Die Lichtmaschine ist ein Bauteil des Fahrzeugs, das elektrische Energie durch Umwandlung von mechanischer Energie (Kurbelwellendrehung) in elektrische Energie erzeugt. Generatoren können Gleichstrom oder Wechselstrom erzeugen.
Die Lichtmaschine liefert Strom für folgende elektrische Verbraucher: Zündanlage, Beleuchtung, Bordcomputer, Diagnosesysteme. Die Lichtmaschine lädt die Batterie auch während der Fahrt wieder auf.
Die mit Abstand am häufigsten verwendeten Generatoren sind Wechselstromgeneratoren, die sich bewährt haben.
Wie funktioniert eine Lichtmaschine?
Um die Frage zu beantworten: Wie funktioniert eine Lichtmaschine? – sehen wir uns an, wie eine Lichtmaschine funktioniert.
Die Grundlage für den Betrieb eines Generators ist die elektromotorische Kraft (EMK), die in einem rechteckigen Kreis erzeugt wird, der sich in einem homogen rotierenden Magnetfeld dreht.
Die Konstruktion eines einfachen Generators
Der einfachste Oszillator ist ein einfacher rechteckiger Rahmen, der zwischen Magneten mit unterschiedlichen Polen platziert wird. Um die Spannung vom rotierenden Rahmen zu entfernen, werden Schleifringe verwendet.
In der Automobilindustrie werden Induktionsspulen oder Kupferdrahtwicklungen als Elektromagnete verwendet. Wenn elektrischer Strom durch die Spule fließt, wird diese mit elektromagnetischen Eigenschaften gesättigt. Zur Erregung der Wicklung wird eine Batterie verwendet.
Konstruktion eines Fahrzeuggenerators
Die Lichtmaschine besteht aus einem Gehäuse mit Abdeckungen und Lüftungsöffnungen. Der Rotor ist in den Lagern 2 gelagert und dreht sich in ihnen. Der Rotor wird durch einen Riemenantrieb angetrieben (der Riemen wird auf eine Riemenscheibe gelegt). Der Rotor wirkt wie ein Elektromagnet (Wicklung). Der Strom für die Wicklung wird von zwei Kupferringen und Graphitbürsten geliefert, die an einen elektronischen Regler angeschlossen sind. Der elektronische Spannungsregler ist für die Ausgangsspannung verantwortlich, die unabhängig von der Drehzahl der Lichtmaschinenscheibe im Bereich von 12 Volt liegen muss. Der Relaisregler kann in das Gehäuse eingebaut oder separat untergebracht werden.
Der Stator besteht aus drei Kupferwicklungen, die in einer Dreieckschaltung verbunden sind. An den Anschlusspunkten der Wicklungen ist eine Gleichrichterbrücke angeschlossen, die aus 6 Halbleiterdioden besteht, um die Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln.
Ein Generator (lateinisch für „Erzeuger“) ist ein Gerät, das Strom erzeugt, Produkte herstellt oder eine Energieart in eine andere umwandelt.
Ein Fahrzeuggenerator ist ein Gerät, das die mechanische Energie der Kurbelwellenrotation eines Automotors in elektrische Energie umwandelt.
Der Fahrzeuggenerator dient zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern, wie z. B. der Zündanlage, der Beleuchtung, dem Bordcomputer, den Diagnosesystemen sowie zum Laden der Batterie.
Der zuverlässige Betrieb der Lichtmaschine ist für den unterbrechungsfreien Betrieb der anderen Systeme und Komponenten des Fahrzeugs unerlässlich. Die Leistung der Lichtmaschine eines modernen Fahrzeugs beträgt 1 kW.
Funktionsprinzip eines Fahrzeuggenerators
Die ersten Lichtmaschinen für Kraftfahrzeuge waren Gleichstromgeneratoren. Sie erforderten aufgrund der häufigen Wartung und Kontrolle des Geräts viel Aufmerksamkeit.
Dann wurden die Diodengleichrichter erfunden, die die Lebensdauer des Generators und seine Betriebszeit erheblich erhöhten. Generatoren mit Diodengleichrichtern wurden als Wechselstromgeneratoren bekannt. Die Lichtmaschine verbrauchte weniger Material und war daher leichter und viel weniger effizient und lieferte einen stabileren Ausgangsstrom.
Moderne ausländische Fahrzeuge verwenden synchrone Drehstromgeneratoren mit einem Larionov-Drehstromgleichrichter als Gleichrichter.
Vom Drehen des Schlüssels bis zum Spannungsausgang
Wenn der Zündschlüssel in die Betriebsstellung gedreht wird, wird die Erregerwicklung mit Strom versorgt und der Generator beginnt, Strom an die Last zu liefern. Für die Steuerung des Feldwicklungsstroms ist der Spannungsregler zuständig, der in der Bürstengruppe des Generators enthalten ist. Der Spannungsregler wird von einem Gleichrichter gespeist.
Der Rotor der Lichtmaschine wird von der Kurbelwelle über eine Riemenscheibe mit einem Keilriemen angetrieben. In der Erregerwicklung wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das einen elektrischen Strom in den Statorphasenwicklungen induziert.
Die Stromabgabe ist spitzenmäßig und hängt von der Kurbelwellendrehzahl des Motors ab, weshalb ein Spannungsregler zur Stabilisierung eingesetzt wird.
Die Systemspannung sollte im Bereich von 13,8-14,2 V liegen, um eine korrekte Batterieladung zu gewährleisten.
Bei größeren Fahrzeugen werden 24-V-Fahrzeuggeneratoren mit höherer Leistung eingesetzt.
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