第3章教案2 交流发电机及电压调节器
第3章 发电机及调节器
第3章 交流发电机及电压调节器
汽车电气设备构造与维修
• 3)爪极式无刷交流发电机的优缺点 • 优点是：结构简单、维护工作量少，工作可靠； 工作时无火花。 • 缺点是：制造工艺要求高、焊接困难；结构复杂。 • （2）感应子式无电刷交流发电机 • 感应子式无电刷交流发电机由定子、转子、整流 器和机壳组成。它的转子是由齿轮状钢片铆成， 其上有若干个沿圆周均匀分布的齿形凸极，而没 有磁场绕组。磁场绕组和电枢绕组均安放在定子 槽中，如图3-8所示。
第3章 交流发电机及电压调节器
汽车电气设备构造与维修
• （5）电刷及电刷架 材料为石墨，电刷与电刷架的结构 有内装式和外装式，如图3-5所示。
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第3章 交流发电机及电压调节器
汽车电气设备构造与维修
• 磁场绕组（两只电刷）和发电机的联接不同，使发电机分 为内搭铁型和外搭铁型两种 1．内搭铁型发电机：磁场绕组负电刷直接搭铁的发电 机（和壳体直接相连）。见图a
第3章 交流发电机及电压调节器
动画演示
汽车电气设备构造与维修
动画 演示
图3-11 多管交流发电机的整流电路
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（2）整流过程
第3章 交流发电机及电压调节器
汽车电气设备构造与维修
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3．励磁方式
• 先他激、 • 后自激。 激磁电路如图3-12
2.按磁场绕组搭铁方式分类
（1）内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）直接搭 （和壳体相联）
课题二 发电机及调节器
短路及断路检查
搭铁检查
注意事项 1）分离前后端盖时，不要硬敲乱撬，要使用拉器。 2）使用万用表检测时，应注意万用表型号和档位的选择 第三大节 二、电压调节器的检修（35 分钟） 1．静态检测
教学过程
教学（或实训）内容
师生互动及 授课达标分析
使用万用表 R× 100 档测量晶体管调节器各接线柱之 间的静态电阻，应与表 5 相符。 2．动态检测 （1）搭铁型式的检测 ①按图 15a 接好线路；②将电源电压 U 调到 12V；③接 通开关 K，若小灯泡不亮，则该调节器为内搭铁型调节 器；若小灯泡亮，则该调节器为外搭铁型调节器。 （2）好坏的检测 ①将调节器根据搭铁型式不同按图连好线路； ②接通开关 K，逐渐调高电源电压，小灯泡的亮度应 随电压升高而增强，当电源电压调至调节电压值（ 14V 重点要求电压 调节器为 13.5~14.5V）时，小灯泡熄灭，则为良好；若 小灯泡始终发亮或始终熄灭，则为损坏
重点要求： 掌握交流发电 机的作用、结 构与工作原理
1 －前端盖 4 －转子轴 7 －后罩盖
2 －皮带轮 5 －轴承 8 －调节器
3 －风扇 6 －电刷 9 －集流环 12－定子总成
10－转子总成 11－后端盖 2）无刷交流发电机的构造特点 （1）单爪极式无刷交流发电机 （2）永磁式无刷交流发电机
教学过 程
授 课 计 划
编码：QR/C09/7.5-2-12
授课日期 班 级 油 13-53
编号：03
总 课 题 课 题
电 源 系
课题二 发电机及调节器 1、掌握交流发电机的检修 能力目标 2、掌握调节器的检修 3、交流发电机的使用注意事项 1、 掌握交流发电机的作用、结构与工作原理 2、掌握调节器的作用、结构与工作原理
交流发电机工作原理教案
交流发电机工作原理教案一、教学目标：1. 让学生了解交流发电机的基本概念和工作原理。
2. 使学生掌握交流发电机的主要组成部分及其功能。
3. 培养学生运用科学知识分析和解决问题的能力。
二、教学重点：1. 交流发电机的工作原理。
2. 交流发电机的主要组成部分。
三、教学难点：1. 交流发电机工作原理的微观解释。
2. 交流发电机各个部分的功能及相互关系。
四、教学准备：1. 交流发电机模型。
2. PPT课件。
3. 黑板、粉笔。
五、教学过程：1. 导入：通过展示交流发电机模型，引导学生关注交流发电机，激发学生学习兴趣。
2. 新课导入：介绍交流发电机的基本概念，让学生了解交流发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
3. 讲解交流发电机的工作原理：a) 发电机的工作原理：通过磁场和线圈的相对运动产生电流。
b) 交流发电机与直流发电机的区别：交流发电机产生的电流方向不断变化，而直流发电机产生的电流方向不变。
4. 讲解交流发电机的主要组成部分：a) 转子：产生磁场。
b) 定子：产生电流。
c) 端盖：固定转子和定子。
d) 轴承：支撑转子旋转。
5. 分析交流发电机各部分的功能及相互关系：a) 转子和定子的相互作用产生电流。
b) 端盖起到固定作用，保证发电机稳定运行。
c) 轴承支撑转子旋转，减小摩擦。
6. 课堂互动：邀请学生上台演示交流发电机的工作原理，加深学生对知识的理解。
7. 总结：回顾本节课所学内容，强调交流发电机的工作原理及其主要组成部分。
8. 作业布置：让学生绘制交流发电机的结构示意图，并简要说明各部分的功能。
六、教学延伸：1. 探讨交流发电机在现代社会中的应用，如电力系统、交通运输等。
2. 介绍交流发电机的发展历程，让学生了解科技进步对人类社会的影响。
七、实例分析：1. 以实际案例为例，分析交流发电机在工作中的性能和优势。
2. 对比交流发电机和直流发电机的优缺点，让学生了解各自适用场景。
八、小组讨论：1. 分成小组，让学生探讨交流发电机在实际应用中可能遇到的问题及解决方法。
交流发电机及调节器
U=1.35UL=2.34UΦ 式中：UL—线电压；
UΦ—相电压。
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交流发电机的工作原理
交 流 发 电 机 的 整 流 原 理
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交流发电机的工作原理
三、发电机的励磁方式
1.励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场的过 程称为励磁。
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交流发电机的工作原理
3.二极管的导通原则如下:
（1）正极二极管
因三只二极管负极端相连， 故正极端电位最高者导通；
（2）负极二极管
因三只二极管正极端相连， 故负极端电位最低者导通。
（3）但一般地，同时导通 的管子总是两个，正、负管 子各一个。
4.整流过程 32
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交流发电机的工作特性
交流发电机工作特性 指发电机经整流后输出的 发电机直流端电压、电流与转速之间的关系。 包括以下特性：
A.输出特性
B.空载特性
C.外特性
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（4）无刷交流发电机(不需要电刷的发电机) 例 JFW1913
（5）永磁交流发电机(磁极为永磁铁制成的发电机)
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交流发电机及调节器
按整流器结构分为四类
(1)六管交流发电机 例JF1522A（CA141汽车 用）
(2)八管交流发电机 例JFZ1542（天津夏利 TJ7100汽车用）
2.方式：交流发电机励磁方式有自励和他励两种。
《发电机及调节器》PPT课件精选全文完整版
1) 由发动机带动发电机转子旋转 2) 由电刷给转子通电（励磁）产生磁场（有刷交流发电
机，无刷直接通电） 3) 由定子产生交变感应电动势 4) 由整流器整流为直流电输出
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第3章 交流发电机及调节器 3.2 交流发电机工作原理及特性
当外电路通过电刷使磁场绕组通电时，便产生磁 场，使磁极磁化为N极和S极。当转子旋转时，磁 通交替地在定子绕组中变化，根据电磁感应原理可 知，定子的三相绕组中便产生交变的感生电动势。 这就是交流发电机的发电原理。
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
整流管分为：正极管和负极管两种：
（1）外壳为正极、中心引线为负极的二极管，称为负极
管，管壳底上注有黑色标记；安装二极管的散热板称为整
流板（也称元件板），通常用合金制成以利散热。现代汽
车用交流发电机都有两块整流板，安装三只负二极管的整
当励磁绕组有电流通过
时，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
替地在定子铁心中穿过，
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。
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第3章 交流发电机及调节器 3.1 交流发电机的结构及类型
3）整流器 功用：将三相交流电变为直流电 组成：六只或八只硅二极管分别焊装在两块极板 （整流板）上而组成。
2、按励磁绕组的搭铁方式可分
（1）内搭铁式：磁场绕组的一端（负极）直接搭
（和壳体相联）
（2）外搭铁式：磁场绕组的一端（负极）接入调
最新交流发电机及电压调节器
交流发电机及电压调节器（一）转子1、组成：交流发电机的转子是发电机的磁场部分，它主要由两块爪极、磁场绕组、滑环及轴等组成2、作用：产生磁场（在激磁绕组上加入激磁电流）3、检测:(1)测激磁绕组电阻R=3～4Ώ(2)测滑环与轴之间的绝缘性(3)观察铁芯分布的均匀性 (4)观察滑环的光洁度(5)测转子的径向跳动（二）定子1、组成：定子是产生和输出交流电的部件，又叫电枢，由定子铁心和定子绕组组成。
定子铁心由相互绝缘的内圆带槽的环状硅钢片叠成。
定子槽内置有三相对称绕组，三相绕组大多数采用Y形（星形）联结，也有用凸形联结的。
2、作用：产生三相交流电（导线切割磁力线）3、检测:(1)测各相绕组间电阻值应小于1欧姆；(2)测线圈与铁芯之间的绝缘性。
〈板书〉〈讲解说明〉〈板书〉〈讲解说明〉〈板书〉〈讲解说明〉（三）整流器1、组成：六只硅二极管（其中三只正二极管──装在元件板上；三只负二极管──装在后端盖上）形成三相全波桥式整流。
2、作用：将交流电变成直流电3、检测:(1)性能检测------二极管正向导通,反向截止；(2)极性判断------当二极管导通时,黑表棒接的是辫子,此二极管为正二极管；（四）其它炭刷、炭刷架、前、后端盖、风扇、皮带轮等；四、交流发电机的工作原理（一）工作原理1、发电原理Ea=EmSinωtEb=EmSin（ωt-120︒）Ec=EmSin（ωt-240︒）〈板书〉〈板书〉〈板书〉〈板书〉〈讲解说明〉〈板书〉（二）整流原理正极管导通是：加在正极管上的正向电压最高的管子导通。
负极管导通是：加在负极管上的反向电压最低的管子导通。
六管交流发电机的整流装置实际是一个由6个硅整流二极管组成的三相桥式整流电路，见图2．15（a）。
3个二极管VD2、VD4、VD6组成共阳极组接法，3个二极管VD1、VD3、VD5组成共阴极组接法。
每个时刻有2个二极管同时导通，其中一个在共阴极组，一个在共阳极组，同时导通的两个管子总是将发电机的电压加在负荷两端，见图2．15（c）。
模块三 交流发电机及电压调节器
课题序号授课班级授课课时 2 授课形式授课章节名称模块三交流发电机及电压调节器项目一发电机的认知与检修任务一发电机的认识使用教具多媒体教学目的知识与技能：1.了解交流发电机的作用2.掌握交流发电机的结构及工作原理3.识记交流发电机主要部件组成4.掌握发电机的正确拆装工艺过程与方法：1.通过合作探究的学习方法，提高对发电机的结构、原理的认知2.通过学习，学会发电机的拆装方法情感态度与价值观：1.激发学生对发电机结构、原理的认知的求知欲2.培养学生严谨、细致的工作作风，以及勇于探求、踏实肯干的学习态度教学重点交流发电机的结构及工作原理教学难点交流发电机正确拆装更新、补充、删节内容课外作业教学后记授课主要内容或板书设计任务一发电机的结构认知一、交流发电机的结构1.转子2.定子3.整流器4.端盖5.电刷组件6.风扇二、交流发电机的工作原理1.发电原理2.交流发电机的整流原理3.发电机的励磁方式课堂教学安排教学主要教学内容及步骤过程一、交流发电机的结构发电机的作用是将来自发动机的机械能转变成电能。
机械能通过皮带轮传给发电机。
皮带轮带动转子转动发出交流电来。
然后经二极管整流器整流变成直流电。
电压调节器对发电机的输出电压进行控制，使其保持基本恒定，以满足汽车用电设备的需求。
交流发电机的主要部件是：产生磁场的转子；产生交流电的定子以及整流用的二极管。
此外，还有为了产生磁场而将电流提供给转子的电刷和滑环，使转子平滑转动的轴承、冷却转子、定子及二极管的风扇。
所有这些部件均装在前后机架上。
如图3-1。
图3-1汽车交流发电机的结构1.转子转子是交流发电机的磁场部分，其功用是产生旋转磁场主要由转子轴、励磁绕组、两块爪形磁极、滑环等组成。
如图3-2。
图3-2交流发电机转子的结构2．定子定子的功用是产生交流电，也称作电枢，由定子铁心和定子绕组组成。
定子铁心一般由一组相互绝缘的且内圆带有嵌线槽的圆环状硅钢片叠制而成。
嵌线槽内嵌入三相对称的定子绕组。
任务三 交流发电机及调节器
E 4.44KfN Ce n
E Ce n
由此可见，当交流发电机 结构一定时（结构常数Ce不 变），相电动势Eф和发电机转 速、磁通成正比。
二、 交流发电机整流原理
交流发电机三相交流电经6只硅整流 二极管组成的全波桥式整流电路整流后， 变为直流电输出
（三相全波桥式整流）
E Ce n
2、电压等级代号
电压等级代号用一位阿拉伯数字表示。 1——表示12V系统； 2——表示24V系统； 6——表示6V系统。
3、电流等级代号
电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。 见表2－1
1 2 3 4 电流等级代号 发电机额定电流 <19A <29A <39A <49A
4、设计序号 5、变型代号
如图2-17带充电指示灯的
（9管内搭铁交流发电机）电子调节器
发电机电压小于蓄电池时
充电指示灯的作用
1、提示驾驶员在发动机熄火后关掉点火开 关。 2、可以指示发电机是否有故障
交流发电机的构造 （普通）
交流发电机的结构分以下几部分:
端盖
风扇 带轮
电刷组件 整流器 转子
定子
一、 转子 1． 功用：产生 旋转磁场 2． 组成： 1）转子轴 2）集电环 3）爪极 4）磁轭 5）磁场绕组
转子——产生旋转磁场
转子——产生旋转磁 场
当励磁绕组有电流通过时，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。如下页图所示 当转子旋转时，磁极交替地在定子铁 心中穿过，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。
1． 功用：产生交流 （交变）电动势 2． 组成： 1）定子铁心 2）定子绕组
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课 题：交流发电机及电压调节器
课 时：2课时
教学重点：1、了解电压调节器的类型及工作原理；
2、掌握电压调节器检测方法；
3、掌握充电系故障诊断与排除方法。
教学难点：1、交流发电机电压调节器的类型；
2、交流发电机电压调节器的工作原理；
3、充电系故障的检测方法。
知识目标：掌握电压调节器的类型及工作原理；
能力目标：1、能够判断调节器的种类；
2、能够掌握调节器的检测方法。
教学方法：：讲演法、讲练法、演练法。
教学器材：万能试验台N台，直流可调电源N台，内外搭铁型晶体管电子调节器各N个，IC 集成电路调节器N个，6V蓄电池N个；灵敏度高（内阻较大）的万用表N个；2W/12V灯泡N个，4W/12V灯泡N个，开关N个、导线及接头夹子若干。
★复习引入
交流发电机转子转速及负载在很大范围内变化，均可引起发电机的输出电压发生较大变化，因此交流发电机必须配备电压调节器，使其输出电压保持稳定。
★新课传授
一、理论讲授
3.4.1 电压调节器的功用
3.4.3 电压调节器的型号
3.4.2 电压调节器的分类
3.5.1 双级触点式电压调节器的工作原理
3.5.2 晶体管式调节器的工作原理
3.5.3 集成电路电压调节器的工作原理
3.5.4 调节器使用时应注意的问题
3.6.1 双触点式电压调节器的性能检测
3.6.2 晶体管式调节器的识别与性能检测
3.6.3 集成电路电压调节器的性能检测
3.6.4 调节器的代换方法
3.8.1 外装调节器的电源系故障诊断与排除
3.8.2 整体式交流发电机电源系故障诊断与排除
二、实操传授
1、熟悉电压调节器的工作原理和控制方式；
2、掌握电压调节器的检测方法。
3、熟悉充电系统的线路控制；
4、掌握充电系统线路检测的方法；
5、掌握充电系统故障诊断的方法。
★课题小结
1、晶体管式电压调节器是利用晶体管的开关特性，来控制发电机的磁场电流，
使发电机的输出电压保持恒定；
2、集成电路电压调节器将所有的二极管、三极管的管心都集成在一块基片上，
实现了调节器的小型化，并将其装在发电机内部，减少了外部线，缩小了整
个充电系统的体积；
3、电压调节器有内外搭铁的区别，必须与发电机匹配使用。
★课后思考（作业）
1、交流发电机用双级式电压调节器是如何工作的?
2、电子式调节器有何优点?
3、试分析JFTl06型晶体管电压调节器的工作原理，并说明各主要电子元件的
作用。
4、交流发电机与电压调节器在使用中应注意哪些事项?
5、如何对晶体管电压调节器搭铁形式及好坏进行测试?
6、内搭铁式发电机使用外搭铁式电压调节器时应做哪些相应的改动？。