Die Automobilindustrie hat sich schon vor langer Zeit von Generatoren verabschiedet. Sie werden sie nicht mehr in modernen Fahrzeugen finden. Der Wechsel zu Lichtmaschinen war nicht nur eine Vorliebe. Dies war eine Notwendigkeit, die durch die zunehmende elektrische Belastung in Autos bedingt war.
Generatoren geben Gleichstrom aus. Es fließt in eine Richtung. Lichtmaschinen erzeugen Wechselstrom. Dies ist die gleiche Art von Strom, die auch in Ihren Steckdosen zu Hause verwendet wird. Es kehrt periodisch die Richtung um.
Nikola Tesla bewies 1887, dass Wechselstrom bei der Erzeugung von Hochspannung weitaus effizienter ist. Moderne Automobile brauchen diese Spannung. Aber Autobatterien benötigen Gleichstrom. Sie können keinen Wechselstrom speichern.
Die Lichtmaschine muss diese Lücke also schließen. Es wandelt Wechselstrom mithilfe von Dioden in Gleichstrom um. Diese Komponente fungiert als Einwegventil. Es blockiert den Rückfluss und stellt sicher, dass die Batterie den benötigten Dauerstrom erhält.
Im Inneren des Dreiphasengenerators
Die Stromerzeugung erfolgt im Inneren des Generatorgehäuses. Zwei Hauptkomponenten sind dafür verantwortlich. Der Rotor. Der Stator.
Wenn der Motor läuft, dreht er die Riemenscheibe des Generators. Die Riemenscheibe dreht den Rotor. Dieser rotierende Magnet bewegt sich an drei stationären Drahtspulen vorbei. Das sind die Statorwicklungen. Sie wickeln sich um einen festen Eisenkern.
Dieser Aufbau erzeugt einen dreiphasigen Strom. Die Spulen sind gleichmäßig verteilt. Sie sitzen in 120-Grad-Abständen um den Schaft herum.
Wenn sich der Rotor dreht, erzeugt er ein magnetisches Wechselfeld. Dieses Feld induziert einen Wechselstrom in den Statorwicklungen. Der Strom fließt durch Statorleitungen. Von dort trifft es auf eine Reihe von Dioden.
An jede Statorleitung sind zwei Dioden angeschlossen. Sie regulieren den Fluss. Sie blockieren negative Zyklen. Es fließt nur positiver Strom durch. Das Ergebnis ist Gleichstrom für die Batterie.
Delta- vs. Stern-Wicklungen
Nicht alle Drehstromgeneratoren sind gleich aufgebaut. Das Design der Statorwicklung ist wichtig.
Es gibt zwei grundlegende Stile. Delta-Wund- und Sternschaltung.
Delta-gewickelte Statoren sind leicht zu erkennen. Sie bilden eine dreieckige Form. Dieses Design ermöglicht einen hohen Stromfluss bei niedrigeren Drehzahlen. Es ist robust.
Sternförmige Wicklungen sehen anders aus. Sie ähneln dem Fluxkondensator aus Zurück in die Zukunft. Dieses Design ist ideal für Dieselmotoren. Er erzeugt eine höhere Spannung als Delta-Statoren bei noch niedrigeren Drehzahlen.
Beide Stile sind effizient. Keines von beiden ist von Natur aus überlegen. Die Wahl hängt vom elektrischen Bedarf des Fahrzeugs ab.
Regulierung der Spannung
Der Rohstrom der Lichtmaschine steht nicht zur Nutzung bereit. Zu viel Spannung schadet der Batterie. Zu wenig Spannung führt dazu, dass Sie festsitzen.
Ein Spannungsregler greift ein. Er bestimmt, wann und wie viel Spannung die Batterie benötigt. Es hält die Ausgabe innerhalb sicherer Grenzen.
Die meisten Lichtmaschinen verwenden einen von zwei Reglertypen.
Geerdete Regler funktionieren, indem sie den Minuspol oder die Batteriemasse steuern, die in die Rotorwicklung gelangt. Sie verwalten den Rückweg des Stromkreises.
Geerdete Feldregler funktionieren umgekehrt. Sie steuern die Menge des positiven Batteriestroms.
Keiner der beiden Typen hat einen eindeutigen Vorteil. Beide erzielen das gleiche Ergebnis. Der Regler stellt sicher, dass die Lichtmaschine das elektrische System des Fahrzeugs gleichmäßig und sicher mit Strom versorgt.
Der Generator ist eine komplexe Maschine. Es wandelt mechanische Energie in elektrische Energie um. Es übernimmt die schwere Arbeit für moderne Elektronik. Ohne sie stirbt das Auto. Buchstäblich.
