Was ist ein Generator und wie funktioniert er? – Jetzt von Nationwide

Aug 01, 2023

Sie denken vielleicht, dass Ihre Autobatterie alle elektrischen Geräte in Ihrem Auto mit Strom versorgt, sei es Ihre Scheibenwischer, Scheinwerfer oder das Radio. In Wirklichkeit ist es die Lichtmaschine des Autos, die den Großteil des Stroms Ihres Fahrzeugs erzeugt – Ihre Batterie wird hauptsächlich nur dazu verwendet, Ihr Fahrzeug zu starten und Strom bereitzustellen, wenn der Motor nicht läuft.[1] Die Lichtmaschine ist eine wichtige Komponente des Ladesystems eines Autos. Daher ist es hilfreich, zu verstehen, wie sie funktioniert, falls Ihr Auto nicht startet.

Die Lichtmaschine ist ein Generator, dessen Aufgabe es ist, Strom an das Auto zu verteilen und die Batterie aufzuladen. [1] Außer einigen Hybridmodellen verfügen alle Fahrzeuge mit einem Standard-Verbrennungsmotor über eine Lichtmaschine. Die etwa kokosnussgroße Lichtmaschine ist im Allgemeinen an der Vorderseite des Motors montiert und wird von einem Riemen umschlossen. [2]

Die Komponenten einer Lichtmaschine sind darauf ausgerichtet, dem Fahrzeug die richtige Art und Menge an Leistung zu liefern. Das Ladesystem Ihres Autos besteht aus vielen Teilen, aber dies sind die Hauptkomponenten und ihre Funktionen:

Rotor und Stator sind die stromerzeugenden Komponenten eines Generators. Der Rotor, ein zylindrisches Teil, das von Magneten umgeben ist, dreht sich im Stator, der einen festen Satz leitender Kupferdrähte hält. Die Bewegung der Magnete über die Verkabelung ist es, die letztlich Strom erzeugt. [3]

Der Stator ist am Gehäuse des Generators befestigt und bewegt sich nicht. Es besteht aus dem Außenrahmen, dem Statorkern und der Statorwicklung. Der Stator ist im Gegensatz zum Rotor aufgrund der von ihm erzeugten Hochspannung stark isoliert. [4]

Der Spannungsregler überwacht die Leistung des Generators. [2] Es überwacht den Spannungspegel, der an die Batterie ausgegeben wird, und versorgt den Rest des Fahrzeugs mit Strom.

Der Diodengleichrichter wandelt die Spannung der Lichtmaschine in eine Form um, die von der Batterie zum Aufladen verwendet werden kann. [5]

Lichtmaschinen geben viel Wärme ab und müssen gekühlt werden, um effizient zu arbeiten. Sie sind zwar mit Lüftungsschlitzen und einem Aluminiumgehäuse ausgestattet, um die Wärme besser abzugeben, sind aber auch mit rotierenden Lüftern für zusätzliche Kühlung ausgestattet. [5] Neue Lichtmaschinenmodelle verfügen über interne Kühlventilatoren, während ältere Versionen tendenziell über externe Ventilatorflügel verfügen.

Sowohl Lichtmaschinen als auch Generatoren wandeln mechanische Energie in elektrische Energie um. Abgesehen davon sind sie sehr unterschiedlich. Der Hauptunterschied besteht darin, dass sich das Magnetfeld in einem Wechselstromgenerator um einen stationären Anker dreht, während sich der Anker in einem Generator innerhalb eines stationären Magnetfelds dreht. [6]

Wie wir wissen, versorgt die Lichtmaschine Ihr Auto mit dem Großteil des Stroms und hilft beim Aufladen der Batterie. Doch um all das zu erreichen, muss der Generator zunächst mechanische Energie in Elektrizität umwandeln.

Der Prozess der Stromerzeugung beginnt mit dem Motor. Bei den meisten modernen Fahrzeugen werden Lichtmaschinen über einen Serpentinenriemen von der Kurbelwelle des Motors angetrieben, obwohl ältere Fahrzeuge möglicherweise über eine separate Riemenscheibe verfügen, die von der Kurbelwelle zur Lichtmaschine führt. Durch die Bewegung des Antriebsriemens wird der Rotor der Lichtmaschine im Stator mit hoher Geschwindigkeit gedreht. [2]

Beim Drehen des Rotors entsteht elektrische Energie. Die den Rotor umgebenden Magnete sind bewusst so platziert, dass beim Überqueren der Kupferdrähte im Stator ein Magnetfeld entsteht. [7] Dieses Magnetfeld erzeugt wiederum Spannung, die vom Stator erfasst wird. Diese Energie gelangt dann zum Spannungsregler, der den Strom an das Fahrzeug verteilt und die Spannungsmenge regelt, die die Batterie erhält. [2]

Bevor die Batterie den von der Lichtmaschine gelieferten Strom nutzen kann, muss sie in ein Format umgewandelt werden, das die Batterie verwenden kann. Das liegt daran, dass Strom in unterschiedlichen Strömen bzw. Richtungen fließen kann. Autobatterien werden mit Gleichstrom (DC) in einer Richtung betrieben, während Lichtmaschinen Wechselstrom (AC) ausgeben, der gelegentlich in umgekehrter Richtung fließt. [8] Bevor der für die Batterie bestimmte Strom zum Spannungsregler geleitet wird, wird er durch einen Diodengleichrichter in Gleichstrom umgewandelt. [2] Nach dem Umbau kann der Akku mit dem Strom wieder aufgeladen werden.

Wie jedes Autoteil kann auch Ihre Lichtmaschine mit der Zeit schwächer werden und muss möglicherweise ersetzt werden. Erfahren Sie, wie Sie eine defekte Lichtmaschine austauschen und was zu tun ist, wenn Ihr Auto unterwegs eine Panne hat.

Quellen:

[1] „Was sind die Funktionen eines Generators?“ David McGuffin, itstillruns.com/functions-alternator-6148787.html (abgerufen am 4. Mai 2023).

[2] „How Alternators Work“, Josh Briggs und Kristen Hall-Geisler auto.howstuffworks.com/alternator.htm (3. August 2022).

[3] „AC Motor – Grundlegende Eigenschaften, Terminologie und Theorie“, galco.com/comp/prod/moto-ac.htm (abgerufen am 4. Mai 2023).

[4] „Bermantec Alternator Parts Delivery Program“, bermantec.com/parts-of-the-alternator (abgerufen am 4. Mai 2023).

[5] „Understanding the Alternator“, Kevin R. Sullivan, autoshop101.com/forms/alt_bwoh.pdf (abgerufen am 4. Mai 2023).

[6] „Unterschied zwischen Lichtmaschine und Generator im Vergleich“, electrictechnology.org/2020/05/difference-between-alternator-generator.html (abgerufen am 4. Mai 2023).

[7] „Alternators & Batteries | How They Work“, Donut Media, youtube.com/watch?v=nuLl_Z9_T9E (30. Mai 2018).

[8] „Was ist die Lichtmaschine und wie funktioniert sie?“ Bob Weber, chicagotribune.com/autos/sc-alternator-autos-0128-20160127-story.html (6. Februar 2016).

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