1.1. Ladesystem
Das Ladesystem besteht aus der Lichtmaschine, dem Gleichrichter und dem Laderegler. Die Aufgabe
des Ladesystems besteht darin, die gesamte Elektrik mit elektrischer Energie zu versorgen und gleich-
zeitig die Ladung der Batterie sicherzustellen, und zwar möglichst unabhängig von Motordrehzahl und
Belastung durch verschiedene elektrische Verbraucher. Dies geschieht dadurch, dass die Ladespannung
auf einen konstanten Wert von etwa 14 Volt geregelt wird. Die Batterie arbeitet im sogenannten. Float-
Betrieb und wird entladen,  wenn die verbrauchte elektrische Leistung größer als die aktuell von der
Lichtmaschine gelieferte. Bei Leistungsüberschuss seitens der Lichtmaschine wird die Batterie mit
konstanter Spannung geladen, wodurch der Ladestrom bei Erreichen des voll geladenen Zustands
selbständig abnimmt.

1.1.1. Lichtmaschine
An modernen Motorrädern werden ausschließlich Wechselstrom- oder Drehstrom Lichtmaschinen
verwendet. Sie bestehen aus einem Stator, der die Wicklung zur Energieerzeugung trägt und aus
übereinanderliegenden Blechlagen besteht, sowie aus einem Rotor, der entweder innerhalb des
Stators dreht (z.B. Moto Guzzi ab V7 Sport) oder diesen glockenförmig umfasst (z.B. an Buell,
Yamaha SR500). Der Rotor kann dabei direkt auf einem Kurbelwellenstumpf angeordnet sein
oder (um Motor-Baubreite zu sparen) wie beim Auto auf einer eigenen Welle, die in einem
separaten Gehäuse dreht.
Die Erzeugung des Magnetfelds am Rotor kann entweder durch Permanentmagnete oder durch
eine eigene Wicklung auf dem Rotor, die sog. Erregerwicklung, geschehen. In letzterem Falle sind
natürlich Schleifringe und Kohlebürsten nötig, um die notwendige elektrische Erregerleistung zum
Rotor zu übertragen. Eine Verwendung dieser Bauart  in ölumspülten Bereichen des Motors fällt
damit aus, zudem sind die Kohlebürsten einem mehr oder wenigen starken Verschleiß unterworfen.
An Yamahas XS650 hielten sie oft nur 10000 km... . Zudem muß die Erregerwicklung so gefertigt
sein, daß sie den Vibrationen und Fliehkräften auf der Kurbelwelle widersteht.
Vorteil der elektrisch erregten Lichtmaschine gegenüber der Ausführung mit Dauermagneten sind
zum einen die leichtere Regelbarkeit der erzeugten Leistung, auch mit einem mechanischen Regler,
da nur die kleinere Erregerleistung geregelt werden muß und nicht die Ausgangsleistung. Zum anderen
besteht nicht wie bei Permanentmagneten die Gefahr, dass das Erregerfeld im Laufe der Zeit durch
Entmagnetisierung schwächer wird. Dies war zumindest früher (Lucas-Lichtmaschinen an englischen
Motorrädern) ein Problem, mit modernen Magnetwerkstoffen jedoch nicht mehr.
Am Ausgang der Statorwicklung steht, je nach Art der Wicklung und des Stators, Wechselstrom oder
Drehstrom (Wechselstrom mit drei um je 120 Grad verschobenen Phasen) zur Energieversorgung der
Motorradelektrik zur Verfügung.
Einige Lichtmaschinen älterer Motorräder besitzen eine Wicklung mit Anzapfungen oder mehrere
Wicklungen, die gemeinsam mit dem Fahrlicht ein- oder umgeschaltet werden. Auf diese Art wird die
Lichtmaschinenleistung der Belastung grob angepasst, um die Laderegelung entweder verlustärmer
zu machen (ältere englische Maschinen) oder sogar völlig ohne Regler auszukommen (z.B. einige alte
Honda-Modelle).

1.1.2. Gleichrichter
Der von der Lichtmaschine gelieferte Wechsel- oder Drehstrom eignet sich nicht direkt zur Ladung der
Batterie, sondern muss erst gleichgerichtet, also in Gleichstrom umgewandelt werden. Dies geschieht
im Gleichrichter, der bei Wechselstrom-Lichtmaschinen aus vier, bei Drehstrom-Lichtmaschinen aus
sechs Dioden in einer Brückenschaltung besteht. Die Dioden wirken wie elektrische Ventile, d.h. sie sind
in einer Richtung leitend, in der anderen Richtung sperren sie den Stromfluss. Da an jeder Diode in
Durchlassrichtung eine Spannung von ca. 0,7 bis 1 Volt abfällt, muss der Gleichrichter im Betrieb gekühlt
werden, um nicht zu überhitzen.
Die Dioden können entweder in einem gemeinsamen Gehäuse eingegossen oder einzeln in eine Halteplatte
eingepresst sein. Letzterer Fall ist meist dann anzutreffen, wenn die Dioden direkt in der Lichtmaschine
angeordnet sind (z.B. bei BMW oder Moto Guzzi).

1.1.3. Laderegler
Da die am Motorrad verbrauchte elektrische Leistung nicht konstant ist (Licht, Blinker etc.), und auch
die von der Lichtmaschine gelieferte Leistung mit der Motordrehzahl schwankt, ist es nötig, die Licht-
maschinenleistung so zu regeln, dass die Bordnetzspannung konstant bleibt. Der Sollwert wird dabei
durch die Ladespannung der Batterie vorgegeben und beträgt üblicherweise 14 bis 14,5 Volt.
Im einfachsten Fall wird die überschüssige Leistung der Lichtmaschine einfach in Wärme umgewandelt,
und zwar mit Hilfe von Zenerdioden. Diese Bauteile werden ab einer genau definierten Spannung
leitend, der dann einsetzende Stromfluss verhindert ein weiteres Ansteigen der Bordnetzspannung.
Dieses Prinzip wurde lange Zeit an englischen Motorrädern angewendet; um die anfallende Wärme
abzuführen, wurde die Zenerdiode mit Kühlkörper im Fahrtwind montiert.
Präziser und verlustärmer ist eine Regelung der von der Lichtmaschine in Bordnetz eingespeisten
Leistung. Hier gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten, abhängig von der Bauweise der Lichtmaschine:
Bei elektrischer Erzeugung des Erregerfeldes am Rotor wird der Strom in der Feldwicklung vom Lade-
regler beeinflusst. Bei mechanischen Ladereglern wird zu diesem Zweck die Erregerwicklung entweder
direkt mit der Erregerspannung verbunden, über einen Vorwiderstand geschaltet oder ganz abgeschaltet.
Dieser Vorgang läuft, abhängig von der Batteriespannung, über eine Spule im Laderegler ab, die per
Anker (mehrmals pro Sekunde) entsprechende Kontakte betätigt.
Die Funktionsweise eines elektronischen Ladereglers für die Feldwicklung ist ähnlich, hier wird die
Aufgabe der Kontakte von einem Leistungstransistor als Stellglied übernommen. Er bietet den Vorteil,
verschleißfrei zu arbeiten und außerdem den Erregerstrom nicht nur in drei Stufen, sondern kontinuierlich
ändern zu können. Die eigentliche Erregerspannung für die Lichtmaschine kann in beiden Fällen entweder
aus der Batterie stammen oder durch zusätzliche Dioden direkt aus der von der Lichtmaschine erzeugten
Energie abgezweigt werden. In letzterem Falle ist eine dann wahrscheinlich vorhandene Ladekontroll-
Leuchte so geschaltet, dass ihr Stromfluss eine "Anfangserregung" der Lichtmaschine bewirkt. Sie sollte
daher nicht stillgelegt werden und intakt sein.
Bei Lichtmaschinen mit Permanentmagneten im Rotor, also unveränderlichem Erregerfeld, wird die
Ausgangsspannung der Lichtmaschine nicht mit normalen Dioden gleichgerichtet, sondern meist mit
steuerbaren Dioden. Diese sogenannten Thyristoren erlauben es, den Einschaltzeitpunkt in der leitenden
Richtung zu steuern, so dass ein mehr oder weniger grosser Teil der von der Lichtmaschine zur Verfügung
gestellten Leistung gleichgerichtet und in in das Bordnetz eingespeist wird. Einen getrennten Gleichrichter
gibt es bei dieser Reglerbauart nicht, sondern beide Teile sind in einem gemeinsamen Gehäuse integriert.
Alle aktuellen japanischen Motorräder und auch Buells sind mit einem solchen Gleichrichter/Regler
ausgestattet. Je nach Bauart des Reglers wird die Lichtmaschine bei Erreichen der Bordnetz-Sollspannung
entweder vom Gleichrichter getrennt (dies ist die verlustärmere, aber schaltungstechnisch etwas aufwendigere
Lösung) oder sie wird durch den Regler kurzgeschlossen. In diesem Fall wird die komplette Lichtmaschinen-
leistung innerhalb der Lichtmaschine in Wärme umgesetzt, was sich negativ auf deren Zuverlässigkeit auswirken
kann. Vorteil dieser Reglerausführung ist lediglich der etwas geringere Schaltungsaufwand.

1.1.4. Gesamtsystem
Das folgende Schaltbild zeigt zusammengefasst die Komponenten eines Ladesystems mit Permanent-

magnet-erregter Lichtmaschine:
Die Lichtmaschine oder Generator G, hier in Drehstromausführung.
Den Gleichrichter/Regler, hier in der Schaltungsvariante, die die Lichtmaschine bei Erreichen der Soll-
Spannung des Bordnetzes kurzschließt. Dies geschieht durch die drei Thyristoren Th.
Der Drehstrom der Lichtmaschine wird über die sechs Dioden D gleichgerichtet.
Die Batterie B mit der Hauptsicherung Si. An Buells ist diese Sicherung als Bimetall-Thermoschalter
ausgeführt, der sich nach Beseitigung der Überlast selbsttätig wieder einschaltet.
Über den Hauptschalter HS (Zündschloss) werden die Verbraucher aus der Batterie versorgt.
Die gestrichelt eingezeichnete Leitung wird von einigen elektronischen Ladereglern zur Versorgung der
eingebauten Elektronik benötigt. Bei direktem Anschluss an die Batterie, ohne zwischengeschaltetes
Zündschloss, würden sie bei ausgeschalteter Zündung zuviel Strom aus der Batterie verbrauchen.
Anzutreffen zum Beispiel an der Yamaha SR500.




Für Ladesysteme mit elektrisch erregter Lichtmaschine ergibt sich das folgende Schaltbild:

Die Feldwicklung F der Lichtmaschine wird über Schleifringe und Kohlebürsten mit dem Erregerstrom
versorgt. Die Erregerleistung wird meist über drei zusätzliche Dioden D2 aus der von der Lichtmaschine
erzeugten Leistung gewonnen und über den Transistor T geregelt.
Damit das System sicher anläuft, fließt zunächst über die Ladekontrolllampe LK ein kleiner Strom aus
der Batterie in die Erregerschaltung. Sobald die Lichtmaschine genügend Leistung abgibt, so dass die über
die Dioden D2 gleichgerichtete Spannung so groß wie die Batteriespannung ist, erlischt die Ladekontrolle.
Der Drehstrom der Lichtmaschine wird über die Dioden D1 gleichgerichtet.
Alle weitern Teile entsprechen der obigen Version mit Permanentmagnet-erregter Lichtmaschine.




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