Spannungsregler Spannungsregler

Der Regler soll die Spannung im Bordnetz auch bei stark schwankender Motordrehzahl konstant halten, dadurch die elektrischen Verbraucher vor Überspannung schützen und das Überladen der Batterie verhindern. Grundlage für die Stromerzeugung im Generator bildet die elektromagnetische Induktion: Bewegt sich ein elektrischer Leiter relativ zu einem Magnetfeld, wird in diesem Leiter eine elektrische Spannung hervorgerufen.

Die induzierte Spannung steigt mit der Stärke des Magnetfeldes und der Geschwindigkeit des bewegten elektrischen Leiters. Die Stärke des elektromagnetischen Feldes ergibt sich wiederum aus der Anzahl der Windungen und der Höhe des durchfließenden Stroms. Das Prinzip der Spannungsregelung besteht nun darin, über die Steuerung dieses Stroms, des sogenannten Erregerstroms, auf die elektromagnetische Induktion Einfluß zu nehmen: Übersteigt bei zunehmender Drehzahl die Generatorspannung ihren vorgeschriebenen Wert von zirka 14 Volt, schaltet der Regler einen Widerstand in den Erregerstromkreis, und die Spannung fällt ab.

Unterschreitet die Spannung einen bestimmten Wert, schaltet der Regler auf volle Erregung, bis wiederum die obere Spannungsgrenze erreicht ist. Die Ein- und Ausschaltvorgänge spielen sich im Bereich von Millisekunden ab, so daß sich die Generatorspannung auf einen Mittelwert einreguliert.

Die Generatorspannung wird also durch periodisches Ein- und Ausschalten der Erregerspannung reguliert: Bei niederen Drehzahlen fließt der volle Erregerstrom verhältnismäßig lange und wird nur kurze Zeit verringert. Dagegen bleibt der Erregerstrom nur kurze Zeit eingeschaltet und wird verhältnismäßig lange unterdrückt. In gleicher Weise reagiert der Regler auf die verschiedenen Belastungszustände durch eingeschaltete Verbraucher. Das Verhältnis der Ein- und Ausschaltzeiten ergibt die Größe des mittleren Erregerstroms.

Bei den lange Zeit gebräuchlichen elektromagnetischen Kontaktreglern wird die Veränderung des Erregerstroms durch Öffnen und Schließen eines beweglichen Kontaktes bewirkt, bei Überschreiten der Sollspannung wird der Kontakt von einem Elektromagneten gegen die Kraft einer Feder abgehoben. Der Kontaktregler wurde inzwischen weitgehend vom elektronischen Feldregler verdrängt. Er weist weder Kontakte noch andere bewegliche Teile auf, schaltet deshalb nahezu verzögerungsfrei und unterliegt keinerlei mechanischem Verschleiß. Das Funktionsprinzip ist einfach: Ein Transistor arbeitet als Schalter, um den Erregerstrom in schneller Folge ein- und auszuschalten. Zur Steuerung der Transistoren sind im Regler sogenannte Zener-Dioden eingebaut. Sie wirken als Sollwertgeber zur Begrenzung beziehungsweise zur Stabilisierung der Spannung.