Come
funziona il regolatore
di Luca Fiordelmondo (Ancona)
Il
raddrizzatore/regolatore del VFR e di quasi tutte le moto lo possiamo riassumere
in maniera esemplificativa in tre blocchi funzionali:
1) ponte raddrizzatore trifase (perchè
il generatore è trifase) con magneti permanenti
2) interruttori allo stato solido (n°3
SCR di potenza che sopportino una corrente media RMS di almeno 30A)
3) un comparatore di tensione
regolato a circa 14.5V (questo componente da l'innesco agli SCR).
Il
generatore da in uscita una tensione sinosoidale (a vuoto senza regolatore
supera i 100V) che viene raddrizzata dal ponte sia per le semionde positive che
negative (il ponte è composto da 6 diodi di potenza da almeno 20A l'uno)
all'uscita abbiamo una tensione con tutte semionde positive con un sfasamento di
120°una dall'altra e frequenza dipendente dal n° di giri del motore e dal n°
di poli del generatore (mi sembra che i poli siano 12 e quindi se così fosse
avremo a 1000 g/m una freq. di 1000/60x12= 200Hz e a 10000g/m 2000Hz).
Questa tensione deve essere regolata in genere tra i 13,5 - 15V quindi quando la
tensione del generatore arriva a questi livelli il comparatore da un comando
agli SCR che molto brutalmente chiudono in cortocircuito il generatore fino a
che gli SCR si disinnescano ad una tensione vicina allo 0V ed il generatore è
di nuovo in grado di erogare energia utile (verso la batteria e le utenze) fino
al nuovo raggiungimento della soglia 13,5 - 15V.
Questa operazione viene effettuata in condizioni di poco assorbimento delle
utenze da 200 a 2000 volte al secondo e quindi si può capire che a vuoto c'è
una grossa dissipazione sugli SCR infatti la caduta di tensione su questo
componente è di 1,4 - 2V che moltiplicata per la corrente di CC di circa 30A
fanno una potenza di 50 - 60W che unita ai 15 - 20W persi sul ponte fanno 65 -
80W che visto le dimensioni contenute vanno a cuocere il nostro bel regolatore
se non perfettamente aderente al fazzoletto di metallo sul telaio o raffreddato
mediante un apposito dissipatore in alluminio adeguatamente connesso
meccanicamente sia con il regolatore sia con il telaio della moto.
Tale
connessione è molto importante ed è molto utile in questo caso utilizzare
della pasta termoconduttiva siliconica per eliminare eventuali non
planarità dei componenti.
La ventolina nel solo caso dei VFR fino al 97 da sola non è molto efficace
(l'ho è molto per l'800) perché il regolatore non è del tipo alettato e
quindi il contributo alla dissipazione non è sufficente ma può comuque essere
un piccolo aiuto in più.
Sconsiglio di inserire in qualsiasi modello VFR anche un termostato da 50-60°C
sul regolatore in quanto da prove fatte dopo pochi minuti la ventolina sta
sempre accesa comunque.
Da
quanto visto sopra si può dedurre comunque che tante più utenze collegate ci
sono (fari accesi magari con modifica sul secondo faro per i possessori di VFR
dal 94 - 97) e meno potenza viene dissipata dagli SCR fino a diventare 0 W
quando chiediamo tutta la potenza del generatore(tranne la perdita dei diodi che
rimane comunque sempre).
L'energia non utilizzata va comunque sempre dissipata tra il regolatore e gli
avvolgimenti del generatore (un vero e proprio spreco).
Questo sistema di regolazione lo definisco molto "Barbaro" perchè nel
normale utilizzo quasi tutta l'energia generata viene dissipata dal generatore e
secondariamente dal regolatore (sono circa 200W totali) e sebbene progettati per
lavorare così vengono sottoposti a notevole stress.
Tutto questo poì si riperquote anche sui consumi di carburante (200W sono più
di 1/4 Hp) che da stime fatte con andatura turistica potrebbe essere anche di
+1Km/l.
Per questi motivi io ho pensato che sarebbe molto meglio fare una regolazione
serie e cioè utilizzando lo
stesso circuito senza SCR e mettendo un solo componente chiamato Mosfet
(possiamo immaginarlo come un interruttore elettronico) dopo il ponte ed
in serie all'uscita dal regolatore.
Questo
si limiterebbe ad aprire il circuito che va verso le utenze al raggiungimento
della tensione di soglia lasciando completamente scarico da assorbimenti il
generatore fino a che la tensione non scenda di nuovo sotto alla soglia.
In questa maniera il generatore darebbe la sola energia richiesta in
quell'istante e la dissipazione massima si avrebbe solo con il massimo carico e
comunque inferiore alla massima precedente (utilizzando un Mosfet con una
resistenza RDSon tipica di 10 mOmh avremo 30x0.01=0.3V che moltiplicati per 30A
fanno 9W di potenza dissipata contro i 50 - 60Wdell'altro sistema).
Questo tipo di regolazione viene chiamato PWM (pulse wide modulation che
tradotto significa modulazione ad ampiezza di impulso).
Nello schema è rappresentato lo schema del sistema Alternatore,
Raddrizzatore /Regolatore del VFR 750/800
Un grosso saluto con dita a V e lamps da:
VFR750FR - 95 Verde acqua
Luca Fiordelmondo (Ancona)
luca.fio@libero.it
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