“PROYECTO FINAL”
INTEGRANTES
AGUSTÍN SÁNCHEZ GONZÁLEZ
URIEL DEAQUINO ROMERO
DIEGO RAMIREZ MUNGUIA
ALEXIS FERNANDO VELEZ RAMIREZ
ERICK FERNANDO LOPEZ PEREZ
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Procesos de montaje automotriz, Diapositivas de Automatización Industrial
Puntos de seguridad, tiempos de montaje
Tipo: Diapositivas
2022/2023
1 / 30
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“PROYECTO FINAL”
INTEGRANTES
AGUSTÍN SÁNCHEZ GONZÁLEZ
URIEL DEAQUINO ROMERO
DIEGO RAMIREZ MUNGUIA
ALEXIS FERNANDO VELEZ RAMIREZ
ERICK FERNANDO LOPEZ PEREZ
INTRODUCCION
En un mundo impulsado por la demanda constante de energía eléctrica, la
eficiencia y la confiabilidad de los generadores de energía son esenciales. En este
contexto, nuestro proyecto se centra en el diseño, desarrollo y construcción de un
alternador de alto rendimiento. Un alternador es un dispositivo crucial en la
generación de energía eléctrica, y su capacidad para convertir energía mecánica
en eléctrica lo convierte en una pieza fundamental en una variedad de
aplicaciones, desde sistemas de energía de respaldo hasta generación de
electricidad en vehículos. A lo largo de este informe, presentaremos una visión
detallada de nuestro proyecto, describiendo los objetivos, metodología y
componentes clave involucrados en la creación de un alternador que cumpla con
los más altos estándares de eficiencia y confiabilidad.
En el campo de la ingeniería eléctrica y la automoción, el alternador es un
componente esencial que desempeña un papel crucial en la generación de
energía eléctrica. Este informe tiene como objetivo proporcionar una descripción
detallada de los componentes que componen un alternador, su función en la
conversión de energía mecánica en eléctrica, y su importancia en diversos
sistemas, como los vehículos automotores y generadores. A través de un análisis
exhaustivo, exploraremos los elementos fundamentales que conforman un
alternador, destacando su estructura, funcionamiento y aplicaciones prácticas
OBJETIVO
El objetivo principal de un estator en un vehículo es proporcionar una plataforma
estacionaria y sólida para el funcionamiento del motor. El estator es una parte
esencial del sistema eléctrico del vehículo, ya que forma parte del alternador,
generando energía eléctrica al girar en el interior de un campo magnético creado
por el rotor. Esta energía eléctrica es fundamental para cargar la batería del vehículo
y alimentar los sistemas eléctricos mientras el motor está en funcionamiento. En
resumen, el estator desempeña un papel crucial en la generación de energía
eléctrica necesaria para el funcionamiento y el suministro de energía de todos los
componentes eléctricos de un vehículo.
FINALIDAD
El estator de un vehículo es una parte fundamental del sistema eléctrico y de carga.
Su principal finalidad es convertir la energía mecánica generada por el motor en
energía eléctrica. Esto permite alimentar la batería del vehículo y suministrarenergía
a los diferentes componentes eléctricos y electrónicos del automóvil, comolas luces,
el sistema de encendido, el sistema de carga de la batería y otros dispositivos
esenciales. En resumen, el estator cumple una función crucial en la generación y
distribución de energía eléctrica en un vehículo, contribuyendo al funcionamiento
adecuado de todos sus sistemas eléctricos y electrónicos.
Funcionamiento
En el alternador trifásico se crea la tensión según el principio de inducción. Se
crea tensión eléctrica en la bobina del estátor cuando el campo magnético cambia
dentro de esta bobina. Este cambio en el campo magnético se crea mediante el
rotor giratorio del alternador. Mediante el cambiante campo magnético con polos
norte y sur surge una tensión sinusoidal cambiante. Esta tensión cambiante no es
adecuada para el sistema eléctrico del vehículo y se transforma en corriente
continua a través del rectificador. El regulador ajusta la tensión del alternador a la
correspondiente situación de funcionamiento y a la demanda de tensión de todos
los consumidores del sistema.
ALTERNADOR AVERIADO: SÍNTOMAS
Los siguientes síntomas pueden indicar que el alternador presenta una avería:
- Se enciende el testigo luminoso de carga
- Problemas en el arranque debido que la batería del vehículo no está
cargada suficientemente.
- La batería del vehículo se calienta por sobrecarga
- Dependiendo del número de revoluciones oscila la intensidad de la
iluminación de los faros
- los focos incandescentes se queman tras breve tiempo
CAUSAS DE AVERÍA EN UN ALTERNADOR: CAUSAS DE FALLO
Un fallo en el alternador puede tener diversas causas. La causa no va a ser
siempre un fallo interno del alternador, como p.ej. una bobina defectuosa, el rotor,
el rectificador o el regulador. Si hay un fallo, antes de sustituir el alternador,
deberán revisarse algunos componentes por si alguno de ellos fuera la causa de la
avería.
- La batería del vehículo presenta algún defecto o está envejecida
- Las conexiones eléctricas al alternador están sueltas o son defectuosas
- La correa trapezoidal o correa trapezoidal estriada está suelta o es
defectuosa
- El tensor de la correa o la polea libre están dañados
REVISIÓN DEL ALTERNADOR: BÚSQUEDA DE FALLOS
A la hora de buscar fallos en el alternador deberán tenerse en cuenta las
siguientes precauciones:
- No deberán separarse, ni cortocircuitarse ni montarse los bornes de labatería
o las clavijas de conexión con el motor en marcha y con el alternador
encendido (los picos de tensión pueden causar daños)
- Realizar las mediciones de tensión y de corriente con voltímetro o
amperímetro, pero nunca mediante un cortocircuito (picos de tensión)
DISEÑO DEL PROCESO
El diseño del proceso de montaje de un alternador de coche depende del tipo y
modelo de alternador, así como de las herramientas y equipos. Sin embargo, se
pueden seguir algunos pasos generales:
1. Desconectar la batería del coche para evitar cortocircuitos o descargas
eléctricas.
2. Localizar el alternador en el compartimento del motor y desconectar loscables
que lo conectan con la batería y el regulador de voltaje.
3. Aflojar y retirar la correa que acciona el alternador, que puede ser unacorrea
serpentina o una correa en V, según el tipo de motor.
4. Aflojar y retirar los tornillos que sujetan el alternador al soporte o al bloquedel
motor.
5. Sacar el alternador viejo y colocar el nuevo en la misma posición, asegurándose de
que encaje correctamente y de que no haya interferenciascon otros componentes.
6. Reemplazar y apretar los tornillos que fijan el alternador, así como la poleao el
ventilador si los tiene.
7. Colocar y ajustar la correa que acciona el alternador, siguiendo el diagramade
distribución correspondiente.
8. Conectar los cables del alternador a la batería y al regulador de voltaje,
respetando la polaridad y el orden de conexión.
El establecimiento de un estricto control de calidad en cada etapa de la producción
y pruebas exhaustivas ayudan a garantizar que los estatores fabricados sean
confiables, seguros y cumplan con las expectativas de los vehículos y los usuarios
finales.
DIAGRAMA DE PROCESOS
OPERACIÓN: ENSAMBLE DE PIEZA AREA: ENSAMBLE
METODO: ACTUAL PIEZA: ALTERNADOR
REALIZO: FECHA:
ENSAMBLE
Colocar tapa frontal
Insertar el rotor en la tapa frontal
Colocar el estator
Colocar tapa trasera
Colocar el puente de diodos
Colocar el regulador y tapa del regulador
Colocar polea
7 1
FICHA TECNICA DE COMPONENTES DEL ALTERNADOR
COMPONENTE: ROTOR
DEFINICION: El rotor de un alternador es la parte giratoria de la máquina que está ubicada dentro del estator. El rotor gira dentro del estator, que es una estructura fija que contiene bobinas conductoras. El movimiento relativo entre el rotor y el estator es esencial para generar corriente alterna. FUNCIONES: Generación de Campo Magnético Giratorio Inducción de Corriente en el Estator Determinación de la Frecuencia de Salida Control de la Tensión Generada Conexión Eléctrica Adaptación a Variaciones de Carga
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CARACTERISTICAS:
Materiales de Construcción: Los rotores están hechos de materiales conductores, como hierro laminado para proporcionar propiedades magnéticas eficientes. Además, los imanes permanentes o bobinas de alambre también pueden formar parte del rotor
ESPECIFICACIONES
TECNICAS:
Número de Polos : Indica la cantidad de polos magnéticos en el rotor Tipo de Rotor : Puede ser saliente o interior, dependiendo de cómo esté configurado en relación con el estator. Diámetro y Longitud del Rotor : Dimensiones físicas del rotor, que influyen en el tamaño general del alternador. Número de Ranuras: Las ranuras en el rotor pueden influir en la distribución de las bobinas y afectar el rendimiento magnético.
EJEMPLOS:
Tipo de Rotor: Rotor con polos salientes. Materiales de Construcción: Hierro laminado para las partes magnéticas. Número de Polos: Generalmente, 2, 4 o 6 polos. Diámetro y Longitud del Rotor: Ajustado al espacio disponible en el compartimiento del motor. Sistema de Excitación: Rotor con polos salientes alimentados por una fuente de corriente continua a través de escobillas. Control Electrónico: En algunos casos, puede haber sistemas de control electrónico para regular la tensión de salida. Tipo de Rotor: Rotor de campo bobinado. Materiales de Construcción: Hierro laminado y bobinas de cobre para los polos magnéticos. Número de Polos: Puede variar según la aplicación, desde unos pocos hasta varios cientos. Diámetro y Longitud del Rotor: Diseñado para manejar altas capacidades de potencia. Sistema de Excitación: Rotor con bobinas de campo alimentadas por una fuente de corriente continua sin escobillas para un control más preciso. Sistema de Enfriamiento: Puede incluir un sistema de enfriamiento más sofisticado, como ventiladores o líquido de enfriamiento. Control Electrónico: Sistemas avanzados de control electrónico para la regulación de la tensión y la adaptación a cambios en la carga.
FALLAS MAS COMUNES:
Desgaste de Escobillas Fallas en el Sistema de Excitación Fallas en los Polos Magnéticos Fallas en los Enrollados del Rotor Sobrecalentamiento Desbalanceo: Fallas en el Sistema de Enfriamiento: Corrosión y Oxidación: Fallas en el Control Electrónico:
FICHA TECNICA DE COMPONENTES DEL ALTERNADOR
COMPONENTE: COLECTOR
DEFINICION :En un alternador, la parte equivalente al colector en un motor de corriente continua sería el conjunto de diodos rectificadores. El conjunto de diodos rectificadores es una parte fundamental del sistema de un alternador y desempeña un papel crucial en la conversión de la corriente alterna (CA) generada por el alternador en corriente continua (CC) para alimentar el sistema eléctrico del vehículo o carga. FUNCIONES: Generación de Corriente Alterna (CA) Rectificación Colector de Salida
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CARACTERISTICAS:
Los anillos colectores, comúnmente conocidos como anillos deslizantes, forman parte del rotor del alternador y permiten que las corrientes de campos eléctricos pasen mientras giran. Las escobillas del alternador caen encima de los anillos deslizantes. Este componente crucial del alternador permite que se generen las señales eléctricas necesarias para impulsar a la mayoría de los vehículos que se encuentran en las carreteras de hoy.
ESPECIFICACIONES TECNICAS:
Número de Pistas o Segmentos: El anillo colector puede constar de varias pistas o segmentos, que permiten la conexión eléctrica deslizante entre el rotor y el sistema de excitación. Diámetro y Forma: El diámetro del anillo colector debe estar diseñado para ajustarse al rotor y permitir un contacto eficiente con las escobillas o el sistema de conexión eléctrica. Superficie de Desgaste: La superficie del anillo colector que entra en contacto con las escobillas debe tener propiedades de baja fricción y resistencia al desgaste para garantizar una conexión eléctrica duradera. Tolerancias Dimensionales: Especifica las tolerancias permitidas en las dimensiones del anillo colector para garantizar un ajuste adecuado y un funcionamiento eficiente.
EJEMPLOS:
Colector de un Generador de Corriente Continua: Tipo de Generador: Generador de corriente continua (DC). Función del Colector: Recolectar la corriente eléctrica generada en las bobinas del rotor. Construcción: El colector generalmente consta de segmentos conductores (llamados "delgas" o "delgas") montados en el eje del rotor. Cada segmento está aislado eléctricamente del siguiente. Material de Construcción: Los segmentos del colector están hechos de materiales conductores, comúnmente cobre o aleaciones de cobre. Contacto con Escobillas: Cuando el rotor gira, los segmentos del colector entran en contacto con las escobillas, permitiendo así la transferencia de corriente eléctrica desde el rotor al circuito externo. Este tipo de colector es característico de generadores de corriente continua más antiguos y de ciertos tipos de motores de corriente continua. Es importante señalar que en aplicaciones más modernas, especialmente en sistemas de energía automotriz, se están utilizando cada vez más sistemas sin escobillas y electrónica avanzada en lugar de colectores tradicionales.
FALLAS MAS COMUNES:
Desgaste de los Segmentos del Colector Chispas y Chisporroteo Problemas de Alineación Sobrecalentamiento Problemas de Aislamiento
FICHA TECNICA DE COMPONENTES DEL ALTERNADOR
COMPONENTE: PUENTE RECTIFICADOR
DEFINICION :Es el elemento encargado de rectificar la corriente alterna que se produce en el alternador haciendo que se convierta en corriente continua, que es el tipo de corriente que utilizan los elementos electrónicos del automóvil. FUNCIONES: Rectificación de la Corriente Alterna Conversión de Onda Completa Eliminación de la Inversión de Polaridad Suministro de Corriente Continua a la Batería Alimentación de los Componentes Eléctricos del Vehículo Regulación de Tensión
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CARACTERISTICAS:
El rectificador esta, formado por un puente de 6 o 9 diodos de silicio, puede ir montado directamente en la carcasa lado anillos rozantes o en un soporte (placa) en forma de "herradura", conexionados a cada una de las fases del estator, formando un puente rectificador, obteniéndose a la salida del mismo una tensión de corriente continua.
ESPECIFICACIONES TECNICAS:
Configuración del Puente: Especifica el tipo y la configuración del puente rectificador. En la mayoría de los alternadores modernos, se utiliza un puente rectificador de onda completa compuesto por cuatro diodos. Tipo de Diodos: Indica el tipo de diodos utilizados en el puente rectificador. Pueden ser diodos convencionales o diodos de potencia de alta eficiencia. Capacidad de Corriente: La capacidad de corriente del puente rectificador debe ser suficiente para manejar la carga máxima que el alternador puede suministrar. Esta especificación se expresa en amperios. Tensión Nominal: Indica la tensión máxima que puede manejar el puente rectificador. Esto está relacionado con la clasificación del sistema eléctrico del vehículo o del equipo al que se suministra energía. Eficiencia: Mide la eficiencia de la conversión de corriente alterna a corriente continua. Una mayor eficiencia significa menos pérdidas de energía durante la rectificación.
EJEMPLOS:
Ejemplo de Configuración de Puente Rectificador Configuración de Diodos: El puente rectificador típicamente consta de cuatro diodos dispuestos en una configuración de onda completa. Estos diodos son semiconductores que permiten el flujo de corriente en una sola dirección. Diagrama Esquemático: La disposición de los diodos forma un puente rectificador, comúnmente en una configuración en forma de diamante o cuadrado. Diodos de Rectificación: Los diodos se activan de manera secuencial durante los ciclos de la corriente alterna, permitiendo que la corriente fluya siempre en una sola dirección a través de la carga. FALLAS MAS COMUNES: Ejemplo de Configuración de Puente Rectificador Falla de Diodos Sobrecalentamiento Fallas en la Soldadura Contaminación y Suciedad
FICHA TECNICA DE COMPONENTES DEL ALTERNADOR
COMPONENTE: POLEA
DEFINICION: Una polea de rueda libre es la conexión mecánica entre el alternador y la polea del cigüeñal de salida del motor. FUNCIONES: La función principal de la polea es transmitir el movimiento del motor al alternador, permitiendo así que este último genere electricidad para cargar la batería y alimentar los sistemas eléctricos del vehículo.
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CARACTERISTICAS:
Material y Construcción: Las poleas del alternador suelen estar fabricadas en metal, comúnmente acero o aluminio. Estos materiales proporcionan resistencia y durabilidad.
ESPECIFICACIONES
TECNICAS:
Ranuras o Estrías: La polea tiene ranuras o estrías en su superficie interior que coinciden con las ranuras en el extremo del rotor del alternador. Estas estrías permiten una conexión segura para transmitir el movimiento. Tamaño y Diámetro: El tamaño y el diámetro de la polea pueden variar según el diseño específico del alternador y del motor. Estas dimensiones afectan la velocidad de rotación del alternador. Número de Estrías: El número de estrías en la polea debe coincidir con el número de estrías en el rotor del alternador para asegurar un ajuste adecuado y una transmisión eficiente del movimiento. Tensor de Correa: Algunos sistemas utilizan un tensor de correa que ajusta la tensión de la correa para garantizar un contacto adecuado y un funcionamiento eficiente.
EJEMPLOS:
Polea Estándar: La polea estándar suele tener un diseño simple con ranuras para la correa y una superficie de ajuste plana. Polea con Ranura para Llave: Algunas poleas pueden tener una ranura especial que permite el uso de una llave para facilitar la instalación o el ajuste de la correa. Polea con Amortiguador: Algunas poleas tienen un amortiguador incorporado para reducir las vibraciones y el desgaste en la correa. Polea de Canal Doble: Esta polea tiene dos canales para alojar dos correas, proporcionando una mayor capacidad de carga. Polea Ajustable: Puede haber poleas con mecanismos de ajuste incorporados que permiten cambiar la posición de la polea para alinear correctamente la correa. FALLAS MAS COMUNES: Desalineación Holgura Excesiva
FICHA TECNICA DE COMPONENTES DEL
ALTERNADOR
COMPONENTE: REGULADOR DE VOLTAJE
DEFINICION: Es el encargado de mantener una tensión máxima de salida del alternador de acuerdo a las necesidades y configuraciones de cada caso. FUNCIONES: Su función principal es controlar y mantener la salida de voltaje del alternador a un nivel constante para garantizar una carga adecuada de la batería y el suministro de energía a los sistemas eléctricos del vehículo.
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CARACTERISTICAS:
Control de Voltaje: Ajusta la corriente del campo magnético del rotor del alternador para controlar y mantener la salida de voltaje en un nivel constante, generalmente alrededor de 14 voltios en aplicaciones automotrices.
ESPECIFICACIONES TECNICAS:
Control de la Tensión de Salida: El regulador de voltaje ajusta la corriente del campo magnético en el rotor del alternador para controlar la salida de voltaje del alternador. Esto asegura que latensión suministrada sea constante. Protección contra Sobrecargas: Muchos reguladores de voltaje están diseñados para proteger el sistema contrasobrecargas. Si la carga eléctrica es demasiado alta, el regulador puede limitarla salida para evitar daños a la batería y otros componentes eléctricos. Compensación de la Temperatura: Algunos reguladores de voltaje tienen lacapacidad de ajustar la tensión de salidaen función de la temperatura para adaptarse a las variaciones ambientales.Función de Arranque en Frío: Algunos reguladores tienen una función de arranque en frío que aumenta temporalmente la salida de voltaje duranteel arranque del motor para compensar la mayor carga eléctrica. Detección de Caída de Voltaje: Puede haber reguladores que detectan una caída de voltaje en la red eléctrica delvehículo y ajustan la salida del alternadoren consecuencia.
EJEMPLOS:
Regulador de Voltaje Electromecánico: Este tipo de regulador utiliza componentes electromecánicos, como resistencias y relés, para ajustar la corriente del campo magnético y controlar la salida devoltaje. Regulador de Voltaje Integrado en elAlternador: En algunos alternadores modernos,el regulador de voltaje está integrado directamente en la carcasa del alternador. Este diseñocompacto simplifica la instalación. Regulador de Voltaje Electrónico: Los reguladores electrónicos utilizancircuitos electrónicos para controlar la salida de voltaje de manera más precisa. Pueden tener funciones avanzadas, como compensación de temperatura y respuesta rápida a cambios en la carga. Regulador de Voltaje Programable:Algunos reguladores electrónicos son programables, lo que permite ajustar parámetros específicos según las necesidades del vehículoo del sistema eléctrico.
FALLAS MAS COMUNES:
Sobrecarga Baja Tensión de Salida Fallo en el Ajuste de la TensiónSobrecalentamiento