Tema: Funcionamiento de un Alternador - Regulador de coche

Recientemente he tenido problemas eléctricos en un coche algo viejo, y después de solucioanarlo, me ha dado por monitorizar los voltajes a través de un display en el mechero del coche. Lo he probado tanto en un coche nuevo como en el antiguo.

Aunque no tiene nada que ver con solar, se trata de un sistema de carga aislado muy semejante a la aislada. Y me ha picado la curiosidad de saber bien como funciona.

El alternador en el viejo es de 90 Amperios, y en el nuevo supongo que un poco más. Batería de 74Ah en el viejo, y unos 85Ah en el nuevo.

El problema que tenía es que el cable del alternador a la batería se calentaba muchísimo hasta el punto de derretir el plástico del portafusibles que iba en la batería (fusibles de 110A). Para haber salido ardiendo. El defecto estaba en que la tuerca se iba aflojando con el tiempo y el contacto sulfatándose aumentando la resistenica. Y como el alternador llegaba a meter hasta 90A se calentaba un "huevo". Se arregla cambiando el cable requemado y la caja de fusibles.

Y observando los voltajes he visto lo siguiente:
- En el coche viejo, nada más arrancar (el voltaje cae hasta los 10,5-11,0v) enseguida el alternador sube el voltaje a entorno 13,4-13,7v. Pasados unos minutos se oye un "clack" como un rele que se abre en alguna parte, y de inmediato sube a 14,2-14,4v. Parece como que al principio está en "flotación" y luego decide pasar a "bulk".
- En el nuevo, el voltaje a los pocos segundos de arrancar sube hasta 15,2v y se mantiene durante bastante rato, para luego bajar a entorno 14,2v. Entiendo que hace un "bulk" fuerte (casi como ecualizar) y luego hace una flotación también fuerte.

Y visto lo del calentamiento del cable, que incluso al ralenti arde, entiendo que el alternador (y su regulador) ya al ralenti está metiendo una buena cantidad de amperios a la batería.

Y me surgen las siguientes dudas:
- ¿Que hace el regulador/alternador con los "excedentes" cuando la batería esta cargada? Dado que el alternador va conectado al motor por una polea y está girando todo el rato, ¿que hace con esa energía si ya no cabe en la batería? ¿Hay alguna resistencia o algo que lo consuma (como en los molinos que llevan un bloque de resistencias)? En un panel solar pues basta abrir el circuito para que no entre más energía (realmente no lo tengo claro como lo hace un regulador para moderar los amperios).
- Porque un coche nuevo usa un voltaje de "flotación" tan alto? (el antiguo son más normales los voltajes)

Pues eso... aunque no es solar, culturilla de reguladores "distintos" de una industria con mucha "solera" como el automovil

El alternador del coche lleva un bobinado trifásico en el estator, es el inducido. Y otro bobinado en el rotor, es el inductor.
El inductor genera un campo magnético (normalmente, de 2 o 4 polos), que gira a las revoluciones muy variables que le proporciona el motor de explosión. Por cierto, la relación de las rpm es alta, es decir, que el motor de explosión puede girar a 600 rpm (a ralentí), y el alternador a 2000 rpm o más. Lo necesita para poder generar potencia, sino, al ralentí no sacaría vatios.
O sea, que a 4000 rpm del motor, el alternador puede girar a 15000 rpm fácilmente.

El inductor se alimenta con unas escobillas. Esa tensión del inductor la regula el regulador electrónico incorporado. Cuanta más tensión/corriente del inductor, más potencia sacará el inducido trifásico. El regulador intenta mantener los 14-15V o lo que sea.
Funciona igual que un regulador solar, manteniendo la tensión de baterías. Pero en vez de variar la tensión de las placas (para regular más o menos potencia), regula la tensión que le llega al inductor a través de las escobillas.
Eso quiere decir que NO hay excedentes, porque No se generan.

La corriente que se genera en el inducido es trifásica (en realidad creo que es hexafásica, no estoy seguro), pero para los efectos es igual. En el mismo alternador lleva unos diodos rectificadores, que convierten la trifásica en corriente continua. Suelen llevar un pequeño condensador para filtrarla (poca cosa). Y por cierto, la frecuencia de esa tensión trifásica es muy variable, tanto como las rpm del alternador. No estamos hablando de 50 o 60Hz, sino de varios cientos de Hz, incluso miles. El que sea ya un poco "mayor" sabrá de los ruidos/silbidos que a veces generaban los alternadores de coches más antiguos, que se oían en el radiocasette. Era la variación de frecuencia en función de las revoluciones del motor, aunque también podía se por el delco del motor.

Las baterías de automoción trabajan a tensiones algo más altas que las solares. 15V no es exagerado para ellas.

Antes (quizá hace 30-40 años), los reguladores iban aparte del alternador, a base de relés. No se si tu coche viejo es lo "suficientemente" viejo. Y en esos años, también, en vez de alternador se utilizaba dinamo.

Iniciado por mmonge

Se arregla cambiando el cable requemado y la caja de fusibles.

Es un tema pendiente en la automoción, los conectores y sistemas de cableado acaban fallando con los años, mi coche tiene 15 años y ya no sé cuantos conectores y cables quemados he tenido que cambiar y/o puentear.

Iniciado por mmonge

Y observando los voltajes he visto lo siguiente:
- En el coche viejo, nada más arrancar (el voltaje cae hasta los 10,5-11,0v) enseguida el alternador sube el voltaje a entorno 13,4-13,7v. Pasados unos minutos se oye un "clack" como un rele que se abre en alguna parte, y de inmediato sube a 14,2-14,4v. Parece como que al principio está en "flotación" y luego decide pasar a "bulk".

¿ No será este un coche diesel ? Lo digo porque en la mayoría, se activa el relé de bujias de precalentamiento ( unas incandescentes que que ayudan en el arranque del motor en frío ), y estas como que consumen mucho amperios, a ver si será debido a eso el "clack" y la subida de tensión cuando desconecta los precalentadores.

Iniciado por oxid

Es un tema pendiente en la automoción, los conectores y sistemas de cableado acaban fallando con los años, mi coche tiene 15 años y ya no sé cuantos conectores y cables quemados he tenido que cambiar y/o puentear.

¿ No será este un coche diesel ? Lo digo porque en la mayoría, se activa el relé de bujias de precalentamiento ( unas incandescentes que que ayudan en el arranque del motor en frío ), y estas como que consumen mucho amperios, a ver si será debido a eso el "clack" y la subida de tensión cuando desconecta los precalentadores.

Si, es un seal leon diesel de 16 años. Y lo de los cables quemados es un "clásico" cuando buscas info de este modelo. A partir de los 9-12 años todos han tenido problemas.

Pero lo del clack y subida de voltaje lo hace a los 3 o 4 minutos después de arrancar, por lo que se me hace raro que sean los calentadores que solo se encienden un par de segundos antes de arrancar. Aunque pensandolo bien va a ser algo de eso... es decir, no es que el regulador suba el voltaje, sino que hay algún consumidor fuerte al principio que no le deja subir hasta el nominal que saca el alternador.

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Iniciado por carlos6025

El alternador del coche lleva un bobinado trifásico en el estator, es el inducido. Y otro bobinado en el rotor, es el inductor.
El inductor genera un campo magnético (normalmente, de 2 o 4 polos), que gira a las revoluciones muy variables que le proporciona el motor de explosión. Por cierto, la relación de las rpm es alta, es decir, que el motor de explosión puede girar a 600 rpm (a ralentí), y el alternador a 2000 rpm o más. Lo necesita para poder generar potencia, sino, al ralentí no sacaría vatios.
O sea, que a 4000 rpm del motor, el alternador puede girar a 15000 rpm fácilmente.

El inductor se alimenta con unas escobillas. Esa tensión del inductor la regula el regulador electrónico incorporado. Cuanta más tensión/corriente del inductor, más potencia sacará el inducido trifásico. El regulador intenta mantener los 14-15V o lo que sea.
Funciona igual que un regulador solar, manteniendo la tensión de baterías. Pero en vez de variar la tensión de las placas (para regular más o menos potencia), regula la tensión que le llega al inductor a través de las escobillas.
Eso quiere decir que NO hay excedentes, porque No se generan.

La corriente que se genera en el inducido es trifásica (en realidad creo que es hexafásica, no estoy seguro), pero para los efectos es igual. En el mismo alternador lleva unos diodos rectificadores, que convierten la trifásica en corriente continua. Suelen llevar un pequeño condensador para filtrarla (poca cosa). Y por cierto, la frecuencia de esa tensión trifásica es muy variable, tanto como las rpm del alternador. No estamos hablando de 50 o 60Hz, sino de varios cientos de Hz, incluso miles. El que sea ya un poco "mayor" sabrá de los ruidos/silbidos que a veces generaban los alternadores de coches más antiguos, que se oían en el radiocasette. Era la variación de frecuencia en función de las revoluciones del motor, aunque también podía se por el delco del motor.

Las baterías de automoción trabajan a tensiones algo más altas que las solares. 15V no es exagerado para ellas.

Antes (quizá hace 30-40 años), los reguladores iban aparte del alternador, a base de relés. No se si tu coche viejo es lo "suficientemente" viejo. Y en esos años, también, en vez de alternador se utilizaba dinamo.

Fantástica tu respuesta Carlos. Como se nota cuando alguien sabe de verdad del tema

Entonces entiendo que la "contrafuerza" al avance que hace el alternador al motor del coche es proporcional a la energía que este cargando a la batería y consumos del coche. Por eso si encendemos las luces aumenta el consumo de gasolina, porque hay que sacar más vatios.

El coche es un seat leon diesel de 16 años, pero lleva todo "moderno".

Iniciado por mmonge

Entonces entiendo que la "contrafuerza" al avance que hace el alternador al motor del coche es proporcional a la energía que este cargando a la batería y consumos del coche. Por eso si encendemos las luces aumenta el consumo de gasolina, porque hay que sacar más vatios.

Así es. El alternador del que estamos hablando es igual a un alternador de 1000MW de una central nuclear (salvando las distancias).
Si le pides más chicha, más chiche le pedirá al motor de explosión. De la misma forma que si se le pide más chicha al generador de una nuclear, más uranio tendrá que "quemar". Recuerda, la energía ni se crea ni se destruye.
Una diferencia fundamental entre un alternador y otro, es que el de la nuclear tiene que mantener una velocidad constante (para mantener la frecuencia), y eso requiere una regulación precisa.
El alternador del coche no requiere esa regulación o control. Solo se limita a mantener la tensión de baterías.

Yo en mi coche noto a malas penas la bajada de revoluciones, cuando está a ralentí, y enciendo la luneta térmica. Al ser una resistencia, chupa bastante potencia. Eso es señal de que tiende a frenar el motor de explosión. Y a chupar más combustible...
Lo que pasa es que la energía necesaria para luces, lunetas, etc. es pequeña comparada con la energía que gasta el motor para moverse, y por eso apenas lo notamos en el consumo.
Pero cuando hablamos de aire acondicionado...la cosa cambia. Es otro motor-compresor que también chupa potencia del motor de explosión.


Mi primer coche tenía una dinamo en vez de alternador. Y con un regulador aparte, a base de relés. Es que ya soy mayor...

Iniciado por carlos6025

Yo en mi coche noto a malas penas la bajada de revoluciones, cuando está a ralentí, y enciendo la luneta térmica. Al ser una resistencia, chupa bastante potencia. Eso es señal de que tiende a frenar el motor de explosión. Y a chupar más combustible...
Lo que pasa es que la energía necesaria para luces, lunetas, etc. es pequeña comparada con la energía que gasta el motor para moverse, y por eso apenas lo notamos en el consumo.
Pero cuando hablamos de aire acondicionado...la cosa cambia. Es otro motor-compresor que también chupa potencia del motor de explosión.

Mi primer coche tenía una dinamo en vez de alternador. Y con un regulador aparte, a base de relés. Es que ya soy mayor...

Hoy fijándome bien he descubierto también que el compresor del aire acondicionado (no los ventiladores) también tira mucho de batería. Al conectarlo el voltaje baja de 14,2-14,3 a 13,7-13,8, y al desconectarlo al instante sube a los 14.2. Pero yo creía que el compresor del A/C en el coche era "mecánico" y no eléctrico. Es decir, que recibía la energía directa del motor mediante poleas, etc, y no por tema eléctrico (como el de una casa).

El compresor de A/C es mecánico. Aunque últimamente algunos modelos de coche (los más innovadores), ya llevan de serie bomba de calor con compresor eléctrico.
La variaciones de tensión se deben, en primer lugar, a la bajada (pequeña) de revoluciones del motor de explosión, cuando el compresor "tira" del motor.
Pero sobre todo, de la bobina que mueve el embrague del compresor. El compresor de A/C solo gira cuando pides A/C, por eso necesita un embrague para acoplarlo a la polea o correa. Ese embrague es eléctrico.

Iniciado por mmonge

Si, es un seal leon diesel de 16 años. Y lo de los cables quemados es un "clásico" cuando buscas info de este modelo. A partir de los 9-12 años todos han tenido problemas.

Pero lo del clack y subida de voltaje lo hace a los 3 o 4 minutos después de arrancar, por lo que se me hace raro que sean los calentadores que solo se encienden un par de segundos antes de arrancar. Aunque pensandolo bien va a ser algo de eso... es decir, no es que el regulador suba el voltaje, sino que hay algún consumidor fuerte al principio que no le deja subir hasta el nominal que saca el alternador.

El mío es un citroen C5 del 2001, y los precalentadores se encienden antes y después del arranque, con un tiempo que pueden llegar a ser algunos minutos mientras el líquido refrigerante esté por debajo de una determinada temperatura, o sea que no te extrañes si las bujías de precalentamiento pueden estar funcionando incluso después del arranque, eso lo decide la centralita.

Iniciado por oxid

El mío es un citroen C5 del 2001, y los precalentadores se encienden antes y después del arranque, con un tiempo que pueden llegar a ser algunos minutos mientras el líquido refrigerante esté por debajo de una determinada temperatura, o sea que no te extrañes si las bujías de precalentamiento pueden estar funcionando incluso después del arranque, eso lo decide la centralita.

Anda.... pues no sabía eso... yo creía que solo se encendían los 2 o 3 segundos que esta encendida la lucecita en el cuadro. Si es así, entonces si que me encaja con lo que ocurre en el coche (es del 2000), que los primeros minutos el voltaje no consigue subir hasta 14,2 y se queda entorno 13,8v, y luego ya sube sin problema (si no esta puesto el compresor del aire).

También se me había ocurrido que fuera alguna resistencia de apoyo a la calefacción, ya que el coche estando congelado a 3 o 4º, en los primeros segundos ya empieza a echar un poquito de calor por las salidas inferiores de aire (muy poquito, pero imposible que ese calor venga del motor). Luego ya según va cogiendo temperatura el motor va saliendo aire caliente por todas las rejillas. Igual esa resistencia solo funciona los primeros minutos y luego decide desconectarse.

Iniciado por mmonge

Anda.... pues no sabía eso... yo creía que solo se encendían los 2 o 3 segundos que esta encendida la lucecita en el cuadro. Si es así, entonces si que me encaja con lo que ocurre en el coche (es del 2000), que los primeros minutos el voltaje no consigue subir hasta 14,2 y se queda entorno 13,8v, y luego ya sube sin problema (si no esta puesto el compresor del aire).

Es fácil comprobarlo, arrancas el motor en frío y le pones un voltímetro en el cable común de los precalentadores, en el mío está directamente accesible en el borne de cada bujía.

Iniciado por oxid

El mío es un citroen C5 d

Tiburon, cx, cx, xm, xantia, c5