Piastre diodi per Mercedes-Benz

Come funziona un rettificatore?

Insieme agli invertitori e ai convertitori, il rettificatore fa parte dei cosiddetti convertitori di potenza. I diodi a semiconduttore sono utilizzati per la funzione di conversione della tensione da corrente alternata a corrente continua. I diodi o le piastre di diodi consentono il passaggio della corrente in una sola direzione e bloccano il flusso nella direzione opposta. In questo modo si crea una tensione continua pulsante. I raddrizzatori moderni contengono solitamente sei diodi o i cosiddetti diodi zener di potenza (diodi Z), inseriti in piastre di raffreddamento. Nei moderni generatori compatti, il raddrizzatore si trova nello scudo posteriore, coperto da un cappuccio protettivo. Anche un regolatore multifunzione si trova lì. Insieme alle piastre di diodi, questo regolatore protegge l'impianto elettrico del veicolo dalle sovratensioni e svolge vari altri compiti, come il rilevamento della batteria, la disattivazione della corrente di riposo o il filtraggio dei segnali di ingresso interferenti provenienti dai collegamenti elettrici.

Struttura e funzione dell'alternatore

L'alternatore produce elettricità  con l'aiuto della cinghia trapezoidale convertendo l'energia meccanica in energia elettrica. Il termine "alternatore", ancora comune ma un po' fuorviante, è stato sostituito dal termine più preciso "generatore". Questo è costituito dai seguenti componenti principali:

• Avvolgimento dello statore
• Rotore
• Schermo terminale
• Ventola
• Puleggia della cinghia
• Piastra di diodi/raddrizzatore
• Regolatore di tensione (regolatore di campo)

L'alternatore fornisce corrente elettrica per l'avviamento del veicolo e per l'alimentazione di dispositivi come le luci, gli tergicristalli elettrici o il climatizzatore. La corrente alternata trifase generata all'interno dell'alternatore viene convertita in corrente continua tramite un raddrizzatore, un generatore con diodi al silicio, più raramente tramite un regolatore di tensione. Negli alternatori trifase, come quelli utilizzati nei veicoli moderni, questo compito è svolto da raddrizzatori trifase. Nei veicoli costruiti fino al 1970, gli alternatori a corrente continua sono dotati di un raddrizzatore meccanico (commutatore). Con lo sviluppo di potenti diodi semiconduttori, questi sono stati sostituiti dall'alternatore trifase.

Come riconoscere un alternatore difettoso?

Un alternatore difettoso può essere riconosciuto da diversi segnali. Il veicolo stesso segnala il guasto tramite la spia di carica, ad esempio quando vengono rilevati guasti nelle piastre dei diodi. Se si verifica un cortocircuito nei diodi positivi, la spia si accende anche se il veicolo è spento. Un altro guasto comune è l'usura delle spazzole di carbone del regolatore di carica. Come effetto del guasto, la batteria si scarica anche a veicolo fermo, oppure l'alternatore non è più in grado di produrre corrente e quindi di caricare la batteria. Ciò accade anche se il raddrizzatore del generatore è guasto.

àˆ possibile verificare se il difetto è causato da un guasto dell'alternatore misurando la tensione con un multimetro. In questo modo è possibile determinare la tensione di carica, che è compresa tra 12,2 e 13,6 volt quando il motore è spento e tra 13,4 e 14,8 volt quando il motore è in funzione. Se il regime del motore viene aumentato, la tensione dovrebbe rimanere costante. Se la tensione non aumenta dopo l'avvio del motore, l'alternatore è difettoso. In officina, questa misurazione può essere resa più precisa verificandola con un oscilloscopio.

Aree di applicazione dei raddrizzatori

Oltre che negli alternatori e nei generatori, i raddrizzatori sono utilizzati anche, ad esempio, per controllare i freni, soprattutto quando si desidera un avvio rapido del motore sotto carico. I raddrizzatori per freni generano una tensione continua che viene utilizzata per attivare e disattivare i freni elettromeccanici. Al di fuori dell'ingegneria automobilistica, i raddrizzatori sono utilizzati per alimentare altri dispositivi elettrici alimentati a corrente continua, per collegare reti elettriche distanti, per scopi di misurazione o nei sistemi di comunicazione. Poiché il raddrizzamento con piastre di diodi è solitamente incontrollato, a volte vengono utilizzati altri diodi o componenti per il controllo. Il raddrizzamento da parte del raddrizzatore causa sempre una caduta di tensione e quindi una perdita di energia elettrica. Questo fenomeno viene compensato, ad esempio nel controllo dei motori, da speciali transistori, i cosiddetti MOSFET (anche transistori FET), che sostituiscono i diodi nel raddrizzatore.

Sostituzione del raddrizzatore nel generatore

Nella maggior parte dei casi, un alternatore difettoso viene sostituito completamente senza ricercare ulteriormente la causa specifica del guasto. In alternativa, è possibile smontare il componente e sostituire la parte difettosa, ad esempio il raddrizzatore dell'alternatore. Il componente cruciale è spesso l'unità  di controllo sul retro del generatore, che consiste nel regolatore di carica, nelle spazzole di carbone e in un raddrizzatore ausiliario. I diodi del raddrizzatore sono montati nell'alloggiamento dell'alternatore o fissati separatamente. Il regolatore di carica funziona con transistori che mantengono costante la tensione di carica. È utile avere a portata di mano uno schema del circuito del raddrizzatore quando si effettuano le riparazioni.

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