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El Regulador de voltaje del automovil

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El Regulador de voltaje del automovil

Mensaje por filipus el Mar Mar 08, 2011 10:44 pm

Very Happy

El Regulador

Como sabemos, la electricidad que utiliza el coche la producimos en el alternador, este genera una corriente a partir de principios electromagnéticos basados en hacer variar un campo magnético sobre un bobinado de cables.

Esta variación del campo magnético la conseguimos moviendo un rotor, creador del campo magnético, respecto de un conjunto de cables, produciendo en ellos una fuerza electromotriz inducida y en consecuencia corriente eléctrica. El movimiento lo tomamos del motor de explosión a través de correas y poleas. Si la velocidad de giro fuese constante la f.e.m.i. generada sería siempre igual.

Como el motor de explosión gira a un número de revoluciones muy variable también ocurre lo mismo con el rotor del alternador y la variación del campo magnético en el aumenta si aumentan las revoluciones del rotor, creando un mayor voltaje.

Si no hiciésemos nada, el voltaje proporcionado por el alternador variaría enormemente, desde unos pocos voltios al ralentí a unas decenas a alto régimen. Y lo que a nosotros nos interesa es mantener un voltaje constante a cualquier régimen.

Los alternadores están diseñados de manera que al relentí proporcionen un voltaje mínimo suficiente, pero cuando aumentan las revoluciones nos `sobra' voltaje.

Para ello utilizamos el regulador de manera que sea capaz de limitar el voltaje máximo suministrado por el alternador.



Principio de Funcionamiento
El funcionamiento del regulador consistirá en detectar el voltaje suministrado por el alternador de manera que cuando llegue a un valor mantenga ese voltaje sin que aumente más.

Una vez que el regulador detecta que se alcanza un voltaje adecuado, se encarga de cortar la corriente (excitación) que pasa por el rotor anulando de esta forma el campo magnético, con lo que el alternador deja de generar corriente, descendiendo el voltaje. En cuanto el voltaje desciende el regulador vuelve a dejar pasar corriente para generar el campo magnético. Y así continuamente.

Así pues el regulador se conecta a las escobillas + y - del rotor, bien directamente o bien por medio de cables, para poder decidir sobre la corriente que circulará por el inductor.

Existen dos tipos principales, reguladores electromagnéticos, y reguladores electrónicos.

Reguladores Electromagnéticos (GRO)

Para detectar el momento en que el voltaje alcanza el valor máximo permitido se usa una bobina voltimétrica, que es de cable muy fino, y crea un campo magnético tanto mayor cuanto mayor sea el voltaje.

El campo generado por esta bobina actúa sobre una lámina metálica de manera que cuando el campo es suficientemente fuerte (voltaje máximo) atrae la lámina, la cual deja de hacer contacto por uno de sus extremos, abriéndose un circuito (excitación).

Este circuito de excitación es el que lleva corriente al rotor, de esta forma cuando la lámina no hace contacto no circula corriente por el inductor y el alternador no crea corriente, bajando el voltaje. El regulador actúa, por tanto, como un interruptor que impide o deja pasar corriente al rotor.

Al disminuir el voltaje, el campo creado por la bobina voltimétrica no es capaz de mantener la lámina, que vuelve a su posición haciendo contacto y cerrando el circuito de manera que vuelve a circular corriente por el rotor y de nuevo hay campo magnético y por tanto se genera corriente.

Este proceso se repite continuamente cuando el alternador gira a suficientes revoluciones.

A estos reguladores que tienen la opción de abierto y cerrado se les llama de un piso.

Como este movimiento mecánico de la lámina se repite continuamente se produce un gran desgaste, y para mitigarlo se creó el regulador de dos pisos GROX, que es básicamente igual, pero incluye una posición adicional intermedia.

- Cuando el voltaje es menor al máximo el circuito permanece cerrado pasando la corriente hacia el rotor.

Al aumentar el voltaje la bobina crea campo suficiente para mover la

lámina y abrir el circuito, pero en este caso la corriente consigue pasar por una serie de resistencias y llega hasta el circuito de excitación aunque su valor es menor. En este caso si no se aumentan las revoluciones, el voltaje puede mantenerse y el movimiento de la lámina es menor, con lo que disminuye el desgaste.

- Si el voltaje sigue aumentando la lámina se desplaza hasta un contacto que

lleva la corriente directamente a masa, con lo cual la corriente no llega al inductor y el voltaje cae, volviendo la lámina a la posición intermedia y, si no es suficiente para generar de nuevo el voltaje máximo, a la inicial.

El proceso se repite continuamente, pero el movimiento y por tanto el desgaste es menor.


Cool
Reguladores electrónicos.
Los reguladores electrónicos utilizan componentes electrónicos, que tienen muchas ventajas respecto a los elementos mecánicos de los reguladores electromecánicos: no tienen movimiento y por lo tanto carecen de desgaste, su peso es mucho menor, su tamaño es también menor permitiendo colocarlos directamente en las escobillas, y en definitiva son más fiables y eficaces.

El principio de funcionamiento es idéntico, el regulador funciona como un interruptor que corta la corriente del rotor cuando el voltaje llega a un determinado valor.

Necesitamos un elemento que sea capaz de detectar el voltaje, y ese elemento es el diodo Zener.

Para cortar la corriente o dejarla pasar utilizamos transistores, asociados como fases de potencia (también existen modelos con tristores):

- Alimentamos el circuito de excitación a través de un transistor (T2) cuya base estará alimentada (T2 conduce) cuando el voltaje sea inferior al máximo.


- Cuando el voltaje alcanza un valor máximo, el diodo Zener actúa dejando pasar corriente que alimenta la base de otro transistor (T1) que desvía a masa la corriente que antes iba a la base de T1. De esta forma la corriente que antes iba al rotor ahora va a masa (T2 conduce) y además el circuito de excitación está abierto (T1 no conduce).

El inductor no recibe corriente, no hay campo magnético y el alternador no genera corriente, con lo que el voltaje disminuye, el diodo Zener deja de conducir y ya no alimenta la base de T2 que deja de conducir, pasando a la base de T1 que vuelve a conducir y la corriente de excitación se dirige de nuevo al rotor.


Este proceso se repetirá continuamente, pero el proceso es electrónico y no hay desgaste.

Al igual que los electromagnéticos, los reguladores electrónicos se conectan a las escobillas + y - del rotor. En un principio mediante cables igual que los electromagnéticos, y posteriormente directamente a las escobillas gracias a su reducido tamaño.



Los reguladores electrónicos incorporan además otros elementos electrónicos, resistencias, condensadores, etc. que sirven para controlar las corrientes interiores y proteger los distintos elementos principales. Son poco importantes pues varían mucho de un modelo a otro y mucho más de una casa a otra, no se puede actuar sobre ellos ni comprobarlos y son complementos adicionales que no nos interesan para nada.


Pero hay un elemento que si debemos tener en cuenta ya que su correcto funcionamiento es importante y podemos comprobarlo facilmente, es el diodo de proteccion.

Este diodo conecta las escobillas - y + de forma que permite que cuando se corta la corriente, la corriente de autoinducción que se genera recircule por el rotor sin entrar en el regulador, pues esta corriente es de un alto voltaje y podría dañar el regulador. Se comprueba con una lámpara de pruebas, viendo que no está cortocircuitado (no conduce de + a - ) ni cortado (no conduce en ninguno de los dos sentidos).

Tipos de reguladores electrónicos

Independientemente de la estructura electrónica interior que varía enormente de una casa otra, basándonos en el modelo general los regularores electrónicos pueden ser:

Incorporados a las escobillas o exteriores (unidos por cables).

Según el número de cables:

En un principio tenían

Cable + para el diodo Zener (rojo).

Cable + Exc. para el circuito de excitación, escobilla positiva (azul).

Incluso 3, uno para cada diodo de excitación.

Cable - Exc. para el circuito de excitación, escobilla negativa (verde).

Si no hace masa por si mismo, cable negro de masa.

Pero se dieron cuenta de que el del diodo Zener y el circuito de excitación eran el mismo y eliminaron uno (uniéndolo en el interior). De manera que lo normal es que solo tengan 2 cables, para la unión a las escobillas.

También pueden tener otros cables para otras funciones auxiliares, cuentarrevoluciones, etc.

Y existen otros modelos como los de la marca Paris-Rhone en los que del regulador incorporado sale un cable amarillo + y otro azul, en este caso para la comprobación debemos unir la escobilla positiva y el cable amarillo.

Bosch también tiene un modelo similar pero en este caso los cables son rojo (el amarilo) y marron (el azul).


filipus
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