Servus Curdin,
ganz schnell ein paar Gedanken zur Wochenendversüßung: Das ist wahrhaftig ein interessantes Phänomen. Wir sollten uns zunächst überlegen, was anscheinend an Deiner Lichtmaschine noch heil ist und was passieren muss, damit dieses Fehlerbild entsteht.
Welche Komponenten haben wir in der Lichtmaschine?
1. Den Rotor
2. Die Anlasserspulen
3. Die Feldspulen
4. Die Kohlen
5. Regler
Fangen wir zunächst von hinten an. Bei Regler und Kohlen gehen wir davon aus, dass diese in Ordnung sind, wenn ich Deine Schilderungen recht verstehe.
Was ist mit dem Rotor?
Im Rotor wird die Spannung induziert, die die Lichtmaschine liefert. Aber der Rotor ist auch ein Teil des Anlassers. Der Anlasser funktioniert aber tadellos und wir können daher davon ausgehen, dass der Rotor in Ordnung ist.
Was ist mit den Anlasserspulen?
Der Stator besteht aus zwölf Spulen. Sechs Anlasserspulen und sechs Feldspulen. Anlasserspulen und Rotor bilden zusammen den Anlasser, also den Elektromotor zum Starten. Der geht. Wissen wir. Also können wir davon ausgehen, dass die Anlasserspulen auf dem Stator in Ordnung sind.
Was ist dann mit den Feldspulen?
Sie bilden jetzt den letzten Teil der Lichtmaschine und da Deine Lichtmaschine nicht ordnungsgemäß funktioniert, liegt der Fehler mit hoher Wahrscheinlichkeit bei diesen Feldspulen.
Was ist die Aufgabe der Feldspulen?
Die Feldspulen müssen ein magnetisches Feld aufbauen. Dieses Feld ist notwendig, damit im Rotor durch die Drehbewegung eine Spannung induziert werden kann. Die Spannung ist abhängig von der Drehzahl des Motors und der Stärke des Magnetfeldes, welches durch die Feldspulen erzeugt wird. Je höher die Drehzahl und je größer die Feldstärke, umso höher die induzierte Spannung.
Und bei einer Spule wiederum gilt: Je höher der Strom, der durch sie fließt, umso größer die Feldstärke.
Die induzierte Spannung leg man nun an die Feldspulen an, diese haben einen endlichen Widerstand und somit fließt ein Strom und das Magnetfeld entsteht, welches dafür notwendig ist, dass wiederum eine Spannung induziert wird. Das klingt ein bisschen danach, dass sich die Katze in den Schwanz beißt und daher heißt das Biest auch selbsterregte Reihenschlussmaschine.
Jetzt zu Deinem Fehlerbild:
Du startest den Motor und solange die Drehzahl oben ist, liefert Deine Lichtmaschine eine Spannung, die höher ist, als die Spannung Deiner Akkus. Das bedeutet, Deine Feldspulen erzeugen ein magnetisches Feld. Die Frage ist nur: Wie stark ist dieses Feld bei welchem Strom?
Bei einer hohen Drehzahl wird die Magnetisierung der Feldspulen stark abgeregelt. Das erkennt man daran, dass die ungeregelte Spannung der Lichtmaschine bei hohen Drehzahlen um die 80V erreicht. Nun stimmt ja irgendetwas nicht mit Deiner Lichtmaschine. Es ist also denkbar, dass Deine Lichtmaschine bei hohen Drehzahlen mit Müh und Not gerade mal diese Spannung von 13,9V – 14,2 V zustande bringt. Dass Dein Regler gar nicht abregelt, sondern dass diese Spannung (13,9V -14,2V) die maximale oder auch ungeregelte Spannung ist, die Deine Lichtmaschine noch entwickeln kann.
Das würde bedeuten, dass Deine Feldspulen in Mitleidenschaft gezogen sind. Das kann nun zwei Gründe haben: Entweder der Strom fließt nicht durch alle sechs Spulen, sondern vielleicht nur durch drei und nach der dritten Spule hast Du einen Massenschluss. Dann würden nur noch drei Spulen das Feld aufbauen und das wäre dann zu schwach, um im Rotor eine höhere Spannung zu induzieren und regelbar wäre das dann auch nicht mehr, aber das jetzt nicht so wichtig.
Das wäre jedenfalls ein denkbarer Fehler.
Oder aber, Du hast einen bzw. mehrere Windungsschlüsse. Das bedeutet, dass die Windungen untereinander elektrischen Kontakt haben. Das heißt, es fließt ein höherer Strom bei gleicher Spannung, da der ohmsche Widerstand kleiner wird (Der Strom nimmt ein paar Abkürzungen und fließt nicht durch den ganzen Draht.). Wenn aber die Spulen nicht so durchflossen werden, wie es sein soll, dann baut sich auch kein anständiges Magnetfeld auf. Und wenn das Magnetfeld schwach ist, wird keine hohe Spannung induziert. Aber kann natürlich sein, dass die Spulen zusammen gerade noch so, trotz der Windungsschlüsse, ein Magnetfeld aufbauen, das reicht um bei hoher Drehzahl die 13,9V – 14,2 V zu induzieren.
Auch dieser Fehler ist denkbar.
Aber wie würde sich bei einem dieser Fehler das Verhalten erklären, dass diese Spannung von 13,9 V – 14,2 V nur nach dem Start induziert wird, aber nachdem die Motordrehzahl einmal auf Standgasniveau abgesunken ist, zusammenbricht und nicht wieder steigt, obwohl man die Drehzahl wieder hochtreibt?
Jetzt wird es ein wenig spekulativ:
Beim Starten wird über das Anlasserrelais die volle Akkuspannung auf die Anlasserspulen gegeben, aber eben auch auf die Feldspulen. D.h. bei Starten werden die Feldspulen mit einer Spannung von rund 13V (voller Akku) versorgt (kann schon sein, dass beim Anlassen die Spannung etwas einbricht, aber man hält den Anlasser ja meist noch einen kurzen Moment gedrückt, wenn der Motor bereits läuft, also steigt die Spannung in diesem Moment auch wieder.). Diese 13V oder auch 12V reichen wohl aus, um eine Magnetisierung in der Feldspulen zu erzeugen, mit der dann die induzierte Spannung auf 13,9V – 14,2V steigen kann.
Sinkt nun die Drehzahl soweit ab, dass die induzierte Spannung unter die Akkuspannung fällt (Ladungskontrolllampe geht an, Rückstromrelais spricht an), also der Motor auf Leerlaufniveau geht, fällt damit auch die Magnetisierung in den Feldspulen. Wenn diese Spulen nun in Mitleidenschaft gezogen sind, kann es sein, dass die Magnetisierung bei der niedrigen Spannung so klein wird, dass die induzierte Spannung nicht mehr zur Selbsterregung ausreicht. Der Prozess kommt dann nahezu zum Erliegen und die Spannung steigt auch nicht mehr, auch wenn die Drehzahl erhöht wird. (Das sind wahrscheinlich Deine 3V ungeregelte Spannung)
Das wäre eine denkbare Erklärung. Aber sie ist auch ein wenig spekulativ. Nur: Was tun jetzt?
Als erstes würde ich überprüfen, ob diese Theorie stimmen kann. Dazu solltest folgendes machen: Du startest den Motor und hältst die Drehzahl oben. Jetzt müsstest Du die 13,9V – 14,2V messen können. Nun lässt Du die Drehzahl sinken, bis die Ladungskontrolllampe brennt. Jetzt Drehzahl wieder hochziehen, nun dürfte die Lampe nicht ausgehen – hast Du ja auch so beschrieben. Und nun bei roter Lampe und hoher Drehzahl drückst Du den Anlasser, nun müsste die Lampe ausgehen und wenn Du den Anlasser wieder loslässt, müsste sie aus bleiben. Alles bei hoher Drehzahl.
Wenn es so passiert, dann ist ziemlich sicher, dass die Theorie stimmt. Und dann müsstest Du als nächstes herausfinden, ob Deine Feldspulen Massenschluss oder Windungsschluss haben.
Um den Massenschluss zu prüfen: Musst Du den Rotor abziehen und die Kabel DF und D+ vom Regler lösen. Von Kabel D+ und DF muss der Widerstand zu Masse jetzt unendlich sein. Das kannst Du mit einem beliebigen Multimeter messen.
Hast Du einen Massenschluss, dann ist der Widerstand halt in der Nähe von 0 Ohm.
Wenn das so sein sollte, musst Du gucken, ob Du den Massenschuss findest.
Hast Du keinen Massenschluss, dann hast Du aller Wahrscheinlichkeit nach einen bzw. mehrere Windungsschlüsse. Die kannst Du nicht so einfach messen. Dazu müsstest Du einen Schwingkreis aufbauen und Dir dann die Kurve im Oszilloskop anschauen. Aber Du kannst eine Sache machen: Miss den ohmschen Widerstand von DF zu D+, das sollten so 4 Ohm sein. Wenn es bedeutend weniger ist, dann hast Du Windungsschlüsse.
Und wie wird es nun wieder heile?
Wie gesagt: Bei einem Massenschluss hast Du eine Chance. Da hat sich meist nur die Isolierung an einer Stelle durchgescheuert. Das kannst Du meist wieder hinfummeln.
Beim Windungsschluss ist – wie Bernd so gerne sagt – die Kacke am Dampfen. Dann müssen neue Spulen her.
Aber, Achtung Spoiler: Ich bin ganz guter Hoffnung, dass auch in solchen Fällen die Kacke nicht mehr allzu lange am Dampfen ist.
Soweit erstmal.
Bonne chance!
Viele liebe Grüße aus Wiesbaden Euer volker
P.S.: Noch ein Wort zu den 12V und ein paar Zerquetschten. Ich glaube nicht, dass Du hier die Spannung der Lima misst. Ich denke, dass Du da die Akkuspannung misst.
P.P.S.: Eine ungeregelte Spannung von max. 3V stützt die Theorie, dass das System so sehr am Boden liegt, dass die Selbsterregung nicht mehr funktioniert.