汽车电器公开课详细教案.doc

交流发电机的功用结构和分类教学内容交流发电机的功用 结构 原理计划学时2教学目标1.熟悉交流发电机的功用2.掌握交流发电机的结构3.熟悉交流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及工作原理解决措施多媒体教学、实物讲解教学难点转子、定子绕组的作用和结构；发电机原理解决措施多媒体教学、对照实物讲解教学过程导入新课教师提问：前面，我们学习了蓄电池的有关知识，大家在脑海中迅速梳理一下，让我来问大家一个问题：蓄电池的作用有哪些？ 1）发动机启动时，向启动机和点火系统供电； 2）发动机低速运转时，向用电设备和发电机磁场绕组供电； 3）发动机中高速运转时，将发电机剩余电能转化为化学能储存起来； 4）发电机过载时，协助发电机向用电设备供电； 5）蓄电池相当于一个大电容器，能吸收电路中出现的瞬时过电压，保护电子元件，保持汽车电器系统电压稳定。 教师：可见，蓄电池与发电机之间是有着密切的关联的。好，那么，我们从这节课开始来学习有关发电机的知识。 新知识开始讲解之前，我先介绍一下发电机学这一模块习目标： 1.了解交流发电机的功用、结构； 2.掌握发电机的工作原理及检测维修方法； 3.掌握汽车充电系的组成、电路及检测维修方法； 4.了解调节器的工作原理； 5. 掌握调节器的检测方法 明确了学习目标， 这节课，我们主要学习目标中的第一个内容：交流发电机的功用、结构、原理。首先，是发电机的功用；一 、发电机的功用 发动机正常运转时，向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。二、交流发电机结构 交流发电机组成：转子、定子、整流器、前后端盖、风扇、带轮等。（实物展示）（下面，我们一个一个零部件的来学习：）1.转子功用：产生磁场结构：由爪极、转子铁心、磁场绕组、集电环、转子轴组成。2定子作用：产生交流电结构：由定子铁心、三相绕组组成。 定子铁心由相互绝缘的内圆带嵌线槽的圆环状硅钢片叠成。嵌线槽内嵌入三相对称的定子绕组。绕组的接法有星形、三角形两种方式。一般采用星形连接，即每相绕组的首端分别与整流器的硅二极管相接，每相绕组的尾端接在一起，形成中性点N。3整流器 整流器的作用是将发电机定子绕组产生的三相交流电变换为直流电，一般由6只硅整流二极管及其散热板所组成。整流二极管的工作电流大、反向电压高。交流发电机整流二极管有正极管和负极管之分，引出线为二极管正极的称为正极管，引出线为二极管负极的称为负极管。4.前、后端盖端盖一般分两部分（前端盖和后端盖），起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。端盖一般用非导磁性的材料铝合金制成，具有轻便、散热性好等优点。5电刷总成电刷总成由两只电刷、电刷弹簧和电刷架组成。电刷的作用是将电源通过集电环引入励磁绕组。两个电刷分别装在电刷架的孔内，借助弹簧压力与集电环保持接触。电刷一般与调节器装为一体。电刷和集电环的接触应良好，否则会因为磁场电流过小，导致发电机发电不足。很好，学习完了发电机的组成，接下来我们来学习它的原理：三、交流发电机的工作原理1.发电原理交流发电机产生交流电的基本原理是电磁感应原理，即交流发电机是利用产生磁场的转子旋转，使穿过定子绕组的磁通量发生变化，在定子绕组内产生交流感应电动势。 当励磁绕组有电流通过时，励磁绕组便产生磁场，转子轴上的两个爪极分别被磁化为N极和S极。 当转子旋转时，磁极交替地在定子铁芯中穿过，形成一个旋转的磁场，磁力线和定子绕组之间产生相对运动，在三相绕组中产生交流感应电动势。 在交流发电机中，由于转子磁极呈鸟嘴形，其磁场的分布近似正弦规律，所以在发电机定子绕组中产生的交流感应电动势也近似为正弦规律。 2.整流原理三相桥式整流电路的整流原理如下见图2-19（a）。1） 由于3个正极管子（VD1、VD3、VD5）的正极分别接在发电机三相绕组的首端（U1、V1、W1），而它们的负极同接在元件板上，因此这3个正极管子导通的条件是：在某一瞬间，哪一相的电压最高（相对其他两相来说正值最大），则该相的正极管子就导通。2） 由于3个负极管子（VD2、VD4、VD6）的负极分别接在发电机三相绕组的首端，而它们的正极同接在后端盖上，因此这3个负极管子的导通条件是：在某一瞬间，哪一相的电压最低（相对其他两相来说负值最大），则该相的负极管子就导通。3)在每一瞬间，同时导通的管子只有两个，即正、负管子各一个。根据上述原则，其整流过程如下。 在t1t2时间内，U相的电压最高，而V相的电压最低，故VD1、VD4处于正向电压下而导通，负载R两端得到的电压为uUV（为线电压的瞬时值，不计管子导通时的压降）。 在t2t3时间内，U相的电压仍为最高，而W相的电压变为最低，于是VD1、VD6导通，R两端的电压为uUW。 在t3t4时间内，VD3、VD6导通，R两端的电压为uVW。 这样依次类推，循环反复，就在R两端得到一个比较平稳的脉冲直流电压U，一个周期内有6个波形，如图2-19（c）所示.3.交流发电机的励磁将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。交流发电机励磁方式有他励和自励两种。（1）他励在发电机转速较低时（发动机未达到怠速转速），自身不能发电，需要蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使励磁绕组产生磁场来发电。这种由蓄电池供给磁场电流发电的方式成为他励发电。（2）自励随着转速的提高（一般在发动机怠速时），发电机定子绕组的电动势逐渐升高并能使整流器二极管导通，当发电机的输出电压大于蓄电池电压时，发电机就能对外供电了。当发电机能对外供电时，就可以把自身发的电供给励磁绕组，这种自身供给磁场电流发电的方式称为自励发电。交流发电机励磁过程是先他励后自励。当发动机达到正常怠速转速时，发电机的输出电压一般高出蓄电池电压12v以便对蓄电池充电，此时，由发电机自励发电。不同汽车的励磁电路各不相同，但有一个共同特点：励磁电路都必须由点火开关控制。4、 质疑 本节课的新课到这里就结束了，大家整理一下，我来问大家一个问题： 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，这是为什么呢？五、互动性交流 由学生自由提问题，老师作启发性回答，让学生自己来总结出答案六、总结 由老师引导思路与大家一起对本次课程内容进行系统回顾。作业