Un alternador genera electricidad mediante el principio fundamental de la inducción electromagnética, donde un campo magnético variable induce una corriente eléctrica en un conductor. Este proceso se produce mediante interacciones cuidadosamente orquestadas entre los componentes mecánicos y eléctricos dentro del conjunto del alternador.
La conversión de energía comienza cuando la rotación del motor se transfiere al alternador a través de la correa serpentina, girando típicamente el rotor a una velocidad dos o tres veces superior a la del cigüeñal. El rotor consiste en una bobina que gira alrededor de un núcleo de hierro, que se convierte en un electroimán cuando la corriente fluye a través de él (llamada corriente de excitación). Este campo magnético giratorio barre los devanados estacionarios del estator, induciendo corriente alterna mediante la Ley de Inducción de Faraday.
El estator contiene tres conjuntos de devanados dispuestos a 120 grados entre sí, que producen corriente alterna trifásica. Esta configuración ofrece varias ventajas: una salida de potencia más uniforme, mayor eficiencia y la capacidad de generar corriente útil incluso a velocidades de rotación relativamente bajas. La salida de CA trifásica se asemeja a una serie de ondas sinusoidales superpuestas que proporcionan una entrega de potencia más constante que los sistemas monofásicos.
La conversión a corriente continua se produce en el puente rectificador, que contiene seis diodos dispuestos para convertir las porciones negativas de la forma de onda de CA en positivas. Esta rectificación de onda completa produce CC pulsante, suavizada por la capacitancia inherente de la batería y la inductancia del sistema eléctrico. La CC resultante abastece las necesidades eléctricas del vehículo a la vez que carga la batería.
La regulación de voltaje completa el proceso mediante la monitorización y el ajuste continuos de la corriente de campo del rotor. El regulador de voltaje compara el voltaje del sistema con un valor de referencia y modula la intensidad de campo en consecuencia, manteniendo una salida estable a pesar de las variaciones en la velocidad del motor y las cargas eléctricas. Los reguladores modernos utilizan modulación por ancho de pulsos para un control preciso y suelen incorporar compensación de temperatura para optimizar la carga en diversas condiciones.
