el alternador es un dispositivo electromecánico que convierte energía mecánica a la energía eléctrica de la corriente alternada . La mayoría de los alternadores utilizan un campo magnético de rotación pero los alternadores lineares se utilizan de vez en cuando. En principio, cualquier generador eléctrico de la CA se puede llamar un alternador, pero la palabra refiere generalmente a las pequeñas máquinas de rotación conducidas por motores de combustión interna automotores y los otros. Los alternadores grandes en las centrales eléctricas cuando son conducidos por las turbinas de vapor se llaman los turbo-alternadores en el Reino Unido .

Historia

La corriente alternada que generaba sistemas era sabida en formas simples del descubrimiento de la inducción magnética de la corriente eléctrica . Las máquinas tempranas fueron desarrolladas por los pioneros tales como Michael Faraday y Hipólito PIX II . Faraday desarrolló el " rectangle" giratorio;, cuya operación era el heteropolar. La primera demostración pública de un " más robusto; system" del alternador; ocurrió en 1886. Los generadores bifásicos grandes de la corriente alternada fueron construidos por un electricista británico, J. señores Kelvin y los alternadores tempranos también desarrollados de Sebastian Ferranti, produciendo frecuencias entre 100 y 300 hertzios. En el 1891, el Nikola Tesla patentó un " práctico; alto-frequency" alternador (que funcionó alrededor 15. Después de 1891, los alternadores polifásicos fueron introducidos para suministrar las corrientes de fases de diferenciación múltiples. Alternadores posteriores fueron diseñados para las frecuencias diversas de la corriente alternada entre dieciséis y cerca de cientos hertzios, para el uso con la iluminación del arco, la iluminación incandescente y motores eléctricos.

Teoría de la operación

Los alternadores generan electricidad por el mismo principio que los generadores de la C., a saber, cuando el campo magnético alrededor de un conductor cambia, una corriente se inducen en el conductor. Típicamente, un imán giratorio llamó las vueltas del rotor dentro de un sistema inmóvil de la herida de los conductores en bobinas en una base de hierro, llamado el estator . El campo corta a través de los conductores, generando una corriente eléctrica, pues la entrada mecánica hace el rotor dar vuelta.

El campo magnético del rotor se puede producir por la inducción (en un " brushless" alternador), por los imanes permanentes (en máquinas muy pequeñas), o por una bobina del rotor energizada con corriente continua a través de los anillos colectores y de los cepillos. El campo magnético del rotor se puede incluso proporcionar por el devanado inductor inmóvil, los postes móviles en el rotor. Los alternadores automotores utilizan invariable una bobina del rotor, que permite el control del voltaje generado alternador variando la corriente en el devanado inductor del rotor. Las máquinas del imán permanente evitan la pérdida debido a la corriente que magnetiza en el rotor, pero se restringen de tamaño, debido al coste del material del imán. Puesto que el campo del imán permanente es constante, el voltaje terminal varía directo con la velocidad del generador. Los generadores de CA sin cepillo son generalmente máquinas más grandes que ésos usados en usos automotores.

Un campo magnético de rotación del es un campo magnético que cambia periódico la dirección. Esto es un principio dominante a la operación del motor de la corriente alternada del . En el 1882, el Nikola Tesla identificó el concepto del campo magnético de rotación. En el 1885, el Galileo Ferraris investigó independiente el concepto. En el 1888, Tesla ganó para su trabajo. También en 1888, Ferraris publicó su investigación en un papel a la Academia de Ciencias real del en el Turín .

Velocidades síncronas

La frecuencia de la salida de un alternador depende del número de postes y de la velocidad rotatoria. La velocidad que corresponde a una frecuencia particular se llama la velocidad síncrona del para esa frecuencia. Esta tabla da algunos ejemplos:

Alternadores automotores

Los alternadores se utilizan en los automóviles para cargar la batería y para accionar el sistema eléctrico de un coche cuando su motor está funcionando. Los alternadores tienen la gran ventaja sobre los generadores continuos de no usar un conmutador, que los hace más simples, más ligeros, menos costosos, y más rugosos que un generador de la C. La construcción más fuerte de alternadores automotores permite que utilicen una polea más pequeña para dar vuelta dos veces más rápido que el motor, mejorando salida cuando el motor está estando desocupado. La disponibilidad de los diodos de estado sólido baratos de cerca de 1960 permitió que los fabricantes de coche substituyeran los alternadores para los generadores de la C. Los alternadores automotores utilizan un sistema de los rectificadores (puente del diodo) para convertir la CA a C. Para proveer de corriente continua la ondulación baja, los alternadores automotores tienen una bobina trifásica .

Los alternadores del vehículo de pasajeros típico y del carro ligero utilizan Lundell o la construcción del campo del garra-poste, en donde los postes todos del norte y sur del campo son energizados por una sola bobina, con los postes pareciendo algo los dedos de dos manos enclavijadas con uno a. Vehículos más grandes pueden tener alternadores del saliente-poste similares a máquinas más grandes. El alternador automotor es generalmente transmitido por banda en 2-3 veces la velocidad del cigüeñal del motor.

Los alternadores automotores modernos tienen un regulador de voltaje incorporados a ellas. El regulador de voltaje funciona modulando la pequeña corriente de campo para producir un voltaje constante en la salida del estator. La corriente de campo es mucho más pequeña que la corriente de salida del alternador; por ejemplo, un alternador de 70 amperios puede necesitar solamente 2 amperios de la corriente de campo.

La eficacia de alternadores automotores es limitada por la pérdida de enfriamiento del ventilador, llevando pérdida, pérdida del hierro, la pérdida de cobre, y la caída de voltaje en los puentes del diodo; en la carga de la parte, la eficacia está entre 50-62% dependiendo del tamaño del alternador, y varía con velocidad del alternador. En la comparación, los mejores generadores de imán permanente, tales como ésos usados para los sistemas de iluminación de la bicicleta, alcanzan una eficacia de el alrededor solamente 60%.

Los devanados inductores se suministran vía el interruptor de ignición y cargan inicialmente el piloto, que es porqué la luz brilla intensamente en cuando la ignición está pero el motor no está funcionando. Una vez que el motor está funcionando y el alternador está generando, un diodo alimenta la corriente de campo de la salida principal del alternador, así igualando el voltaje a través del piloto que sale. El alambre que suministra la corriente de campo se refiere a menudo como el " exciter" alambre. La desventaja de este arreglo es que si el piloto falla o el " exciter" el alambre es disconnected, ninguna corriente del oscurecimiento alcanza los devanados inductores del alternador y así que el alternador no generará ninguna energía. Sin embargo, algunos alternadores uno mismo-excitarán cuando el motor reved a cierta velocidad. El conductor puede comprobar para saber si hay un excitador-circuito culpable asegurándose de que el piloto está brillando intensamente con el motor parado.

Los alternadores automotores muy grandes usados en los autobuses, los equipos pesados o los vehículos emergency pueden producir 300 amperios. Los automóviles muy viejos con la iluminación mínima y los dispositivos electrónicos pueden tener solamente un alternador de 30 amperios. Los alternadores del vehículo de pasajeros típico y del carro ligero son alrededor 70 amperios clasificados, aunque grados más altos están llegando a ser mas comunes. Los alternadores automotores muy grandes pueden ser refrigerados por agua o refrigerados por aire.

Muchos reguladores de voltaje del alternador se ligan hoy al vehículo a bordo sistema informático, y estos últimos años otros factores incluyendo temperatura del aire (ganada del sensor de flujo total de aire en muchos casos) y carga del motor se consideran en el ajuste de la tensión de carga de la batería suministrada por el alternador.

Alternadores marinas

Los alternadores marinas según lo utilizado en yates son normalmente versiones de alternadores automotores, con adaptaciones apropiadas al ambiente del agua salada. Pueden ser 12 o 24 voltios dependiendo del tipo de sistema instalado. Diesels marinas más grandes pueden tener dos o más alternadores a hacer frente a la demanda eléctrica pesada de un yate moderno. En los solos circuitos del alternador la energía está partida entre la batería del arranque del motor y la batería doméstica (o las baterías) por medio de un Partir-cargar el diodo o un interruptor mecánico. Porque el alternador produce solamente energía cuando es corriente motor que los paneles de control se alimentan típicamente directo desde el alternador por medio de un terminal auxiliar. Otras conexiones típicas están para el HTTP de los circuitos de control de la carga: /mysite.uk/springnuts/docs/alternator.

Alternadores sin cepillo

Terminología

La parte inmóvil de un motor o de un alternador se llama el estator y la pieza de rotación se llama el rotor. Las bobinas del alambre que se utilizan para producir un campo magnético se llaman el campo y las bobinas que producen la energía se llaman la armadura. Las bobinas del alambre que se utilizan para crear el campo y la armadura se refieren a veces como las “bobinas”.

Construcción

Un alternador sin cepillo se compone de dos alternadores construyó de punta a punta en un eje. Alternadores sin cepillo más pequeños pueden parecer una unidad pero las dos piezas son fácilmente identificables en las versiones grandes. El más grande de las dos secciones es el alternador principal y el más pequeño es el excitador. El excitador tiene bobinas de campo inmóvil y una armadura giratoria (bobinas de la energía). El alternador principal utiliza la configuración opuesta con un campo de rotación y un armature.

Alternador principal

El alternador principal tiene un campo de rotación como se describe anteriormente y una armadura inmóvil (bobinas de la producción de energía). Con la armadura inmóvil, la salida de gran intensidad no tiene que pasar a través de cepillos y de anillos colectores. Aunque el diseño eléctrico no sea complejo, da lugar a un alternador mucho más confiable porque las únicas partes conforme a desgaste son los bearings.

Sistema de control

La variación de la cantidad de corriente a través de las bobinas de campo inmóviles del excitador controla la fuerza del campo magnético en el excitador. Esto alternadamente controla la salida del excitador. La salida del excitador se alimenta en el campo de rotación del alternador principal para suministrar el campo magnético para ella. La fuerza del campo magnético en el alternador principal entonces controla su salida. El resultado de todo el esto es que una pequeña corriente, en el campo del excitador controla indirectamente la salida del alternador principal y ninguno de él tiene que pasar a través de cepillos y de anillos colectores. Variando la excitación que solamente la energía reactiva es controlada, voltaje de sistema se mejora.

AVR

El AVR es una abreviatura para el regulador de voltaje automático. Un AVR sirve la misma función que el “regulador de voltaje” en un automóvil o el “regulador” o el “regulador” en un sistema eléctrico casero.

Automóviles híbridos

Los automóviles híbridos substituyen el motor separado del alternador y de arrancador por un motor/un generador combinados que realice ambas funciones, poniendo el motor de combustión interna al salir, proporcionando la energía mecánica adicional para acelerar, y cargando una batería de almacenaje grande cuando el vehículo está funcionando en la velocidad constante. Estas máquinas de rotación tienen dispositivos electrónicos considerablemente más de gran alcance para su control que el alternador automotor simple descrito arriba.

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considera también:

l alternador de Alexanderson El trabajo de Tesla que extendía sobre alternadores de alta frecuencia, los alternadores de alta frecuencia del tipo de reluctancia variable fue aplicado comercialmente a la transmisión de radio en las vendas de radio de baja frecuencia. Éstos fueron utilizados para la transmisión del código Morse y, experimental, para la transmisión de la voz y de la música.

Zenithic

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