汽车电工电子基础-教案 项目九任务三 分析整流电路

汽车电工电子基础教案课题项目九任务三分析整流电路计划学时4学时课堂类型任务驱动型授课时间教学目标知识目标：1.会叙述整流的工作原理2.会叙述汽车整流电路的工作过程能力目标：1.会按图连接简单的互感电路2.能依据整流原理正确控制电路素养目标：1.规范操作，树立职业意识2.动手动脑，学习习惯更好教学重难点1.会按图连接简单的互感电路2.能依据整流原理正确控制电路教学方法项目式教学法教学内容知识链接1.整流电路的作用整流电路是利用二极管(或晶闸管)的单向导电特性，把交流电转变为单向脉动直流电的电路。2.整流电路的分类根据所用交流电源的相数,整流电路可分为单相整流、三相整流和多相整流。从整流所得的电压波形看,又可分为半波整流与全波整流。任务实施准备工作。按表准备工具、设备、元器件及导线，检查设备外观是否完好。表9-3-1实训设备及数量序号名称型号与规格单位数量1二极管VD只42示波器、学生用交流电源0～24V个13电阻RL200Ω个14导线BVR1.0mm²根若干5器件G（带整流二极管的交流发电机模型）个12.连接电路（1）单相半波整流电路（用一个二极管）按图9-3-1所示连接电路，用示波器观察交流输入电压ui和输出电压UO的波形。并将观察结果记录到表9-3-2。图9-3-1单相半波整流电路表9-3-2单相半波整流电路观察结果电压示波器波形交流输入电压ui输出电压u0由于二极管具有单向导电性，在ui的正半周，A点为正，B点为负，二极管外加正向电压，因而处于导通状态。电流从A点流出，经过二极管VD和负载电阻RL流入B点。在ui的负半周，B点为正，A点为负，二极管外加反向电压，因而处于截止状态，Uo=0。波形如图9-3-2所示。图9-3-2半波整流波形负载上得到的电压Uo是输出电压波形在一个周期中的平均值：U流过负载的电流：I（2）单相桥式整流电路（用4个二极管）按图9-3-3所示连接电路，用示波器观察交流输入电压ui和输出电压UO的波形，并将观察结果记录到表9-3-3。图9-3-3桥式整流电路表9-3-3单相桥式整流电路观察结果电压示波器波形交流输入电压ui输出电压u0在输入电压ui的正半周，A点电位最高，B点电位最低，二极管VD1和VD3正向偏置导通；VD2和VD4反向偏置而截止。电流iO流经VD1、RL和VD3，并在RL上产生压降UO。当输入电压ui为负半周，整流二极管VD1、VD3因加反向电压而截止，VD2、VD4因加正向电压而导通。电流io流经VD2、RL和VD4，并在RL上产生压降UO。由此可见，在输入电ui的一个周期内，负载上均有电流通过，方向始终是从上向下，所以负载上得到同一方向的电压UO，如图9-3-4。图9-3-4桥式整流波形负载上得到的电压Uo是输出电压波形在一个周期中的平均值:U流过负载的电流：I流过每个二极管的平均电流是负载电流的一半：I每个二极管承受的反向电压最大值为变压器二次电压的峰值：U（3）三相桥式整流电路汽车的电气组件需要直流电进行运转，电池则需要直流电进行充电。虽然交流电机能够产生三相交流电，但是在三相交流电转换为直流电之前是不能够被汽车充电系统所使用的。在汽车交流发电机中，就是利用二极管组成的整流电路将发电机发出的三相交流电整流为直流电。为了适应汽车发电机的需要，专门制作了用于汽车的整流二极管，它们分为正极管和负极管。如图9-3-5所示。图9-3-5汽车交流发电机整流二极管的安装示意图正极管的外壳为负极,引出极为正极，在管壳底上一般标有红色标记。在负极接地的硅整流发电机中,三个正极管的外壳压装在散热板的三个座孔内,共同组成发电机的正极由一个与发电机后端盖绝缘的整流板固定螺栓通至机壳外,作为发电机的火线接线柱“B”(“+”、“A”或“中枢”接线柱)。负极管的外壳为正极,引出极为负极，在管壳底上一般标有黑色标记。三个负极管的外壳压装在后端盖的三个孔内，和发电机外壳一起成为发电机的负极。三个正极管和三个负极管构成的整流电路称为三相桥式整流电路，将发电机的交流电变为12V的直流电。整流电路如图9-3-6所示。图9-3-6三相整流电路在三相交流电源作用下，整流二极管导通应遵守的规律是：三个正极管的正极引出线分别与三相绕组的首端相连。在某一瞬间，只有与电位最高的一相绕组相连的正极管导通。同样，三个负极管的引出线也分别同三相绕组的首端相连。在某一瞬间，只有与电位最低的一相绕组相连的负极管导通。其整流过程如下:在0～t1时间内，W相电位最高，V相电位最低，使二极管VD5、VD4导通。电流路径为:W→VD5→RL→VD4→V。由于二极管内阻很小，所以此时V、W之间的线电压几乎都加在负载上。在t1～t2时间内，U相电位最高，V相电位最低，使二极管VD1、VD4导通。电流路径为:U→VD1→RL→VD4→V。此时a、b之间的线电压几乎都加在负载上。在t2～t3时间内,U相电位最高，W相电位最低，使二极管VD1、VD6导通。电流路径为:U→VD1→RL→VD6-→W。此时U、W之间的线电压几乎都加在负载上。在t3～t4时间内，V相电位最高，W相电位最低，使二极管VD3、VD6导通。电流路径为:V→VD3→RL→VD6→W。此时V、W之间的线电压几乎都加在负载上。这样反复循环，从整流二极管出来到负载的电流方向不变，因此，在负教上得到一个比教平稳的直流脉动电压，其电压波形如图9-3-7所示。图9-3-7三相桥式整流电路波形图3.清理现场。实操结束，断开电源，拆除导线，按6s要求，清理现场，收拾工具、设备，整理操作台，清扫场地，完成任务评价表。任务名称组别学生姓名工位号用时长序号评价项目评价要点配分学生自评小组互评教师评价小计1知识理解能叙述整流原理10能依据三相桥式整流电路图，说出工作过程10能简单叙述汽车交流发电机直流输出工作过程202电路连接能整理出所需要的实训元器件10按图正确连接实现功能10任务表单填写完整103团队协作参与组内学习，分享学习成果104安全文明遵守安全文明操作规程，无事故发生105清扫清洁按6s要求清理现场，摆放器件10总分100教师签名总计教学评价与小结1.依据任务评分标准的打分情况进行课堂点评。2.知识点归纳：（1