miércoles, 21 de noviembre de 2007

Circuito de carga de la batería

Quiero agradecer especialmente a Jon Tello la ayuda para poder comprender la instalación eléctrica de la moto, y el sistema de carga de la batería en concreto, así como su inestimable colaboración a la hora de escribir y corregir este artículo.


Todos los elementos eléctricos de esta moto (incluso el encendido) dependen de que funcione la batería. Pero la batería tiene una carga limitada, de forma que necesitamos recargarla contínuamente. De ello se encarga éste circuito.



Nos aparecen en este sistema tres elementos importantes, el alternador, el rectificador y el regulador.

Pero primero, unas nociones sobre la batería. La batería es un dispositivo capaz de almacenar energía. Una pila, vamos. Y que además es recargable. Si conecto una batería a una fuente de consumo (bombilla, bobina, etc...) la diferencia de potencial entre sus bornes hace que circule la corriente por el circuito, consumiendo carga de la batería.

Pero cómo hago para cargarla? Pues sencillamente conectándole un voltaje superior al que tiene ella misma. De esa forma, la batería actuará como elemento de consumo del circuito de carga.

Cómo funciona éste circuito? Tenemos en primer lugar un alternador (34). Es un dispositivo que tiene una parte fija exterior (estator) que contiene tres bobinas (o arrollamientos de hilo de cobre). En su interior gira una parte móvil (rotor) que tiene un electro-imán. El giro del rotor provoca en las bobinas del estator que se generen tres corrientes alternas (una por bobina), que saldrán por las conexiones W, V y U del alternador (tres cables amarillos, 1 en la foto). Sale también del estator una cuarta fase, mediante cable azul en la conexión Y (cable 2 en la foto), que es la fase neutra de las tres fases alternas. Ya que el negativo del cahsis es corriente contínua, es conveniente aislar la fase neutra de las tres fases alternas que genera el alternador.



El alternador montado es un BOSH (N 0120340002), 14V y 280W de potencia máxima, con una intensidad máxima de corriente de 20 Amperios.

Antes de seguir, el rotor. Éste es un electro-imán, es decir, un imán generado mediante electricidad. Le entra la corriente por el cable rosa (conexión DF, en la parte superior de la foto, sin numerar) a través de una escobilla (como los motores de los excalextric) y sale a conetarse a masa través de otra escobilla. El paso de esta corriente por sus arollamientos hace que funcione como un imán.

Sigamos. La corriente alterna que sale por los tres cables amarillos (y el azul) se conecta al rectificador (33) (conexiones 1 y 2 respectivamente). Éste es un dispositivo que se ocupa de transformar la corriente alterna en la corriente continua que necesita nuestra instalación eléctrica (debido a que las baterías sólo funcionan con corriente continua). Su funcionamiento se basa en una serie de diodos (elementos que dejan pasar corriente en una dirección y en la otra no) por lo que se llama también "puente de diodos" o "placa de diodos".



El rectificador es un BOSCH (N 0197002003) 14V y 22A.

La corriente rectificada sale del puente de diodos por dos patillas frontales (D+ y 61) y dos laterales (B+ y +) interconectadas entre sí dos a dos.

Si nos fijamos primero en las de salida frontal, veremos que en una (D+) (número 3 en la foto) sale un cable (blanco/rojo en mi LM) que la conecta a otro elemento, denominado Regulador (35), alimentándolo con la corriente contínua recién generada. El regulador, a su vez, alimenta mediante el cable rosa el electro-imán del rotor.

La función del regulador se basa en que éste mide el voltaje de salida del rectificador que le llega por el cable blanco/rojo. En función de esta señal, incrementa o disminuye el voltaje que alimenta el electro-imán del rotor, excitándolo más o menos, y de esta forma se regula el voltaje general que genera el sistema. Es decir, para que así el sistema genere la corriente que se necesita, ni más, ni menos. Si aumentamos las velocidad de giro del rotor (aumentando las revoluciones del motor) aumentará el voltaje de la corriente generada, pero sólo en la medida que lo permita el regulador, ya que éste enviará menos corriente al rotor del alternador y disminuirá la potencia del imán. Y viceversa.

De esta forma tenemos una especie de circuito en bucle, como un pez que se muede la cola.

Ahora deberemos tan sólo recoger toda esta corriente generada, y llevarla hacia donde la necesitemos. Esto se hará mediante el cable rojo que sale de la patilla + del rectificador (número 5 en la foto), y que está conectado al positivo de la batería. Cuando el voltaje a la salida del regulador sea superior al voltaje de la batería (motor en marcha a ciertas revoluciones), ésta se cargará.

Una vez la batería está cargada, el regulador continúa excitando en función del régimen del motor y de la demanda eléctrica. Si la demanda eléctrica es baja, excitará menos al rotor del alternador y se generará menos voltaje en el sistema. Aunque hoy en día, la demanda del sistema es casi constante, debido a la obligatoriedad del uso del alumbrado de cruce.


Testigo del circuito de carga

Pero si en algún lugar del circuito explicado hay un fallo, o si algún elemento está estropeado (alternador, regulador o rectificador), la batería no se cargará, y con el consumo que tendrá poco a poco se irá descargando hasta que la moto nos deje tirados. Con buen criterio, la moto cuenta con un testigo (19) que se enciende si se produce ésta situación.

La bombilla del testigo de carga (19) está conectada a la corriente que viene de la batería (36), a través del cable rojo hacia la llave de contacto (8), por el cable marrón hacia la caja de fusibles(39) y a través del cable rojo/negro primero y rojo después, que alimenta también a los otros testigos (nivel líquido de frenos, presión aceite, punto muerto).

La bombilla del testigo sólo se encenderá cuando la llave de contacto esté en ON y cuando además haya una diferencia de potencial elevada entre sus dos polos (p.e. cuando se conecte a tierra). Para ello sale un cable azul que conecta el otro polo de la bombilla a la patilla frontal 61 del rectificador de corriente (número 4 en la foto).

Con el motor apagado y la llave de contacto en ON, se deberá encender esta bombilla, ya que el voltaje de la corriente que viene del rectificador será 0V. Como el voltaje que viene de la batería es 12V, la diferencia de potencial entre los dos polos de la bombilla es de 12V, y la bombilla se enciende. Si no se enciende, la bombilla está fundida, o bien hay un fallo en su circuito.

Arranquemos el motor. El sistema de carga empieza a producir corriente. Ésta sale por el cable azul hacia la bombilla. Cuando la corriente generada está cercana a los 12V, la bombilla se apaga, ya que la diferencia de potencial entre sus dos polos es casi 0V. Cuando el motor está al ralentí, el voltaje de la corriente generada es bajo, con lo que la bombilla se enciende (eso sí, con menos intensidad). Si el circuito de carga, o mejor dicho, de generación de corriente, no funciona, la diferencia de potencial entre los dos polos de la bombilla será de 12V, y permanecerá encendida aún con el motor en marcha, lo que nos indicará con seguridad que la batería no se está cargando.


Comprobaciones del sistema

La primera prueba a realizar será, en todo caso, la de medir mediante un voltímetro el voltaje entre el positivo y el negativo de la batería, que en parado será por encima de 12V. Al subir de revoluciones el motor, la lectura entre los bornes de la batería deberá superar los 13V, lo que nos indicará que el sistema de carga funciona. Podría hilarse más fino con una pinza amperométrica (para medir los amperios que circulan por el cable de carga de la batería) pero la prueba del voltímetro es suficiente.

Si ésto no ocurre, deberemos revisar primero todas las conexiones del circuito de carga, en busca de falsos contactos o posibles derivaciones a masa por cables pelados o montajes erróneos.

Así, comprobaremos la continuidad de todos los cables (tres cables amarillos y fase azul del estator al rectificador, blanco/rojo de entrada al regulador, rosa del regulador a la escobilla de entrada del rotor). Prestaremos especial atención a las conexiones a neutro del regulador y del rectificador (cables negros). Revisaremos también el estado de las escobillas, así como la limpieza de las pistas de las escobillas en el propio rotor. Un poco de contact-cleaner nos irá de perlas.

Si podemos asegurar que las conexiones del circuito están bien, deberemos comprobar sus elementos.

La lectura de resistencia entre las dos pistas de las escobillas en el rotor debe darnos 3,4 Ohm +/- 10%. Si nos da lectura inifnita, es que no hay continuidad y el bobinado está roto. Deberemos cambiar el rotor.

Las lecturas de resistencia entre las fases del estator dos a dos (U-V, V-W, W-U), con todas sus conexiones desconectadas, debe ser igual entre ellas y de 0,38 Ohm +/- 10%

Comprobaremos por separado cada uno de los diodos de la placa del rectificador con el ohmetro. En una dirección nos tiene que dar una cierta resistencia al paso de la corriente del téster, en la otra dirección nos dará infinito (se bloquea en el otro sentido). De no ser así en algún caso, deberemos cambiar la placa entera.

1 comentarios:

Baterías Motos dijo...

Este artículo me parece muy completo ya que esta lleno de información importante.