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Generatoren / Lichtmaschinen Gleichstrom und Drehstrom
Der Generator hat die Aufgabe, die elektrischen Verbraucher während des Betriebes mit Energie zu versorgen, sowie die Starterbatterie zu laden.
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Wissenswertes
Gleichstromlichtmaschine
Bis in die 1970er Jahre wurden Lichtmaschinen als Gleichstromgeneratoren ausgeführt. Im Stator wird durch die vom Erregerstrom durchflossenen Magnetspulen das Erregerfeld gebildet, in dem sich der Rotor dreht und dabei Wechselstrom erzeugt. Dieser wird durch den auf der Rotorwelle angeordneten Kollektor gleichgerichtet und über Kohlebürsten abgeleitet. Nachteilig ist dabei, dass die Kohlebürsten den vollen Ausgangsstrom des Generators übertragen müssen und daher relativ stark verschleißen. Zudem ist wegen des Kollektors und der auf dessen Lamellen wirkenden Zentrifugalkräfte die maximal zulässige Drehzahl einer Gleichstromlichtmaschine kleiner als die einer Drehstromlichtmaschine. Wegen des geringeren Übersetzungsverhältnisses des Antriebs durch den Fahrzeugmotor ist die Folge, dass erst bei höherer Motordrehzahl nennenswerte elektrische Leistung produziert wird. Bei ungünstigen Betriebsbedingungen mit einer großen Anzahl von eingeschalteten elektrischen Verbrauchern und häufig niedrigen Drehzahlen führte das zur Entladung der Fahrzeugbatterie. Mit zunehmender Verkehrsdichte und häufigeren Staus vor allem ab den 1960er Jahren wurde dieser Nachteil in der Praxis zunehmend schwerwiegend.
Vorteil der Gleichstromlichtmaschine ist, dass keine zusätzliche Gleichrichtung der erzeugten Spannung nötig ist. Das war vor der Verfügbarkeit von leistungsfähigen Halbleiterdioden ausschlaggebend für ihre Verwendung im Fahrzeugbau.
(Quelle: Wikipedia)
Drehstromlichtmaschine
Der Bedarf an elektrischer Energie hat bei modernen Fahrzeugen stark zugenommen. in den 50er Jahren betrug die durchschnittliche Leistung eines Gleichstromgenerators 150 W bis 180 W.
Mit der Ablösung des Gleichstromgenerators durch den Drehstromgenerator waren nun bei kleiner Bauweise und geringem Gewicht Generatoren herstellbar, die einen elktrischen Leistungsbedarf zwischen 400 W und 1600 W abdecken konnten
Mit zunehmendem Einzug der Elektronik in die Kraftfahrzeugtechnik wurden viele Steuerungs- und Regelungsaufgaben nicht mehr mechanisch, sondern duch elektrische Aggregate ausgeführt, z.B. elektrisch angetriebener Lüfter, elektrisch betätigte Einspritzventile, Katalysatorheizungen u.v.m.
Ein weiterer Bedarf an elektrischer Energie wurde durch den Einzug von Komfortelektronik hervorgerufen, z.B. Klimaanlagen mit bis zu 10 Elektromotoren, Sitzheizungen usw.
Eigenschaften
- Hohe Leistung bei kleiner Bauweise und geringem Gewicht
- Leistungsausgabe schon bei Motorleerlauf möglich, dadurch frühzeitiger Ladebeginn der Starterbatterie verschleissarm, dadurch geringer Wartungsaufwand und lange Lebensdauerder Ladestrom wird
- der Ladestrom wird feststehenden Klemmen entnommen, über Schleifkohlen und Schleifringe fließt nur ein kleiner Erregerstrom
- die Plusdioden verhindern den Stromfluss von der Starterbatterie in den Generator
- Einsatz einfacher und billiger Regler möglich
- kein Überlastungsschutz für den Regler erforderlich