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Il regolatore di tensione

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REGOLATORE DI TENSIONE By Polex


Il regolatore di tensione dovrebbe essere un componente dalla vita illimitata. In pratica il progetto della moto e' affidato ad ingeneri meccanici che pongono poca cura al posizionamento delle parti elettriche. Non e' raro trovare i regolatori vicino alle marmitte oppure sotto al serbatoio: da un lato sono protetti dall'acqua, dall'altro smaltiscono male il calore e si bruciano.
Per cui capita di trovarsi con la batteria a terra a causa del regolatore bruciato. :-(
La cosa più semplice e' sostituirlo con quello originale, un po' più complicato è sostituirlo con uno equivalente, ma la cosa più interessante e' costruirne uno.
Io ho scelto l'ultima soluzione.... :-D

Come prima cosa bisogna capire come funzionano questi oggetti. In generale gli alternatori forniscono una tensione proporzionale al numero di giri.
Come fa il regolatore a caricare la batteria con una tensione costante mentre il numero di giri varia ?
Faccio una ricerca su internet e scopro che esistono due strategie: una utilizzata prevalentemente sulle automobili e l'altra utilizzata esclusivamente sulle moto.
La prima, più dispendiosa ed ingombrante, riesce a fornire delle elevate correnti di carica; la seconda, economica e poco ingombrante, si addice alla maggior parte delle moto e scooter.
La soluzione automobilistica fa uso di un alternatore con il rotore dotato di avvolgimenti di eccitazione. Il campo magnetico e' realizzato con degli avvolgimenti alimentati (attraverso le spazzole) da un circuito esterno.
In questo caso il regolatore varia la corrente di eccitazione in funzione del numero di giri e del carico elettrico: se il numero di giri aumenta, la corrente di eccitazione (ed il flusso magnetico del rotore) diminuisce, per mantenere costante la tensione di ricarica.
La soluzione motociclistica prevede un' alternatore molto semplice: una campana magnetica calettata sull'albero motore all'interno della quale sono alloggiati gli avvolgimenti fissati sul carter. Non ci sono ne avvolgimenti di eccitazione ne contatti striscianti, ed e' tutto all'interno del motore in bagno d'olio.
Le tensioni di uscita variano dai 16 volts fino a superare i 200 volts in funzione del numero di giri e del tipo di moto...
Chiaramente un salto di tensione del genere esclude la possibilità di utilizzare regolatori lineari....
Allora cosa si fa ?
Dai vari schemi che trovo si usa sempre la stessa strategia: si cortocircuita l'alternatore quando la tensione e' eccessiva...
Nooo, si brucia tutto!!! :-o

Esempio di regolatore trifase.


Facciamo l'esempio del DR650: resistenza interna del generatore 1 ohm, a 100V in
cortocircuito viene dissipata una potenza di 10KW...
Noooo, non e' possibile, una potenza del genere oltre ad essere sottratta al motore, brucia gli avvolgimenti!!! :-?
Però gli schemi sono chiari, funziona proprio così.... 8-)

Ok, misuriamo la corrente di corto circuito: 1500 giri danno 9 ampere, mentre 4000 danno meno di 10 ampere....
Come e' possibile?
La tensione e' proporzionale al numero di giri, mentre la corrente no ? :-? .

Dov'e' il trucco ?
E' nel flusso autoconcatenato degli avvolgimenti... Questo fenomeno si può schematizzare introducendo degli induttori serie...
Il fenomeno si giustifica così: all'aumentare del numero di giri, aumenta sia la tensione che l'impedenza degli induttori; e la corrente rimane quasi costante...
Questo implica che la potenza attiva dissipata e' minima ed il cortocircuito e' ammesso... ;-)

Il regolatore che realizzai e' stato più un sfizio che altro, dal punto di vista elettrico
era ottimo, ma molto meno da quello meccanico; sembra una cosa banale ma con le vibrazioni e le intemperie anche l'aspetto meccanico e costruttivo diventano importanti.
Questo regolatore era dimensionato per sopportare il triplo della corrente massima, aveva la regolazione della tensione di carica ed aveva una indicazione di carico del generatore. Da un punto di vista meccanico era ingombrante, fragile e poteva entrare l'acqua: per cui dopo qualche acquazzone di troppo l'ho sostituito con il regolatore del majestic, ma i suoi 40000 Km. se li e' fatti ....

Come si sceglie un regolatore equivalente all'originale ?
1) Numero di fasi, sono quasi tutti trifase ed, in linea di principio, e' possibile utilizzare un regolatore trifase per un alternatore monofase.
2) Connessioni con l'impianto elettrico. Nella maggior parte dei casi il regolatore prevede (oltre ai tre fili del generatore) due
connessioni con la batteria (positivo e negativo), esistono altri casi in cui e' necessario un filo distinto per alimentare il regolatore oltre a quello di carica dal raddrizzatore.
3) Potenza. Deve poter sopportare una potenza uguale o superiore (meglio) a quella del generatore.
Ciò che dobbiamo osservare, per avere un'idea della potenza del generatore, sono gli utilizzatori, ad esempio a parità di tutto il resto, una moto con il doppio faro ha bisogno di più potenza rispetto ad una con un solo faro.
4) ingombro meccanico.
5) smaltimento calore: ci sono due strategie: alettatura o contatto.
I regolatori alettati sono più ingombranti e devono essere posizionati in una zona ventilata. Quelli non alettati dissipano il calore sulla superficie a cui sono a contatto;
per facilitare lo smaltimento del calore si possono utilizzare le paste al silicone (quelle delle CPU) da interporre tra il regolatore e la superficie di contatto.

Ok, abbiamo trovato il regolatore... come lo collego ?
Per non dilungarmi troppo, faccio riferimento ad un regolatore trifase con i due contatti per la batteria...
In generale i tre contatti del generatore sono separati dai due della batteria.
I tre fili che provengono dal generatore possono essere connessi ai tre contatti del regolatore senza una corrispondenza precisa (una fase vale l'altra)..
Non si può fare la stessa cosa con la batteria, perché esiste una polarità.
Come si scopre il positivo ed il negativo ?
Si prende una pila con meno di 12V e si collega su due dei tre contatti dedicati al generatore. Sui contatti dedicati alla batteria avremo una tensione, con un tester vediamo la polarità ed il gioco e' fatto.
Il collegamento dei fili può essere fatto in vari modi. Per fare un intervento reversibile
ho sfilato i faston dal connettore (bisogna abbassare una linguetta) e li ho isolati con il nastro.


 

Ultimo aggiornamento Venerdì 23 Ottobre 2009 13:07