Alternadores
Conceitos técnicos
 
Conceitos Técnicos

Alternador Bosch Tipo K1

A tensão elétrica é produzida segundo este princípio:
" Em todo condutor que corta ou é cortado por um campo magnético, nele é induzida uma tensão e, sob certas circunstâncias, também uma corrente".

O campo magnético necessário para gerar a tensão é proporcionado pelo rotor (indutor). O condutor é representado pelas bobinas do estator, que é o induzido.

Na verdade, o condutor são três bobinas distintas com ponto de ligação comum, dispostas no estator do alternador. Nestas bobinas é induzida uma tensão provocada pelo magnetismo que emana dos pólos do rotor em movimento. Esta tensão não poderá, no entanto, ser aproveitada de imediato por ser de natureza alternada. Ela deve ser retificada, já que a bateria precisa de corrente contínua para carga.

Excitação

Sendo o magnetismo residual dos pólos do alternador pouco intenso, ou quase nulo, há necessidade de se alimentar a bobina de excitação do rotor através de uma fonte de corrente externa para que o ínicio de funcionamento se dê já em baixa rotação.

Ao se elevar a rotação, o alternador começará a produzir carga embora insignificante, pois seu magnetismo residual é fraco.

A alimentação da bobina de campo (rotor), pela fonte externa no alternador, é conseguida pelas lâmpadas-piloto através de regulador de tensão. A corrente de excitação é transmitida à bobina de campo através das escovas e dos anéis coletores. Em virtude da pouco intensidade dessa corrente de excitação, a durabilidade do alternador é bastante longa, pois o atrituto das escovas contra os coletores é mínimo, não havendo nem faiscamento nem dificuldades de comutação nas altas rotações.

Corrente Alternada Trifásica

As bobinas do estator estão dispostas a 120°, uma das outras, de tal maneira que a tensão induzida é alternada e trifásica. Como já foi dito, há um ponto de ligação comum entre as três bobinas, o qual determina se a ligação será triângulo ou estrela.

Os dois tipos de ligação se distinguem pela tensão do gerador ou pela corrente do gerador. Sendo U a tensão do gerador, I a corrente do gerador, Uf a tensão da fase If a corrente da fase, teremos então:



Retificação da Corrente

A corrente alternada é retificada com auxílio de díodos semi-condutores de silício; bloqueada no sentido oposto. Atua, pois, como retificador de corrente. Nos bornes e saída do alternador pode-se, pois, obter corrente contínua.

No sistema elétrico do veículo empregam-se díodos positivos e negativos que se diferenciam pelo fato de o material retificador estar instalado em sentidos opostos.Os semiciclos positivos das fases u  v  w  passam pelos díodos positivosao passo que os semiciclos negativos passam pelos díodos negativos.

A corrente trifásica é transformada em uma corrente contínua levemente ondulada. O grau de ondulação depende da qualidade de semiciclos retificados por unidade de tempo. O número de semiciclos, por sua vez, depende da frequência de troca de polaridade do campo magnético.
Garante uma boa frequência de troca de polaridade por rotação, o alternador provido de rotor com pelos tipo garra.

O rotor consta de suas metades entre as quais se encontra o enrolamento de excitação de forma anular. Cada metade possui pólos em forma de garra, que se encaixam alternadamente, resultando o total de 12 pólos (6 pólos norte e 6 pólos sul).

De um pólo para outro forma-se um campo de linhas de força que, durante o movimento giratório do rotor, corta os três feixes do enrolamento do estator, resultando 12 passagens do pólo em cada rotação (360°) do rotor. A cada passagem de polo resulta um semiciclo de corrente elétrica alternadamente de sentido positivo e negativo. Consequentemente, são induzidos 12 x 3 = 36 semiciclos de tensão nas três fases do estator.

Regulador de Voltagem

O valor da tensão induzida depende da velocidade de rotação, do número de polos do indutor e da intensidade do campo magnético. Como a velocidade de rotação do motor do veículo é variável, torna-se necessário o emprego de um regulador de voltagem. Esse regulador terá um único elemento, pois sua função se resumirá em regular apenas a tensão.

A corrente não será regulada pelo regulador de voltagem, pois é característica do próprio alternador limita-lá em um valor máximo.

Também o disjuntor é dispensado pois a corrente de retorno não existe, ao se empregar díodos no alternador. A própria característica de bloqueio da corrente no sentido inverso impede a descarga da bateria através dos díodos.
 

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