Curso de Electric Id Ad Del Automovil Estudio de Los Reguladores

8/4/2019 Curso de Electric Id Ad Del Automovil Estudio de Los Reguladores

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4. Estudio de los reguladores


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amperimetro

4.1 B Colocaci6n del disyuntorque no se descargue la baterfaa troves de la dina mo.

OBJET IVOSEstablecer la mision que tienen los reguladores en 81 circuito de cargade los vehfculos.Identificar al alumno con los diferentes tipos de reguladores y elemen-tos que los componen.- Conocer el funcionamiento y caracterfsticas de los mismos.- Analizar las aver/as que pueden producirse en estos elementos y formasde repararlas.

EXPOSICION DEL TEMA4.1 Misi6n del regulador

Se ha visto, al estudiar los generadores, que la f. e. m. producida en losmismos no es constante, va que esta en funci6n del campo maqnetico inductorV de la velocidad de regimen de la rnaquina. Como los vehfculos a los cualesvan acoplados estos generadores no funcionan a un regimen constante de re-voluciones, sino que los mismos estan adaptados a las necesidades de marchadel vehiculo, la f. e. m. generada es variable, no pudiendo ser utilizada en estascondiciones pues los elementos instalados en los rnisrnos. como consumidoresde corriente, funcionan a una tension constante.

EI regulador, por tanto, es el elemento acoplado al generador e intercaladoen el circuito de carga de los vehlculos. para estabilizar la f. e. m. en bornes delgenerador, sea dinamo sea altemador.Siendo las dos variables que intervienen en la generaci6n de f. e. m. deestas rnaquinas el flujo emitido por el campo maqnetico inductor V la velocidadde giro en las mismas, al no poder actuar sobre la velocidad. el regulador actuasobre el campo maqnetico inductor, aumentando 0 disrninuvendo la corrientede autoexcitaci6n, para que la f. e. m. en bornes se mantenga constante V den-tro de unos llmites establecidos como valores de utilizaci6n.

4.2 Reguladores para dinamoLos reguladores utilizados en el circuito de carga para vehiculos con di-namo son generalmente del tipo electrornaqnetico, formados por tres elementosreguladores dispuestos en dos 0 tres reles instalados en una carcasa protec-tora; el conjunto forma una unidad reguladora V conocida como grupo regu/ador.Cada elemento de regulaci6n lIeva la denominaci6n en funci6n de la mi-si6n especffica que curnple. como: regu/ador de tension, regu/ador de intensi-dad V disyuntor; todos ellos tienen caracterlstlcas semejantes en cuanto a sufuncionamiento, abriendo 0 cerrando sus contactos por la acci6n rnaqnetlcacreada en sus nucleos, al pasar una corriente electrica por sus bobinas indue-teras. pero cambiando la disposicion de sus elementos en cuanto a la rnisionque cumplen dentro del circuito de regulaci6n.1. Regulador de tension. EI regu/ador de tension (fig. 4.1A V C) controlacon su apertura V cierre de contactos las variaciones de tensi6n producidasen la dinamo por efecto de los cambios de velocidad. actuando sobre un cir-cuito de excitaci6n, para estabilizar la tensi6n en los bornes del generador.2. Regu/ador de intensidad. EI regu/ador de intensidad controla la co-rriente maxima de carga de la dinamo, cuando la baterfa esta rnuv descargadao el consumo de los diferentes circuitos instalados es muv elevado, obligandoa la dinamo a suministrar una corriente por encima de sus posibilidades. Actuacon la apertura V cierre de sus contactos sobre el circuito de excitaci6n de ladinamo, haciendo disminuir la f. e. m. en bornes V, por tanto, la corriente decarga.3. Disyuntor. EI disyuntor actua como interruptor automatico. dejandopasar la corriente que genera la dinamo a la bateria e impidiendo que esta sedescargue a traves del generador (dinamo), cuando el valor de la f. e. m. enel rrusmo esta por debajo de la tensi6n de la bateria (fig. 4.1 B).

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1 contactos intermedios2 portacontactos superior3 ancora4 lamina elastica5 lamina bimetal6 tornillo de tarado7 positivo8 excitaci6n EXC.9 soporte10 base11 terminal masa12 nuclao con bobina13 resistencia

Fig. 4.1A Regulador de tension (modeloGRO 72-8).

1 base2 arroilamiento arnperimetr ico3 terminal EX C4 terminal DIN5 portacontactos6 contactos del disvuntor7 disyuntor8 muelles antagonistas9 ancoras10 so partes en U11 regulador de tensi6n12 terminal BAT13 arrollamiento voltirnetrico

Fig. 4.1 C Grupo regulador de doselementos.

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4.2.1 Tipos de reguladores y caracteristicas de los mismosAunque la funci6n reguladora es basicamente igual para todos los tipos

de aparatos. se diferencian unos de otros par la disposicion de sus elementosy el conexionado interno de los rnisrnos, en funci6n del tipo de dinamo a la cualvan acoplados.

Se vio, al estudiar las dinamos, que existfan dos tipos de excitaci6n (fi-gura 2.11A), sequn la forma de ir conexionadas sus bobinas inductoras. pu-diendo ser de excitaci6n a corriente 0 de excitecion amasa, 10 cual determinael tipo de dinamo y, par tanto, el tipo de regulador que se debe acoplar,

En las dinamos con excitaci6n a corriente. las bobinas inductoras van co-nexionadas al borne positive DIN (51) del generador, recibiendo la corrientedirectamente de el y cerrando su circuito a masa a traves del regulador, por 1 0que el conexionado interne del rnismo estara dispuesto para conexionar amasael circuito de excitaci6n.

En las dinamos con excitaci6n a rnasa, las bobinas inductoras van cone-xionadas amasa dentro del generador, recibiendo la corriente de excitaci6n atraves del regulador; por ello el conexionado interne del mismo estara dispuestoentre el borne de corriente DIN (51) y el borne de excitacion EXC (67).

independientemente del tipo de conexionado, los grupos reguladores pue-den ser de dos tipos, sequn la disposicion de sus elementos, ejerciendo la fun-ci6n reguladara de tension y limitacion de carriente conjuntamente a travesde un rele de doble contacto, a estar dispuesta par separado en un doble rele

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4.2 Rel de doble contacto querma parte del qrupo regulador deuna dinamo.

terminal~=~~_~_;;:;_~~b_=.lD~IN(51)

4.3 Rel disyuntor que formarte del grupo regulador de unadinamo.

B AT ( 3D ! disyuntor

4.48 Conexionedo interno delgulador y disyuntor para excitaci6na corriente.

BAT/JOi

4.4C Conexionado interno delgulador y disyuntor para excitecionamasa.

para tensi6n e intensidad, formando estos equipos. junto al disyuntor, un gruporegulador de dos 0 tres elementos, conexionados indistintamente, para excita-ci6n a corriente 0 excitaci6n amasa.4.2.1.1 Reguladores de dos elementos

Estos grupos de regulaci6n (fig. 4.1 C) estan formados por un rele de do-ble contacto, con dos bobinas como equipo de regulaci6n y un disyuntor parael cierre del circuito de carga.

1. Rel de regulacion de doble contacto. EI rete de regulacion esta for-made (fig. 4.2) por un nucleo de acero suave (1) sobre el cual se envuelvenlas bobinas; dicho nucleo se apoya en un soporte 0 armadura (2) en forma deU incompleta, ambos elementos van unidos al borne de excitaci6n EXC (67).Por medio de un esparraqo (9) y el resto de apoyo de la U va aislado por mediode la placa (10); en un lade de la armadura se encuentran montados dos portacontactos. uno superior (3) y otro inferior (4), separados ambos por mediode una placa aislante (6) y aislados, a su vez, del soporte (2) por medio de orraplaca aislante (7).

En el otro lado opuesto del soporte. y solidaria a el, va montada un ancora(5) en cuyo extremo se encuentra el portacontactos m6vil (8) cerrado en suposici6n de reposo sobre el contacto superior, asl como tarnbien un muelleantagonista (7) (fig. 4.1 C) y una lamina bimetal (fig. 4.11) que cumple lasfunciones de bisagra elastica para la compensaci6n terrnica del rele. En el apar-tado 4.2.1.3 se explica el principio de funcionamiento.

2. Rele disyuntor. EI rete disyuntor (9) (fig. 4.1 C), que cumple la funci6nde interruptor autornatico, esta constituido de forma similar al rele de regu-laci6n, formado (fig. 4.3) por un nucleo (1) y soporte en U (2) unidos al termi-nal de corriente DIN (51), con un portacontacto inferior (3) aislado del soportepor medio de la placa (4) y un ancora (5) portadora del contacto superior (6),que permanece abierto en su posici6n de repose,

3. Conexionedo de las bobines del rete de regulaci6n y del disvuntor.Sobre los nucleos (1) de ambos reles y en cada uno de ellos, van dispuestasdos bobinas (fig. 4.4A), una vottimetrice (2) formada por hila fino y muchasespiras, y la otra dispuesta encima, con un arrollamiento emperimetrico (3) dehila grueso y pocas espiras.

SPUO}regulador disyuntor

3

Fig. 4.4A Conexionado de las bobinasdel regulador y del disyuntor.

Independientemente del tipo de regulador, las bobinas voltirnetricas vanconexionadas siempre entre el borne de corriente DIN (51) Y masa y las bobinasamperimetricas en serie entre el contacto inferior (4) del disyuntor y el bornede bate ria BAT (30).

4. Tipos diferentes de reguladores. Sequn el tipo de dinamo al cual vanacoplados estos reguladores, sea de excitaci6n a corriente sea de excitaci6namasa, quedan determinados los dos tipos diferentes de regulador, constituidosbasicarnente igual, pero cambiando la dlsposicion del circuito interno.

- Regulador para dinamos con excitaci6n a corriente. Este regulador (fi-gura 4.4B) va intercalado entre la bobina inductora de la dinamo y masa, dis-puesto por tanto en su circuito interne con el contacto superior del regulador(1) amasa y el inferior (2) a corriente. intercalando entre ellos la bobina volti-94


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metrica y conexionando la resistencia reguladora (R ) entre el borne de excita-cion EXC (67) y masa.- Regulador para dinamos con excitecion amasa. Este regulador (fi-gura 4.4C) va intercalado entre el borne de corriente de la dinamo y la bobinainductora, alimentando la misma a traves del regulador, que va dispuesto en sucircuito interne con el contacto superior (1) a corriente y el inferior (2) amasa,intercalando la resistencia reguladora (R ) entre los bornes DIN (51) y EXC (67).5. Dlsposicion de sus elementos. Estos elementos de requlaclon, perfec-tamente aislados, van montados sobre una base soporte (fig. 4.1C) de la cualsalen al exterior los terminales para el conexionado al circuito exterior de carga,que pueden ser del tipo plano para conexi on rapida 0 terminales de tornillo(fig. 4.5). EI conjunto va cerrado hermeticarnente a naves de una junta de goma,con una tapa de aluminio para evitar la entrada de polvo y proteger de la humedadambiente el interior, la cual en su parte superior lIeva grabadas las denornina-ciones de los terminales, para su raplda ldentificaclon y evitar errores en el co-nexionado del circuito.6. Cerecterlstices. Las caracterlsticas de estos aparatos en cuanto a tipo.medidas y dernas caracteristicas electricas de funcionamiento, estan normal i-zadas y recogidas dentro de las normas UNE, debiendo ir indicadas en los ca-

taloqos de referencia de los distintos fabricantes.4.2.1.2 Regu/adores de tres elementos

Los grupos de regulacion formados con tres elementos (fig. 4.6A) se dife-rencian esencialmente en que el equipo regulador para tension e intensidedesta dispuesto en dos bobinas separadas e instaladas en dos reles iqueles, concaracterfsticas constructivas identicas a las ya estudiadas, pero con un solocontacto (fig. 4.68); se identifican por el tipo de bobina y por lIevar sus con-tactos en reposo cerrados.Sobre el rete de tension (fig. 4.68) va montada una bobina (1) de arro-Ilamiento voltimetrico, conectada entre el borne de corriente DIN (51) Y masa,lIevando el rete de intensided una bobina arnperimetrica (2) conectada por unlado al borne DIN (51) del rele de tension, y continuando por el otro Jado unidaen serie con la bobina del disyuntor.

1 rele disyuntor2 rele de intensidad3 junta de goma4 tornillo de sujeclon de la tapa5 tapa6 tornillo, arandela y tuerca del terminal7 rele de tension8 terminal

ancoras

Fig. 4.6A Grupo requledor de tres elementos.

Fig. 4.5 Vista exterior y dimensionesde un grupo regulador de dos ele-mentos.

arrollamientoarnperimetrico

disyuntor

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4.9 Vista exterior de un gruporegulador de tres elementos.

tension V

temp. Cg. 4.10 veriscion de la tension enn acumulador dependiendo de latemperatura.

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~ s \ !~tt?~/4.11 Dispositivo para la com-pensecion termice.

rele de tensi6n contacto

terminalBAT (30)

Fig. 4.68 Grupo regulador de tres elementos; el rete de tension e intensidades con doble rete.

EI rete disyuntor, identico al instalado en los reguladores de dos elementos,se diferencia unicarnente en que su armadura 0 soporte en U esta conectadoal terminal de bateria BAT (30) (fig. 4.6B). En su nucleo IIeva montadas dosbobinas, una voltirnetrica (1) conectada entre el terminal de corriente 0 porta-contactos inferior (3) y masa, y la otra con arrollamiento amperirnetrico (2),como continuaci6n del rele de intensidad conectada al portacontactos inferiordel disyuntor.Como en el caso anterior, sequn el tipo de dinamo al que ha de ir acopladoeste grupo regulador, determina la disposici6n y conexionado interno de suselementos, sequn que sea para dinamos con excitaci6n a corriente (fig. 4.7)o para dinamos con excitaci6n a masa (fig. 4.8).

Fig. 4.7 Conexionado interno de un grupo re-gulador de tres elementos, para excitecion acorriente.Fig. 4.8 Conexionado interno de un gruporegulador de tres elementos, para excitecionamasa.

EI conjunto va cerrado y aislado sobre una base de la cual salen los ter-minales de conexi6n, IIevando sobre la tapa las denominaciones de los bornes(fig. 4.9), para su identificaci6n y perfecto conexionado al circuito.4.2.1 .3 Compensecion termice

Estos grupos reguladores, intercalados en el circuito de carga de los vehlcu-los entre el generador y la baterfa, controlan en todo momento, a traves de susreles, la tensi6n en bornes del generador y la corriente de carga al acumulador;pero, para que se establezca esta corriente de carga, la tension de cierre en ladinamo ha de tener un valor por encima de la tensi6n en bornes del acumulador.Como el acumulador es un elemento variable con la temperatura, la cualhace variar la densidad en el electrolito y por tanto la tension en bornes del acu-mulador (fig. 4.10), la tension de cierre en la dinamo ha de estar supeditadaa esas variaciones de temperatura y tension, para evitar que en unas ocacionesla baterla se sobrecargue, y en otros casos no IIegue apenas a cargarse. Estasvariaciones de cierre en la requlacion de las dinamos se consigue equipandolos reles con un dispositive que sea sensible a la temperatura y que realice laconexion de ambos elementos, teniendo en cuenta la temperatura a la que estantrabajando.EI dispositivo consiste (fig. 4.11) en disponer en el ancora (4) de los relesuna lamina bimetal (1) situada entre las placas (2) que sujetan el muelle anta-gonista (3) y el portacontactos rnovil (4) al soporte en U; la lamina, en fun-cion de la temperatura a que trabajen estos elementos, adquiere mayor 0 menorcurvatura, ayudando en unos casos 0 contrarrestando en otros, la accion delmuelle antagonista.96


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4.2.2 Funcionamiento electricoEI funcionamiento electrico de los reguladores es basicamente igual paratodos los tipos, cambiando simplemente la forma de ejecutar su funci6n regu-ladora, sequn la disposici6n de sus elementos, variando ligeramente para losde dos 0 tres elementos.En ambos tipos, la funci6n reguladora actua sobre el circuito de excita-ci6n de la dinamo por medio de su dispositivo de control; si la tensi6n de bor-nes del generador se eleva por encima de un valor determinado (tension de

regulaci6n), el yale del regulador abre sus contactos para interrumpir el circuitoe intercalar con 131,en serie, una resistencia que hace disminuir la corriente deexcitaci6n, y por tanto el campo rnaqnetico inductor, bajando la f. e. m. en bor-nes. Cuando esta desciende por debajo del valor establecido. vuelven a cerrarselos contactos para aumentar la corriente en el circuito de excitaci6n, con 10cual la f. e. m. en bornes vuelve a elevarse y el circuito de control vuelve a inte-rrurnpir el circuito; con este ciclo continuo de apertura y cierre de contactos,se mantiene estabilizada la f. e. m. en bornes del generador.Dependiendo de la relaci6n tiempo circuito cerrado-tiernpo circuito abierto(fig. 4.12), se establece una corriente media ( 1m) que circula por las bobinasinductoras de la dinamo y, por tanto, un campo rnaqnetico inductor y una ten-sion media en los bornes del generador, que sera tanto mayor cuanto mayorsea la relaci6n (t2-cerrado/t1-abierto), dependiendo esta a su vez de la co-rriente de carga.

EJEMPLO RESUELTOSi se tiene una tensi6n de cierre en el regulador de e = 14 V, con una resistencia en las

inductoras de, r e = 7 .0, y una resistencia de requlacion de 28 .0, la corriente maxima y m i-nima que circulara por los inductores es:

circuito cerrado - 12 14= -7- = 2A

= 0,4 A

Si el tiempo de apertura y cierre de contactos fuera el mismo, la intensidad media quecircularia por las bobinas inductoras, seria:

Pero si la relacion entre los tiernpos de cierre y apertura es 13/6, (como muestra la figura4.12), la intensidad media obtenida es:

13=-6-

1 m = 12 . t2 + 1 1 . t,t2 + t1 1,5 A6 + 2.4192 x x 6

4.2.2.1 Reguladores de dos elementosEn estos reguladores, al !levar las dos bobinas para tension e intensidadmontadas coaxial mente sobre el nucleo del rele, la apertura y cierre de con-tactos se obtiene por la acci6n conjunta de ambas bobinas, estabilizando la

f. e. m. en bornes del generador, en funci6n de la tension generada por el mis-mo y la corriente de carga que circula par la bobina arnperirnetrica.1. Fuerza electromotriz insuficiente en los barnes del generador. Cuandola f. e. m. que produce el generador (e) es inferior a la establecida (e), las co-rrientes que circulan por las bobinas voltirnetricas (fig. 4.13), establecidas porla resistencia de las mismas:

y

5. Teenafogia de fa Automoei6n 2.1

I, ~ intensidad a circuito abierto1, ~ intensidad a circuito cerrado1m ~ intensidad mediat1 = = tiernpo circuito abiertot, ~ tiempo circuito cerra doFig. 4.12 Curva caracteristica de lacorriente de excitecion durante laapertura y cierre de los contactos delrete.

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A

serviciosservicios

E X C I 6 7 ! ' - 1 " ,iS7}r~ \

BFig. 4.13 Esquema de funcionamiento de un regulador de dos elementos: A con excitaci6na corriente; B, con excitecion amasa.

circuito excitaci6n cerradocircuito de carga ablerto

no son capaces de excitar los nucleos y atraer a sus respectivas ancoras: aSIel contacto m6vil del regulador permanece cerrado en su piso superior y loscontactos del disyuntor abiertos, no establaciendose por tanto la corriente decarga al circuito.

En estas condiciones, la corriente de excitaci6n (Ie) determinada por:Ie _e_1_r e

pasa a traves de los contactos del rele regulador, cerrando el circuito amasa(fig. 4.13A) 0 pasando a alimentar la bobina inductora (fig. 4.138), sequn eltipo de dinamo. Esta corriente que circula par los inductores aumenta el cam-po inductor, qenerandose mayor f. e. m. y por tanto una mayor corriente deexcitaci6n, hasta que la f. e. m. en bornes alcance el valor (e ) establecido.

2. Fuerza electromotriz en exceso en los bornes del generador. Cuandola f. e. m. generada sea iqual, 0 mayor, a la establecida, la corriente de regula-ci6n determinada ahora por:

I t =que pasa por los arrollamientos voltirnetricos, es ya capaz de excitar los nucleos.cerrando los contactos del disvuntor, y abriendo los del rele regulador (fig. 4.14);can esto la corriente de carga (Ie) se establece a traves de las bobinas arnpe-rirnetricas y contactos del disyuntor, pasando al circuito de utilizaci6n (bate-ria + servicios). Esta corriente refuerza a su vez el campo maqnetico del reledisyuntor, haciendo que sus contactos perrnanezcan cerrados.

AI abrirse los contaetos del rele regulador e interrumpirse a traves de ellosla corriente de excitaci6n, esta corriente (Ie) tiene que pasar por la resistencia(R ) intercalada ahora en serie con el circuito (fig. 4.14), 1 0 cual hace disminuirla corriente que pasa por los inductores:

y

Ie = e

disminuyendo el campo inductor y, por tanto, la f. e. m. en bornes, con 1 0 quetienden a cerrarse los contactos del rele nuevamente y a repetirse el ciclo.

Una vez establecida la corriente de carga (Ie), la excitaci6n del nucleodel rele regulador se ve afectada por la acci6n conjunta de ambas bobinas,ejerciendo un efeeto combinado sobre el ancora del contacto rnovil. etectuan-do la apertura y cierre del contacto superior en funci6n de la tension en bornesy de la corriente de carga, determinando as! el tiempo de apertura y cierre de98

r e +


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circuito excitado abiertocircuiro de carga cerrado

A

servicios servicios

IY circuito excitado abiertoclrcuito de carqa cerradoBFig. 4.14 Esquema de funcionamiento de un regulador de dos elementos: A, con excitaci6na corriente; B, con excitecion amasa.

los contactos v . por tanto, la intensidad media que circula por las bobinas in-ductoras (fig. 4.15).

1, = intensidad circuito cerra do I, = e/r,I, intensidad circuito abierto 1, = eire + R1m = intensidad media piso superior (en vacio)l'm = intensidad media piso interior (en cargalFig. 4.15 Curva caracterfstica de excitaci6n.

3. Intensidad de carriente aprapiada. Cuando la corriente de carga espequefia, la corrlente que circula por la bobina amperimetrica del rele tiene pocainfluencia con respecto a la corriente de regulaci6n, que pasa por la bobinavoltirnetrica, haciendo trabajar el contacto m6vil entre el contacto superior ysu posici6n media, estableciendose un tiempo de cierre y, por tanto, una co-rriente media de excitaci6n ( 1m ) ; pero a medida que la corriente de carga au-menta, el tiernpo de cierre se hace mas pequefio, trabajando entonces el con-tacto m6vil entre su posicion intermedia y el contacto inferior, estableciendosede esta forma otra corriente media de excitacion (1m ' ) (fig. 4.15). Cuando lacorriente de carga se eleva por encima de los llmites establecidos para la rna-quina, la atraccion del ancora es muy enerqica, cerrandose sobre el contactoinferior y poniendo en cortocircuito sobre sf misma las bobinas de excitaci6n,con 1 0 cual deja de pasar corriente por elias, haciendo descender la f. e. m. enbornes del generador.Con este cicio continuo de apertura y cierre de contactos en el rele regu-lador bajo la accion combinada de las dos bobinas, se logra que la intensidadmedia que recorre las bobinas inductoras de la maquina sea la adecuada paramantener la f. e. m. en bornes del generador dentro de los llmites establecidos,haciendo. ademas, que la intensidad maxima que circule por los arrollamientosinducidos del generador no sobrepase los llmites de regularidad del mismo,mientras esta en funcionamiento.4. Influencia de la velacidad del generadar. Cuando la velocidad de ladinamo disminuye y la tension en bornes de la misma alcanza un valor inferiora la tension en bornes del acumulador se establece una corriente de retorno(bateria-dinamo) que recorre en sentido contra rio la bobina amperirnetrica deldisvuntor, creando un campo maqnetico en el nucleo. de sentido contrario, elcual se opone y contrarresta al creado por la bobina voltimetrica. que al no tener

fuerza suficiente para mantener los contactos cerrados, estos se abren inte-rrumpiendo el circuito de carga y evitando que el acumulador se descargue atraves del generador.99


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4.2.2.2 Reguladores de tres elementosEn estes grupos reguladores, al ir las bobinas para tension e intensidad

dispuestas en dos reles separados, la funcion reguladora se realiza indepen-dientemente en cada uno de ellos, pero actuando ambos sobre el circuito deexcitacion.

Cuando la dinamo se pone en funcionamiento, la f. e. m. en bornes gene-rada establece una corriente de excitacion:

I,= _e_r eque pasa a traves de los contactos cerrados de ambos reles (fig. 4.16), paraalimentar a las inductoras. sequn el tipo de dinamo utilizada.

circuito excitaci6n cerradocircuito de carga abierto

Fig. 4.16 Esquema de funcionamientode un regu/ador de tres elementos.

Como en el caso anterior, cuando la f. e. m. en bornes generada por la di-namo alcanza un valor igual 0 superior a la tension establecida para requlacion,la corriente de requlacion (Ir) establecida por la resistencia de la bobina vol-timetrica tiene la fuerza suficiente para excitar el nucleo del rele y abrir sus con-tactos; de este modo, al interrumpir el circuito de excitacion a traves de ellos(fig. 4.17), tiene que pasar la corriente por la resistencia en serie (R) acopladacon los inductores, estableciendose una menor corriente:

Ie = __ - : - e - - - - . _ _r e + Rde alimentaci6n, que disminuve el campo inductor y, por tanto, la f. e. m. enbornes, que, al bajar del valor establecido, vuelven a cerrarse los contactos yrepetirse el ciclo,

Alcanzada la tensi6n de requlacion. la corriente que pasa por la bobinavoltirnetrica del disyuntor excita el nucleo con la fuerza suficiente para cerrarlos contactos, estableciendose la corriente de carga a traves de las bobinasarnperimetricas y contactos del disyuntor, para alimentar la baterfa y circuitode utilizacion, reforzando a su vez la accion del campo magnetico en el nu-cleo, para mantener los contactos cerrados (fig. 4.17).

Cuando esta corriente de carga es muy elevada, por encima de la tara delregulador 0 limitador de intensidad, excita el nucleo de este rele, abriendo loscontactos e interrumpiendo el circuito de excltacion, con 1 0 cual la resisten-cia (R ) vuelve a intercalarse en serie, haciendo descender la corriente de excita-cion y por ello la f. e. m. en bornes, con 10 cual la corriente de carga disminuye.

Como se puede observar, la funcion reguladora en este grupo es identicaa la del anterior, estableciendose en este caso la corriente media de excitacionentre unos niveles separados de funcionamiento para cada rele regulador.La ruptura del disyuntor se establece como en el caso anterior, por co-rriente de retorno, cuando la f. e. m. alcanzada en bornes de la dinamo es in-ferior a la tension en bornes del acumulador.700


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circuito excitaci6n abiertocircuito de carga cerrado

Fig. 4.17 Esquema de funcionamiento deun regulador de tres elementos.

4.3 Reguladores para alternadorEstos generadores, al igual que las dinamos, estan tarnbien sometidos du-rante su funcionamiento a un regimen variable de revoluciones, haciendo quela f. e. m. obtenida en bornes sea tarnbien variable, ya que, como se ha vistoal estudiar estos generadores la tension es proporcional a su velocidad de giro.Para estabilizar la tension en bornes de forma que pueda ser utilizada enlos diferentes circuitos instalados en el vehlculo. se dispone en estas rnaquinasde un dispositivo que controle la corriente de excitaci6n de un modo analoqoa las dinamos; sin embargo, debido a las caracteristicas particulates de los al-ternadores, no se necesitainstalar un rel disyuntor para impedir la corrientede retorno, cuando la f. e. rn. en bornes sea inferior a la del acumulador, ya quelos diodos del puente rectificador impiden el paso a traves de ellos. Tampocoes necesario Iimitar la corriente de carga, pues estas maquinas se autolimitan ensu intensidad maxima, pudiendo adernas surninistrar una corriente, muy porencima de la necesaria, para cargar la bateria y alimentar los servicios del ve-

hiculo.Por esto. los grupos regu/adores emp/eados para a/temador son de cons-trucci6n sencilla y facil funcionamiento, basandose simplemente en controlarla corriente de excitecion que alimenta la bobine rotorice, para mantener este-bilizada la tension en barnes del genera dar.Entre los diferentes modelos de reguladores existentes actual mente en elmercado, se pueden destacar tres elementos t ioo. clararnente diferenciados,sequn los componentes empleados para realizar la funci6n reguladora, que-dando clasificados de la siguiente forma:1. Reguladores electrornaqneticos.2. Reguladores con circuito transistorizado.3. Reguladores electr6nicos.

4.3.1 Regulador electromeqnetico para altemadorEste grupo regulador, similar al uti lizado en la dinamo, difiere esencialmenteen que no lIeva rete disyuntor ni limitador de corriente, presentando unas carac-teristicas simi lares en cuanto a constituci6n y funcionamiento.- Componentes besicos de un grupo regulador electromeanetico. Exis-ten varios modelos adaptados a cada tipo de alternador, diferenciandose unosde otros en cuanto a la disposici6n de elementos y conexionado interno. peroen general estan formados (fig. 4.18A) par un rete regu/ador de tension (1)que controls con la aperture y cierre de sus contactos la corriente de excita-cion, haciendo que esta pase directamente al rotor del generador 0 bien a tra-ves de una resistencia (R ) intercalada en serie can el circuito de excitaci6n yUna bobina compensadora (2) estableciendose de esta forma, como en la di-narno, una corriente media por la bobina rotorica del generador capaz de man-

tener estable ia f. e. m. en bornes.En ia figura 4.188 se ve el montaje de un regulador electrcrnaqnetico cangenerador.

Fig. 4.1BA Regulador electromeqne-tieo de alternador.

Fig. 4.188 Montaje de un regula doetectromeanetico con generador.101


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minales pianos1. 4.20 Forma exterior de un re-gulador etectromeqnetico.

- Regulador electromeqnetico con rete de lempere seiietizedore. Otrosmodelos (fig. 4.19A) incluyen en el conjunto un rele (1) para controlar la se-fial de larnpara indicadora de carga que se refleja en el cuadro del salpicaderodel vehlculo,En la figura 4.19B se ve el esquema de montaje.gruporegulador

reguladorde tension bobinacompensadora grupo regulador"~ _ "__ _1 ~ _larnparaindicadora

bateria

ExC 1+ 1 - - -ig. 4.19A Esquema intern a del regula darelectromeqnetico can rele de Iempere. Fig. 4.198 Montaje sabre vehiculo de unregula dar electromeqnetico can genera dar.- Forma exterior de los reguladores. Estos elementos van montados, per-fectamente aislados, en una base soporte (fig. 4.20), de la cual salen al exteriorlos terminales de conexi6n y estan cerrados con una tapa desmontable quepermite el acceso a los mismos para su comprobaci6n y reglaje, de una formaanaloqa a los de la dinamo. En la tapa vienen indicadas las denominacionesde los terrninales, con el objeto de su rapida identificaci6n y correcto cone-xionado.

4.3.1.1 Funcionamiento electricoEI funcionamiento electrico. similar para todos ellos en cuanto a su funci6nreguladora, es la siguiente:- Regulador sin tempers de setielizeclor: AI cerrar el interruptor de en-cendido (1) Y poner en marcha el alternador (2), la corriente entra al regulador(fig. 4.21A) por el borne de conexi6n (+) del regulador y procedente de la ba-teria (3), recorriendo por un lado Ia intensidad (Ir) a la bobina (4) del rele ypor el otro lade la intensidad ( Ie) , a traves de los contactos (5) del rele saliendopar el terminal del regulador (EXC) y pasando a alimentar la bobina rot6ricadel generador, can 1 0 cual, al aumentar el campo rnaqnetico, aumenta la f. e. m.en bornes.Cuando la f. e. m. en bornes alcanza la tension de requlacion. la corriente(Ir) (fig. 4.21 B) que pasa par la bobina (4) del rele, act iva el mismo y abre los

regulador

Fig. 4.21A Funcionamiento a bajo re-gimen de un regula dar electromeanetico. Fig. 4.21B Funcionamiento a la tensionde requlecion de un regula dar electro-meqnetico.102


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contactos; de este modo la corriente de excitaci6n (I e) se ve obligada a pasara traves de la bobina compensadora (6) y resistencia (R), para alimentar labobina rot6rica; asl al ser menor la corriente de excitaci6n:

disminuye el campo maqnetico inductor y, por tanto, la f. e. m. en bornes.Si la atracci6n del ancora en el rele fuera muy enerqica. al elevarse la ten-si6n en un momento dado por encima de su tension normal de regulaci6n, elancora se cierra sobre el contacto inferior, cerrandose tarnbien el circuito deexcitaci6n en cortocircuito sobre sf mismo, anulandose la corriente en el rotory por tanto el campo inductor, haciendo bajar de esta forma la tensi6n en bornesa la establecida.- Regulador con tempers de seiielizecion. En los reguladores con dis-positivo para larnpara de control (1) (fig. 4.22A), al cerrar el interrupter de en-cendido (2), la Iampara recibe corriente de fa bateria (3) y cierra su circuito amasa a traves de los contactos del rele (4), con 1 0 cua! la larnpara permaneceencendida hasta que el generador alcance la tension de inicio de carga; deesta manera la corriente que entra por el borne (5) (+), y que recorre la bobinadel rele (4), hace abrir los contactos. i nterrumpiendo el circuito de larnparaque se apaga, la cual permanece as! apagada mientras el generador este en fun-cionamiento y no haya averla en el mismo. EI funcionamiento del rele regulador(6) es el misrno que el explicado anteriormente (fig. 4.228 y C),

Fig. 4.22A Funcionamiento electricode un regulador electromeqnetico.

4.3.2 Regulador con circuito transistorizado aplicado a un alternadorEste regulador (fig. 4.23) tiene un funcionamiento basico electrornaq-netico, pero incorpora en su equipo un transistor de potencia (1), que cumplela misi6n de abrir 0 cerrar el circuito de alimentaci6n a la bobina rot6rica, ensustituci6n del rele de tension, obteniendo asl un sistema de regulaci6n mixtaentre los reguladores electromsqneticos y los electronicos.Tienen la ventaja de una mejor estabilidad en la tensi6n del qenerador,debido a la sensibilidad conductora del transistor, que, aunque se auxilia parasu funcionamiento de un rele electrornaqnetico (2), la corriente principal noesta sometida a las variaciones producidas por efecto de inercia de los contac-tos para abrir y cerrar el circuito, con la ventaja de una duraci6n mucho mayor,ya que la corriente de paso por los contactos del rele auxiliar (2) es muy peque-na. haciendo que el desgaste en los mismos sea practicarnente nulo.

4.3.2.1 Descripcion de estos requledoresLos reguladores con circuito transistorizado (fig. 4.23), estan formadosgeneralmente por una tar/eta de circuito impreso, en la que van montados untransistor de potencia (1), un rele (2) que controla la corriente de paro y un

Fig. 4.228 Contactos del rele enposicion media.

- s JI ~---F- ~_l_ ~rx-c-~cl-~ II

Fig. 4.22C Contactos del rete enposicion inferior (a masa).

2

Fig. 4.23 Circuito transistorizadomixto de un regulador103


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olectorase

I~ILII\~--B~.J,~1 1 , \ \ II ! I Ic ' r4.24 Representaci6n esquema-y fundamento de los transistores.

diodo zener (3) acoplado a la salida del transistor, para protegerlo de cualquiersobretension que pudiera dafiarle,EI conjunto viene va ajustado de tabrica para cada tipo de alternador consus conexiones dispuestas para ir incorporado en el alternador 0 dispuestaspara su conexionado en el exterior del mismo como elemento independientey alojado en una caja protectors. que va cerrada de forma que no permite el ac-ceso a su interior, imposibilitando cualquier separaci6n 0 ajuste.4.3.2.2 Cerecterlstices de los trensistores

- Composicion de los trensistores. Se han visto, al estudiar los diodos,que estos elementos estaban formados por dos cristales de germanio 0 silicio,los cuales, sequn el tipo de impureza incorporada a los mismos, tenlan carac-terlsticas diferentes al paso de la corriente tomando polaridad (P ) (positive)o (N) (negativo), de forma que, al unir dos cristales de este tipo. se obtenla uncuerpo semiconductor que dejaba pasar la corriente en un solo sentido.Constitucion de los transistores. Un transistor (fig. 4.24) no es masque la union de tres cristales de este tipo, como si se unieran dos diodes enoposici6n formando un triodo, obteniendo segun la disposicion de los mismosdos tipos de transistor. Si se unen dos cristales positivos 0 tipo (P ) separadospor un cristal del tipo (N) . se obtiene un transistor con catodo base denorni-nado (PNP); V si se unen dos cristales del tipo (N) separados por un cristaldel tipo (P), se obtiene un transistor con anode base denominado (NPN). loscuales tienen caracterlsticas similares en cuanto a su funcionamiento, variandosimplemente la forma de alimentacion del mismo en funclon de su polaridad.

- Funcionamiento de los transistores. EI funcionamiento de los transis-teres esta basado en la polerizecion etectrostetice formada en los cristales delmismo, cuando circula a traves de ellos una corriente electrica: si se aplica unacorriente entre los bornes emisor-colector (E-C) (cristales extremos), esta co-rriente no puede pasar al colector debido a la pantalla aislante de gran resistenciaformada en el cristal base; pero, si se hace circular a su vez una corriente entreernisor V base (E-8), el crista I base se polariza, desapareciendo la pantalla ais-lante y dejando pasar la corriente de emisor a col ector.Un transistor actus durante su funcionamiento de dos formas diferentes;una como interruptor de paso, haciendo las funciones de un rele: y otra comotrensiormedor, de forma que, si se aplica una pequefia corriente a un circuitoprimario (ernisor-base). se obtiene una corriente de paso ampiificada entre elemisor y el col ector; perc, si se interrumpe la corriente de base, se interrumpetarnbien la corriente en el colector.

4.3.2.3 Caracterlsticas del diodo zenerEste diodo, con caracterlsticas de funcionamiento similares a las de losdiodos normales, presenta la particularidad de impedir el paso de corriente endireccion contrerie a su polaridad, mientras la tension aplicada no exceda deunos Ifmites establecidos para el mismo: pero, cuando esta tension sobrepaselos valores establecidos, se hace permeable, dejando pasar la corriente a traves

de el como conductor, V recuperando sus cualidades de semiconductor cuandola tension vuelve a ser la normal establecida.Esta particularidad de los diodos zener se aprovecha en los circuitos tran-sistorizados acoplandolos como valvula de seguridad, para impedir el deteriorode los transistores y a veces de los diodos del puente rectificador, ya que amboselementos solo permiten el paso de corriente en un senti do, estando sometidosa un esfuerzo de retencion para impedir el paso en sentido contrario; pero, slla corriente excede de los valores para los que ha side calculada, perfora la ba-rrera de retencion, destruvendolos,4.3.2.4 Funcionamiento del regulador

Cuando el motor gira a pocas revoluciones 0 la tension en bornes del gene-rador no IIega a la establecida para la requlacion del rnisrno. la corriente que cir-cula por la bobina voltirnetrica (1) del rele auxiliar (2) (fig. 4.25) no es capazde exciter el nucleo, permaneciendo cerrados sus contactos. En estas condicio-nes, se establece una corriente de paso a traves del transistor (3), determinadapar la resistencia (R ) intercalada en serie can el circuito de base del misrno,104


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(+)

lIIIII

_j

Fig. 4.25 Funcionamiento a bajo regimende un regulador.

que se cierra a masa a traves de los contactos (5) del rele. Esta corriente debase en el transistor establece la corriente de excitacion entre emisor-colector,pasando a traves de la bobina arnperirnetrica (4) del rele, para alimentar la be-bina del rotor del generador alternador.Cuando la f. e. m. en bornes del generador alcanza la tension de requlacion,la corriente que pasa por la bobina voltirnetrica (1) del rele es ya capaz de exci-tar el nucleo y abrir sus contactos (5), con 10 cual. al interrumpirse el circuitode base en el transistor (3), anula la corriente de excitacion: de esta manera laf. e. m. en bornes baja. haciendo cerrar los contactos del rele para repetirse nue-vamente el ciclo, manteniendo de esta forma estable la f. e. m. en bornes delgenerador.4.3.3 Regulador electr6nico

Este regulador esta formado por un circuito totalmente integra do, a basede componentes electronicos. los cuales no siguen una forma clasica en cuantoa la disposicion de elementos, sino que cada casa constructora, basandose enlas caracterlsticas funcionales de los transistores y diodos zener. determina supropio circuito de forma que cumpla la funcion reguladora a la cual estan des-tinados.Todos estos componentes van dispuestos en una tarjeta de circuito impresoy alojados en una caja plastificada de forma mas 0 menos variable, la cual vacerrada y sellada de forma que no es posible ninguna separacion, saliendo alexterior perfecta mente aislados los cables 0 terminales para conexionar al cir-cuito del alternador.Tienen larga vida y duracion, si no se les conecta indebidamente en el cir-cuito; para ello ya vienen dispuestos y preparados de fabrics para un determi-nado tipo de alternadar y con sus conexiones adaptadas sequn la forma demontaje en el mismo. sea para montaje exterior sea incorporado al generador.En los esquemas y figuras (figs. 4.26 a 4.30) se pueden ver algunos tiposde estos reguladores adaptados para conexionar al generador correspondiente.EI regulador electronico (1) representado en la figura 4.27 A y B, incluye en sucircuito interno los tres diodos auxiliares del puente rectificador; los otros regula-dores expuestos son alimentados par un puente rectificador nonadiodo. En lafigura 4.30 se puede ver un tipo de regulador fabricado por la casa Bosch, alcual van acoplados directamente las escobillas que alimentan el rotor .

.rojo

al borne

Fig. 4.268 Montaje sobre el vehfculo deun regufador electronico.

Fig. 4.26A Regulador electronicoFEMSA para montaje exterior.

de corriente

portaescobillas

Fig. 4.27A Regufador electronico incorporedo al alternador.

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servicios

amasaal borne==:=E(Q) de corrienteconexi6n

",-"=-~_,,r;x rotor4.27B Esquema de conexiones al alternador y alculo de un regulador electronico.

o

4.28 Detalle de las conexionesde un regulador electronico.

Fig. 4.30 Regulador Bosch.

4.32 Funcionamiento a bajo re-en de un regulador electr6nico.

Fig. 4.29 Conexiones de un regulador electronico.

4.3.3.1 Funcionamiento de un regulador electr6nicoEI funcionamiento basico y funcion reguladora de estos circuitoses larnisma que para cualquier tipo de regulador, basandose sirnplernente en ali-mentar el circuito de la bobina rotorica 0 circuito de excitacion del campo mag-netico inductor del alternador; esta funcion se realiza a traves de transistoresde potencia, control ados a su vez por transistores de paso y diodos zener, loscuales, al no lIevar ninqun tipo de contactos vibrantes, proporcionan una requ-lacion precisa y estable en los bornes del generador, teniendo adernas la ventajadel pequefio consumo de corriente.1. Circuito interno de un regulador electronico. Un regulador de estetipo (fig. 4.31), correspondiente al regulador (1) de la figura 4.268, esta inte-grado por un circuito de requlacion compuesto por: el transistor (T 1) centro-lado por el diodo zener (D ) y una resistencia de carga (R), cornplernentadocon un circuito de larnpara a base de dos transistores de paso T 2 y T 3

a la lamparacontrol\

circuitode larnpara

Fig. 4.31 Circuito de un re-gulador electronico.

II II iIII :Vcircuito /: ide regulaci6n' I i I IJ

E X C \+J

- Funcionamiento a bajo regimen. Cuando el generador (1) se pone enfuncionamiento, la corriente procedente de la baterla (2) (fig. 4.32) que entraal circuito de requlacion (3) por su borne posltivo (+) (4) recorre la resistenciaR 2 y el circuito de base del transistor (T 1), pasando por la resistencia (R ) amasa.Esta corriente de base en el transistor establece una corriente a traves del co-lector (E-C) que sale por el borne de excitacion (EXC) (5), pasando a alimentarla bobina rotorica del alternador, la cual aumenta el campo inductor del alternadory, por tanto, la f. e. m. en bornes (+) y (EXC).- Funcionamiento con exceso de tension. Cuando la f. e. m. en bornes

rebasa la tension de requlacion, el diodo zener (D ) se hace conductor, pasandola corriente a traves de el directamente a masa. con 10 cual, al no exlstir corrientede base en el transistor (T 1), se interrumpe la corriente de paso por el mismoy, por tanto, la corriente de alirnentacion a la bobina rotorica (6). AI no habercorriente de excitacion, baja la f. e. m. en bornes del generador (7) y (8); perc.106


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al descender la tensi6n limite en el diodo zener, se vuelve a hacer otra vez semi-conductor, restableciendose el circuito de excitaci6n, mantcniendo de estaforma estabilizada la tensi6n en bornes del generador y dentro de los llmitesde regulaci6n.

Circuito normal de funcionamiento. EI circuito de larnpara (fig. 4.31),con un funcionamiento similar en cuanto a sus transistores, funciona cuando latension en bornes del generador es inferior a la de la baterla, alirnentandoseentonces de la corriente del acumulador (2) (fig. 4.32) y cerrando su circuitoa traves del borne (9) (C ) al neutro (10) del generador, pero cuando la d. d. p.en ambos es igual 0 supera a la de baterfa (inicio de carqa). la larnpara (11)recibe corriente positiva por ambos lades, 10 cual hace que permanezca apagadamientras el generador carga.

4.4 Cornprobacion y ensayos del regutadoren et banco de pruebasCada tipo de regulador viene general mente de fabrics adaptado y regulado

para cada tipo de generador al que debe ser acoplado, sobre todo en los alter-nadores, ya que ha de realizar su funci6n reguladora de acuerdo con las ca-racteristicas funcionales del generador correspondiente. Por tanto, al estarestos dos elementos intima mente ligados en el circuito de carga de los vehlcu-los, el conexionado de los mismos debe estar de acuerdo con las instruccionesde montaje del fabricante, para obtener de el un perfecto funcionamiento.

- Condiciones de montaje de los reguladores en los vehlculos. Los re-guladores electrornaqneticos deben ir instalados en el vehlculo de forma queno les afecten las vibraciones producidas en el rnismo. para 10 cual se montanen posici6n vertical, haciendo que el eje de mfnimas vibraciones coincida conel eje perpendicular a las ancoras de los reles. Sin embargo a los electr6nicos,al no Ilevar contactos oscilantes e ir encapuchados en resina epoxi torrnandoun bloque cornpacto, no les afecta para nada las vibraciones, pudiendo ir colo-cados en cualquier posicion de funcionamiento.

- Condiciones de montaje de los reguladores en los bancos de pruebas.Las pruebas del regulador en el banco deben realizarse en las mismas condi-ciones de funcionamiento que han de prestar en el vehiculo; por tanto, deberansujetarse al banco (fig. 4.33) sobre un soporte carente de vibraciones, acoplan-dolo a un generador del tipo correspondiente a las caracterlsticas para las cualesha sido fabricado. y con el conexionado correspondiente de ambos elementosindicado por el fabricante a la bate ria del banco.4.4.1 Ensayos de reguladores de dinamo

Estos reguladores pueden ser, sequn el tipo de dinarno. con excitaci6n acorriente 0 de excitecion amasa; por tanto, se debe comprobar previamente eltipo de regulador, con el fin de conexionarlo correctamente a la dinamo co-rrespondiente, ya que una conexi6n indebida entre ambos elementos puedeestropear rapidarnente los contactos del rele.

- Identificaci6n del tipo de regulador para dinamo. Para identificar eltipo de regulador, basta aplicar una lampara serie (fig. 4.34) entre los bornesEXC (67) y DIN (51) del regulador; si esta se enciende, el regulador es, de ex-citaci6n a masa; en caso contrario. es de excitaci6n a corriente. En este caso.repetir la operacion conectando los puntos de prueba (fig. 4.35) entre el borneEXC (67) Y masa (31), con 10 cual la lampara debe lucir, comprobando quees de excitacion a corriente, pues podrla ocurrir que en la prueba anterior elregulador estuviera mal.

- Forma de montaje en el banco de pruebas. Determinado el tipo deregulador (1) (fig. 4.36), montar el mismo en el banco de pruebas junto a ladinamo (2) y establecer el conexionado de ambos a la bate ria (3) del mismo,con un circuito de carga. Poner en funcionamiento el motor del banco y hacergirar la dinamo (2) a un regimen normal de funcionamiento (unas 3 000 r. p, m.).haciendo que circule una intensidad de unos 6 amperios, sefializados en el

107

Fig. 4.33 Posicionado del reguladoren el banco de pruebas.

Fig. 4.34 Regulador de dinamo conexcitaci6n amasa.

Fig. 4.35 Regulador de dinamo conexcltecion a corriente.


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EXC BAT

60 30

4.37 Conexionado para la prue-ba de un regulador de tension.

4.38 Conexionado para la prue-be de un disvuntor.

2

Fig. 4.36 Conexionado del regu-lador para pruebes en el banco.

amperimetro (4), regulados con el reostato (5), durante 30 minutes, para quelos aparatos alcancen la temperatura normal de funcionamiento.

A continuacion, y sin dejar enfriar el regulador, realizer las siguientes prue-bas de funcionamiento:

Prueba del regulador de tension.Prueba del limite de corriente.Prueba del disyuntor.

4.4.1 .1 Prueba del regulador de tensionConexionar en el circuito un voltlmetro. intercalado entre el borne BAT (30)

y masa (fig. 4.37); poner en marcha el motor del banco y hacer girar la dinamoa distintas revoluciones, comprobando que la tension de requlacion se mantieneconstante y dentro de los valores establecidos por el fabricante (de 13 a 15 V).

Si los valores indicados por el voltirnetro estrin por debajo 0 por encimade los valores prescritos, si hay oscilaciones en el mismo 0 no carga, desmontarel regulador para hacer una comprobacion y reglaje del mismo, de acuerdo conlos datos indicados en la hoja de caracteristicas del regulador.4.4.1.2 Prueba del limitador de corriente

Hacer girar la dinamo, a su velocidad de regimen, unas 3000 r. p. m. (ve-locidad de prueba de carga, la cual se halla indicada en las caracterlsticas delaparato). actuar sobre el reostato, aumentando la carga 0 corriente a suministrarporia dinamo; con esto la intensidad en el amperfmetro ira aumentando hastala apertura de los contactos del rele de intensidad.

La corriente maxima indicada en el arnperimetro debe corresponder a losvalores establecidos para la dinamo (unos 20 a 25 A), de acuerdo al limite esta-blecido para requlacion de intensidad. Si este valor indicado en el amperfmetrosubiera por encima del valor establecido. 0 no lIegase ael. se procedera a lacornprobacion y reglaje del rele como en el caso anterior.4.4.1 .3 Prueba del disyuntor

Para esta prueba, conectar el voltfmetro a la entrada del regulador (fig. 4.38)entre el borne DIN (51) y masa, efectuando a continuacion las siguientes pruebas:

- Tension de cierre. Porter en marcha el motor del banco y elevar la ve-locidad lentamente; cuando el voltimetro alcance la tension de cierre de con-tactos. se establecera la corriente de carga indicada en el amperfmetro que de-bera oscilar entre 2 y 6 amperios.

Variando el regimen de revoluciones en la dinamo, se cornprobara que lapuesta en funcionamiento del disyuntor corresponds siernpre a la misrna tensi6nde cierre y apertura de sus contactos.

- Corriente de retorno. Desconectar la resistencia de carga y poner enfuncionamiento la dinamo hasta el cierre de contacto del disyuntor, disminuira continuaci6n lentamente la velocidad hasta que estes se abran, comprobandoal mismo tiempo la corriente de retorno en el momenta en que se efectua laaperture, la cual debe corresponder a los valores especificados por el fabricante(de 1 a 4 A).Para hacer esta prueba, el amperfmetro debora tener el cera en el centrode la escala, pasando durante la prueba de indicar corriente de carga a corrientede descarga, cayendo bruscamente a cero al abrirse los contactos.108


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Como en los casos anteriores, si la corriente de retorno es alta, la tensionde cierre y apertura estan fuera de los valores establecidos 0 no se realiza laconexi6n y desconexion. y entonces hay que desmontar el aparato. para com-probar y hacer el reglaje del rele.4.4.2 \ Comprobecion y ajuste del regulador

A la vista de los resultados obtenidos en el banco de pruebas, si los vale-res obtenidos en el regulador durante sus pruebas de funcionamiento estan pordebajo 0 por encima de los prescritos, 0 existen fallos de funcionamiento, des-montar el mismo para hacer la comprobaci6n y reglaje de sus elementos.Antes de desmontar la tapa, limpiar exteriormente el aparato, a fin de queno se introduzca suciedad en el interior del misrno, desmontar la tapa y efectuarlas siguientes comprobaciones:1. Comprobar que las resistencias. bobinas y conexiones no estan rotasni deformadas.2. Comprobar que los contactos no estan sucios. rotos, ni pegados, cer-clorandose de que no existe ninpun elernento extrano que impida el cierre delos contactos.3. Limpiar los contactos con un papel vegetal impregnado en alcohol 0tricloro.4. Comprobar el reglaje del regulador de acuerdo con los datos propor-

cionados por el fabricante.4.4.2.1 Reglaje y tarado del regulador de tension

y limitador de intensidadCon los contactos (1) (fig. 4.39) cerrados y por medio de una galga deespesores, comprobar el entrehierro entre la parte superior del nucleo (2) dela bobina y el ancora (3) cuyo valor debe coincidir con los datos de reglaje delregulador establecidos por el fabricante (de 0,9 a 1 mrn).

Fig. 4.39 Correccion de los entre-hierros del grupo regulador: A, per-fecto reglaje; B, forma de etectuer elreglaje.

Si el valor no fuera correcto. deformar la patilla del portacontactos supe-rior (4), hacia arriba 0 hacia abajo, hasta conseguir la cota indicada.Montar nuevamente el grupo regulador en el banco y comprobar que latensi6n e intensidad de regulaci6n en ambos reles es correcta. Si los valoresobtenidos estan por debajo 0 por encima de los establecidos, efectuar el taradode los rnisrnos. actuando por medio del util adecuado (fig. 4.40A) sobre la len-queta (5) que soporta el muelle (fig. 4.39 y 4.41), levantando la rnisma si sonbajos. 0 bajandola si son altos.

4.4.2.2 Reg/aje y tarado del disyuntorCerrar los contactos (1) (fig. 4.42) presionando con el dedo y comprobarel entrehierro, entre la parte superior del nucleo (2) de la bobina y el ancora(3), cuyo valor debe corresponder a los datos de reglaje (0,1 a 0,2 mm). Si estamedida fuera incorrecta, deformar el portacontactos inferior (4) hasta conse-guir la cot a deseada por medio del util (fig. 4.40B).En su posicion de repose. comprobar por medio de una galga la aperturade los contactos (1) del disyuntor (fig. 4.43A) que debe oscilar entre 0,45 y0,5 mrn (fig. 4.438). Si la rnedida fuera incorrecta, subir 0 bajar el reten (5) delancora (3) hasta conseguir e! valor establecido.

109

Fig. 4.40A L/ave para el ejuste de laseparaci6n de los contectos, actuan-do sobre el mue/le 5.

Fig. 4.408 Llave para ejustsr le se-paraci6n de los contactos del disyun-tor.

Fig. 4.41

entrehierro

Fig. 4.42 Reg/aje del disyuntor, ce-rredos los contsctos.


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disyuntor

. 4.43A Comprobecion del regla-je por medio de una galga.

n4.438 Reglaje del disyuntor enposicion de reposo.

4.44 Conexionado para pruebadel regulador.

Efectuando el reglaje, montar en el banco de pruebas y comprobar que losvalores obtenidos para regulaci6n del disyuntor son correctos.Si la tension de cierre estuviera fuera de los valores establecidos, subir 0bajar con los utiles indicados la lenqueta que soporta el muelle, hasta conse-guir que el valor de tarado sea correcto. Si la tensi6n de apertura esta fuera delos Ifmites establecidos, actuar sobre el portacontactos inferior (4), subiendo!ocon el fin de aumentar la tensi6n 0 bajandolo para disrninuirla. volviendo a efec-tuar nuevamente el reglaje de apertura de contactos.Una vez realizada la comprobaci6n y ajuste del regulador, volver a colocarla tapa, cuidando de montar la junta correctamente, para evitar la entrada depolvo al interior del mismo, el cual. al depositarse sobre los contactos. estropearfael rele rapidarnente.

4.4.3 Ensayos en regu/adores de alternadorSe ha visto que estos reguladores pueden ser electromeqneticos, trensisto-rizados 0 mixtos y electronicos, ernpleandose en la actualidad los electromag-neticos para incorporar al circuito exterior de carga del alternador y los electro-nicos para incorporar general mente al propio generador.Los ensayos a realizar en estos reguladores sobre el banco de pruebas con-sisten simplemente en controlar la tensi6n de regulaci6n, ya que, como se sabe,estos reguladores no lIevan limitador de intensidad ni disyuntor.Para ello, se monta el regulador y generador correspondiente en el bancoen las mismas condiciones de funcionamiento que en el vehfculo, coriectandolosa un circuito de carga con voltfmetro y amperfmetro (fig. 4.44). Despues deun tiempo de funcionamiento para que los aparatos adquieran su temperaturade regimen, efectuar la prueba de tensi6n de regulaci6n como en el caso dela dinamo.Si los valores obtenidos en el voltfmetro estan por debajo 0 por encimade los establecidos en la ficha tecnica del fabricante, en los reguladores elec-trornaqneticos efectuarla comprobaci6n y tarado del rele. como ya se ha expli-cado para los de la dinamo, comprobando adernas el funcionamiento y tensi6nde cierre del rele de larnpara, si 10 Ileva.En el caso de reguladores electr6nicos, cambiar el regulador, ya que, al irencapuchados, no admiten ninqun reglaje.

4.5 Prueba de funcionamiento sobre vehiculoPara comprobar el funcionamiento del regulador acoplado al circuito decarga sobre vehfculo, conectar un voltlrnetro de escala adecuada a la tensi6n deservicio entre los bornes del acumulador y un amperfmetro en el conductorde corriente a la baterfa, teniendo en cuenta la polaridad de ambos aparatos demedida, ya que la polarizaci6n en el conexionado de estos circuitos sobre ve-hfculo puede realizarse indistintamente con positivo 0 negativo amasa, debien-do prestar especial cuidado en el conexionado de la bateria. sequn la polaridaddel circuito. Generalmente, hoy dla se emplea mas en los vehfculos de polarize-ci6n de negativo amasa.Con todos los servicios desconectados, accionar la Ilave de contacto sinarrancar el motor y comprobar que la larnpara testigo se enciende, 0 que el am-perimetro no indica carga.Arrancar el motor y acelerar un poco, comprobando que la larnpara se apa-ga, indicando el inicio de carga, la cual se puede leer en el amperimetro.Aumentar las revoluciones del motor y comprobar que la tensi6n de regula-ci6n permanece constante en el voltfmetro a cualquier regimen, 10 cual indicaque el regulador funciona correctamente.Aplicar una carga al acumulador, encendiendo las luces largas y otros ac-cesorios, durante unos minutes. para descargar un poco la baterla. Arrancar elmotor y acelerar hasta su regimen de inicio de carga, comprobando que la in-tensidad en el amperfmetro corresponde a las caracterfsticas de carga del ge-nerador.

4.5.1 Dieqnostico de aver/asA la vista de los resultados obtenidos en las pruebas de funcionamientosobre vehfculo, se puede establecer el siguiente diagn6stico de averias.

110


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1. Si al accionar la Ilave de contacto la lampara de control no luce, indicaun defecto en el circuito de larnpara.

Comprobar el estado de la lampara.Cornprobar la continuidad en el circuito de larnpara y que no existe

ninqun cable rota a suelto.2, Si can el motor en marcha la luz de control permanece encendida, in-

dica que el generador no suministra corriente.Comprobar el estado y tensi6n de la correa de tranmisi6n.

- Desmontar y comprobar el generador en el banco de pruebas.3 ,0 Si la luz de control se apaga, pero el arnperlmetro no indica carga, el

defecto esta entre el generador y el acumulador. Si es dinamo puede estar enel regulador; y si es alternador. en la propia maquina.

- Comprobar la continuidad en los circuitos de uni6n y estado de lasconexiones.

- Comprobar el correcto conexionado del regulador.Si verificadas estas comprobaciones la averla persiste, el defecto esta en

el regulador 0 en el generador, el cual debe desmontarse y comprobar en elbanco de pruebas.

4, Si al acelerar el motor el voltlmetro no se mantiene estable en su ten-si6n de requlacion 0 los valores del mismo estan par debajo 0 par encima delvalor establecido, desmontar el regulador para efectuar el tarado y comproba-cion del mismo. si es electrornaqnetico: en caso contra rio, carnbiar el regulador.

5. Si el amperfmetro indica una intensidad de carga par encima 0 por de-bajo del valor establecido, desmontar el generador y regulador para efectuarsu comprobaci6n en el banco.

CUESTIONARIO4.1 LQue mision cumple el regulador en el circuito de carga del autornovil?4.2 LEn que se basa la requlacion de un generador y sobre donde actua?4.3 LEn que elementos de funcionamiento se basan los reguladores electrornaqneticos ?4.4 LComo esta formado un regulador de tres elementos para dinamo y que mision cum-

pie cad a uno de ellos?4.5 En un regulador de tres elementos Lcomo se distinguen cad a uno de ellos?4.6 lQue mision cumple el disyuntor en un regulador de dinamo?4.7 lPor que los reguladores de alternador no Ilevan limitador de intensidad ni disyuntor?4.8 lComo actuan los reles de doble contacto?4.9 LComo funciona un regulador de dos elementos?4.10 LEn que se diferencia un regulador de excitacion a masa de otro de excitacion a

corriente y como se comprueba?4.11 lComo se etectua la compensacion tecnica en los reguladores electrornaqneticos ?4.12 Explicar el funcionamiento de un regulador de tres elementos para dinamo.4.13 (Que rnision tienen las resistencias compensadoras?4.14 (Como funciona un transistor y que rnision curnple en los reguladores?4.15 (Que caracterlsticas tiene un diodo zener y como se aplican en los reguladores?4.16 (Que tipos de reguladores se utilizan en los alternadores y en que se diferencian?4.17 LComo funciona un regulador transistor izado 0 rnixto?4.18 LComo funciona un regulador electronico ?4.19 LQue ensayos se realizan en un regulador para dinamo, en el banco de pruebas?4.20 lComo se comprueba el funcionarniento del disyuntor?4.21 Comprobacion, reglaje y tarado del regulador de tension.4.22 Cornprobacion, reglaje y tarado del disyuntor.4.23 LQue tipos de ensayos se realizan en los reguladores para alternador?4.24 LComo se comprueba el funcionamiento del regulador sobre vehfculo?4.25 Diagnosticar las averfas de funcfonarniento que pueden producirse en el circuito

de carga de un vehfculo.

EJERCICIOS1. Dibujar el circuito interne de un regulador electrornaqnetico de tres elementos conexcitacion amasa.

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2. Dibujar el circuito interno de un regulador electromaqnetlco de tres elementos conexcitacion a corriente.

3. Un regulador de dinamo tarado a una tension de requlacion de 14 V, absorbe unacorriente en los inductores de 2,8 A y tiene una resistencia de requlacion de 28 n . Siendo lostiempos de apertura y cierre de los contactos 0,08 y 0,02 segundos respectivamente, trazarla curva de corriente en la excitacion y determinar la corriente media absorbida por los in-ductores.

4. Dibujar la curva caracterlstica de la corriente de excitacion con reles independien-tes y de doble rele.

5. Dibujar el circuito interne de un regulador electrornaqnetlco para alternador, conrele de lampara.

6. Dibujar el circuito de un regulador mixto con transistor de potencia y rele,7. Una dinamo cuya d. d. p. regulada en bornes es de 14 Vesta cargando una baterfa

cuya tension en bornes es de 12 V con una resistencia interna de 0,4 n . Siendo fa resistenciainterna de la dinamo 0,35 n, cafcular:

1. o La corriente de carga.2. La potencia maxima de la dina mo.3. Que resistencia debe tener el circuito exterior para absorber la corriente maxima

de la dinamo.8. Establecer el conexionado, para efectuar la prueba de funcionamiento del limitador

de corriente en el banco de pruebas.9. Establecer el conexi on a do para las pruebas de funcionamiento en el rele disyuntor.10. Una dinamo, con una resistencia en su inducido de 0,7 1 y una resistencia en las

inductancias de 5 1 , Ileva un regulador cuyas bobinas voltirnetricas tienen una resistenciade 10 y 7 n respectivamente, conexionada a un circuito exterior de 140 W de consumo. Siendola tension de requlacion 14 V, calcular:

1. La corriente maxima que puede suministrar la dinamo.2. La corriente absorbida por el regulador.3. La corriente total suministrada.

Curso de Electric Id Ad Del Automovil Estudio de Los Reguladores

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