No diseño alternadores de automóviles, por lo que no puedo decir exactamente lo que implica las decisiones de ingeniería. Sin embargo, aquí hay algunas especulaciones razonables.

La eficiencia del alternador simplemente no es un gran problema en un automóvil. La potencia que el motor tiene que apagar para mover el automóvil empequeñece lo que requiere el alternador. Si esta pequeña fracción de la potencia total del motor fuera 1/3 menos, no haría una gran diferencia. Por lo tanto, la eficiencia puede intercambiarse para obtener otros parámetros más importantes. Algunos de ellos probablemente incluyen una alta confiabilidad en un entorno hostil, un funcionamiento en un amplio rango de temperaturas, y continúan mientras se les salpica con agua que contiene suciedad, sal de carretera y otros residuos. Los volúmenes son muy altos, por lo que mantener los costos bajos también debe ser un gran deseo.

Primero, observe el costo de un generador eficiente al 90% de la misma potencia en comparación con un alternador de automóvil. Espero que sea varias veces más. Luego intente operar el generador de alta eficiencia en un entorno hostil como debajo del capó de un automóvil y observe cuánto tiempo sobrevive. Los alternadores de automóviles habitualmente sobreviven a esto durante 10-15 años. El generador eficiente de alta gama que cuesta varias veces más probablemente no durará un mes en malas condiciones.

Se trata de lo que es realmente importante y de hacer las concesiones de ingeniería adecuadas en el diseño.

Voltaje: a 14v es muy difícil de ser eficiente.

• pérdida de diodos: el alternador del automóvil funciona alrededor de 14v, con 0.6v por cada paso de diodo tiene una pérdida de 1.2v: casi 10% de pérdida solo en este.

• devanados: pierde mucha potencia sobre la pérdida por resistencia en el devanado debido a la alta corriente del tamaño del devanado (podría calcular esta pérdida con el calibrador en una corriente dada)

• Conexiones: es muy fácil perder un poco de eficiencia a esta corriente y voltaje: ¡una conexión de 0.1 ohm a 65A tendría 6.5v de ancho, perdiendo casi el 50% de la potencia!

• pérdida de núcleo: a una velocidad más alta, la pérdida de núcleo es probablemente cada vez más importante (supongo que es mejor explicar el gráfico)

Creo que podríamos obtener una eficiencia mucho mayor con solo operar el mismo alternador a un voltaje más alto.

Creo que una buena parte de la baja eficiencia se puede atribuir al hecho de que las bobinas individuales no cargan la batería hasta que su voltaje excede el voltaje de la batería + 2 caídas de diodo. Si el voltaje máximo de la bobina es de 16 V y la tensión de la batería es de 12,6 V, entonces no fluye corriente desde una bobina hasta que la forma de onda de CA de esa bobina supera los 14,6 V (12,6 V + 1 V + 1 V). Por lo tanto, cada devanado no produce corriente hasta que su voltaje está por encima de 14.6. Si bien es cierto, hay 3 fases, lo que reduce en gran medida la corriente de ondulación de la batería, lo que no cambia el hecho de que cada bobina individual no produce ninguna corriente en absoluto para la mayoría de cada ciclo. Una utilización tan baja de la bobina tendría que tener un impacto negativo en la eficiencia general.

Eso es a menos que un alternador sea una fuente de corriente constante y no una fuente de voltaje constante ...

Los alternadores de automóviles son mucho mejores que los generadores de CC porque son más efectivos y producen suficiente electricidad para alimentar todo lo que necesitas en todos los rangos de rpm. El problema es que, como usted descubre, producen AC mientras que todo lo que necesita en su automóvil necesita DC. Así que en la entrada pierdes algo de eficiencia. La corriente también debe ser estabilizada - los siguientes loos. A pesar de todas las pérdidas, todavía son mejores que los generadores de CC que la potencia de los faros de un automóvil es mínima. Y cuando algo funciona bien, ¿por qué arreglarlo?