Bobinas de arranque

Las bobinas de campo del motor de arranque son piezas reemplazables que se encuentran en algunos motores de arranque. Junto con el inducido del motor de arranque, las bobinas producen la rotación que hace girar y arrancar el motor. Hemos compilado esta guía para ayudarle a entender las bobinas de campo del motor de arranque; su funcionamiento, en qué consisten, cómo están cableadas y mucho más.

Definición de la bobina de arranque

Las bobinas de arranque son bobinados de alambre magnético que rodean el inducido del motor de arranque de un automóvil. En esencia, son electroimanes que generan campos magnéticos para hacer girar el inducido. La rotación se produce cuando circula corriente por los devanados de las bobinas de los dos conjuntos.

En un motor de arranque de vehículo típico, las bobinas de campo se mantienen en el bastidor de campo. Trabajan junto con núcleos de hierro (también llamados zapatas de polos) para producir la fuerza suficiente para hacer girar el motor. En un motor de arranque, los devanados de las bobinas de campo y sus núcleos dejan una holgura suficiente para permitir la rotación sin obstáculos del inducido.

Construcción de la bobina de campo del arrancador

Para hacer bobinas de campo, los fabricantes de motores de arranque enrollan muchas vueltas de un conductor. El conductor suele ser de cobre de baja resistencia y se presenta en forma de alambre o tiras. Para evitar cortocircuitos, las bobinas se recubierto de esmalte o algodón. También se envuelve una cinta aislante alrededor de las bobinas para ofrecer una protección adicional.

Como hemos visto, los fabricantes de bobinas de arranque suelen utilizar cobre para fabricarlas. Las razones para ello incluyen el alto conductividad del cobre y otras propiedades como la resistencia al calor y la corrosión. Las bobinas también se fabrican con el grosor adecuado para disminuir la resistencia eléctrica y reducir el calentamiento óhmico.

Dentro del motor de arranque, los cables de la bobina de campo se conectan a las bobinas del inducido de diferentes maneras. El método utilizado depende de varios factores, como la aplicación, el rendimiento requerido y otros. Cada configuración de bobina de campo tiene sus ventajas e inconvenientes, como veremos más adelante en la guía. Antes de eso, acerca de la función de la bobina de campo de arranque en el motor, así como todo el coche sistema de arranque.

¿Para qué sirve la bobina de campo del motor de arranque?

Para entender la función que cumplen las bobinas de campo, es necesario conocer el papel que desempeñan los motores de arranque. Un motor de arranque gira para arrancar el motor del coche. Para ello, se basa en las fuerzas generadas por los campos magnéticos.

El propósito de las bobinas de campo del motor de arranque es conducir una corriente eléctrica que provoca un flujo magnético alrededor del inducido del motor de arranque. El inducido también tiene un campo magnético a su alrededor, y la interacción entre las dos fuerzas hace que el inducido móvil gire.

El conjunto de la bobina de campo, al ser la parte estacionaria, no sigue la rotación del inducido. En su lugar, sigue proporcionando el campo magnético necesario para que el inducido y el eje continúen girando.

La función de la bobina de campo del motor de arranque es, por tanto, generar la fuerza magnética necesaria para hacer girar el inducido. Para ello, magnetiza el núcleo y genera un flujo magnético alrededor de las espiras de alambre.

Funcionamiento de las bobinas de campo en un motor de arranque

Veamos ahora el funcionamiento de la bobina de campo del motor de arranque que conduce a la rotación del motor. Para que sea más fácil de entender, trazaremos los acontecimientos desde que la corriente entra en el motor hasta que el eje empieza a girar.

• Cuando se activa el sistema de arranque, un circuito conecta la corriente al motor de arranque. A continuación, las escobillas del motor conducen la corriente a los bobinados del inducido a través del conmutador. Las bobinas de campo están conectadas a la bobina de inducido, por lo que también circula corriente a través de ellas.
• Con la corriente circulando por las bobinas de campo, se genera un fuerte flujo magnético. El diseño y la disposición de las bobinas producen un electroimán con polos norte y sur, y las zapatas polares contribuyen a reforzarlo.
• Las bobinas del inducido también producen un campo magnético, y la reacción entre su campo magnético y el de las bobinas de campo hace que gire. El sentido de giro suele ser desde el lado con una alta concentración de líneas de campo magnético hacia el lado de baja intensidad.
• El conmutador invierte constantemente el sentido de la corriente en las bobinas, haciendo que el inducido asuma una rotación continua.
• A continuación, el mecanismo de accionamiento del motor de arranque transfiere la energía del eje giratorio al volante de inercia. El resultado es el arranque y la puesta en marcha del motor.

El rendimiento de las bobinas de campo del arrancador varía en función de distintos factores, como:

Tipo y calidad del material

Grosor del alambre de la bobina

Número de bobinados

Configuración de la bobina

Los ingenieros se aseguran de que el funcionamiento de la bobina de campo del motor de arranque descrito aquí sea lo más eficiente posible. Lo hacen utilizando varios métodos, como se describe a continuación.

En primer lugar, utilizan materiales de alta calidad para el conductor, de modo que ofrece poca resistencia óhmica al flujo de corriente. La mayoría de los motores de arranque utilizan cobre como conductor en las bobinas. Este material ofrece las ventajas de la conductividad eléctrica y el bajo calentamiento óhmico.

En segundo lugar, fabrican el conductor en forma de tiras o cintas en lugar de alambre. De este modo, se garantiza una conductividad óptima y se maximiza el número de vueltas de la bobina. Las cintas también ayudan a concentrar las líneas de campo magnético para par máximo.

En tercer lugar, utilizan muchas vueltas del conductor para aumentar la intensidad del campo magnético alrededor de las bobinas. Además de muchas vueltas, en el motor de arranque moderno se utilizan varias bobinas de campo. Esto sirve para aumentar la fuerza de giro y garantizar una rotación suave.

Otra forma que tienen los fabricantes de mejorar la eficacia de las bobinas de campo es utilizar la forma más eficaz de conectarlas al circuito del inducido. Existen muchas configuraciones diferentes, cada una de las cuales se adapta a aplicaciones concretas. A continuación se describen algunas de las formas de cablear las bobinas de campo en los motores de arranque actuales.

Configuraciones de la bobina de campo del motor de arranque

Los motores de arranque suelen tener cuatro bobinas conectadas en serie al inducido. Existen otros diseños para las bobinas de campo de los motores de CC. Aquí explicamos los más comunes, que son:

• 2 bobinas, conexión en paralelo
• 4 bobinas, conexión en serie
• 4 bobinas, conexión en serie y en paralelo
• 6 bobinas, conexión en serie y en paralelo
• 3 bobinas, 2 en serie y 1 en paralelo

Dos bobinas y conexión en paralelo

Se utilizan dos bobinados conectados al inducido en paralelo. Gracias a este método, tanto el inducido como las bobinas de campo reciben la misma tensión. Los cables experimentan poca fuerza contraelectromotrizlo que significa que el par motor no cambia, incluso a altas revoluciones.

La configuración de 2 bobinas y en paralelo también viene con dos zapatas de polos adicionales, pero sin devanados de alambre. Éstas sirven para mejorar el campo magnético sin tomar corriente, lo que permite obtener un motor capaz de superar cargas considerablemente grandes.

Debido a su bajo calentamiento óhmico, las bobinas conectadas en paralelo pueden ser gruesas o tener un gran diámetro. Pero las bobinas también producen un par bajo. Cuando se utiliza esta configuración en un motor de arranque, también es necesario un mecanismo de arranque de reducción de engranajes. Éste ayuda a compensar la débil fuerza de rotación.

Cuatro bobinas y conexión en serie

Como ya se ha indicado, ésta es una de las configuraciones más populares de bobinas de campo para motores de arranque. Consta de cuatro bobinas y una conexión en serie con el inducido. El diseño ofrece varias ventajas, la mayoría relacionadas con el par y la superación de cargas.

Con las bobinas de campo en serie, fluye la misma corriente por los cables. Esto produce un par elevado cuando el motor arranca inicialmente. Pero también provoca una fuerza contraelectromotriz en las bobinas. La fuerza electromotriz desacelera rápidamente el motor y reduce su par.

El elevado par inicial se adapta perfectamente a los sistemas de arranque de alta carga. Por lo tanto, la mayoría de los motores de arranque de baja velocidad y carga pesada son de este tipo. A pesar de su elevado par, los motores de arranque con estas bobinas no pueden funcionar durante mucho tiempo. Se aceleran demasiado rápido tras el arranque, lo que puede provocar daños si no se controla.

Cuatro bobinas y conexión combinada serie/paralelo

Consta de 4 bobinas diferentes, una de ellas conectada en serie y la otra en paralelo. La combinación ofrece las ventajas de los distintos métodos de cableado, aumentando el rendimiento global.

Las bobinas de campo de este tipo producen un flujo magnético mucho mayor que el de la conexión de 2 bobinas y en serie. Otra ventaja es la velocidad controlada que resulta de la fuerza electromotriz de la parte en serie de las bobinas.

Seis bobinas y conexión combinada serie/paralelo

Esta configuración presenta tres pares de bobinados y conexiones en serie y en paralelo. Debido al gran número de bobinas de campo y a los diferentes métodos de cableado, es ideal para arrancadores de gran potencia.

La combinación en serie y en paralelo ofrece dos ventajas. La parte en serie de las bobinas garantiza un par elevado para superar grandes cargas. La conexión en paralelo, por su parte, ayuda a controlar la velocidad después de que el motor haya empezado a girar.

Tres bobinas, 2 conexiones en serie y 1 en paralelo

Una de las bobinas está conectada a tierra o en derivación, mientras que las otras dos están unidas al inducido en serie. La principal ventaja de este método es que permite controlar la velocidad del motor. Con la bobina en derivación manteniendo una cantidad constante de corriente, el motor no alcanza niveles de velocidad destructivos. Los motores de arranque con este tipo de configuración producen un par medio.

Preguntas frecuentes sobre las bobinas de arranque

Para ayudarle a comprender mejor las bobinas de campo, hemos recopilado una lista de las preguntas más frecuentes. Estas preguntas le proporcionarán información adicional sobre estas piezas esenciales del motor de arranque.

Q1. ¿Cuáles son las principales diferencias entre la bobina de un motor de arranque y los devanados del inducido?

A. Las bobinas de campo del motor de arranque son conjuntos estacionarios, mientras que las del inducido pueden girar sobre su eje o con el eje. Las bobinas de campo también se fijan a la carcasa del motor y rodean el inducido. El inducido se mantiene en el eje central del motor mediante el eje.

2. ¿Todos los motores de arranque tienen bobinas de campo?

A. No. Algunos, especialmente los modernos, utilizan imanes permanentes en lugar de electroimanes. Sin embargo, un buen número de estos motores utilizan bobinas de campo, lo que hace que los componentes sean comunes en el mercado de piezas de automóviles.

Q3. ¿Por qué las bobinas de campo conectadas en serie suelen ser más gruesas que las bobinas en derivación?

A. Las bobinas bobinadas en derivación presentan menor resistencia eléctrica que las bobinas bobinadas en paralelo. Por tanto, no se calientan rápidamente, lo que permite utilizar conductores más finos. Si las bobinas conectadas en serie fueran tan finas, el calentamiento óhmico resultante provocaría daños.

Q4. ¿Qué es la resistencia de la bobina de campo?

A. Se refiere a la resistencia óhmica de las bobinas de campo al flujo de corriente. La resistencia suele especificarse en el manual y puede utilizarse para comprobar una bobina dañada cuya resistencia haya cambiado.

Q5. ¿Por qué se dañan las bobinas de campo de los motores de arranque?

A. Hay varias razones. Las más comunes son la degradación de los devanados debido al desgaste y la corrosión, la fusión de las bobinas por sobrecalentamiento y la puesta a tierra del aislamiento. El polvo de las escobillas de carbón también puede proporcionar una vía para los electrones y conectar a tierra los devanados de la bobina.

Q6. ¿Se pueden reparar las bobinas de arranque dañadas?

A. Sí, es posible reparar las bobinas de campo defectuosas. Muchos automovilistas optan por rebobinar las bobinas para eliminar las bobinas fundidas o las que tienen el aislamiento muy deteriorado. El rebobinado de la bobina se puede hacer en un taller de reparación o como una tarea de bricolaje utilizando una máquina de bobinado de bobina de campo. Envolver las bobinas con cinta adhesiva puede ser un remedio para las bobinas expuestas sin daños.

Q7. ¿En qué consiste la comprobación de las bobinas de campo de los motores de arranque?

A. Se utiliza un óhmetro para medir la resistencia de la bobina y detectar daños. Los dos problemas se conectan a cualquiera de los terminales de la bobina y se toman lecturas. Una resistencia alta indica bobinados fundidos y circuito desconectado, mientras que una lectura casi nula o continuidad indica una bobina en cortocircuito. Con sólo mirar se pueden detectar diversas formas de daños, como la degradación del aislamiento.

Q8. ¿Cuál es el precio de la bobina de campo de arranque?

A. El coste varía y gira en torno a $50 para la mayoría de las bobinas de campo. Algunas cuestan menos, mientras que otras se venden por cien dólares o más. Las diferencias de coste se deben a variaciones en el diseño, la calidad del material, el tamaño y otros factores. Algunas marcas de bobinas tienen precios más elevados que otras.

Q9. ¿Cuál es el coste de rebobinado de la bobina de campo del motor de arranque?

A. Aunque las tarifas varían de una región a otra, los importes oscilan entre $200 y $300 para motores de tamaño medio y más elevados para los de mayor tamaño. Los rebobinadores de motores suelen requerir las especificaciones de las bobinas antiguas, así que asegúrate de tenerlas a mano.

Conclusión

Las bobinas de campo del motor de arranque son una de las partes más importantes del sistema de arranque de un coche. Preocupadas por producir la fuerza para hacer girar el inducido, las bobinas desempeñan una función importante. También vienen con diferentes características, incluyendo los métodos de cableado. Comprender el funcionamiento y las bobinas de campo puede ayudarle a cuidar mejor el motor de arranque de su coche. También a comprar las correctas, como vendedor de autopartes o propietario de un automóvil.