Hier finden Sie Einiges über den Aufbau und die Eigenschaften eines wassergekühlten Generators mit Leitstückläufer
Die Hauptkomponenten des wassergekühlten Generators zeigt die rechte Abbildung. Zu erkennen sind (der Größe nach):
Generatorgehäuse mit Statorwicklung (4) und Statoreisen (1)
Leitstückläufer mit Rollenlager (2)
Antriebslagerschild mit (Minus-)Dioden und Leitungsdurchführungen
Erregerwicklung (3)
(Plus-)Diodenplatte
Dichtring
Während herkömmliche Topf- bzw. Compaktgeneratoren insgesamt 9 Dioden haben, nämlich:
3 Leistungsdioden mit gemeinsamer Anode auf einem Kühlkörper,
3 Leistungsdioden mit gemeinsamer Kathode auf einem anderen Kühlkörper,
3 Erregerdioden mit gemeinsamer Anode auf einem dritten Kühlkörper,
arbeitet dieser Generator insgesamt nur mit 6 Dioden, nämlich 6 Leistungsdioden. Von den 6 Dioden zeigt das nebenstehende Foto die 3 Plusdioden. Die 3 Erregerdioden wurden einfach gespart.
Auf diesem Foto erkannt man das Antriebslagerschild mit den zur Kühlung eingepressten 3 (Minus-)Dioden, sowie einige Leitungsdurchführungen. Weitere Dioden als diese 6 hier gezeigten hat dieser Generator nicht.
Da es nun aber keine Erregerdioden mehr gibt, stellt sich die Frage nach dem Anschluss D+ / 61.
Dieser entfällt hier natürlich gleich mit.
Die Spannungsinformation bekommt der Regler nun über seinen Anschluss B+.
Aber der Regler muss nun auch den Vorerregerstromkreis prüfen und die Generatorkontrolllampe ansteuern.
Als weitere Funktionen findet man bei modernen Reglern z.B.
* Anpassung der Regelspannung an die Temperatur (Ein kalter Akku hat eine höhere Gasungsspannung als ein warmer.).
* sanfte Änderungen des Erregerstroms bei Ein- und Ausschalten von Verbrauchern.
Insofern wandelt sich der herkömmliche Regler allmählich zu einem kleinen Steuergerät.
Vermutlich ist der Regler so oder ähnlich an den Generator und ans Bordnetz angeschlossen.
Mit seinem Leichtmetallgehäuse steckt der Generator bis zum Flansch im Wassermantel des Kurbelgehäuses. Ein O-Ring dichtet dabei zwischen Generatorgehäuse und Motorblock ab.
Vom Generator sind nur das Antriebslagerschild, der Wellenstummel mit Riemenscheibe sowie die elektrischen Steckverbindungen zu sehen.
Die Generatorwärme hilft über das Kühlmittel den Motor auf Betriebstemperatur zu bringen und trägt damit zu einer Verkürzung der Warmlaufphase bei. Umgekehrt sorgt das Kühlmittel natürlich
dafür, dass die Generatortemperatur selbst bei längerer Zeit Generatorvolllast nicht über 100°C steigt.
Da dieser Generator keine mechanisch angetriebenen Lüfter benötigt, steigt der Generatorwirkungsgrad enorm, insbesondere bei hohen Drehzahlen, wo der / die Lüfter viel Antriebsenergie erfordern.
Eine besonders interessante Eigenschaft bekommt der Generator durch den Verzicht auf Schleifringe und Kohlebürsten. Als Verschleißteile gibt es nur noch die beiden Rollenlager!
Die Erregerwicklung dreht sich bei diesem Generator nicht mit, sondern ruht in der Ringnut des speziellen Klauenpolläufers, der Leitstückläufer genannt wird, was wiederum dem Generator
zu dem Namen Leitstückläufer-Generator verhilft.
Die feststehende Erregerwicklung wird nun einfach über feste Drahtleitungen mit den Anschlüssen am Regler / Generator verbunden.
An den beiden Abbildungen des Leitstückläufers erkennt man, dass die beiden Klauenpolhälften jeweils von verschiedenen Seiten mit einem Metallring gefügt wurden. Während die beiden Klauenpolhälften aus einer
magnetisierbaren Stahllegierung bestehen (Sie sollen ja jeweils die rotierenden Nord- / Südpole des Generators bilden) muss der Ring aus einem nichtmagnetisierbaren Metall bestehen (Der magnetische Fluss soll ja durch die
Statorwicklung und nicht im Kurzschluss durch diesen Ring laufen.). Ob nun die Spule mit der Erregerwicklung rotiert oder nicht, ist dem Magnetfeld dabei völlig gleichgültig. Nachteilig bei diesem Leitstückläufer ist jedoch der
zusätzliche Luftspalt zwischen Erregerwicklung und Klauenpolen, der jedoch durch einen etwas größeren Erregerstrom oder etwas mehr Windungen der Erregerwicklung wieder wettgemacht werden kann.
Sogar ein Doppelgenerator in einem Gehäuse mit eigenem Wassermantel und Kühlmittelstutzen ist lieferbar. Mit seinen 2 Erregerwicklungen und 2 Ständerwicklungen liefert er etwa doppelt so viel elektrische Leistung
wie ein Einfachgenerator.
Delphi stellt ebenfalls wassergekühlte Generatorn für die Kfz-Ausrüstung her.
Diese Generatorn sind drehzahlfest bis zu 2100/min. Mit Leistungen bis zu 2000W genügen sie noch den Ansprüchen eines Bordnetzes von Oberklassefahrzeugen.
Allerdings ist damit vermutlich auch das Ende der Entwicklungsmöglichkeiten dieser Generatorenfamilie erreicht. Für zukünftige Fahrzeuge mit weiteren leistungsstarken elektrischen Verbrauchern an Bord, macht es keinen Sinn mehr,
diese Linie weiterzuverfolgen. Dann werden die uns so vertraut gewordenen Lichtmaschinen wohl durch die Kurbelwellen-Start-Generatoren verdrängt werden.