Aufbau - ANLASSER und LICHTMASCHINEN - KFZ-FUXX - Starter and Alternator

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Die Lichtmaschine

Die Stromerzeugung im Kfz erfolgt durch den Generator. Er soll dafür sorgen, dass die Batterie als Energiespeicher immer ausreichend geladen ist. Generatoren erzeugen zuerst Wechselstrom der durch Dioden im Inneren des Generators zu Gleichstrom gerichtet wird. In heutigen Fahrzeugen werden Drehstromgeneratoren mit Leistungen von 400 bis 1600 Watt verwendet. Die Erzeugung der elektrischen Energie im Kraftfahrzeug erfordert jedoch zusätzlichen Kraftstoff.

Die Aufgaben eines Drehstromgenerators:

-Während des Betriebes des Kraftfahrzeuges die elektrischen Verbrauer mit Energie zu versorgen
- die Starterbatterie zu laden.


 
 
 

Die Eigenschaften eines Drehstromgenerators:

- Hohe Leistung bei kleiner Bauweise und geringem Gewicht (kleines Leistungsgewicht)
- Leistungsabgabe schon bei Motorleerlauf möglich, dadurch frühzeitiger Ladebeginn der Starterbatterie
- verschleißarm, dadurch geringer Wartungsaufwand und lange Lebensdauer
- der Ladestrom wird feststehenden Klemmen entnommen, über Schleifkohlen und Schleifringe fließt nur ein kleiner Erregerstrom
- bei Verwendung eines entsprechenden Lüfterrades ist er drehrichtungsunabhängig
- die Plusdioden verhindern den Stromfluss von der Starterbatterie in den Generator
- Einsatz einfacher und billiger elektronischer Regler möglich
- kein Überlastungsschutz für den Generator erforderlich.

Der Aufbau eines Drehstromgenerators

- Ein Drehstromgenerator besteht aus einem geblechten Ständer mit dreiphasiger Ständerwicklung
- Leistungsdioden (drei Plus-Dioden und drei Minus-Dioden) mit feststehenden Anschlüssen des Ladestromkreises
- drei Erregerdioden
- Läufer mit Schleifringen und Kohlebürsten.
- In einem der beiden Lagerschilde kann der Spannungsregler eingebaut sein.

Die Gleichrichtung:

Die Gleichrichtung des Drehstromes erfolgt durch 6 Leistungsdioden (3 Plus- und 3 Minusdioden), die in einer Drehstrom-Brückenschaltung zusammengeschaltet sind (Bild). Es wird dabei in jede Phase je eine Diode an der Plusseite (Plusdiode) und eine an der Minusseite (Minusdiode) angeordnet. Bei dieser Vollweggleichrichtung werden auch die negativen Halbwellen des Drehstromes zur Erzeugung des Gleichstromes herangezogen. Die in den drei Wicklungssträngen entstehenden positiven Halbwellen werden von den Plusdioden, die negativen Halbwellen von den Minusdioden durchgelassen. Zur Gleichrichtung werden Siliciumdioden verwendet. Sind die Dioden in Durchlassrichtung gepolt, so entsteht in jeder Diode ein Spannungsabfall von etwa 1 V. Je nach Stärke des Stromes in der Diode kann in einer Leistungsdiode eine Verlustleistung bis 60 W, in einer Erregerdiode von etwa 5 W auftreten. Die dabei entstehende Verlustwärme kann nur durch unterschiedliche Baugrößen der Dioden und durch entsprechend große Kühlbleche abgeführt werden. Eine zu große Erwärmung der Dioden führt zu ihrer Zerstörung. Bei der Montage der Dioden muss deswegen für eine gute Wärmeableitung gesorgt werden. Die Plusdioden haben noch die zusätzliche Aufgabe, einen Stromfluss von der Batterie in den Generator zu verhindern. Man bezeichnet diese Wirkung auch als Rückstromsperre.

Die Elektrische Innenschaltung:

Ein Drehstromgenerator besteht aus
- der Drehstromwicklung mit den drei Wicklungssträngen, die in Sternschaltung miteinander verknüpft sind
- den drei Plus- und den drei Minusdioden, wobei jeweils eine Plus- und eine Minusdiode mit einem Wicklungsstrang verbunden ist
- den drei Erregerdioden, die mit den drei Minusdioden eine Drehstrombrückenschaltung bilden
- der Erregerwicklung
- dem elektronischen Spannungsregler
- den Anschlussklemmen.


Die Regelung von Drehstromgeneratoren

Aufgabe:
Der Regler muss die Generatorspannung bei allen Drehzahlen und Belastungsfällen nahezu konstant auf der erforderlichen Höhe halten, damit die Verbraucher keinen Spannungsschwankungen ausgesetzt werden.
Bleibt der Generator ungeregelt, d.h. die Erregerwicklung ist dauernd eingeschaltet, so stellt sich der maximale Erregerstrom IEmax ein. Dieser wird vom Widerstand der Erregerwicklung begrenzt. Die Spannung des Generators würde in diesem Fall unzulässig hohe Werte erlangen, was zu einem Gasen der Starterbatterie führen würde.


Der Regelvorgang

Die Höhe der im Generator induzierten Spannung ist von der Drehzahl und der Stärke des Magnetfeldes bzw. dem Erregerstrom IE abhängig. Da wegen der unterschiedlichen Fahrbedingungen sich die Generatordrehzahl laufend ändert, kann die Spannungsregelung nur über ein Verändern des Erregerfeldes bzw. des Erregerstromes erfolgen. Der Regler ist so abgestimmt, dass er in 12-V-Anlagen die Generatorspannung auf annähernd 14 V, in 24 V-Anlagen auf annähernd 28 V einregelt. Die Generatorspannung liegt dabei knapp unterhalb der Gasungsspannung der Starterbatterie. Damit wird ein ausreichendes Laden gewährleistet und ein Schädigen durch Überladung verhindert. Die Höhe des erforderlichen Erregerstromes ist von der augenblicklichen Belastung und der Generatordrehzahl abhängig

 
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