Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
Si conduces una motocicleta, una moto de cross o trabajas con motores pequeños, hay un héroe oculto que mantiene todo vivo: el estátor magnético. Está enterrado detrás de una cubierta lateral, empapado en aceite, y casi nunca recibe ningún amor - hasta que su batería se agota en un paseo, sus luces parpadean, o el motor se niega a chispear.
En esencia, un magnetoestator no es más que alambre de cobre, hierro e imanes. Pero juntos, consiguen un gran truco: convertir el metal giratorio en energía eléctrica limpia y utilizable. sin necesidad de batería para empezar. Por eso se siguen utilizando magnetos en todo tipo de motores, desde motosierras hasta aviones.
Aquí es donde mucha gente (y muchos blogs) se enredan, así que vamos a desenredarlo de inmediato.
A estator es simplemente el estacionario parte de una máquina, normalmente el anillo de bobinas de hierro y cobre que nunca se mueve. La parte que gira en el centro se llama rotor o volante. En las motocicletas, el estator y un imán giratorio generan la corriente alterna que alimenta las luces y la batería.
A magneto es un tipo de alternador que utiliza imanes permanentes en el rotor en lugar de una bobina excitada. Genera su propia electricidad de corriente alterna al girar el motor, que puede utilizarse directamente para el encendido y/o la carga, sin necesidad de una batería externa para excitar el campo.
Si los juntamos, obtenemos un estator magneto: el conjunto estator utilizado en el interior de un alternador de tipo magnético, construido en torno a imanes permanentes y bobinados de cobre.
Dentro del cárter del motor, el cigüeñal hace girar un volante que tiene potentes imanes permanentes incrustados alrededor de su borde. El estator del magneto se encuentra justo dentro del volante y está recubierto de bobinas de cobre. Al girar el volante, su campo magnético barre las bobinas e induce en ellas una tensión alterna. Eso es puro inducción electromagnética, el mismo principio básico que subyace a cualquier alternador o generador.
Dependiendo del diseño, que la alimentación de CA es entonces:
En otras palabras, el magnetoestator es la planta motriz integrada del motor: sin estator, no hay chispa, no hay carga, no hay diversión.
Ralenticemos el tiempo y observemos una sola revolución del cigüeñal a través de los ojos del estator.
El volante de inercia pasa con polos magnéticos alternos norte y sur incrustados en él. Cuando cada polo pasa junto a un diente del estator envuelto en alambre de cobre, cambia el flujo magnético a través de esa bobina. La ley de Faraday dice que cualquier cambio en el flujo magnético a través de un conductor induce una fuerza electromotriz (tensión) en él.
Cuando el imán se acerca, el flujo a través de la bobina aumenta y la corriente circula en un sentido. Cuando se aleja y se acerca el polo opuesto, el flujo disminuye y se invierte, por lo que la corriente fluye en sentido contrario. Si haces esto varias veces por segundo, habrás construido un alternador de imán permanente dentro del cárter del motor.
Si retira la tapa lateral de un motor típico de motocicleta o quad y quita el volante, verá un conjunto circular salpicado de bobinas de cobre. Es el estator de tu magneto.
En el interior, la construcción es sorprendentemente elegante:
En núcleo suele fabricarse con finas láminas de acero apiladas entre sí. Las láminas reducen las pérdidas por corrientes parásitas y el calentamiento. Alrededor de cada diente de ese núcleo, alambre de cobre esmaltado se enrolla firmemente para formar una bobina. A continuación, esas bobinas se conectan entre sí siguiendo un patrón específico (monofásico, trifásico, dividido para la iluminación frente al encendido, etc.). Todo el conjunto está sólidamente atornillado a la carcasa del motor para que nunca se mueva.
Aquí tienes una comparación rápida que puedes echar un vistazo cuando no estés seguro de lo que alguien quiere decir con "estator" o "magneto" en un mensaje del foro:
| Tipo de sistema | Fuente de campo del rotor | Función del estator | ¿Necesita batería para producir energía? | Casos de uso típicos |
|---|---|---|---|---|
| Magneto alternador | Imanes permanentes en el rotor | Las bobinas del estator generan CA directamente | No - autoexcitante | Encendido de motocicletas, motores pequeños y aeronaves |
| Alternador de automóvil | Bobina del rotor del electroimán | Las bobinas del estator generan CA a partir del campo del rotor | Sí - el rotor necesita CC | Coches, camiones, grandes vehículos de carretera |
| "Sólo un estator" | Depende del sistema | Denominación genérica de los bobinados fijos | Varía | Cualquier motor/generador con devanado estacionario |
El magnetoestator del que hablamos es esa primera columna: imanes permanentes, autoexcitables y muy felices viviendo en el interior de motores que podrían incluso no tener batería.
No todos los estatores magnéticos son iguales. Si alineas tres estatores de motos diferentes, verás diferencias de tamaño, número de polos y cableado. Todas estas son opciones de diseño destinadas a equilibrar el coste, la potencia y la suavidad.
Las variantes más comunes son:
En una motocicleta típica con un magnetoestator, se puede pensar en los sistemas de carga y encendido como ramas que crecen de la misma raíz: el estator.
A medida que el estator genera CA, parte de esa energía se envía a través de un regulador/rectificadorque convierte la CA en CC y sujeta la tensión a un nivel seguro para la batería y los componentes electrónicos. Otra parte (o conjunto dedicado de bobinas) alimenta la Módulo CDI/encendidoque utiliza los impulsos del estátor más una bobina de disparo para temporizar y disparar la bujía.
Es por eso que un estator enfermo puede causar tanto problemas de carga y fallos de encendido o condiciones de no-arranque.
Los ingenieros que modifican el estator de un magneto deben tener en cuenta varios factores:
Eligen fuerza del imán, número de polos, calibre del cabley geometría del núcleo para alcanzar la curva de potencia deseada. Un estátor destinado a una moto de enduro podría priorizar la carga a bajas y medias RPM para velocidades de sendero, mientras que un estátor de moto deportiva podría inclinarse hacia la salida de altas RPM para alimentar potentes luces y electrónica.
Los laminados reducen las pérdidas parásitas, mientras que las formas de las ranuras y el número de polos cuidadosamente elegidos ayudan a minimizar el par de arrastre y las vibraciones, especialmente en las máquinas de imanes permanentes.
Dado que el estator del magneto se encuentra en un entorno caliente, aceitoso y vibrante, puede fallar, y de hecho falla, normalmente por rotura del aislamiento, sobrecalentamiento o daños físicos.
Cuando empieza a fallar, a menudo notará una mezcla de problemas eléctricos en lugar de un único modo de fallo. Los problemas del estátor se confunden a menudo con baterías o reguladores defectuosos, por lo que resulta útil conocer los signos reveladores.
La buena noticia: se puede diagnosticar un estátor de magneto con un multímetro barato y un poco de paciencia.
Las pruebas básicas se dividen en dos categoríascomprobaciones estáticas con el motor apagado y controles dinámicos con el motor en marcha. Para ambos, consulte su manual de servicio para la resistencia exacta y especificaciones de voltaje para su motor, pero los principios son muy similares.
Un estator magneto sano suele durar toda la vida del motor, pero ciertos hábitos y modificaciones pueden acortar o alargar su vida.
Los estátores odian el exceso de calor y los sistemas sobrecargados. Si has añadido grandes luces auxiliares, puños calefactables, cargadores de teléfono, etc., es probable que hayas llevado el sistema de carga al límite. Si a esto le sumas un regulador/rectificador agotado o un flujo de aire deficiente, con el tiempo puedes quemar los bobinados del estátor.
Un estator magnético no es magia: es un anillo de hierro y cobre cuidadosamente dispuesto en el campo magnético del volante de inercia. Cuando ese campo pasa, empuja los electrones de las bobinas, creando la corriente alterna que mantiene el encendido, la batería cargada y las luces encendidas en la oscuridad.
Una vez que entienda cómo funciona y cómo encaja en el conjunto de la carga y el encendido, el diagnóstico de problemas (o la planificación de mejoras) se convierte en algo mucho menos misterioso. La próxima vez que pulse el botón de arranque y todo vuelva a la vida, sabrá exactamente qué componente oculto está haciendo el trabajo pesado.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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