Der Spannungsregler

Die Lichtmaschine liefert bei etwa 2100 U/min eine ausreichende Ladespannung von etwa 7,5 V. Sie würde beim Erreichen der Höchstdrehzahl eine etwa fünfmal höhere Spannung abgeben. Dabei kann es innerhalb weniger Sekunden zum Ausfall (Verbrennen) der Lichtmaschine kommen, weil der extrem niedrige Innenwiderstand der Bleibatterie praktisch einen Kurzschluß für die parallel geschaltete Lichtmaschine darstellt.
Aus diesem Grunde ist ein Spannungsregler notwendig, der die Lichtmaschinenspannung in bestimmter Höhe begrenzt. Er soll bei wechselnder Drehzahl oder unterschiedlicher Belastung die Spannung selbsttätig auf den gewünschten Wert einstellen. 

Aufbau:

Der Spannungsregler besteht aus einen Magnetkern mit der Spannungsspule. Hinzu kommen der Regleranker und die Rückstellfeder. Der Spannungsregler hat zwei Kontaktpaare, also drei Kontakte (R1, R2 und R3).
Zwischen den zwei festen Reglerkontakten R1 und R3 liegt ein mit dem Regleranker isoliert verbundener Doppelkontakt R2.

Wirkungsweise:

Die drei Möglichkeiten der Schaltung des Erregerstromkreises bezeichnet man als Regelung in Unterlage, in Schwebelage und in Oberlage.

 Regelung in der Unterlage

Die bei geringer Drehzahl erzeugte Span- nung ermöglicht es, daß Strom durch die Spannungsspule fließt. Infolge dieses Stromflusses wird im Reglerschalter ein Magnetfeld aufgebaut, das aber noch zu schwach ist, um den Regleranker durchzu- ziehen.
Durch die Kontaktlage R2, R1 liegt die Erregerwicklung parallel zum Generator und erhält die volle Generatorspannung.

 

Regelung in der Schwebelage

Wenn die Lichtmaschinespannung die Einschaltspannung erreicht hat, sind die magnetischen Kräfte so groß, daß die Federkraft des Schaltankers überwunden wird. R1 und R2 öffnen ihren Kontakt und der Stromfluß durch die Erregerwicklung wird abgeschwächt, weil der Erregerstrom beim Übergang von der unteren Regellage in die Schwebelage über den Regler- widerstand fließen muß.

 Sinkt der Erregerstrom ab, so fällt auch die Ankerspannung der Lichtmaschine. Durch diese Wechselbeziehung verkleinert sich die magnetische Kraft des Eisenkerns, die Reglerankerfederkraft schließt die Regelkontakte zur Unterlage R2 auf R1, so daß der Regelwiderstand aus dem Erregerstromkreis wieder ausgeschaltet wird. Folglich steigen Erregerstrom und Ankerspannung an. Die Reglerkontakte öffnen wieder (R2 hebt von R1 ab),  und der Vorgang wiederholt sich von neuem.   Das öffnen und Schließen der Reglerkontakte R2, R1 vollzieht sich in schneller Folge.
 
Steigt die Lichtmaschinendrehzahl weiter an, so kann der in Schwebelage eingeschaltete Regelwiderstand nicht mehr den Erregerstrom weit genug schwächen. Die Spannung steigt trotz eingeschaltetem Regelwiderstand im Erregerstrom- kreis über ihren Nennwert an.

Regelung in der Oberlage
Durch die größer werdenen magnetische Kräfte wird die Federkraft des Relerankers überwunden. Der Schwebelagekontakt R2 legt sich an den Oberlagekontakt R3. Bei dieser Oberlageregelung wird die Erreger- wicklung kurzgeschlossen. In diesem Moment fällt der Erregerstrom sehr stark ab, und die Ankerspannung der Licht- maschine ist trotz hoher Drehzahl sehr gering. Die Reglerkontakte R2 und R3 öffnen wieder, und der Vorgang wiederholt sich von neuem