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Leistungsgrenzen des Drehstromgenerators

2006-01-12T09:07:37Z

Skyflash:

[[Benutzer:Nils R.|Nils R.]]

Aufgaben:Des Drehstromgenerators

http://www.rafoeg.de/10,Forschungsprojekte/20,Generatoren/Images/drehstromgenerator_schema.jpg

Die Stromverbraucher ausreichend mit elektrischer energie zu versorgen und die Batterie einwandfrei zu Laden .

Funktionsweise:
Der Drehstromgenerator erzeugt nach dem Prinzip eines Fahrraddynamos elektrische Energie. Dazu wird ein magnet innerhalb einer Spule gedreht. Durch die Drehung ändert sich das Magnetfeld in der Spule ständig und erzeugt dort eine elektrische Spannung . Die erzeugte Spannung ist dabei umso größer, je kleiner das Magnetfeld ist und je schneller es sich dreht.

Im Gehäuse des Drehstromgenerators wird diese Spannung allerdings in drei erzeugt. Als Magnet wird ein Elektromagnet verwendet, der aus der sogenannten wicklung besteht, die sich auf dem rotierenden Innenteil (dem sogenannten ) befindet. Sobald durch diese Wicklung fließt, erzeugt sie ein im Inneren des Gehäuses.Der Läufer wird vom über einen Keilriemen angetrieben. Durch die Drehung des Läufers dreht sich auch das Magnetfeld. Dadurch wird in jeder der drei jeweils eine elektrische erzeugt (induziert).

Da die Batterie nur mit geladen werden darf, und die Verbraucher ebenfalls für ausgelegt sind, werden die drei erzeugten zusammengeführt (das nennt man dann "Drehstrom" bzw. "Drehspannung") und anschließend in umgewandelt. Dies geschieht mit Hilfe von . Das sind elektronische Bauteile, die den Strom nur in einer Richtung durchlassen ("elektronische Rückschlagventile"). Dadurch können sie den erzeugten Drehstrom in Gleichstrom umwandeln ("gleichrichten").

Da die vom Generator erzeugte Spannung von der des Motors und der durch die Verbraucher und die Batterie (unterschiedliche Ladezustände) abhängt, muss ein die erzeugte Generatorspannung etwa konstant halten. Dies geschieht, indem der Strom durch die Erregerwicklung ein- bzw. ausgeschaltet wird (Spannung zu hoch -> Strom wird geschaltet, Spannung zu niedrig -> Strom wird geschaltet).

Pflege und Wartung des Generators
Auch der oft unbeachtete Generator muß gepflegt und gewartet werden. Es ist zwischen mechanischen und elektrischen Pflegearbeiten zu unterscheiden. Die mechanische Pflege bezieht sich hauptsächlich auf eine betriebsfähige Lagerung des Ankers, ausreichende Schmierung der Lager, festen Sitz der Antriebsriemenscheibe uns nicht zuletzt auf den festen Sitz des Generators. Es ist zu beachten, dass die vorhandenen Kühlluftschlitze stehts sauber- und offengehalten werden, damit keine Überhitzung durch mangelnde Kühlluft eintritt.
Die Wartungsarbeiten an den elektrischen Teilen sind wesentlich umfangreicher. Von Wichtigkeit ist, dass alle elektrischen Verbindungen, wie Kabelanschlüsse und Lötstellen, einwandfreien Kontakt haben. Es kommt sonst leicht zum Verbrennen der defekten Stellen infolge der Wärmewirkung des elektrischen Stroms. Da der gesamte Strom vom Kollektor über die Bürsten entnommen wird, ist auf diese Teile besonders Obacht zu geben. Die Kohlebürsten müssen leichtgängig in den Bürstenhaltern sitzen, d.h., ein Klemmen führt zu Schäden. Außerdem ist zu beachten, dass die Kohlen ausreichende Länge und die Druckfedern an den Kohlebürsten die erforderliche Spannung haben. Beim Einsetzen neuer Kohlebürsten ist zu beachten, dass sie an der Lauffläche eingeschliffen sind und ohne Schwingen laufen.
Sollte festgestellt werden, dass die Kohlen in einem Gleichstromgenerator schwingen, so ist zu untersuchen, ob der Kollektor unrund läuft oder die Lagerung des Ankers Spiel hat. Ein unrunder Kollektor muß in einer mechanischen Werkstatt abgedreht und poliert werden. Keinesfalls darf er mit Feilen, Messern und sonstigem grobenWerkzeug bearbeitet werden. Es ist darauf zu achten, dass der Glimmer zwischen den Kollektorlamellen etwa 1 mm tiefer ausgesägt wird. Dies ist nur in einer Fachwerkstatt mit entsprechenden Einrichtungen möglich, oder man ist einfach die Fachwerkstatt selbst. Die Kohlen müssen mit der gesamten Oberfläche aufliegen. Der Kollektor ist stets metallisch sauber zu halten, um eine sonst mögliche Funkenbildung zu vermeiden. Ferner ist darauf zu achten, dass immer die Original-Kohlebürsten beim Auswechseln verwendet werden.
Beim Wechseln der Kohlebürsten ist noch darauf zu achten, dass sie (in Abhängigkeit von der Generatorart) nicht verwechselt werden, weil die Verbindungsschlitze der Minuskohle keine Isolation hat.
Wenn der Generator infolge eines Kurzschlusses doch einmal Schaden erleidet, dann ist zu untersuchen, ob Anschlüsse am Kollektor nicht ausgelötet sind. Ist das der Fall, so müssen die Spulenenden der Wicklungen des Ankers mit einem elektrischen Lötkolben unter Hinzugabe von Lötzinn wieder in die Kupferlamellen des Kollektors eingelötet werden. Sind gar die Spulen verbrannt, dann ist nur eine Neuanschaffung des Ankers anzuraten.

Prinzipieller Aufbau
Der Drehstromgenerator, auch Wechselstromlichtmaschine, ist der mordernste Stromerzeuger beim Wartburg. Sein prinzipieller Aufbau ist folgender: Auf der Welle befinden sich der Klauenpolläufer mit der Ringspule als Erregerwicklung und die zwei Schleifringe. Geführt ist dieser Rotor in dem vorderen und dem hinteren Leichtmetallschildlager in Wälzlagern. Im Stator befindet sich die in Stern geschaltete dreiphasige Ankerwicklung. Das hintere Schildlager nimmt den Gleichrichterblock bzw. die Einzeldioden und den Kohlebürstenhalter auf. Die Kühlung dieses leistungsstarken Generators übernehmen die Kühlschaufeln der Antriebsriemenscheibe. Die drei Phasen des Drehstromsystems werden über ein Zweiweggleichrichtungssystem in Gleichspannung umgewandelt.
Dieser Generator kann eine Leistung von 500 bis 600W bei einer Spannung von 12V erzeugen und hat entsprechend seiner Baugröße ein günstiges Masse-Leistungs-Verhältnis. Der Verschleißgrad und der Wartungsaufwand sind sehr gering. Der Generator arbeitet drehzahlunabhängig hinsichtlich der Kommutierung (Drehzahlbereich etwa 3000 bis 12000 U/min), da die Gleichrichtung von Dioden übernommen wird. Sein Vorteil besteht unter anderem in der ständigen Batterieladung (auch bei Leerlaufdrehzahl), da kein Rückstromschalter die Batterieladung ein- oder ausschaltet

Fragen:

Der Kunde hat vor,seine Musikanlage mit einem 500 Watt-Verstärker aufzurüsten. Führen Sie die nachstehenden Rechenaufträge aus und beraten Sie den Kunden.

Elektrische Geräte Leistung
bzw. anlagen
Faktor 1,0 W

Zündanlage 20
elektrische Kraftstoffpumpe 70
elektronische Benzineinspritzung 100
Autoradio 12
Abblendlicht 110
Begrenzungsleuten 8
Schlussleuchten 10
Kenzeichenleuten 10
Instrumentenleuchten 10

1.Obenstehende Verbraucher sind während der fahrt eingeschaltet.

a)Berechnen sie die Leistung P die der Generator abgeben muss,um die Verbraucher zu versorgen.

b)Berechnen Sie den Generatorstrom I,wenn die Generatorspannung 13,2 volt Beträgt.

2.Zusätzlich werden jetzt noch weitere Verbraucher wie Heckescheibenheizung,Radio,Sitztheizung und die 500 Watt-Verstärkeranlage betreieben.die zusätzliche leistung Pzus beträgt 700 Watt.

a)berechnen Sie den Generatorstrom IG der jetzt fließt.

Elektrische Leistung und Formeln:
P Leistung in W
U Spannung in V
I Stromstärke in A
R Widerstand in Ohm

P=U*I
R=P/I
U=P/I
I=P/U

Antworten alle mit gegeben und gesucht!
atworten findet Sie hier [[Leistungsgrenzen des Drehstromgenerators: Antworten]]

Drehstromgenerator

http://www.motorradonline.de/fm/77/00000298.gif

http://members.magnet.at/alpha-channel/electro/speicher/bilder/dreh01.gif

Die Kraftwerks-Generatoren der öffentlichen Stromversorgung sind so gebaut, daß sie nicht nur eine einzige Wechselspannung erzeugen, sondern drei Wechselspannungen zugleich. Jeder Drehstromgenerator ist im Prinzip eine Kombination von drei Wechselstromgeneratoren.

Beim Drehstromgenerator dreht sich der von den Turbinen angetriebene Rotor an drei, räumlich um 120° versetzten Ankerwicklungen vorbei. In den drei Ankerwicklungen werden drei Wechselspannungen erzeugt, die zeitlich um je 1/3-Periode (120 °) gegeneinander verschoben sind.

Beim Drehstromgenerator werden die drei Ankerwicklungen so geschaltet, daß für den Abtransport der elektrischen Energie die drei Phasenleiter L1, L2 und L3 und der Mittelpunktsleiter Mp herausgeführt werden.

--------------------------------------------------------------------------------

Synchronmotor

http://members.magnet.at/alpha-channel/electro/speicher/bilder/dreh1.gif

Der Drehstrom verdankt seinen Namen der Anwendung für den Betrieb von Elektromotoren. Er erzeugt nämlich in den Statorwicklungen dieser Motoren ein magnetisches Drehfeld.

Besteht die Rotorwicklung aus einem Magneten, so erfolgt die Drehung des Rotors synchron mit der Drehung des rotierenden Magnetfelds im Stator, man nennt solche Motoren Synchronmotoren.

Synchronmotoren müssen beim Einschalten angeworfen werden. Sie kommen bei großer Belastung außer Tritt und werden nur dort verwendet, wo es auf eine konstante Drehzahl ankommt, wie etwa bei Uhren. Sie werden daher im Alltag heute selten verwendet.

Die Synchrongeneratoren in Kraftwerken, deren Läufer ja Elektromagneten sind, können daher auch als Synchronmotoren verwendet werden, wie man sie beispielsweise in Pumpspeicherkraftwerken benötigt.

--------------------------------------------------------------------------------

Asynchronmotor
http://www.tara-teich-garten.de/images/asynchronmotor_155.jpg

Der Läufer besteht aus einer in sich geschlossenen Spulenwicklung, man nennt ihn daher auch Kurzschlußläufer. In ihm wird durch das im Stator rotierende Magnetfeld eine Spannung induziert. Das durch diese Spannung im Läufer hervorgerufene Magnetfeld bewirkt die Drehbewegung des Motors.

Da die Drehung des Rotors nicht synchron zum Drehfeld im Stator erfolgen kann, nennt man solche Motoren Asynchronmotoren. Beim Asynchronmotor entfällt der verschleißträchtige Stromwender, der beim Gleichstrommotor auf mechanische Weise für die Stromversorgung und Umpolung des Magnetfeldes im Rotor sorgen muß.

Asynchronmotoren brauchen keine Bürsten und Schleifringe. Ihre Rotoren können sich völlig kontaktfrei drehen, wenn sie den Strom für den Aufbau des Rotorfelds auf induktivem Wege aus dem Magnetfeld des Stators beziehen. Sie sind äußerst robust und leistungsfähig.

Einige informationen über den hersteller von Bosch[http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/generator/generator_mfr.htm]

Noch ein paar links zu anderen artikeln dieser art:[[Link-Text]]
[[Kategorie:Fahrzeugtechnik]]
[[Kategorie:Lernfeld 5: Prüfen und Instandsetzen der Energieversorgungs- und Startsysteme]]

Leistungsgrenzen des Drehstromgenerators

2006-01-12T09:01:29Z

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Aufgaben:Des Drehstromgenerators

http://www.rafoeg.de/10,Forschungsprojekte/20,Generatoren/Images/drehstromgenerator_schema.jpg

Die Stromverbraucher ausreichend mit elektrischer energie zu versorgen und die Batterie einwandfrei zu Laden .

Funktionsweise:
Der Drehstromgenerator erzeugt nach dem Prinzip eines Fahrraddynamos elektrische Energie. Dazu wird ein magnet innerhalb einer Spule gedreht. Durch die Drehung ändert sich das Magnetfeld in der Spule ständig und erzeugt dort eine elektrische Spannung . Die erzeugte Spannung ist dabei umso größer, je kleiner das Magnetfeld ist und je schneller es sich dreht.

Im Gehäuse des Drehstromgenerators wird diese Spannung allerdings in drei erzeugt. Als Magnet wird ein Elektromagnet verwendet, der aus der sogenannten wicklung besteht, die sich auf dem rotierenden Innenteil (dem sogenannten ) befindet. Sobald durch diese Wicklung fließt, erzeugt sie ein im Inneren des Gehäuses.Der Läufer wird vom über einen Keilriemen angetrieben. Durch die Drehung des Läufers dreht sich auch das Magnetfeld. Dadurch wird in jeder der drei jeweils eine elektrische erzeugt (induziert).

Da die Batterie nur mit geladen werden darf, und die Verbraucher ebenfalls für ausgelegt sind, werden die drei erzeugten zusammengeführt (das nennt man dann "Drehstrom" bzw. "Drehspannung") und anschließend in umgewandelt. Dies geschieht mit Hilfe von . Das sind elektronische Bauteile, die den Strom nur in einer Richtung durchlassen ("elektronische Rückschlagventile"). Dadurch können sie den erzeugten Drehstrom in Gleichstrom umwandeln ("gleichrichten").

Da die vom Generator erzeugte Spannung von der des Motors und der durch die Verbraucher und die Batterie (unterschiedliche Ladezustände) abhängt, muss ein die erzeugte Generatorspannung etwa konstant halten. Dies geschieht, indem der Strom durch die Erregerwicklung ein- bzw. ausgeschaltet wird (Spannung zu hoch -> Strom wird geschaltet, Spannung zu niedrig -> Strom wird geschaltet).

Pflege und Wartung des Generators
Auch der oft unbeachtete Generator muß gepflegt und gewartet werden. Es ist zwischen mechanischen und elektrischen Pflegearbeiten zu unterscheiden. Die mechanische Pflege bezieht sich hauptsächlich auf eine betriebsfähige Lagerung des Ankers, ausreichende Schmierung der Lager, festen Sitz der Antriebsriemenscheibe uns nicht zuletzt auf den festen Sitz des Generators. Es ist zu beachten, dass die vorhandenen Kühlluftschlitze stehts sauber- und offengehalten werden, damit keine Überhitzung durch mangelnde Kühlluft eintritt.
Die Wartungsarbeiten an den elektrischen Teilen sind wesentlich umfangreicher. Von Wichtigkeit ist, dass alle elektrischen Verbindungen, wie Kabelanschlüsse und Lötstellen, einwandfreien Kontakt haben. Es kommt sonst leicht zum Verbrennen der defekten Stellen infolge der Wärmewirkung des elektrischen Stroms. Da der gesamte Strom vom Kollektor über die Bürsten entnommen wird, ist auf diese Teile besonders Obacht zu geben. Die Kohlebürsten müssen leichtgängig in den Bürstenhaltern sitzen, d.h., ein Klemmen führt zu Schäden. Außerdem ist zu beachten, dass die Kohlen ausreichende Länge und die Druckfedern an den Kohlebürsten die erforderliche Spannung haben. Beim Einsetzen neuer Kohlebürsten ist zu beachten, dass sie an der Lauffläche eingeschliffen sind und ohne Schwingen laufen.
Sollte festgestellt werden, dass die Kohlen in einem Gleichstromgenerator schwingen, so ist zu untersuchen, ob der Kollektor unrund läuft oder die Lagerung des Ankers Spiel hat. Ein unrunder Kollektor muß in einer mechanischen Werkstatt abgedreht und poliert werden. Keinesfalls darf er mit Feilen, Messern und sonstigem grobenWerkzeug bearbeitet werden. Es ist darauf zu achten, dass der Glimmer zwischen den Kollektorlamellen etwa 1 mm tiefer ausgesägt wird. Dies ist nur in einer Fachwerkstatt mit entsprechenden Einrichtungen möglich, oder man ist einfach die Fachwerkstatt selbst. Die Kohlen müssen mit der gesamten Oberfläche aufliegen. Der Kollektor ist stets metallisch sauber zu halten, um eine sonst mögliche Funkenbildung zu vermeiden. Ferner ist darauf zu achten, dass immer die Original-Kohlebürsten beim Auswechseln verwendet werden.
Beim Wechseln der Kohlebürsten ist noch darauf zu achten, dass sie (in Abhängigkeit von der Generatorart) nicht verwechselt werden, weil die Verbindungsschlitze der Minuskohle keine Isolation hat.
Wenn der Generator infolge eines Kurzschlusses doch einmal Schaden erleidet, dann ist zu untersuchen, ob Anschlüsse am Kollektor nicht ausgelötet sind. Ist das der Fall, so müssen die Spulenenden der Wicklungen des Ankers mit einem elektrischen Lötkolben unter Hinzugabe von Lötzinn wieder in die Kupferlamellen des Kollektors eingelötet werden. Sind gar die Spulen verbrannt, dann ist nur eine Neuanschaffung des Ankers anzuraten.

Prinzipieller Aufbau
Der Drehstromgenerator, auch Wechselstromlichtmaschine, ist der mordernste Stromerzeuger beim Wartburg. Sein prinzipieller Aufbau ist folgender: Auf der Welle befinden sich der Klauenpolläufer mit der Ringspule als Erregerwicklung und die zwei Schleifringe. Geführt ist dieser Rotor in dem vorderen und dem hinteren Leichtmetallschildlager in Wälzlagern. Im Stator befindet sich die in Stern geschaltete dreiphasige Ankerwicklung. Das hintere Schildlager nimmt den Gleichrichterblock bzw. die Einzeldioden und den Kohlebürstenhalter auf. Die Kühlung dieses leistungsstarken Generators übernehmen die Kühlschaufeln der Antriebsriemenscheibe. Die drei Phasen des Drehstromsystems werden über ein Zweiweggleichrichtungssystem in Gleichspannung umgewandelt.
Dieser Generator kann eine Leistung von 500 bis 600W bei einer Spannung von 12V erzeugen und hat entsprechend seiner Baugröße ein günstiges Masse-Leistungs-Verhältnis. Der Verschleißgrad und der Wartungsaufwand sind sehr gering. Der Generator arbeitet drehzahlunabhängig hinsichtlich der Kommutierung (Drehzahlbereich etwa 3000 bis 12000 U/min), da die Gleichrichtung von Dioden übernommen wird. Sein Vorteil besteht unter anderem in der ständigen Batterieladung (auch bei Leerlaufdrehzahl), da kein Rückstromschalter die Batterieladung ein- oder ausschaltet

Fragen:

Der Kunde hat vor,seine Musikanlage mit einem 500 Watt-Verstärker aufzurüsten. Führen Sie die nachstehenden Rechenaufträge aus und beraten Sie den Kunden.

Elektrische Geräte Leistung
bzw. anlagen
Faktor 1,0 W

Zündanlage 20
elektrische Kraftstoffpumpe 70
elektronische Benzineinspritzung 100
Autoradio 12
Abblendlicht 110
Begrenzungsleuten 8
Schlussleuchten 10
Kenzeichenleuten 10
Instrumentenleuchten 10

1.Obenstehende Verbraucher sind während der fahrt eingeschaltet.

a)Berechnen sie die Leistung P die der Generator abgeben muss,um die Verbraucher zu versorgen.

b)Berechnen Sie den Generatorstrom I,wenn die Generatorspannung 13,2 volt Beträgt.

2.Zusätzlich werden jetzt noch weitere Verbraucher wie Heckescheibenheizung,Radio,Sitztheizung und die 500 Watt-Verstärkeranlage betreieben.die zusätzliche leistung Pzus beträgt 700 Watt.

a)berechnen Sie den Generatorstrom IG der jetzt fließt.

Elektrische Leistung und Formeln:
P Leistung in W
U Spannung in V
I Stromstärke in A
R Widerstand in Ohm

P=U*I
R=P/I
U=P/I
I=P/U

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Drehstromgenerator

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Die Kraftwerks-Generatoren der öffentlichen Stromversorgung sind so gebaut, daß sie nicht nur eine einzige Wechselspannung erzeugen, sondern drei Wechselspannungen zugleich. Jeder Drehstromgenerator ist im Prinzip eine Kombination von drei Wechselstromgeneratoren.

Beim Drehstromgenerator dreht sich der von den Turbinen angetriebene Rotor an drei, räumlich um 120° versetzten Ankerwicklungen vorbei. In den drei Ankerwicklungen werden drei Wechselspannungen erzeugt, die zeitlich um je 1/3-Periode (120 °) gegeneinander verschoben sind.

Beim Drehstromgenerator werden die drei Ankerwicklungen so geschaltet, daß für den Abtransport der elektrischen Energie die drei Phasenleiter L1, L2 und L3 und der Mittelpunktsleiter Mp herausgeführt werden.

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Synchronmotor

http://members.magnet.at/alpha-channel/electro/speicher/bilder/dreh1.gif

Der Drehstrom verdankt seinen Namen der Anwendung für den Betrieb von Elektromotoren. Er erzeugt nämlich in den Statorwicklungen dieser Motoren ein magnetisches Drehfeld.

Besteht die Rotorwicklung aus einem Magneten, so erfolgt die Drehung des Rotors synchron mit der Drehung des rotierenden Magnetfelds im Stator, man nennt solche Motoren Synchronmotoren.

Synchronmotoren müssen beim Einschalten angeworfen werden. Sie kommen bei großer Belastung außer Tritt und werden nur dort verwendet, wo es auf eine konstante Drehzahl ankommt, wie etwa bei Uhren. Sie werden daher im Alltag heute selten verwendet.

Die Synchrongeneratoren in Kraftwerken, deren Läufer ja Elektromagneten sind, können daher auch als Synchronmotoren verwendet werden, wie man sie beispielsweise in Pumpspeicherkraftwerken benötigt.

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Asynchronmotor
http://www.tara-teich-garten.de/images/asynchronmotor_155.jpg

Der Läufer besteht aus einer in sich geschlossenen Spulenwicklung, man nennt ihn daher auch Kurzschlußläufer. In ihm wird durch das im Stator rotierende Magnetfeld eine Spannung induziert. Das durch diese Spannung im Läufer hervorgerufene Magnetfeld bewirkt die Drehbewegung des Motors.

Da die Drehung des Rotors nicht synchron zum Drehfeld im Stator erfolgen kann, nennt man solche Motoren Asynchronmotoren. Beim Asynchronmotor entfällt der verschleißträchtige Stromwender, der beim Gleichstrommotor auf mechanische Weise für die Stromversorgung und Umpolung des Magnetfeldes im Rotor sorgen muß.

Asynchronmotoren brauchen keine Bürsten und Schleifringe. Ihre Rotoren können sich völlig kontaktfrei drehen, wenn sie den Strom für den Aufbau des Rotorfelds auf induktivem Wege aus dem Magnetfeld des Stators beziehen. Sie sind äußerst robust und leistungsfähig.

Einige informationen über den hersteller von Bosch[http://www.kfztech.de/kfztechnik/elo/generator/generator_mfr.htm]

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Leistungsgrenzen des Drehstromgenerators

2005-12-15T09:30:34Z

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Aufgaben:Des Drehstromgenerators

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Die Stromverbraucher ausreichend mit elektrischer energie zu versorgen und die Batterie einwandfrei zu Laden .

Funktionsweise:
Der Drehstromgenerator erzeugt nach dem Prinzip eines Fahrraddynamos elektrische Energie. Dazu wird ein magnet innerhalb einer Spule gedreht. Durch die Drehung ändert sich das Magnetfeld in der Spule ständig und erzeugt dort eine elektrische Spannung . Die erzeugte Spannung ist dabei umso größer, je kleiner das Magnetfeld ist und je schneller es sich dreht.

Im Gehäuse des Drehstromgenerators wird diese Spannung allerdings in drei erzeugt. Als Magnet wird ein Elektromagnet verwendet, der aus der sogenannten wicklung besteht, die sich auf dem rotierenden Innenteil (dem sogenannten ) befindet. Sobald durch diese Wicklung fließt, erzeugt sie ein im Inneren des Gehäuses.Der Läufer wird vom über einen Keilriemen angetrieben. Durch die Drehung des Läufers dreht sich auch das Magnetfeld. Dadurch wird in jeder der drei jeweils eine elektrische erzeugt (induziert).

Da die Batterie nur mit geladen werden darf, und die Verbraucher ebenfalls für ausgelegt sind, werden die drei erzeugten zusammengeführt (das nennt man dann "Drehstrom" bzw. "Drehspannung") und anschließend in umgewandelt. Dies geschieht mit Hilfe von . Das sind elektronische Bauteile, die den Strom nur in einer Richtung durchlassen ("elektronische Rückschlagventile"). Dadurch können sie den erzeugten Drehstrom in Gleichstrom umwandeln ("gleichrichten").

Da die vom Generator erzeugte Spannung von der des Motors und der durch die Verbraucher und die Batterie (unterschiedliche Ladezustände) abhängt, muss ein die erzeugte Generatorspannung etwa konstant halten. Dies geschieht, indem der Strom durch die Erregerwicklung ein- bzw. ausgeschaltet wird (Spannung zu hoch -> Strom wird geschaltet, Spannung zu niedrig -> Strom wird geschaltet).

Pflege und Wartung des Generators
Auch der oft unbeachtete Generator muß gepflegt und gewartet werden. Es ist zwischen mechanischen und elektrischen Pflegearbeiten zu unterscheiden. Die mechanische Pflege bezieht sich hauptsächlich auf eine betriebsfähige Lagerung des Ankers, ausreichende Schmierung der Lager, festen Sitz der Antriebsriemenscheibe uns nicht zuletzt auf den festen Sitz des Generators. Es ist zu beachten, dass die vorhandenen Kühlluftschlitze stehts sauber- und offengehalten werden, damit keine Überhitzung durch mangelnde Kühlluft eintritt.
Die Wartungsarbeiten an den elektrischen Teilen sind wesentlich umfangreicher. Von Wichtigkeit ist, dass alle elektrischen Verbindungen, wie Kabelanschlüsse und Lötstellen, einwandfreien Kontakt haben. Es kommt sonst leicht zum Verbrennen der defekten Stellen infolge der Wärmewirkung des elektrischen Stroms. Da der gesamte Strom vom Kollektor über die Bürsten entnommen wird, ist auf diese Teile besonders Obacht zu geben. Die Kohlebürsten müssen leichtgängig in den Bürstenhaltern sitzen, d.h., ein Klemmen führt zu Schäden. Außerdem ist zu beachten, dass die Kohlen ausreichende Länge und die Druckfedern an den Kohlebürsten die erforderliche Spannung haben. Beim Einsetzen neuer Kohlebürsten ist zu beachten, dass sie an der Lauffläche eingeschliffen sind und ohne Schwingen laufen.
Sollte festgestellt werden, dass die Kohlen in einem Gleichstromgenerator schwingen, so ist zu untersuchen, ob der Kollektor unrund läuft oder die Lagerung des Ankers Spiel hat. Ein unrunder Kollektor muß in einer mechanischen Werkstatt abgedreht und poliert werden. Keinesfalls darf er mit Feilen, Messern und sonstigem grobenWerkzeug bearbeitet werden. Es ist darauf zu achten, dass der Glimmer zwischen den Kollektorlamellen etwa 1 mm tiefer ausgesägt wird. Dies ist nur in einer Fachwerkstatt mit entsprechenden Einrichtungen möglich, oder man ist einfach die Fachwerkstatt selbst. Die Kohlen müssen mit der gesamten Oberfläche aufliegen. Der Kollektor ist stets metallisch sauber zu halten, um eine sonst mögliche Funkenbildung zu vermeiden. Ferner ist darauf zu achten, dass immer die Original-Kohlebürsten beim Auswechseln verwendet werden.
Beim Wechseln der Kohlebürsten ist noch darauf zu achten, dass sie (in Abhängigkeit von der Generatorart) nicht verwechselt werden, weil die Verbindungsschlitze der Minuskohle keine Isolation hat.
Wenn der Generator infolge eines Kurzschlusses doch einmal Schaden erleidet, dann ist zu untersuchen, ob Anschlüsse am Kollektor nicht ausgelötet sind. Ist das der Fall, so müssen die Spulenenden der Wicklungen des Ankers mit einem elektrischen Lötkolben unter Hinzugabe von Lötzinn wieder in die Kupferlamellen des Kollektors eingelötet werden. Sind gar die Spulen verbrannt, dann ist nur eine Neuanschaffung des Ankers anzuraten.

Prinzipieller Aufbau
Der Drehstromgenerator, auch Wechselstromlichtmaschine, ist der mordernste Stromerzeuger beim Wartburg. Sein prinzipieller Aufbau ist folgender: Auf der Welle befinden sich der Klauenpolläufer mit der Ringspule als Erregerwicklung und die zwei Schleifringe. Geführt ist dieser Rotor in dem vorderen und dem hinteren Leichtmetallschildlager in Wälzlagern. Im Stator befindet sich die in Stern geschaltete dreiphasige Ankerwicklung. Das hintere Schildlager nimmt den Gleichrichterblock bzw. die Einzeldioden und den Kohlebürstenhalter auf. Die Kühlung dieses leistungsstarken Generators übernehmen die Kühlschaufeln der Antriebsriemenscheibe. Die drei Phasen des Drehstromsystems werden über ein Zweiweggleichrichtungssystem in Gleichspannung umgewandelt.
Dieser Generator kann eine Leistung von 500 bis 600W bei einer Spannung von 12V erzeugen und hat entsprechend seiner Baugröße ein günstiges Masse-Leistungs-Verhältnis. Der Verschleißgrad und der Wartungsaufwand sind sehr gering. Der Generator arbeitet drehzahlunabhängig hinsichtlich der Kommutierung (Drehzahlbereich etwa 3000 bis 12000 U/min), da die Gleichrichtung von Dioden übernommen wird. Sein Vorteil besteht unter anderem in der ständigen Batterieladung (auch bei Leerlaufdrehzahl), da kein Rückstromschalter die Batterieladung ein- oder ausschaltet

Fragen:

Der Kunde hat vor,seine Musikanlage mit einem 500 Watt-Verstärker aufzurüsten. Führen Sie die nachstehenden Rechenaufträge aus und beraten Sie den Kunden.

Elektrische Geräte Leistung
bzw. anlagen
Faktor 1,0 W

Zündanlage 20
elektrische Kraftstoffpumpe 70
elektronische Benzineinspritzung 100
Autoradio 12
Abblendlicht 110
Begrenzungsleuten 8
Schlussleuchten 10
Kenzeichenleuten 10
Instrumentenleuchten 10

1.Obenstehende Verbraucher sind während der fahrt eingeschaltet.

a)Berechnen sie die Leistung P die der Generator abgeben muss,um die Verbraucher zu versorgen.

b)Berechnen Sie den Generatorstrom I,wenn die Generatorspannung 13,2 volt Beträgt.

2.Zusätzlich werden jetzt noch weitere Verbraucher wie Heckescheibenheizung,Radio,Sitztheizung und die 500 Watt-Verstärkeranlage betreieben.die zusätzliche leistung Pzus beträgt 700 Watt.

a)berechnen Sie den Generatorstrom IG der jetzt fließt.

Elektrische Leistung und Formeln:
P Leistung in W
U Spannung in V
I Stromstärke in A
R Widerstand in Ohm

P=U*I
R=P/I
U=P/I
I=P/U

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Drehstromgenerator

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Die Kraftwerks-Generatoren der öffentlichen Stromversorgung sind so gebaut, daß sie nicht nur eine einzige Wechselspannung erzeugen, sondern drei Wechselspannungen zugleich. Jeder Drehstromgenerator ist im Prinzip eine Kombination von drei Wechselstromgeneratoren.

Beim Drehstromgenerator dreht sich der von den Turbinen angetriebene Rotor an drei, räumlich um 120° versetzten Ankerwicklungen vorbei. In den drei Ankerwicklungen werden drei Wechselspannungen erzeugt, die zeitlich um je 1/3-Periode (120 °) gegeneinander verschoben sind.

Beim Drehstromgenerator werden die drei Ankerwicklungen so geschaltet, daß für den Abtransport der elektrischen Energie die drei Phasenleiter L1, L2 und L3 und der Mittelpunktsleiter Mp herausgeführt werden.

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Synchronmotor

http://members.magnet.at/alpha-channel/electro/speicher/bilder/dreh1.gif

Der Drehstrom verdankt seinen Namen der Anwendung für den Betrieb von Elektromotoren. Er erzeugt nämlich in den Statorwicklungen dieser Motoren ein magnetisches Drehfeld.

Besteht die Rotorwicklung aus einem Magneten, so erfolgt die Drehung des Rotors synchron mit der Drehung des rotierenden Magnetfelds im Stator, man nennt solche Motoren Synchronmotoren.

Synchronmotoren müssen beim Einschalten angeworfen werden. Sie kommen bei großer Belastung außer Tritt und werden nur dort verwendet, wo es auf eine konstante Drehzahl ankommt, wie etwa bei Uhren. Sie werden daher im Alltag heute selten verwendet.

Die Synchrongeneratoren in Kraftwerken, deren Läufer ja Elektromagneten sind, können daher auch als Synchronmotoren verwendet werden, wie man sie beispielsweise in Pumpspeicherkraftwerken benötigt.

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Asynchronmotor
http://www.tara-teich-garten.de/images/asynchronmotor_155.jpg

Der Läufer besteht aus einer in sich geschlossenen Spulenwicklung, man nennt ihn daher auch Kurzschlußläufer. In ihm wird durch das im Stator rotierende Magnetfeld eine Spannung induziert. Das durch diese Spannung im Läufer hervorgerufene Magnetfeld bewirkt die Drehbewegung des Motors.

Da die Drehung des Rotors nicht synchron zum Drehfeld im Stator erfolgen kann, nennt man solche Motoren Asynchronmotoren. Beim Asynchronmotor entfällt der verschleißträchtige Stromwender, der beim Gleichstrommotor auf mechanische Weise für die Stromversorgung und Umpolung des Magnetfeldes im Rotor sorgen muß.

Asynchronmotoren brauchen keine Bürsten und Schleifringe. Ihre Rotoren können sich völlig kontaktfrei drehen, wenn sie den Strom für den Aufbau des Rotorfelds auf induktivem Wege aus dem Magnetfeld des Stators beziehen. Sie sind äußerst robust und leistungsfähig.

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Automatikgetriebe

2005-12-08T20:05:36Z

Skyflash:

Nils R.

Ein Fahrzeuggetriebe ist das Getriebe im Antriebsstrang eines Fahrzeuges, das die Motordrehzahl auf die Antriebsdrehzahl übersetzt. Es wird meist als Wechselgetriebe ausgeführt und ist bei Kraftfahrzeugen notwendig, um das relativ schmale sinnvoll nutzbare Drehzahlband des Verbrennungsmotors allen Geschwindigkeitsbereichen zur Verfügung zu stellen.

Schaltgetriebe

Dieses Getriebe ist zumeist ein Schaltgetriebe (oder Wechselgetriebe): mehrere Zahnradsätze erlauben unterschiedliche Untersetzungsverhältnisse. Weiter ist ein Rückwärtsgang für die Drehrichtungsumkehr erforderlich. Ein Verbrennungsmotor hat (bis auf wenige Ausnahmen) immer nur eine vorgegebene Drehrichtung, ein Fahrzeug muss jedoch gelegentlich auch rückwärts fahren.

Die auch heute noch am häufigsten anzutreffende Getriebeart erfordert zum Wechseln der Übersetzungen eine Unterbrechung des Kraftflusses: die Kupplung ermöglicht dies. Es wird (vom Fahrer) ausgekuppelt, dann der neue Gang eingelegt und wieder eingekuppelt.

Automatische Schaltgetriebe

Ein automatisches Schaltgetriebe, von einigen Firmen auch automatisiertes Schaltgetriebe genannt, ist ein Schaltgetriebe, bei dem nicht der Fahrer die Kupplung und Schaltung des Getriebes betätigt, sondern eine elektronische Steuereinheit. Diese Mischform aus konventionellem und automatischem Getriebe bietet häufig auch die Möglichkeit, zwischen beiden Varianten zu wählen. So kann man den Wählhebel der Schaltung in einen voll automatischen Modus legen, oder durch Antippen des Hebels nach vorne oder nach hinten den nächsthöheren oder niederen Gang einlegen. Ein Vorteil dieser Getriebeart ist die Vereinigung des geringeren Benzinverbrauchs einer herkömmlichen Schaltung mit der Bequemlichkeit einer automatischen Schaltung, wobei oftmals zusätzlich noch die volle Freiheit der Gangwahl erhalten bleibt. Eine Sonderform ist das Direktschaltgetriebe.

Die Kupplung wird hydraulisch betätigt.

Diese Variante gibt es unter anderem im VW Lupo 3L ,im MCC Smart, im Opel Corsa oder Astra als Easytronic oder in diversen Ford Modellen als Durashift. Bei Mercedes-Benz heißt sie Sprintshift, bei Renault Quickshift, bei Fiat und Alfa Romeo Selespeed und bei BMW SMG.

Automatikgetriebe

Wählhebel eines AutomatikgetriebesMittlerweile sind auch Automatikgetriebe weit verbreitet, die ein Kupplungspedal im Fahrzeug überflüssig machen. Dennoch aber ist eine Kupplung (oder mehrere) im Kraftfluss enthalten, zumeist in Form eines Drehmomentwandlers. Ein Automatikgetriebe wechselt nach einer vom Konstrukteur vorgegebenen Logik die Gänge selbsttätig, der Fahrer muß nicht eingreifen. Die Steuerung des Getriebes erfolgt hydraulisch oder zunehmend bereits elektronisch. Die Gangwechsel erfolgen einigermaßen weich, da kein 100%iger Kraftschluß im Drehmomentwandler vorliegt.

Ein Automatikgetriebe ist häufig ein Planetengetriebe. Es gibt Getriebe mit zwei bis sieben Fahrstufen, die durch eine unterschiedliche Anzahl von Planetensätzen realisiert werden.

Ein Teil der vom Motor abgegebenen Leistung wird in Form von Reibungswärme auf Grund von Schlupf an das Öl abgegeben, weshalb der Spritverbrauch im Vergleich zu einem mit Schaltgetriebe ausgestatteten und ansonsten gleichen Fahrzeug höher liegen kann. Moderne Automatikgetriebe bieten eine mechanische Wandlerüberbrückung schon ab der ersten Fahrstufe (Gang), um diesen Mehrverbrauch an Kraftstoff wieder teilweise auszugleichen. Durch den prinzipiellen konstruktiven Vorteil des ununterbrochenen Kraftflusses das Automatikgetriebe überträgt auch während des Schaltvorgangs Kraft vom Antrieb zum Abtrieb sowie die bei modernen Produkten sehr kurzen Schaltzeiten und optimierten Schaltpunkte ist es inzwischen eine Glaubensfrage, ob ein Kraftfahrzeug mit Automatikgetriebe wirtschaftlicher oder unwirtschaftlicher arbeitet als sein handgeschaltetes Pendant. Fest steht jedoch, daß der Anschaffungspreis für ein Automatikgetriebe in den meisten Fällen wesentlich höher liegt als derjenige für ein Schaltgetriebe.

Viele Automatikgetriebe verfügen über eine Kick-down-Funktion. Über das bloße Vollgas hinaus wird dabei mittels Betätigung des Kickdownschalters am Anschlag des Gaspedals ein Signal an die Steuerung des Automatikgetriebes gesandt. Die Automatik schaltet in den niedrigst möglichen Gang zurück und schaltet, nachdem das Fahrzeug beschleunigt hat, erst bei der höchstmöglichen Drehzahl in den nächsthöheren Gang. Daher ist der Kick-down sehr belastend für den Motor.
Beim Rückschalten wird bei teureren Automatikgetrieben das Prinzip der Mehrfach-Rückschaltung genutzt: Der Schaltvorgang findet ggf. im Wege der Sprungschaltung statt, so dass Gangstufen meist aber nur eine übersprungen werden. Ein in modernen Fahrzeugen wählbares Schaltprogramm wird durch das Kick-down-Signal meist überlagert. Sinnvoll ist die Anwendung des Kick-downs vor allem bei Überholvorgängen.

Halbautomatische Getriebe

Eine Sonderform der Schaltgetriebe sind halbautomatische Getriebe, bei denen man nicht kuppeln muss, aber selbst schaltet. Prinzipiell sind sie mechanische Getriebe mit Drehmomentwandler anstelle einer mechanisch betätigten Einscheibenkupplung. Beispiele sind der im VW Käfer und Karmann Ghia verbaute Saxomat oder die im Citroën CX erhältliche C-Matic.

Seit den frühen 90er Jahren gibt es auch Halbautomatikgetriebe mit automatischen Kupplungen. Diese z.B. von Mercedes-Benz und Saab verbauten Getriebe werden vom Fahrer per Hand geschaltet, eine elektronisch gesteuerte Hydraulik übernimmt aber die Betätigung der ansonsten normalen Einscheibenkupplung. Der Vorteil dieser Getriebebauart ist der fehlende Schlupf.

Stufenlose Getriebe

Eine noch sehr selten verwendete Bauart mit hohem Wirtschaftlichkeitspotential stellt das Getriebe mit stufenlos variabler Untersetzung dar. Dieses Getriebe fand eine erste Massenanwendung in den 1960er Jahren in niederländischen DAF-Automobilen. Im wesentlichen wird die Kraft im stufenlosen Getriebe per Keilriemen zwischen Keilscheiben mit variablem Abstand übertragen (siehe Continuously variable transmission, CVT). Dieses Prinzip (Van Doorne) wurde inzwischen mit Metallgliederketten für weitaus höhere Drehmomenten weiterentwickelt.

Audi kam um 2000 mit der neuen Getriebebauart (multitronic) erstmals für leistungsstarke PKW auf den Markt. Der Vorteil stufenloser Getriebe liegt darin, dass der Entwickler über weite Bereiche die Motordrehzahl optimal für den vorliegenden Lastfall wählen kann, dies macht sich in niedrigerem Kraftstoffverbrauch bemerkbar. Der Nachteil kann in der Kundenakzeptanz liegen. So mancher Fahrer reagiert befremdet auf ein Fahrzeug, das beim Beschleunigen von Null auf 100 km/h stets mit der gleichen Motordrehzahl fährt ("Gummibandeffekt").

Hydraulische Getriebe

Motoren mit sehr hoher Drehmomentabgabe, die aufgrund des oben angesprochenen schmalen sinnvoll nutzbaren Drehzahlbands ein Getriebe benötigen, sind z. B. in Diesellokomotiven (nicht jedoch dieselelektrischen Lokomotiven) zu finden. Da ausreichend dimensionierte mechanische Getriebe unverhältnismäßig große Bauformen aufweisen müßten, weicht man z. B. bei der Baureihe 218 der ehemaligen Deutschen Bundesbahn auf hydraulische Kraftübertragung aus.

Weitere Getriebe in Kraftfahrzeugen

Auch an anderen Stellen außerhalb des Antriebsstrangs finden sich Getriebe: die Scheibenwischer werden von einem Elektromotor über Getriebe bewegt. Gleiches gilt auch bei elektrischen Fensterhebern. Auch die Sitzverstellung mittels Drehrädern zur Lehnenneigungseinstellung geschieht über Getriebe.

Nicht ignoriert werden soll auch der erweiterte Begriff des Maschinenbaus zu Getrieben: die Vorrichtungen für jegliche kinematisch gekoppelte Wandlung oder Umsetzung von Bewegungen werden "Getriebe" in einem allgemeinen Sinn genannt. Das normalerweise als Getriebe bekannte Rädergetriebe ist lediglich eine Unter- oder Sonderform des allgemeinen Getriebes.

Somit sind beispielsweise auch Öffnungsmechanismen von Türen und Hauben oder die Übertragung einer Pedalbewegung auf ein Fahrzeugaggregat im maschinenbaulich-kinematischen Sinn ein Fahrzeuggetriebe: die Schwenkbewegung des Pedals wird über eine Druckstange z. B. in eine lineare Bewegung oder eine Drehbewegung umgesetzt. Der flüssigkeitsgebundene Weg der Kraftübertragung zwischen Bremspedal und Radbremszylindern stellt ferner ein hydraulisches Getriebe dar

Leistungsgrenzen des Drehstromgenerators: Antworten

2005-12-01T09:42:22Z

Skyflash:

.Obenstehende Verbraucher sind während der fahr eingeschaltet.

a)Berechnen sie die Leistung P die der Generator abgeben muss,um die Verbraucher zu versorgen.

PG=20W+70W...=350Watt

b)Berechnen Sie den Generatorstrom I,wenn die Generatorspannung 13,2 volt Beträgt.

PG=UG-IG
IG=PG/UG=350W/13,2V=26,52A

2.Zusätzlich werden jetzt noch weitere Verbraucher wie Heckescheibenheizung,Radio,Sitztheizung und die 500 Watt-Verstärkeranlage betreieben.die zusätzliche leistung Pzus beträgt 700 Watt.

a)Berechnen Sie den Generatorstrom IG der jetzt fließt.

Ig=PG+Pzu/Ug=1050W/13,2V=79,54A