Erregung

Vorerregung

Selbsterregung

Der Stromkreis der Vorerregung ist rot eingzeichnet.

Der Vorerregerstrom fliesst, wenn Zündung eingeschaltet ist, aber der Motor steht.

Da der Generator noch nicht angetrieben wird, liefert er auch noch keine elektrische Leistung.
Also kommt nur der Akku als Energiequelle für die Vorerregung in Frage. ->Generator im Bordnetz

Der Vorerregerstrom nimmt folgenden Verlauf:
Batterie + (7)
Leitung zum Zündchloss
Zündschloss (14)
Leitung zur Generatorkontrolllampe
Generatorkontrolllampe (4)
Leitung zum Generator (Kl D+)
Erregerwicklung (11)
Kl. DF Regler
Anschluss Regler Kl.D-) (3)
Masseverbindung Generator-Motor
Masseband Motor- Karosserie
Karosserie
Masseband Karosserie - Akku (Kl. 31).

Alle übrigen Generatorkomponenten sind während der Vorerregung noch stromlos.

Im Vorerrgerstromstromkreis liegen 2 Widerstände in Reihe:
Generatorkontrolllampe (12V, 3 Ohm) und die >Erregerwicklung (ca 3 Ohm).

Durch den Vorerregerstrom wird im Läufer (=Rotor = Erregerwicklung = Klauenpolläufer) bereits ein schwaches Magnetfeld erzeugt.
Dieses ist aber stark genug, um bereits bei niedrigen Drehzahlen für dafür zu sorgen, dass der Generator in den selbsterregten Zustand kommt.

Die Selbsterregung kann erst einsetzen, wenn die Generatorspannung 1,4 V ( 2 Dioden in Reihe) überschreitet.
Dazu hilft die Vorerregung.

Fällt die Vorerregung aus, weil z.B. die Genereatorkontrolllampe durchgebrannt ist, so kommen moderne Compaktgeneratoren wegen ihres geringen Eisenanteils im Klauenpolläufer nicht mehr in den selbsterregten Zustand.
Dann fährt das Fahrzeug nur solange, wie der Akku das Bordnetz versorgen kann.

Die Generatorkontrolle kann auch über eine LED erfolgen. Da jedoch der erforderliche Vorerregerstrom für die LED zu groß ist, wird nur ein Teil des Vorerregerstroms über die LED geleitet, während der HAuptanteil über einen parallel geschalteten Widerstand geführt wird.

Vorerregung

Selbsterregung

Seitenende

Die Selbsterregung ist der Normalzustand des Generators während des Betriebs.

Selbsterregung bedeutet, dass der Genrerator den Strom selbst produziert, der zu seiner Erregung erforderlich ist.

Das Gegenteil der Selbsterregung ist die Fremderregung oder (im Kfz) Vorerregung, wo der erforderliche Erregerstrom einer fremden Quelle (z.B. dem Akku) entstammt.

Eine dritte Möglichkeit ist die Permanenterregung (mit der Ankerwelle rotiert ein Permanentmagnet (Fahrraddynamo).

Der selbsterregte Zustand kann also nur vorliegen, wenn der Generator von der Kurbelwelle über den Riementrieb angetrieben wird.

Dann wird in der Ständerwicklung eine Spannung induziert, so dass über den rot dargestellten geschlossenen Stromkreis der Erregerstrom fliessen kann.

Da der Selbsterregerstrom immer über 2 in Reihe geschaltete Dioden (z.B. D23 und D21) fliessen muss, gibt es dort ein Spannugsfall von insgesamt 1,4V. Erst wenn in den Ständerwicklungen des Generators eine Spannung von über 1,4V induziert wird, kann die Selbsterregung einsetzen.

Zur Erinnerung: Die vom Generator abgegebene Spannung hängt ab von seiner Drehzahl, von der Stärke des rotierenden Magnetfelds und von der Belastung des Generators (d.h. wieviel Strom ihm gerade abverlangt wird).

Alte Topfgeneratoren haben noch so viel Ankereisen ( und damit soviel Restmagnetismus, dass auch ohne Vorerregung bereits bei Generatordrehzahlen von 2000/min (das entspricht Leerlauf- oder leicht erhöhter Leerlaufdrehzal des Motors) die 1,4V Spannung erreicht werden.

Danach spielt sich innerhalb Sekundenbruchteilen Folgendes ab:

Der Erregerstrom (natürlich selbsterregt) beginnt zu fliessen.
zu dem Restmagnetismus im Anker addiert sich nun ein kleiner Elektromagnetismus, und das gesamte Rotormagnetfeld wird etws stärker.
Das so verstärkte Magnetfeld bewirkt bei gleichbleibender Drehzahl eine erhöhte Spannungsinduktion im Ständer.

Dadurch steigt (Sie merken es schon) der Erregerstrom durch den Rotor und damit die Magnetfeldstärke.

Kurz und gut es handelt sich hier um einen sich selbst verstärkenden Rückkopplungseffekt.

Dieser wird aber jäh vom Regler unterbrochen, sobald die Regelspannung erreicht ist.

Moderne Compactgeneratoren haben allerdings so wenig Läufereisen, dass sie selbst bei hohen Drehzahlen ohne Vorerregung die erforderlichen 1,4V Spannung nicht erreichen und daher auch nicht in den selbsterregten Zustand kommen können.