Lichtmaschine Schaltung

Die Abbildung verdeutlicht die Schaltung einer Standard-LIMA, wie sie in jedem Auto zu sehen ist. Sie wird als Dreiphasenstrom in den Statorenwicklungen generiert und über die Leuchtdioden wieder aufbereitet. Bei Betätigung des Zündschlosses strömt ein elektrischer Energiefluss von der batteriebetriebenen Anlage über den Startschalter und die Ladeanzeigeleuchte zum Regulator. Deshalb ist die Stromstärke für ihn zu niedrig und er führt den gesamten Strombedarf über die Läuferwicklung, die dort wiederum ein kräftiges magnetisches Feld auslöst.

Nach dem Anlassen des Motors schaltet sich die LIMA ebenfalls ein und produziert Elektrizität. Bei D+ wird über den Hilfs-Gleichrichter ebenfalls eine Stromspannung angelegt. Wenn dieser den eingestellten Wert unterschreitet, reduziert die Steuerung den Durchfluss durch den Läufer und damit sein magnetisches Feld. Weil die Lichtmaschine nun selbst Elektrizität produziert, gibt es keine Spannungsschwankungen zwischen D+ und B+, wodurch die Ladeanzeige erlischt.

Sämtliche Standard-LIMAs steuern wie gewohnt in Kraftfahrzeugen mit einer IE-Kennlinie, d.h. die Stromspannung liegt bei max. ca. 13,6 V. Dieser Kurs ist wahrscheinlich der ýlteste und auch der wohl am besten bekannte. Dadurch werden beide Akkus bei laufendem Generator über ein Halbleiterrelais parallelgeschaltet. Beim Abschalten des Motors zieht das Relay ab und unterbricht die Batt.

Dadurch wird nicht nur die Anlasserbatterie beansprucht, sondern es kann auch zum Schweißen der Kontaktflächen kommen. Das ist ein häufig vorkommender Irrtum in solchen Bahnen. Wie in der Abbildung dargestellt, besteht eine mögliche Erkennbarkeit des Laufmotors als Schaltpunkt darin, das Relay über D+ zu Schalten, da erst dann, wie bereits oben erwähnt, dort Strom angelegt wird.

Als weitere Möglichkeit der Schaltung ist die Verwendung eines spannungsabhängigen Schaltrelais (VDR = voltabhängiges Relais) vorgesehen. Solch ein Schaltrelais ist an die Anlasserbatterie gekoppelt und wechselt, wenn es eine Betriebsspannung von mehr als 13 V hat, was nur der Fall ist, wenn der Verbrennungsmotor läuft. Nachteilig ist ein Spannungsfall von ca. 0,7 V über der LED, der dazu führen kann, dass die Akkus nicht richtig aufgeladen werden können.

Spezielle Dioden mit besonders geringen Spannungseinbrüchen reduzieren dieses Phänomen, eliminieren es aber nicht. Dies lässt sich ganz und gar verhindern, indem die Bezugsspannung für den Regulator nicht mehr im Inneren der Lichtmaschine, sondern unmittelbar außerhalb der batteriebetriebenen Anlage (rotes Kabel) abgegriffen wird. Damit werden Spannungseinbrüche an der LED, aber auch an der Linie durch die LIMA ausgeregelt.

Ein erfahrener Kfz-Elektriker wird es in der Regel nicht schwierig finden, die LIMA dementsprechend anzupassen. Bei vielen Schiffsmotoren (Volvo Penta, Yanmar, etc.) haben die Generatoren bereits ab Werk eine solche Linie, weshalb Isolierdioden heute bei vielen Schiffen zur Standardausstattung gehören. Natürlich ist LIMA nach wie vor ein IU-Merkmal. Zur Vermeidung des Spannungsabfalls der LED vor der On-Board-Batterie haben clevere Menschen die benachbarte Version mit nur einer LED erdacht.

Der Service-Akku wird ohne zwischenzeitlichen Anschluss von weiteren Komponenten unmittelbar an den Generator angekoppelt und ist somit bestens aufgeladen - solange die IE-Kennlinie funktioniert. Der Anschluss der Anlasserbatterie erfolgt dagegen über eine Sendediode. Ihr Spannungsfall kann vernachlässigt werden, da die Anlasserbatterie ohnehin nicht unbedingt optimiert wird. Die Nachteile dieser Schaltung lassen sich erst auf den zweiten Blick erahnen.

Bei der Motorzündung strömt ein sehr starker Starterstrom, der dazu führt, dass die Batteriespannung der Anlasserbatterie kurzfristig auf 8-10 V sinkt. Die Anlasserbatterie wird dann abgeschaltet. Somit fließen über die Leuchtdiode von der Servicebatterie in die Anlasserbatterie entsprechende hohe Ausgleichsströme. Zum einen ist dies nicht wünschenswert, zum anderen muss die LED dementsprechend gestaltet werden. Für eine solche Schaltung würde ich zumindest eine 150-A-Diode einbauen.

Diejenigen, die darauf aus sind, ihre Akkus mit der Lichtmaschine bestmöglich aufzuladen, sollten sich über einen leistungsstarken Regulator Gedanken machen. Damit die LIMA nicht überlastet wird, sollten Sie darauf achten, einen Controller zu benutzen, der nicht nur die Batterietemperatur, sondern auch die LIMA-Temperatur misst. Meist fliessen nur kleine Strommengen in die gut gefüllte Startbatterie.

Dies führt nur zu einem geringen Spannungsverlust auf ihrer Versorgungsleitung, was oft dazu führt, dass die Stromspannung an der Startbatterie zu hoch wird. Eine weitere in Serie geschaltete Leuchtdiode (rot) kann dieses Phänomen jedoch leicht lösen, indem sie den Spannungsfall reduziert. Ein Nachteil dieser Schaltung ist, dass Sie einen kleinen Eingreifen in die Lichtmaschine machen müssen.

Wer es nicht wagt, einen kleinen Eingreifen in die Lichtmaschine zu wagen, aber dennoch seine Akkus bestmöglich aufladen will, dem werden besondere Aufladegeräte ( "a2b = Lichtmaschine zu Batterie") auf dem Weltmarkt offeriert. Grundsätzlich handelte es sich um handelsübliche Batterieladegeräte, die anstelle eines 230 V AC-Eingangs eines für die 13 V DC des Generators haben.

Aufgrund der hohen Beanspruchung der LIMA ist es wichtig, ein Messgerät einzusetzen, das sowohl die Temperaturen der Betriebsbatterie als auch die der LIMA mit Spezialsensoren misst. Ähnlich wie bei Ladegeräte für den Landanschluss muss der Strom mit einem Schaltregler konditioniert und auf ein höheres Level gebracht werden.