Nos primeiros tempos, os automóveis utilizavam geradores em vez de alternadores para alimentar o sistema eléctrico do veículo e carregar a bateria. Já não é esse o caso. À medida que a tecnologia automóvel evoluía, também evoluía a necessidade de mais energia. Os geradores produzem corrente contínua, que viaja numa direcção, ao contrário da corrente alternada para a electricidade nas nossas casas, que periodicamente inverte as direcções. Como Tesla provou em 1887, a corrente alternada tornou-se mais atractiva à medida que gera uma tensão mais elevada de forma mais eficiente, algo necessário nos automóveis contemporâneos. Mas as baterias dos automóveis não podem utilizar energia CA, uma vez que produzem energia CC. Como resultado, a saída de energia do alternador é alimentada através de díodos, que convertem a energia CA em energia CC.
O rotor e o estator são os dois componentes que geram energia. À medida que o motor gira a polia do alternador, o rotor gira por três enrolamentos estacionários do estator, ou bobinas de arame, em torno de um núcleo fixo de ferro que compõe o estator. Isto é referido como uma corrente trifásica. Os enrolamentos das bobinas são espaçados uniformemente a intervalos de 120 graus em torno do eixo de ferro. O campo magnético alternado a partir do rotor produz uma corrente alternada subsequente no estator. Esta corrente alternada é alimentada através dos condutores do estator, formando um conjunto de díodos de ligação. Dois díodos ligam-se a cada condutor do estator para regular a corrente. Os díodos são utilizados essencialmente para bloquear e direccionar a corrente. Uma vez que as baterias necessitam de corrente contínua, os díodos tornam-se uma válvula de sentido único que só permitirá a passagem de corrente na mesma direcção.
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Alternadores trifásicos têm três conjuntos de enrolamentos; são mais eficientes do que um alternador monofásico, que produz uma corrente CA monofásica. Quando funcionam correctamente, os três enrolamentos produzem três correntes que compõem as três fases. A soma dos três produz a saída CA total do estator.
Os dois desenhos básicos de enrolamento do estator são enrolamentos delta e estilo wye. A ferida delta é facilmente identificável pela sua forma, uma vez que são triangulares. Estes enrolamentos permitem um fluxo de corrente elevado a baixas RPM. Os enrolamentos em tintura assemelham-se ao condensador de fluxo visto em “Back to the Future”. Estes enrolamentos são ideais para motores diesel, uma vez que produzem uma tensão mais elevada do que os estatores delta a RPM.
Após a conversão AC/DC, a tensão resultante está pronta a ser utilizada na bateria. Demasiada ou pouca tensão pode danificar a bateria, bem como outros componentes eléctricos. Para assegurar a quantidade correcta, um regulador de voltagem determina quando e quanta voltagem é necessária na bateria. Um de dois tipos de reguladores encontra-se na maioria dos alternadores: O regulador ligado à terra funciona através do controlo da quantidade de terra negativa ou da bateria que entra no enrolamento do rotor, enquanto um tipo de campo ligado à terra funciona ao contrário – controlando a quantidade de bateria positiva. Nenhum deles representa uma vantagem sobre o outro.
Com tantos componentes que trabalham para criar a electricidade vital para os nossos veículos, é seguro dizer que o alternador é um componente crucial debaixo do capô. Mas, tal como muitas peças dos nossos automóveis, falham. A secção seguinte dar-lhe-á uma ideia de como determinar se está prestes a ficar encalhado e o que pode fazer se precisar de substituir o seu alternador.