Z1, Ladeanlage, Generatoren

Als Klemme W wird der Anschluss bezeichnet, welcher das Ende einer Phase abgreift (egal ob U, V oder W). Dieser Anschluss kann zur Erkennung der Motordrehzahl genutzt werden. Bei Dieselmotoren kann ein Drehzahlmesser angeschlossen werden. Bei modernen Spannungsreg lern ohne Erregerdioden kann damit erkannt werden, ob der Motor läuft oder nicht.

 6 Impulse x 3 (Übersetzungsverhätlnis)  = 18 Impulse

Der Erregerstrom wird axial entlang der Antriebswelle zugeführt. Die Erregerwicklung steht still und magnetisiert den drehenden Leitstückläufer. 

• Alternatoren mit doppelten Statorwicklungen.
• Die Schaltung der Statorwicklungen kann je nach Bedarf als Stern-, Dreieck- oder Gemischte-Verkettung ausgeführt sein.
• Normalerweise werden 2 identische Gleichrichter verwendet. Bei Ausführungen mit Erregerdioden werden diese am Gleichrichter des Wicklungspacketes mit dem früheren Ladebeginn eingebaut.
• Vorteile: 
  • Grosse Leistung auf kleinem Bauraum 
  • Auch für kleinere Stückzahlen kostengünstig 
  • Geringes Gewicht

1. Frequenz des Kurbeltriebes ausgleichen 
2. Aufgrund Massenträgheit des Alternators Schlupf zwischen Riemenscheibe und Antriebsriemen verhindern
3. Abkoppelung des Alternators in Verzögerungsphase = weniger Beschleunigung nötig 
4. Vorteile:
   1. Weniger Riemenverschleiss
   2. Wesentlich ruhigerer Nebenaggregate-Antrieb
   3. Weniger Riementrieb-Schwingungen
   4. Weniger Verschleiss am Riemenspannsystem

Überspannungen bei abnormalen Betriebsbedingungen

1. Zündanlage: Die grössten Spannungsspitzen (bis 500 Volt) treten durch Spulenzündungen auf.
2. Alternator: Sehr grosse Überspannungen treten bei Transistorreglern auf, wenn keine zusätzlichen Ver braucher eingeschaltet sind (fehlende Dämpfung).
3. Durch Lastabschaltungen:
   1. Abschalten des voll belasteten Generators (bis 350 Volt)
   2. Abschalten von Beleuchtung, Hupe, Relais etc. (bis 200 Volt

Schutzschaltungen: 

1. Kondensator zwischen B+ und Masse
2. zusätzliche Zenerdiode zwischen B+ und Masse
3. Alternator mit Zenerdioden-Gleichrichter: Zenerspannung 18V, zwei Dioden in Serie = 36 Volt Spannungsbegrenzung

1. Vorgeschichte des Fahrzeuges kennen
2. Kontrolle der Anschlüsse und Verkabelung des Generators sowie der Batterie
3. Keilriemenspannung prüfen
4. Belastungsgerät anschliessen
5. Batteriezustand prüfen
6. Zündung ein: Ladekontrolllampe prüfen 
7. Starten: Ladekontrolllampe muss löschen
8. Motordrehzahl auf die Nenndrehzahl des Generators erhöhen (ηMotor ca. 2’500-3'000 min-1)
9. Leerlaufstrom und Leerlaufspannung prüfen 
10. Batterie stark belasten 
11. Spannungsabfall + und - Leitungen prüfen unter Last
12. Oberwelligkeit mittels Oszi prüfen

Unterbruch einer Minus-Diode

Unterbruch einer Plus-Diode

Kurzschluss einer Erreger-Diode

Kurzschluss einer Minus-Diode

Kurzschluss einer Plus-Diode

Unterbruch einer Phase

1. Magnetfeld und Spule:

Ein Generator besteht aus einem Rotor (Spule) und einem Stator (Magnet). Der Rotor wird durch mechanische Energie in Bewegung versetzt. 

2. Induktion:

Wenn die Spule (Rotor) durch das Magnetfeld (Stator) bewegt wird, ändert sich der Magnetfluss durch die Spule. 

3. Spannungserzeugung:

Diese Änderung des Magnetflusses induziert eine Spannung in der Spule, was wiederum zu einem Stromfluss führt. 

4. Stromfluss:

Der erzeugte Strom kann über die Anschlüsse des Generators abgeführt und verwendet werden, um elektrische Geräte anzutreiben. 

1. Sternschaltung 
2. Dreieckschaltung

Dadurch verringert sich die Anzahl der Leitungen sowie der zuverwendenden Dioden. 

Sternschaltung zudem ein Mittelabgriff möglich (Energiesteigerung)

Damit alle Phasenanschlüsse des Alternator-Gleichrichters auf der gleichen Seite liegen, werden sogenannte Plus- und Minusdioden verwendet. 

Plusdiode: Leitet den Strom vom Phasenanschluss zum Kühlkörper / Phasenanschluss ist die Anode / Isoliert zum Alternatrogehäuse

Minusdiode: Leitet den Strom vom Kühlkörper zum Phasenanschluss / Kühlkörper ist die Anode 

Durch die Klauenpolgestaltung ist es möglich mit einer Erregerwicklung eine grosse Zahl von Magnetpolen zu erzeugen. Der Erregerstrom wird normalerweise über Kohlebürsten und Schleifringe zugeführt.

1. Der Spannungsregler verändert die Grösse des Erregerstroms und somit die Stärke des Magnetfeldes im Rotor in Abhängigkeit von Generatorspannung und Temperatur. 
2. Solange die vom Generator erzeugte Spannung unterhalb der Regelspannung bleibt, fliesst der volle Erregerstrom (Tastverhältnis = 100 %).
3. Übersteigt die Spannung den oberen Sollwert, unterbricht der Regler den Erregerstrom. Wenn die Generatorspannung den unteren Sollwert unterschreitet, wird der Erregerstrom wieder eingeschaltet (Tastverhältnis < 100 %).  
4. PWM gesteuert im Millisekundenbereich

Plusreguliert: Der Reglerkontakt oder der Transistor befindet sich auf der Plusseite der Schaltung = PNP Transistor 

Minusreguliert: Der Reglerkontakt oder der Transistor befindet sich auf der Minusseite der Schaltung = NPN Transistor 

< Regelspannung: T2 sperrt aufgrund Zener-Dioder, Stromfluss über DF und T1

> Regelspannung: Zener-Dioden-Spannung überschritten, T2 leitet, T1 sperrt, Feld wird nicht mehr erregt. 

Verzögerter Stromansteig

1. Während Startvorgang wird Erregerstrom stark reduziert, nach Start nach einigen Sekunden auf Sollwert geregelt. 
2. Bei schnellen Lastwechseln wird Erregeerstrom langsam angehoben = Verhinderung Drehzahleinbrüche

Die aktuelle Belastung des Alternators, Signal entspricht dem Tastverhältnis des Spannungsreglers 

- grosses Tastverhältnis = grosse Belastung

- kleines Tastverhälntis = kleine Belastung

1. Geringer Verkabelungs-Aufwand
2. Gute Diagnosemöglichkeiten
3. Guter Ladezustand der Batterie (Das Karosserie-Steuergerät sorgt über eine automatische Ver braucherabschaltung für eine positive Ladebilanz. Die Motordrehzahl wird angehoben, sofern der Ladestrom im Leerlauf nicht ausreicht.)
4. Bessere Batterielebensdauer (Die Batterietemperatur kann aufgrund der Eingangssignale be rechnet werden).
5. Bessere Leerlaufstabilität durch langsamer Stromanstieg des Feldstromes
6. Bessere Motorleistung (Bei starker Beschleunigung kann der Motor entlastet werden.) 

Spannungsregler-Sollwert wird vom Motorsteuergerät vorausberechnet. PWM-Signal

• Ansauglufttemperatur
• Batterietemperatur
• Lastzustand

Die Leistung der Ladekontrollleuchte bestimmt den Vorerregerstrom und somit die Ladebeginndrehzahl. 

Mit drei zusätzlichen Dioden wird der Erregerstrom bei laufendem Motor gleichgerichtet. Der Erregerstromkreis schliesst sich über die Leistungsdioden.