Regulador del alternador

La electricidad que utilizan los autos se genera en el alternador a través de principios electromagnéticos basados en variaciones del campo magnético en una bobina. La variación del campo magnético se consigue moviendo un rotor en un bobinado. El movimiento se toma directamente del movimiento del motor a través de las correas y poleas.

La velocidad de giro del motor varía, lo mismo ocurre con el alternador que recibe su movimiento. Es decir que la generación del campo magnético varía con las revoluciones del rotor al igual que la fuerza electromotriz y la corriente eléctrica, aquí es donde se incorpora el papel del regulador de voltaje del alternador. Ahora veamos su funcionamiento y tipos.

Funcionamiento del regulador del alternador

El funcionamiento del regulador del alternador consiste en mantener constante el voltaje que se genera en el alternador, evitando que el valor aumente. Una vez el regulador detecta el valor adecuado, se encarga de cortar la excitación del rotor anulando el campo magnético. De esta forma el alternador deja de generar corriente. Una vez el voltaje desciende el regulador permite nuevamente el flujo de corriente para volver a energizar el rotor creando campo magnético. Así se repite el proceso de forma continua. La función del regulador de tensión es mantener constante la tensión del alternador, y con ella la del sistema eléctrico del vehículo, en todo el margen de revoluciones del motor de este e independientemente de la carga y de la velocidad de giro.

Tipos de reguladores de alternadores

De acuerdo a su funcionamiento existen dos tipos de reguladores electromagnéticos y electrónicos.

Regulador electromagnético

El regulador se conecta a las escobillas + y - del rotor, bien sea directamente o por medio de cables, para poder decidir sobre la corriente que circulará por el inductor. Según lo descrito en el funcionamiento el regular se encarga que el voltaje se mantenga constante.

Regulador de un piso

El regulador electromagnético abre el circuito para evitar que el voltaje aumente, lo hace a través de una lamina metálica  y el campo magnético generado por una bobina voltimétrica. El campo generado por esta bobina actúa sobre una lámina metálica de manera que cuando el campo es suficientemente fuerte atrae la lámina, la cual deja de hacer contacto por uno de sus extremos, abriéndose el circuito 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. A este tipo de regulador se le denomina regulador de un solo piso.

Regulador de dos pisos (Grox)

El movimiento metálico  de la lámina produce desgaste y para mitigarlo se crea un regulador con una posición intermedia adicional. El circuito está provisto de unas resistencias. La corriente llega hasta el circuito de excitación pero el voltaje es menor. En este caso si no se aumentan las revoluciones, el voltaje puede mantenerse y el movimiento de la lámina es menor, así se disminuye el desgaste. Si el voltaje sigue aumentando la lámina se desplaza hasta un contacto que lleva la corriente directamente a masa. De esta manera la corriente no llega al inductor y el voltaje cae, volviendo la lámina a la posición intermedia. Si no es suficiente para generar de nuevo el voltaje máximo, lo regresa a la  posición inicial.

Regulador electrónico

Los reguladores electrónicos tienen más ventajas respecto a los anteriores. Como su nombre lo dice tienen diferentes componentes electrónicos como resistencias, condensadores y transistores que sirven para controlar las corrientes interiores y proteger los distintos elementos principales. No tienen movimiento por lo tanto no tienen desgaste y su peso es menor al igual que su tamaño lo que permite que puedan ser instalados directamente en las escobillas.

Funciona como un interruptor que corta la corriente del rotor cuando el voltaje llega a un determinado valor. Para  detectar el voltaje utiliza un diodo zener y para controlar el flujo de la corriente utiliza unos transistores.

Cuando el voltaje alcanza un valor máximo, el diodo Zener actúa dejando pasar corriente que alimenta la base de otro transistor que denominaremos (T1);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.

La tensión del alternador depende en gran medida de la velocidad de giro y de la carga a que esté sometido. A pesar de estas condiciones de servicio que varían continuamente, es necesario asegurar que la tensión se regule al valor predeterminado. Esta limitación protege a los consumidores contra sobretensiones e impide que se sobrecargue la batería. La función del regulador de tensión es mantener constante la tensión del alternador, y con ella la del sistema eléctrico del vehículo, en todo el margen de revoluciones del motor de este e independientemente de la carga y de la velocidad de giro.

¿Cuándo cambiar el regulador del alternador?

El fallo más común del regulador del alternador, indicado únicamente por el indicador de carga en el tablero de instrumentos, es la ausencia de corriente (o una corriente demasiado baja) para accionar el rotor. Esto interrumpe o limita la carga de las baterías y el suministro de corriente a los consumidores. En raras ocasiones, puede producirse un cortocircuito en el regulador. Si la tensión es demasiado alta, puede sobrecalentar la batería.

¿Por qué cambiar el regulador del alternador?

Un cortocircuito en el regulador del alternador provoca daños irreparables en la batería y en los componentes eléctricos. Por otro lado, la carga será insuficiente durante un periodo de tiempo muy corto y probablemente no podrás arrancar el motor cuando quieras porque la batería está descargada. El regulador suele estar unido a una placa de montaje, también de carbono.

Fallas Comunes del regulador del alternador

En la mayoría de los casos, el regulador del alternador está integrado en el propio alternador, pero también hay modelos en los que este dispositivo se monta externamente. Veamos primero qué es y qué hace el regulador del alternador.

Minimiza el estrés mecánico

El controlador también minimiza las tensiones mecánicas en las correas, los cojinetes y los engranajes del alternador. Las tensiones mecánicas se producen cuando la carga cambia debido al encendido y apagado de las cargas del vehículo, como los faros, los asientos calefactados, etc. Con cada cambio de carga, el regulador del alternador ajusta la potencia del alternador a un valor predefinido basado en una curva de carga que aumenta o disminuye lentamente.

Una tendencia reciente en muchos vehículos es que el voltaje de la batería sea controlado por la unidad de control del motor (ECU) en lugar del controlador del alternador. La ECU está conectada al controlador del alternador a través de un cable o sistema de bus separado. Controla el regulador en función de diferentes factores. En este caso, el regulador actúa como un simple interruptor.

La Depreciación

Los controladores de las máquinas de iluminación no necesitan mantenimiento y tienen una larga vida útil. Sin embargo, los componentes electrónicos pueden dañarse a veces de forma irreparable debido a las altas temperaturas o a la humedad que penetra en la carcasa a través de las ranuras.

Las escobillas de carbón, que son esenciales para el contacto con el rotor, también están sujetas al desgaste mecánico. Hay un anillo de contacto de cobre en el rotor. Las escobillas de carbón son presionadas contra el anillo de contacto por un muelle. Las escobillas de carbón están sujetas a desgaste debido a la rotación constante del anillo de contacto. La experiencia demuestra que las escobillas de carbón tienen una vida útil de aproximadamente 110.000-130.000 km en los vehículos más antiguos y de más de 200.000 km en los nuevos.

Caída de voltaje

Si el regulador del alternador falla, deja de suministrar la tensión correcta a la batería y de cargarla. En este caso, la batería se descarga por el consumo del coche. Te darás cuenta cuando el indicador de la batería en el salpicadero se encienda, señalando un problema de carga.

El voltaje es demasiado alto

El regulador de tensión está diseñado para limitar la tensión de salida del alternador a 14,5 voltios o menos para proteger el sistema eléctrico del vehículo. Si el regulador falla y produce una tensión incontrolada, las lámparas y otros componentes eléctricos fallan. Este es un problema peligroso y potencialmente costoso. Afortunadamente, estos fallos son muy raros. La mayoría de los fallos se deben a una caída de tensión o de corriente.

Reparación de regulador de alternador

La reparación más común es sustituir el regulador del alternador por uno nuevo. La sustitución del regulador del alternador suele llevar una hora, a menos que el alternador esté en una posición de difícil acceso. La mayoría de los alternadores son fácilmente accesibles y están situados en una posición muy visible en la parte superior del motor.

La sustitución de un regulador de alternador defectuoso suele ser una operación sencilla para un técnico experimentado. Una de las tareas más importantes es garantizar que no haya cortocircuitos.  Desconecte siempre la batería antes de realizar cualquier trabajo eléctrico.