Aula 6: Fontes de fornecimento de energia para o automóvel utilizando dínamo e alternador- Parte 1

Em nossas últimas aulas abordamos o componente mais importante da parte eletroeletrônica dos veículos, que é a bateria e agora vamos entender como e quais equipamentos mantêm a bateria carregada e o sistema elétrico-eletrônico estabilizado.

Dínamo ou Gerador 

O dínamo é o componente acionado por uma correia ligada diretamente à polia do motor, e só carregava a bateria e mantinha o sistema elétrico do veículo estabilizado acima de 1200 rpm. (Fig.1 e 2)

O gerador é formado por bobinas de campo, induzido, escovas, carcaça, rolamentos e polia. 

Por suas características, o gerador tinha limites para tirar corrente do induzido e também pela dificuldade de arrefecê-lo, a corrente ficava limitada por volta de 30 amperes. Com a característica de não conseguir carregar a bateria abaixo de 1200 rpm, os veículos tinham problemas se enfrentassem longos congestionamentos nas grandes cidades, obrigando seus condutores a manter o veículo acelerado.

A voltagem gerada era de corrente contínua e regulada por um regulador de voltagem mecânico. A ligação entre gerador e regulador consistia em:

• D+ do gerador no borne D+ do regulador e no mesmo borne do regulador era ligado a lâmpada espia do painel;

• DF do gerador no borne DF do regulador;

• D- do gerador no borne D- do regulador;

• O B+ do regulador ligado ao polo positivo da bateria.

Com a necessidade de aumento dos acessórios elétricos e com a limitação da corrente do gerador, este foi substituído pelo alternador.

Alternador 

Rotor

O rotor é formado por um eixo apoiado em rolamentos, uma bobina de enrolamento totalmente isolada e das garras formadas pelos polos magnéticos norte e sul.

Estator

O estator é formado por enrolamentos de bobinas em configuração estrela (Y) que são excitadas pelo campo magnético formado pelo rotor, os mais comuns são com três conjuntos de ligações, mas podemos também ter de 4 ou 6 saídas, dependendo de sua capacidade ou voltagem. 

Estator com 3 saídas para ligações na placa de diodos. 

Estator com 4 saídas para ligações na placa de diodos.

Estator com 6 saídas para ligações na placa de diodos, geralmente usados nos alternadores de 24v. 

Placa de diodos

A placa de diodos ou placa retificadora é a responsável por retificar a corrente alternada que sai das bobinas do estator em corrente contínua para carregar a bateria e manter o sistema elétrico do veículo. Isso ocorre através dos diodos retificadores contidos na placa, porém na placa também tem os diodos excitadores, que são responsáveis por retificar a corrente que será utilizada pelo regulador para alimentar a bobina do rotor.

Regulador de voltagem eletrônico

O regulador de voltagem, como o próprio nome diz, regula a voltagem que é aplicada na bobina do rotor e com isso o campo magnético formado, mantém a voltagem de saída do alternador entre 12,6 e 14.5 volts, independente da rotação do motor e da carga solicitada pelos componentes elétricos ligados.

Como vimos no gerador, o responsável pela geração de energia era o induzido produzindo corrente contínua, já no alternador, o responsável é o estator, porém a corrente é alternada, vamos nos deter mais um pouco e entender como isso acontece.

Nos alternadores mais comuns, o rotor tem seu enrolamento, que é alimentado por uma voltagem controlada pelo regulador de voltagem, com isso cria-se um campo magnético que gera o movimento de elétrons no estator, dando origem à corrente alternada, por esse motivo precisamos de uma placa de diodos para retificar a corrente, transformando-a de alternada para contínua. 

Quando ligamos a chave de ignição (4), a lâmpada espia (3) se acende, pois o circuito se fecha entre o rotor (1d) e regulador (2), quando o motor entra em funcionamento as bobinas trifásicas (u v w ) começam a fornecer a corrente que flui pelos diodos de excitação (1a) apagando a lâmpada espia (4) e fornecendo a corrente gerada ao regulador para seu correto funcionamento e controle da voltagem no rotor, simultaneamente é retificada pelos diodos positivos (1b) e diodos negativos (1c) para manter a bateria carregada e fornecendo alimentação para todo os sistemas do veículo. 

Com essas características, temos alternadores com capacidades bem maiores que dos geradores, sendo normal um alternador de 120 amperes.

Alguns veículos específicos como Mercedes Bens, BMW e Audi, utilizavam baterias de 48 volts, com alternadores muito mais robustos para manter este sistema estável.