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Generator



Aufgaben des Generators
Mechanische in elektrische Energie umwandeln.
Stromversorgung während der Fahrt
Ladungserhaltung der Batterie


Generator dreht meist höher als die Kurbelwelle.

Der Generator soll bei geringem Eigengewicht mit hohem Wirkungsgrad und gleich hoch bleibender Spannung schon möglichst ab Leerlaufdrehzahl alle Verbraucher im Kraftfahrzeug ausreichend mit elektrischer Energie versorgen. Gegenüber der Gleichstrom-Lichtmaschine hat er durch ununterbrochene Schleifringe wesentlich weniger Verschleiß an den Kohlebürsten und kann durch die andere Anordnung der Wicklung(en) höher drehen. Außerdem ist der Regler einfacher, weil keine Strombegrenzung mehr nötig ist. Der Stator-Eisenkern ist ab einem bestimmten Stromfluss magnetisch gesättigt.


Mit einem Läufer rotiert ein magnetisches Feld mit je 6 im Wechsel einander folgenden Nord- und Südpolen. Dieses Feld wird wesentlich unterstützt durch eine Wicklung, die über zwei Schleifringe (rechts im Bild 'Rotor mit Klauenpolen') und Kohlebürsten mit dem Minuspol bzw. Spannungsregler verbunden ist. Dadurch kann der Spannungsaufbau in drei jeweils um 120° versetzt im Gehäuse (Stator) angeordneten Wicklungen gesteuert werden.

Regelung durch Erregerstrom:Läuferwicklung (Rotor)
Erzeugung in:Ständerwicklung (Stator)

Diese Wicklungen werden durch Sternschaltung (je ein Ende) verbunden. An den anderen Enden entsteht zunächst ein dreiphasiger Wechselstrom (Drehstrom). Deshalb ist jedes dieser Enden über eine Minus- und eine Plus-Leistungsdiode an das Bordnetz angeschlossen. Plusdioden hängen mit ihrer Anode am metallenen Gehäuse, Minusdioden mit ihrer Kathode. Es wird ein möglichst wenig pulsierender Gleichstrom erzeugt.

Es gibt grundsätzlich zwei Arten, den Stromfluss zur Erregerwicklung zu regeln. Bei der herkömmlichen Art bildet ein Regler zusammen mit dem Generator und dem Bordnetz einen Regelkreis. Der Istwert wird dem Ausgang D+ entnommen. Übersteigt dort die Spannung einen bestimmten Wert, wird mit einer leichten Verzögerung der Strom zur Erregerwicklung über DF abgeschaltet. Im Millisekundenbereich fällt jetzt die Spannung an D+ und führt zur Wiedereinschaltung des Stroms in der Rotorwicklung. So geht es hin und her und was davon auf dem Oszilloskop zu sehen ist, nennt man Oberwelligkeit.

Der Strom für die Erregerwicklung kann über drei zusätzliche Dioden (Erregerdioden) bis maximal 5 A abgegriffen werden. Neuere Systeme kommen ohne diese durch die Einbindung der Spannungsregelung in das Energiemanagement aus. Denn der herkömmliche Regler bemerkt z.B. eine wartungsfreie Batterie nicht und könnte diese zum Gasen bringen, was der nicht gut tut. Manchmal, z.B. im Schubbetrieb, sollte der Generator dann doch maximal belastet werden. Noch wichtiger als das Sparen ist für das Energiemanagement allerdings die Erhaltung der Wiederstartbereitschaft.


Generatoren werden fast nur noch durch breite Rippenriemen angetrieben und sind bei höherer Leistungsabgabe auch flüssigkeitsgekühlt (Bilder oben), bei Oberklassemodellen auch aus Gründen der geringeren Geräuschentwicklung. Früher war das Lüfterrad unmittelbar hinter dem Riementrieb angeordnet. Es ist das einzig richtungsgebundene Teil und trägt deshalb einen Pfeil. Jetzt sind es evtl. zwei und die sind innen direkt vor den Wärmeerzeugern angeordnet, eine davon unmittelbar vor der Diodenplatte.

Je 100 W Generatorleistung ca. 0,1 - 0,2 l/100km

Wichtig

Das Abklemmen der Batterie bei laufendem Motor gefährdet die Halbleiterbauteile des Generators und der Steuergeräte. 10/16

Bosch-Bezeichnungen
Klauenpol, Compact, Serie A/B


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