Fai da te & OffGrid

Spero di non andare troppo fuori tema, ho una domanda per gli esperti di elettricità.
E' riferita la mondo delle moto e per me ha sapore di curiosità e non di pratica comune.
Dunque la nostra motocicletta ha un alternatore con tanti poli, circa una ventina collegati a triangolo (credo) per cui si ottiene una corrente trifase di circa 70 volt a vuoto.
Questa corrente trifase viene mandata ad un regolatore che la raddrizza e la limita a circa 13-15 volt, regolando in maniera "shunt" la corrente, ovverossia come ben sapete meglio di me, mandando a massa l'eccesso di corrente uno schema, rudimentale è questo:

Attualmente si usano mosfet di potenza pilotati da un integrato.
Due domande: se passo da una configurazione da triangolo a stella cambia qualcosa?
Secondo, perchè buttare a massa tutta questa corrente quando si potrebbe agevolmente utilizzare un regolatore di tensione "in serie" come si fa per gli alimentatori stabilizzatori ?
Il classico stabilizzatore come questo

Ciao Lupo, ben riletto. Ti fai vedere di rado, però......
Dunque: immagino che l'alternatore in questione abbia il rotore a magneti permanenti, e non avvolto come quello delle macchine, altrimenti quel tipo di regolazione li non avrebbe uno scopo.
Il fatto è che l'intensità del campo magnetico dei magneti permanenti è fisso e non varia, non si può regolare, insomma. Per cui la tensione ai capi degli avvolgimenti indotti sullo statore è proporzionale soltanto al numero di giri, più il rotore gira e più sale la tensione. Per cui se non ci fosse nessun intervento sulla tensione prodotta, al di sopra di un certo numero di giri salirebbe talmente da bruciare gli utilizzatori (lampadine, accensione, ecc) e rovinare la batteria. Probabilmente supererebbe anche la tensione massima sopportata dal gruppo raddrizzatore.
Il sistema shunt interviene "tosando" le semionde dell'alternata prodotta e limitando la tensione ai valori sopportati dall'impianto.
È un sistema un po' barbino, e forse anche obsoleto, probabilmente in uso su modelli di moto non proprio all'avanguardia, ma posso sbagliare..... Comunque molto pratico. Nei primi modelli di quel sistema adottato sulle moto i sei diodi raddrizzatori erano in realtà degli zener di potenza e realizzavano già loro il tosaggio delle semionde, ma erano costosi e delicati.
In un alternatore del genere non può essere applicato un "regolatore serie" come quello che hai postato tu, che più o meno è lo schema di un regolatore da alimentatore da laboratorio, in quanto tutta la potenza in più che lo shunt normalmente manda a massa si dissiperebbe sul (o "sui") transistor regolatore finale (il 2N3055, nello schema che hai messo) che dovrebbe essere di potenza molto alta (tipicamente qualche centinaio di Watt).
A livellare i vari "picchi" o "salti" di tensione che si producono con un regolatore a shunt parallelo di solito provvede la batteria, che si comporta oltre che come accumulatore anche come un condensatore elettrolitico di capacità elevatissima.
Se salta il regolatore te ne accorgi immediatamente anche dalla luce delle lampadine, in quanto accelerando la tensione sale vistosamente e la batteria bolle eccessivamente.
Il sistema con i mosfet e l'integrato probabilmente finziona molto meglio, anche se la regolazione avviene allincirca nello stesso modo.

Se gli avvolgimenti sono collegati a triangolo e li ricolleghi a stella, la tensione prodotta viene moltiplicata per 1,732 (radice quadrata di 3) e la corrente prodotta viene divisa per lo stesso fattore.
Viceversa se sono collegati a stella (come nello schema che hai postato ) e li ricolleghi a triangolo la tensione viene divisa per 1,732 e la corrente moltiplicata.
Nella prima ipotesi peggiori la situazione perché il regolatore shunt butterà a massa una maggiore quantità di potenza erogata, mente nella seconda ipotesi probabilmente la tensione erogata non arriverà a valori tali da erogare corrente nella batteria o nell'impianto.
Spero di essere stato esaustivo.
Ciao

Ferrobattuto ha scritto: ↑

4 apr 2019, 19:30

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In un alternatore del genere non può essere applicato un "regolatore serie" come quello che hai postato tu, che più o meno è lo schema di un regolatore da alimentatore da laboratorio, in quanto tutta la potenza in più che lo shunt normalmente manda a massa si dissiperebbe sul (o "sui") transistor regolatore finale (il 2N3055, nello schema che hai messo) che dovrebbe essere di potenza molto alta (tipicamente qualche centinaio di Watt).
A livellare i vari "picchi" o "salti" di tensione che si producono con un regolatore a shunt parallelo di solito provvede la batteria, che si comporta oltre che come accumulatore anche come un condensatore elettrolitico di capacità elevatissima.
Se salta il regolatore te ne accorgi immediatamente anche dalla luce delle lampadine, in quanto accelerando la tensione sale vistosamente e la batteria bolle eccessivamente.
Il sistema con i mosfet e l'integrato probabilmente finziona molto meglio, anche se la regolazione avviene allincirca nello stesso modo.
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Tutto giusto, il transistor di un regolatore lineare in serie diventerebbe una stufa... (oddio solo quando c'è carico, ma insomma).
La domanda è: perché non un regolatore serie switching? La batteria fa da condensatore di filtro e comunque per evitare sorprese un elettrolitico extra non manda fallito nessuno...
Se non è fatto bene diventa un generatore di radio-disturbi, ma se è schermato dovrebbe rimanere assolutamente freddo, nessun rischio di surriscaldamento...

Paolo

Grazie a tutti per le spiegazioni.
Sì ferro, è proprio a magnete permanente, calettato sull'albero motore. Nei motori da competizione, dove anche quei pochi cavalli servono non c'è e la batteria, tipicamente al litio, si scarica poco alla volta.
E' vero mi faccio vedere poco, mea culpa. Un abbraccio a tutti voi.