LIN, BSS).
La capacidad de regulación permite controlar la carga, garantizando que la batería se carga adecuadamente teniendo en cuenta el desgaste (a menudo se utilizan pinzas especiales al mismo tiempo para controlar la corriente). Cambiar la tensión de consigna también puede tener otras funciones: al reducir la carga, conseguimos disminuir la carga a través del alternador y, por tanto, disponer temporalmente de más potencia.
Algunos vehículos utilizan el alternador para la recuperación parcial de la energía de frenado. Al aumentar bruscamente la tensión, se crea una carga adicional y la energía pasa a la batería (el alternador frena el coche hasta cierto punto). El inconveniente de esta solución es mantener la batería cargada a aprox. 80%, lo que reduce en cierta medida su vida útil. Es necesaria una carga incompleta para poder absorber la energía de frenado.
La comprobación de un alternador controlado por el controlador del motor requiere que éste reciba las señales de control adecuadas. Para ello, necesitamos un comprobador que pueda proporcionar la señal correcta de acuerdo con una norma determinada. Un dispositivo de este tipo es el Altalizador. Permite comprobar los alternadores instalados en el vehículo y también puede utilizarse en bancos de pruebas de alternadores.
Para comprobar el alternador del vehículo, debemos desconectarlo de la unidad de control del motor (ECU). El comprobador se conecta al conector del alternador de acuerdo con las instrucciones de conexión de la variante específica. A continuación, indicamos la marca del vehículo en el menú del aparato y podemos iniciar la prueba.
Al probar un alternador, examinamos cómo responde la tensión de carga del circuito sometido a prueba a la tensión fijada por el comprobador. Si el alternador alcanza los valores requeridos sin problemas, podemos considerarlo operativo. Tenga en cuenta la carga al realizar las pruebas: muchos alternadores controlados electrónicamente proporcionan una señal de nivel de carga (DFM). Si sobrecarga el alternador con una tensión determinada, ésta caerá. También conviene tener en cuenta la lectura correcta del valor de carga. Los alternadores que no mantienen una tensión adecuada pueden tener un fallo en los propios reguladores o en otros componentes del alternador, como las escobillas desgastadas.
Al comprobar los alternadores fuera del vehículo, debemos acordarnos de conectarlos correctamente. Esto no sólo se aplica a los alternadores controlados electrónicamente por la ECU, sino también a los diseños clásicos. No haga funcionar los alternadores en el banco de pruebas sin el terminal B+ conectado . Si el alternador dispone de un borne de medición de tensión independiente (borne S), es imprescindible conectarlo. La consecuencia de una conexión incorrecta puede ser, en un caso desfavorable, un aumento excesivo de la tensión, que puede dañar el componente. A veces, la salida al mando (terminal L) también actúa como interruptor regulador o participa en la regulación de la tensión.
Gracias a la conectividad Bluetooth integrada en el comprobador Altalyzer, tenemos la posibilidad de conectarnos a una aplicación Android dedicada. La aplicación permite registrar fácilmente los resultados de las mediciones realizadas junto con datos sobre el alternador sometido a prueba; estas entradas pueden incluso completarse con una fotografía del componente sometido a prueba.
Además, podemos utilizar una aplicación para controlar a distancia la prueba de funcionamiento: sin necesidad de alargar los cables, podemos controlar cómodamente los receptores desde la cabina y, al mismo tiempo, ajustar la tensión y leer el valor de la tensión y el nivel de carga.
Autor: Ingeniero de producto Piotr Libuszowski
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