2016广东中职汽车电器构造与维修教案：2.1 交流发电机的结构与工作原理.docVIP

第一讲 交流发电机的结构与工作原理 教学内容 交流发电机的结构与工作原理 计划学时 2 教学目标 1.掌握交流发电机的功用和结构 2.熟悉交流发电机的工作原理 教学重点 交流发电机转子、定子、电刷、整流器等主要零件的作用和结构 解决措施 实物讲解，动画、图片演示 教学难点 转子、定子绕组的作用和结构；整流器的作用和结构。 解决措施 对照实物讲解、媒体配合 教 学 过 程 一、导入新课 复习蓄电池的作用，引入新课。 质疑：车辆运行过程中，其电气设备的供电仅是蓄电池吗？ 二、发电机的功用 发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。 三、交流发电机结构 组成：转子总成、定子总成、皮带轮、风扇、前端盖、后端盖及电刷总成等。（实物展示）或动画演示 1.转子总成 功用：产生磁场 结构：由转子轴、激磁绕阻、爪形磁极和滑环等组成。（实物展示）（课件显示）。 质疑：形成磁场的方式有几种？转子形成的磁场与其它形式有何区别？ 2．定子总成 作用：产生交流电 结构：由定子铁心、三相绕组组成。三相绕组对称的嵌放在定子铁心的槽中。三相绕组的连接有星形接法和三角形连接法两种。（实物展示）（课件显示） 3．皮带轮 利用半圆键装在前端盖外侧的转子轴上，用弹簧垫片和螺母紧固。 4．风扇 一般用1.5mm厚的钢板冲压而成或用铝合金铸造制成，利用半圆键装在前端盖外侧的转子轴上。 5前、后端盖 用非导磁性的材料铝合金制成，具有轻便、散热性好等优点。 6．电刷总成 型式：外装式、内装式 结构：装在电刷架的方孔内，并在其弹簧的压力推动下与转子滑环保持良好的接触。（实物展示）（课件显示）。 两个电刷接线柱分为“B、F”接线柱或“F1、F2”接线柱。 质疑：电刷磨损变短，会使其与滑环的接触不良。发电机性能是否变差？ 四、整流器 作用：将交流发电机产生的三相交流电变成直流电输出；阻止蓄电池电流向发电机倒流。 （1）正极管 中心引线为正极，外壳为负极，在管壳低部一般标有红色标记。（实物演示） （2）负极管 负极管中心引线为负极，外壳为正极，在管壳底部一般标有黑色标记。（实物演示） 五、交流发电机的工作原理 1.交流电动势的产生 当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化.绕组中便产生交变的感应电动势。（动画演示） 2.电动势有效值的表示 三相绕组中每相电动势有效值的表示为： K -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 ) N-每相绕组的匝数（单位：匝） ｆ-频率（单位：Hz） Φ-每极磁通（单位：Wb） Ce-电机结构常数 EΦ-相电动势 小结：当交流发电机结构一定时（结构常数Ce 不变），相电动势EΦ和发电机转速、磁通成正比。 3.交流电动势的波形 交流电动势的幅值是发电机转速的函数。因此，当转速n变化时，三相电动势的波形为变频率、变幅值的交流波形。（课件显示） 4.整流原理 二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二极管加上反向电压时,二极管截止。 将定子的三相绕组和6只整流二极管按电路连接，发电机的输出端B、E上就输出一个脉动直流电压。（课件显示） （1） 二极管的导通原则 3只正极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最高者导通。 3只负极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最低者导通。 （2）整流过程（动画演示） 三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载RL两端得到一个比较平稳的脉动直流电压。 对于三个正极管子（D1、D3、D5正极和定子绕组始端相联），在某瞬时，电压最高一相的正极管导通。 对于三个负极管子（D2、D4、D6负极和定子绕组始端相联），在某瞬时，电压最低一相的负极管导通。但同时导通的管子总是两个，正、负管子各一个。 质疑：六个二极管中，若其中一个二极断路或短路，发电机的输出电压将如何变化？ （4） 中性点电压　 定子绕组为星形连接时，三相绕组的公共结点称为中性点。从三相绕组的中性点引一根导线到发电机外，标记为“N”。“N”点电压称为中性点电压。 中性点电压的瞬时值是一个三次谐波电压。平均值为发电机输出电压（平均值）的一半。（课件显示） 六、质疑 1.发电机定子铁心、转子爪极均采用导磁性能好的材料，而端盖则采用非导磁材料，为什么？ 2.若将整流器的正、负二极管装反，将对发电机的性能有何影响？ 七、互动性交流 由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案 八、总结 由老师引导思路与大学一起对本次内容进行系统回顾。 作业 1.发电机的转子总成、定子总成的作用是什么？由哪些构件组成？ 2.发电机的整流器是如何工作的？ 教学后记 发电机结构的讲解可遵循组成、作用、结构、工作过程的思