Batterie wird nicht mehr geladen.

Funktion des Generators ist einfach:
Mechanische Energie (plus ein büschen el.Erregung) rein und dafür elektrische Energie raus.

Nichts einfacher als die Funktion eines Generators....

Diagnose Ladesystem eines selbsterregten Generators

Zum Einstieg in die Diagnose soll kurz der Aufbau und die Funktion der selbsterregten Generatoren und der dazugehörigen Regler und Gleichrichter wiederholt werden.

Der Bedarf an elektrischer Energie hat bei modernen Krafträdern stark zugenommen. In den 60er Jahren betrug die durchschnittliche Leistung eines Gleichstromgenerators 150 W bis 180 W.
Mit der Ablösung des Gleichstromgenerators durch den Drehstromgenerator waren nur bei kleiner Bauweise und geringem Gewicht Generatoren herstellbar, die einen elektrischen Leistungsbedarf zwischen 400 W und 1600 W abdecken konnten.

Mit zunehmendem Einzug der Elektronik in die Kraftfahrzeugtechnik wurden viele Steuerungs- und Regelungsaufgaben nicht mehr mechanisch, sondern durch elektrische Aggregate ausgeführt, z. B. elektrisch angetriebener Lüfter, elektrisch betätigte Einspritzventile, Lambdasondenheizung,.
Ein weiterer Bedarf an elektrischer Energie wurde durch den Einzug der Komfort- und Sicherheitselektronik hervorgerufen, z. B. ABS-Systeme, Kommunikationssysteme usw.

Die neue Generation von Drehstromgeneratoren für Motorräder kann Leistungen von etwa 800 W abgeben, dies entspricht bei 14 V-Generatoren einem Strom von etwa 60 A. Um die bei diesen Strömen im Generator entstehende Verlustwärme abführen zu können, müssen die Generatoren entsprechend gekühlt werden.

Die Erzeugung der elektrischen Energie im Kraft-Fahrzeug erfordert zusätzlichen Kraftstoff. Gibt ein Generator eine Stunde lang eine Leistung von 400 W ab, so verbraucht er zur Erzeugung dieser Energie etwa 0,2 ltr. Ottokraftstoff.

Aufgaben:

Während des Betriebes des Kraftfahrzeuges die
elektrischen Verbraucher mit Energie zu versorgen und die Starterbatterie zu laden.

Eigenschaften
- Hohe Leistung bei kleiner Bauweise und geringem Gewicht (kleines Leistungsgewicht und geringe Massenträgheit)
- Leistungsabgabe schon bei Motorleerlauf möglich, dadurch frühzeitiger Ladebeginn der Starterbatterie
- verschleißarm, dadurch geringer Wartungsaufwand und lange Lebensdauer
- mechanisch und elektrisch robuste Ausführung
- hohe Drehzahlfestigkeit.

Wirkungsweise

Die Spannungserzeugung im Drehstromgenerator beruht auf dem elektrodynamischen Prinzip, d. h. wenn sich in einer Leiterschleife ein Magnetfeld verändert (die Leiterschleife „schneidet" die magnetischen Feldlinien), wird in ihr eine elektrische Spannung induziert. (Zur Spannungsinduktion siehe auch Bike und Business 07/2004, Ausbildungsteil).
Aufgrund der räumlichen Anordnung der drei Wicklungsstränge im Ständer entstehen bei Drehung eines Magnetfeldes mit einem Nordpol und einem Südpol drei Wechselspannungen bzw. Wechselströme, die jeweils 120° zueinander Phasen verschoben sind d. h. es entsteht Drehstrom.

Bauliche Ausführungen:

Generatoren werden beim Motorrad in 3 grundsätzlichen Ausführungen verbaut.

Wechselstromgeneratoren

Hier ist eine Ladespule feststehend verbaut, Permanentmagnete rotieren im Polrad. Die Magnetfeldlinien schneiden die Spule und erzeugen dabei eine Wechselspannung.
Baulich unterscheidet sich der Wechselstromgenerator mit Ausnahme der Spulenzahl nicht vom selbsterregten Drehstromgenerator.

Drehstromgenerator selbsterregt

Hier sind drei Ladespulen im Versatz von 120 Grad verbaut. Permanentmagnete sind im Polrad (innen- oder außenliegend) verbaut.

Merkmale der selbsterregten Drehstromlichtmaschine:
4 oder 6 Permanentmagnete im Rotor (Drehzahlfest, keine Verschleißteile).
3 Spulen in Stern- oder Dreieckschaltung (Dreieckschaltung hat bei niedrigen Drehzahlen die höhere Stromabgabe.)
Keine Masseverbindung von den Lichtmaschinenspulen zur Fahrzeugmasse.
Thyristorregler mit externer (= geschaltetes Plus, Klemme 15, an Regler/Gleichrichter) oder interner Spannungsinformation.
3-Phasen-Vollweg-Diodengleichrichter mit 6 Dioden.
Ladestrom wird immer in vollem Umfang erzeugt.

Drehstromgenerator fremderregt als Klauenpolläufer

Die Ladespulen sind im Stator feststehend montiert. Das Magnetfeld wird durch eine rotierende Feldwicklung erzeugt. Der Erregerstrom wird über Bürsten und Schleifkontakte auf die rotierende Erregerwicklung übertragen.
Drehstromgenerator fremderregt als Leitstückläufer.

Auch hier sind die Ladespulen im Stator feststehend verbaut. Die Erregerwicklung ist ebenfalls feststehend verbaut. Im Luftspalt zwischen Erregerwicklung und Stator rotiert der Leitstückläufer der den magnetischen Fluss beeinflusst und dadurch die Spannungsinduktion ermöglicht.
Merkmale der fremderregten Drehstromgeneratoren

Keine Permanentmagnete
Elektromagnet durch eine Feldwicklung (Rotorwicklung)
3 Spulen in Stern- oder Dreieckschaltung (Dreieckschaltung hat bei niedrigen Drehzahlen die höhere Stromabgabe.)
Keine Masseverbindung von den Lichtmaschinenspulen zur Fahrzeugmasse.
Transistorregler mit externer (= geschaltetes Plus, Klemme 15, an Regler/Gleichrichter) Spannungsinformation.
3-Phasen-Vollweg-Diodengleichrichter mit 6 Dioden.
Minusleitung der Feldwicklung geht über den Transistorregler auf Fahrzeugmasse.
Ladestromregelung effektiver, Strom wird nur im benötigten Umfang erzeugt.

Schaltungsarten:

Die drei Ladespulen können entweder als Stern- oder Dreieckschaltung angeordnet werden.
Bei der Sternschaltung wird bei niedrigen Drehzahlen eine größere Ladespannung, bei der Dreieckschaltung ein größerer Ladestrom erzeugt.

Eine Sonderschaltung ist die Sternschaltung mit Mittenabgriff. Hier wird über den Mittelpunkt zusätzlicher Ladestrom zur Verfügung gestellt.

Da die erzeugte Spannung des Generators eine Wechselspannung ist, die Batterie und viele andere Verbraucher z.B. alle elektronischen Schaltungen auf eine Gleichspannung angewiesen sind, muss die Spannung gleichgerichtet werden.

Gleichrichterschaltung Wechselstromgenerator

Die Gleichrichterdioden werden hier in Form der Graetzschen – Brückenschaltung angeordnet.
Es handelt sich hierbei um eine so genannte Einphasen-Vollweggleichrichtung, da der positive und der negative Anteil der Wechselspannung genutzt wird.
Gleichrichterschaltung selbsterregter Drehstromgenerator
Vom Plus der Spule gelangt der Ladestrom über eine Plusdiode zu Batterieplus und von Batterieminus über die Masseverbindung des Regler/Gleichrichters und zwei Minusdioden zurück zur Spule. Die Dioden lassen den Strom nur in einer Richtung passieren.
Wechselt die Polarität der erzeugten Wechselspannung fließt der Ladestrom über 2 Plusdioden zur Batterie und eine Minusdiode zurück zum anderen Ende der Spule.
An den roten Stichleitungen zu den SCR (= Thyristor) und zur Steuereinheit steht die Spannung an. Liegt die Ladespannung am Eingang der Steuereinheit unterhalb der Reglerabschaltspannung, bleiben die Thyristoren abgeschaltet, der Ladestrom fließt.
Da bei dieser Schaltung alle drei Phasen der Wechselspannung genutzt werden wird sie auch als Dreiphasen-Vollweggleichrichtung bezeichnet.

Spannungs- und Stromregelung

Um ein schädliches Überladen der Batterie zu verhindern, aber auch um zu hohe Spannungen an elektrischen und elektronischen Bauteilen zu verhindern muss die Ladespannung geregelt werden.
Bei selbsterregten Ladesystemen geschieht dies üblicherweise durch Thyristorregler.
In der Steuereinheit des Reglers befindet sich u.a. eine Zenerdiode die bei Überschreiten der Reglerabschaltspannung elektrisch leitend wird.
Die Zenerdiode legt dadurch einen Spannungsimpuls an das Gate des SCR, der Thyristor wird gezündet und dabei elektrisch leitend.
Neben dem ursprünglichen Ladestromkreis baut sich parallel ein zweiter Stromkreis auf und zwar vom Plus der Spule über den SCR zurück zum Minus der Spule.

Ladestromregelung:

In dieser Parallelschaltung (=Stromteiler) verteilt sich nun der Ladestrom entsprechend der Widerstände (Batterie = hoher Widerstand, SCR = niedriger Widerstand). Die Masse des Ladestromes fließt über den SCR, nur noch ein kleiner Teil des Ladestromes fließt über die Batterie.
Die Batterie wird bei vollem Ladezustand nur noch mit einem sehr kleinen Ladestrom geladen.

Ladespannungsregelung:

Neben dem Ladestrom muss aber auch die Ladespannung geregelt werden, da ansonsten z.B. Glühbirnen und elektronische Bauteile zerstört werden. Hier wird die Tatsache genutzt, dass der induktive Widerstand der Spule in Reihe mit dem Widerstand des Ladestromkreises geschaltet.
In dieser Reihenschaltung (= Spannungsteiler) teilt ist bei nicht voller Batterie (Ladestrom fließt) der induktive Widerstand der Spule mit dem Widerstand der Batterie in Reihe geschaltet.
Bei leerer Batterie (= niedriger Innenwiderstand der Batterie) fließt daher nur eine kleinere Ladespannung, dafür aber ein großer Ladestrom. Mit zunehmendem Ladezustand der Batterie steigt der Innenwiderstand an (Volle Batterie = hoher Innenwiderstand der Batterie) und entsprechend nimmt die Ladespannung zu, der Ladestrom ab.

Wird die Reglerabschaltspannung überschritten und der Stromkreis über den SCR gezündet, so wird hier ein zweiter Stromkreis mit sehr kleinem Widerstand parallel geschaltet.

Der Gesamtwiderstand einer Parallelschaltung ist immer kleiner als der kleinste Einzelwiderstand (in diesem Fall der Stromkreis über den SCR).

Da jetzt der Gesamtwiderstand der Schaltung Batteriestromkreis + SCR-Stromkreis sehr klein geworden ist, wird durch den induktiven Widerstand der Spule ein größerer Spannungsabfall verursacht und damit die Ladespannung deutlich reduziert.

Der SCR bleibt solange eingeschaltet, bis die Wechselspannung der Lichtmaschine kleiner ca. 0,7 Volt wird. Dies ist bei jedem Nulldurchgang der Spannung (Wechsel zwischen positiver und negativer Halbwelle) der Fall.
Der Thyristorregler muss daher jede einzelne Halbwelle neu regeln.

Manfred

Manfred

nett

Aber der letzte Absatz trifft doch nicht auf moderne (*ggg*) Boldor-Regler zu oder?
Ein Drehstrom-Brückengleichrichter hat eine Restwelligkeit von ~ 5%
Da kann der SCR lange warten bis es mal unter 0,7 V geht.
Aber ich lerne gern noch was dazu

Nöö das Kapitel Spannungs und Stromregelung trifft nur auf selbsterregte Drehstromlimas zu...

Zitat:

Spannungs- und Stromregelung

Um ein schädliches Überladen der Batterie zu verhindern, aber auch um zu hohe Spannungen an elektrischen und elektronischen Bauteilen zu verhindern muss die Ladespannung geregelt werden.
Bei selbsterregten Ladesystemen geschieht dies üblicherweise durch Thyristorregler.

Ist halt zu aufwändig mit einer vernünftigen Formatierung hier im Board...

Fremderregte gibts ein ander mal.... oder hatten wir das nicht schon mal im Bolle Forum?

Manfred

ja nee, is klar.

Dann hat sich das schon erledigt

PS: +

@dave768
Oje, da haste wohl ein schaden an dem Ladesystem.
Also LiMa und Regler als Hauptverdächtige

Ich kenn jedoch das System von der CB350 nicht, daher müßte ich raten, wie Du da wo etwas messen kannst um den Fehler raus zu kriegen.

Der Text hier oben von Manfred könnte schon genug Infos liefern,
aber es sind garantiert noch zig weitere gute Tips im Forum.

Mußt mal mit der Such-Funktion ein paar Trhead dazu durchlesen...

Dann sehen wir weiter.

Zitat

Original von dave678
hallo

aber wie kann die schwache Batterie mit den niedrigen Touren zusammenhängen? das ist mir schon ein rätsel? ....oder glaubt ihr es sind zwei berschiedene probleme? Batterientladung und Drehzahlproblem?

es wird sommer und ich will fahren......

Nö, das passt schon, hatte das auch gerade selbst.
Die Zündung braucht Strom zum zünden. Je schneller (also mehr Zündfunken pro Zeiteinheit), desto mehr.

Wenn die LiMa nicht anständig Strom anliefert, dann muss die Zündung sich aus der Batterie bedienen. Kannst Du einfach testen:
Batterie voll laden.
Mit Licht fahren bis es nicht mehr geht.
Batterie voll laden.
Ohne Licht fahren bis es nicht mehr geht. Ich tippe mal, ohne Licht kommst Du weiter.

Um bei Deinem Mopped den Fehler einzugrenzen, musst Du am besten mal das von Manfred angefertigte Messprotokoll befolgen, es sei denn Du hast alle beteiligten Parts nochmal vorhanden.
Falls Du Regler, Stator, und Rotor nochmal hast, tausche einfach mal einzeln durch, und messe jeweils welche Spannung die Batterie bei laufendem Motor bei ca. 5000 Umdrehungen hat. Sollte so 13,8V sein.

Bei mir war es der Rotor.

Messprotokoll sollte sich mit Suche nach Messprotokoll finden lassen.

ciao

frank

Hatte auch so ein Problem.

Mein Möppie sprang wegen leerer Batterie nicht mehr an.

Batterie getauscht, angesprungen und lief eine Woche ohne Probleme.

Dann wieder leere Batterie.

Regler durchgemessen: eine Diode im Drehstrombrückengleichrichter war defekt. Ließ den Strom in beide Richtungen durch.

Die Batterie wurde nur noch zu ca. 50% geladen, wurde aber bei Motorstillstand über die defekte Diode ENTLADEN.

Also, gebrauchten Regler gekauft, auf der Rückseite mit Wärmeleitpaste eingeschmiert, montiert und seitdem keine Probleme mehr.

Ralf