Come collegare un regolatore ad una dinamo
Nelle auto d’ epoca per caricare la batteria si faceva uso di regolatori di tensione esterni, di tipo elettromeccanici composti da uno o piu relè .
Questi regolatori di tensione avevano il compito di limitare la corrente di carica della batteria attraverso , il filo di eccitazione presente nella dinamo quando la batteria superava certi limiti di tensione ( cioè era gia carica) , all’ interno del regolatore interveniva un relè che variava la corrente su filo di eccitazione della dinamo (circuito di carica ) , limitando cosi la corrente di carica
sono stati costruiti in varie forme con coperchio in lamiera di alluminio e con spigoli arrotondati , oppure con coperchio in bachelite con forma rettangolare
Nell’ immagine sopra un regolatore di tensione prodotto dalla Magneti Marelli
Nella immagine sopra un regolatore di tensione che veniva costruito dalla azienda milanese CESEA , con lo stesso contenitore , la BOSH produceva un regolatore similare come da foto sotto
VERSIONI E CARATTERISTICHE
Tutti i regolatori per dinamo venivano prodotti con valori diversi di tensione e di corrente , a seconda del tipo di batteria e della sua potenza. venivano prodotti quindi regolatori per:
- batterie a 6 volt ( come ad esempio per Lancia Augusta , Lancia Ardea , Maggiolone , Mercedes 170 ecc
- batterie a 12 volt ( per la maggior parte delle autovetture come Fiat o AlfaRomeo)
- batterie a 24 volt ( per autocarri che normalmente utilizzavano 2 batterie in serie da 12volt )
un altra caratteristica era la corrente Massima del regolatore , questo significa che si utilizzavano regolatori per corrente piu elevate per grosse batterie e regolatori con correnti piu basse per batterie piu piccole
Se la scelta della tensione del regolatore è un requisito fondamentale perche se per esempio per una batteria a 6 VOLT ci vuole obbligatoriamente un regolatore a 6 volt . si puo utilizzare tranquillamente regolatori con correnti diverse : avere un regolatore con una corrente piu alta rispetto ad una piu bassa significa che la batteria si carica prima
ogni costruttore utilizzava propri codici per identificare i regolatori di tensione . Nella foto sotto un regolatore a 6 VOLT
SCHEMA DI COLLEGAMENTO
nell’ disegno sotto uno schema di collegamento di un regolatore di tipo Bosh / Cesea l’ elenco dei morsetti è il seguente
- D+ Va collegato al morsetto principale della DINAMO , cioè il morsetto piu grande della dinamo
- D – Va collegato al morsetto di massa della dinamo che corrisponde alla carcassa della dinamo .
- DF va collegato al filo piu piccolo della dinamo chiamato anche filo di eccitazione
- B+ va collegato al polo positivi della batteria e quindi collegato a tutto l’ impianto della macchina
- 61 va collegato alla luce spia di chiave attaccata , questa spia si accende ogni volta che si gira la chiave di accensione a motore spento
- 15 l’altro filo della lampadina va collegato al polo della chiave di accensione
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO
Prima di passare alla descrizione del circuito elettrico è utile esaminare in modo sommario il funzionamento di una dinamo e del relativo regolatore elettromeccanico.
Una dinamo è una macchina elettrica che trasforma energia di tipo meccanico in energia elettrica sotto forma di corrente continua. E’ costituita essenzialmente da due elementi un indotto rotante e un induttore fisso . L’indotto è realizzato da un cilindro di materiale magnetico sulla cui periferia sono disposti avvolgimenti di filo di rame. Il sistema induttore (o di eccitazione) è disposto attorno all’indotto e fornisce a mezzo di adatte espansioni polari il campo magnetico necessario al funzionamento.
La dinamo è una macchina a funzionamento reversibile vale a dire entra in rotazione se gli forniamo corrente continua.
Il campo magnetico entro cui ruota l’indotto è fornito dalla corrente che scorre nelle bobine che realizzano il sistema induttore e poiché la forza elettromagnetica prodotta dipende anche da tale campo magnetico si evince che regolando la corrente nell’ ingresso DF si controlla la tensione di uscita. Questo è il principio sul quale si basa il funzionamento dei regolatori.
Con riferimento allo schema di principio sopra, la dinamo + regolatore in assenza di rotazione:
il terminale DF è collegato a in posizione di riposo a D+ tramite i contatti controllati dalla bobina R1 che non ricevendo corrente. è in uno stato di riposo. Anche la bobina R2 mantenendo aperti i contatti di uscita separa il terminale D+ dal terminale B+ collegato al quadro comandi e quindi alla batteria.
Il terminale 61 è collegato ad un estremo della lampada spia che ha l’altro lato connesso al polo + della batteria. La lampada è accesa perché la corrente che esce dalla batteria attraversa la lampada e si richiude attraverso D+ e l’indotto verso massa (il valore di tale corrente non è tale da mettere in rotazione la dinamo).
All’inizio della rotazione poiché il circuito di eccitazione ECC è alimentato dallo stesso indotto viene percorso da una corrente e si produce una tensione in uscita Ed è questo che innesca il fenomeno rigenerativo di generazione della tensione. La poca corrente generata dalla debole tensione generata nell’indotto passando all’ avvolgimento ECC rinforza il campo magnetico induttore che a sua volta aumenta la tensione e a cascata la corrente in ECC e così via.
Se il fenomeno non fosse controllato la tensione in uscita salirebbe rapidamente al suo valore massimo danneggiando tutti i dispositivi a valle. Invece quando la tensione raggiunge un valore di soglia determinato dalle caratteristiche elettromeccaniche della bobina R1 (il valore di soglia può essere modificato agendo su opportune viti di regolazione che alterano la forza di attrazione dell’armatura associata ai contatti mobili) il terminale DF viene in un primo momento scollegato e quindi la corrente passa attraverso la resistenza RES e succesivamente cortocircuitato su massa e la corrente in ECC inizia a diminuire riducendo la tensione di uscita e di conseguenza la corrente che mantiene attivata la bobina R1. Allorché la tensione diminuisce al di sotto di un secondo valore di soglia la bobina R1 si apre e il ciclo si ripete. Alla tensione di uscita si sovrappone a causa del meccanismo descritto un’ondulazione di forma pseudo triangolare comunque di ampiezza limitata che si riduce drasticamente in condizioni di funzionamento con la batteria collegata. La bobina R2 (di minima) stabilisce a quale valore di tensione di uscita debba corrispondere il collegamento del polo + della dinamo all’impianto elettrico (anche in questo caso il valore può essere modificato agendo sulle opportune viti di regolazione). E’ evidente come la commutazione continua di R1 produca nel tempo l’usura dei contatti che commutano la corrente nell’induttore B causandone a volte dopo tanti anni la rottura. Naturalmente i normali regolatori sono più complessi e incorporano tra l’altro anche la funzione di controllo di sovraccarico della corrente di uscita.