Die Lichtmaschine im Automobil
Die Lichtmaschine wird vom laufenden Motor als Nebenaggregat angetrieben. Der Antrieb erfolgt im Automobil über einen Riementrieb (z. B. Keil-, Keilrippen- oder Keilflachriemen).
Die Lichtmaschine wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um, wobei die erforderliche mechanische Leistung ungefähr proportional zur abgenommenen elektrischen Leistung ist.
Bei laufendem Motor bzw. während der Fahrt wird die Starterbatterie geladen bzw. Verbraucher werden mit Strom versorgt.
Bei niedrigen Drehzahlen, zum Beispiel wenn der Motor im Leerlauf läuft, sinkt die von der Lichtmaschine erzeugte elektrische Leistung. Ist die im Fahrzeug benötigte Leistung der eingeschalteten Verbraucher höher, so wird die Differenz aus der Fahrzeugbatterie entnommen, im umgekehrten Fall wird die Fahrzeugbatterie geladen. Um das zu erreichen, wird die abgegebene Spannung stabilisiert. Diese Aufgabe übernimmt der Laderegler. Bei älteren Fahrzeugen ist dieser Laderegler als seperates Bauteil im Motorraum montiert, bei neueren Fahrzeugen ist der Laderegler in der Lichtmaschine integriert.
Die Spannung der Lichtmaschine würde bei konstanter Erregung stark mit der Drehzahl und der angeschlossenen Last schwanken. Um sie zu stabilisieren, wird das Erreger-Magnetfeld angepasst. Als Steuergerät dient hier abermals der Laderegler. Dieser vergleicht die Ist- Spannung im Bordnetz mit einer eingebauten Spannungsreferenz und steuert den Magnetisierungsstrom nach, bis entweder der zulässige Sättigungsstrom der Rotorspule oder die Ladeschlussspannung der Starterbatterie erreicht ist.
Die Ladekontrolllampe im Armaturenbrett
Die Ladekontrolllampe hat zwei Aufgaben:
- Anzeige der korrekten Funktion des Generators
- Fremderregung des Generators in der Anlaufphase
Im Normalfall leuchtet bei stehendem Motor und eingeschalteter Zündung die Ladekontrolllampe und erlischt schon bei geringer Drehzahl des Aggregats, spätestens nach einmaliger, kurzzeitiger Drehzahlerhöhung aus dem Leerlauf heraus, da an der Lampe keine Spannungsdifferenz mehr vorhanden ist. Ein anderes Verhalten deutet auf Defekte am Generator (Gleichrichter, Kohlen, Regler) oder einen Defekt der Lampe hin, vorausgesetzt die Bordbatterie ist nicht entladen.
Die weitaus wichtigere Funktion der Lampe ist die Durchleitung bzw. Bereitstellung des Erregerstroms. Im Stand existiert im stromlosen Generator kein Magnetfeld. Da dies für die Stromerzeugung notwendig ist, ist es obligatorisch, den Rotor mit Strom zu versorgen, damit sich in diesem ein schwaches Feld aufbauen kann. Der Strom fließt von Klemme 15 (Zündungsplus) über die Ladekontrolllampe durch die Generatorwicklung gegen Masse (Kl 31) und ist durch die Glühlampe (4 W) auf etwa 300 mA begrenzt (ohne Lampe flössen 2 bis 5 A). Bei der Rotation des Läufers wird sodann in der Statorwicklung ein Strom induziert, welcher zum kleinen Teil (o.g. 2–5 A, je nach Drehzahl) über den Laderegler weiter in die Erregerwicklung des Rotors fließt und zum größeren Anteil als Nutzstrom an den Ausgangsklemmen (B+) entnommen werden kann.
Ist die Ladekontrollampe defekt oder ist keine Batterie vorhanden oder diese entladen, kann keine Fremderregung im Stand stattfinden, und daher wird auch bei laufender Lichtmaschine keine Spannung erzeugt. Dies ist auch der Grund, warum man Kfz mit völlig entladener Batterie nicht anschieben kann und ein Motor ohne Batterie nicht läuft.
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