Zündung / Lichtmaschine

Lichtmaschine und deren Regelung, elektrisch prüfen

Funktionsprinzip einer Lichtmaschine

Wie wir aus dem Physikunterricht wissen, basiert das Prinzip der Lichtmaschine darauf, dass wenn eine Spule in einem Magnetfeld bewegt wird, in der Spule eine Spannung induziert wird. Hierbei kann es das Magnetfeld eines Dauermagneten sein (RD Bauj.78-79, CDI-Zündung) oder auch ein Elektromagnet (RD Bauj.76-78, Kontaktzündung). Die Abgabeleistung der Lichtmaschine ist abhängig von der Stärke des Magnetfeldes, der Wicklungslänge innerhalb des Magnetfeldes und der Bewegung (Drehzahl). Alle diese Grössen sind bestimmten technisch machbaren Grenzen unterworfen.

Die (Abgabe-) Leistung der Lichtmaschine setzt sich zusammen aus Spannung und Strom. Deshalb erreicht eine Lichtmaschine unbelastet schneller ihre Nennspannung bei niederen Drehzahlen. Während die grösstmögliche Abgabeleistung wird bei maximaler Drehzahl des Motors erreicht. Aber irgendwie muss jetzt unabhängig der momentanen Drehzahl eine möglichst gleichmässige Spannung erreicht werden, also muss die Lichtmaschine geregelt werden. Jetzt kommen wir zum Lichtmaschinenregler.

Da man zur Regelung die Drahtlänge schlecht ändern kann, bleibt nur noch das Magnetfeld übrig. Bei der Lichtmaschine mit Elektromagneten (richtig fremd-erregt genannt) wird das Magnetfeld im Elektromagnet (Erregerspule) mittels dem Lichtmaschinenregler durch ändern der Erregerspannung gerregelt. Bei starten des Antriebsmotors spielt die Bordbatterie die Spannungsquelle für die Erregerwicklung. Die erzeugte Wechselspannung der Lichtmaschine wird mit Gleichrichtern in eine Gleichspannung gewandelt. Der Lichtmaschinenregler misst nun dieses Spannung und regelt oberhalb seiner Nennspannung von ca. 14,3 Volt (Ladeentspannung der Bordbatterie) die Erregerspannung von ca. 12 Volt solange herunter, bis die Abgabespannung der Lichtmaschine von 14,3 Volt erreicht wird.

Bei der RD mit CDI-Zündung (Baujahr 78 - 79) gibt es keine Erreglerwicklung mehr, sie wurde durch eine Dauermagnetglocke ersetzt. Das Regelungsprinzip besteht darin, dass im Gleichrichter ein Regler integriert wurde. Bei Überschreiten von ca. 14,3 Volt zünden Thyristoren gegen Masse und leiten die überflüssige Spannung gegen Masse ab. Durch schnelles an- und ausschalten dieser Thyristoren wird eine annähernde konstante Spannung erreicht.

Bei dieser Betrachtungsweise wird klar, dass eine zu hohe Spannung (< 14 Volt) im Bordnetz eigentlich nur noch auf einen defekten Lichtmaschinenregler deutet. Hierdurch wird die Batterie mit zuviel Spannung 'gefüttert' und verkocht im Laufe der Zeit. Ausserdem brennen alle Glühlampen am Mopped wegen Überspannung schneller durch.

Schwieriger ist es nun bei zu niedriger Spannung. Wird bei intakter Lichtmaschine am Mopped zuviel Strom verbraucht als die Lichtmaschine liefern kann, bricht die Spannung ein, es wird die Nennspannung nur noch bei hohen Drehzahlen erreicht, die Batterie ist dauernd leer, das Licht 'brennt' nur noch schwach. Oft ist dann auch eine kaputte Batterie der Übeltäter, durch ihren zu niederen Innenwiderstand schliesst sie die Spannung im Bordnetz kurz. Indiz hierfür ist ein im Standgas noch leidlich funktionierende Spannungsversorgung, bei Höherdrehen des Motors gehen dann endgültig "die Lichter aus". Ebenso können total verschliessene Unterbrecherkontakte so viel Strom "verbrauchen", dass für die übrigen Stromverbraucher nichts mehr übrig bleibt.

Abschliessend muss ausdrücklich davor gewarnt werden, die Batterie überhaupt zu entfernen (... weg mit dem Drecksding!), das funktioniert einfach nicht. Unter anderem kann sogar der Lima-Regler durch ungedämpfte Spannungsspitzen Schaden nehmen. Erstens dient die Spannung der Batterie als Refernz für den Spannungsregler, zweitens muss man sich nochmals das Prinzip des Reglers vor Augen halten. Die Lichtmaschine gibt ja Drehstrom (3fache Wechselspannung) ab. Jeweils vom Nullpunkt sinusförmig ansteigend bis zum Maximum und dann wieder abfallend bis zum Nullpunkt und dann das gleiche in den negativen Bereich. Durch den Gleichrichter werden diese wechselnden postiven und negativen Wellen in nur positive Wellen "gerichtet", eine pulsierende Gleichspannung entsteht (siehe Bild unten). Die Batterie glättet nun mittels Kondensatoreffekt diese pulsierende Gleichspannung in eine fast optimale Gleichspannung. Der Regler misst diese Spannung und regelt die "zuviele" Spannung weg. Da durch entfernen der Batterie aber keine Pufferung in den Spannungstälern stattfindet, gibt es sozusagen zu dieser Zeit keinen Strom mehr. Die effektiv übrig gebliebene Strommenge ist nun erheblich geringer als mit Batterie. Ein ähnliches Verhalten kann man bei defekter Batterie beobachten, trotz intakter Lichtmaschine ist "zu wenig Strom da".

 

Stand 08.04.2003