交流发电机机结构和原理一体化教案

教案首页

系别教师班级

课型一体化课时 6 周次

日期地点

课题（章）汽车电气设备构造与维修第四章充电系统系统子课题（节）交流发电机机结构和原理

教学目标(1)掌握发电机的结构组成；

(2)掌握发动机的工作原理；

教学重点及

难点重点：发电机的结构组成难点：发动机的工作原理

教学方法讲授法、练习法、、实物演示法等

教学器材及

设备

实训台架、实物教具、多媒体教学设备、动画等课后小结

审核人：日期：

教学过程教师活动学生活动【复习提问】

提出问题“蓄电池有哪些作用”

【新课引入】

汽车上蓄电池存储的电能是有限的，在它放电以后必须及时的补充充电，因此汽车上必须装备充电系统。充电系统一般由发电机、蓄电池、调节器、点火开关、充电指示灯组成（动画视频）。汽车使用的电源有蓄电池和发电机，其中交流发电机作为主要电源，蓄电池作为辅助电源，今天我们就来学习交流发电机。

【新课教授】

一、充电系统

充电系统一般由发电机、蓄电池、调节器、点火开关、充电指示灯组成。

1、发电机

发电机作为汽车运行中的主要的电源，担负着向启动系之外的所有用电设备供电的任务，并为蓄电池充电，目前，汽车普遍采用硅整流发电机。

2、调节器

发动机的转速变化时，发电机的输出电压也随之发生变化，发电机配有调节电压的电压调节器，以保持发电机输出的电压基本稳定，满足汽车用电设备对电压的要求。

3、充电状态指示装置

充电状态指示装置用于指示充电系统的工作情况，反应蓄电池是处于充电还是放电状态。

二、交流发电机的结构组成及原理

硅整流发电机的全称是硅整流交流发电机，俗称交流发电机。

普通硅整流发电机的构造一般由三相同步交流发电机和硅二极管整流器两部分组成。

三相同步交流发电机主要由转子、定子、前后端盖、电刷和电刷架以及皮带轮、风扇等部件组成。

图1 交流发电机的结构图

提问

讲授

提问

讲授

讲授

实物展示

思考

回答

回答

听讲

记笔记

听讲

观察

1、转子

转子的功用是建立磁场。主要由爪极、磁轭、滑环、转子

轴等组成。

图2 转子总成

两块爪极交错压装在转子轴上（两块爪极各具有数目相等

的鸟嘴型磁极，一般为六对）中间的空腔内装有导磁用的铁芯

称为磁轭，其上绕有励磁绕组，绕组用高强度的漆包线绕制。

滑环（集电环）由两个彼此绝缘的铜环组成，压装在转子

轴上并与轴绝缘，励磁绕组的两端分别焊在两道彼此绝缘的铜

质滑环上，滑环与装在后端盖的两个电刷相接触，当电刷与直

流电接通时，便有电流通过励磁绕组，产生磁场，使爪极一块

磁极磁化为N极，另一块磁化为S极，从而在圆周上形成6对

（或8对）互相交错间隔排列的N、S磁极。当转子转动时，

便形成了旋转的磁场。

1、转子

转子的功用是产生交流电，安装在转子的外面，与发电机

的前后端盖固定在一起。当转子在其内部转动，定子绕组线圈

切割磁场磁感线，从而产生交变的感应电动势，即交流电。

定子由定子铁心和定子绕组（线圈）组成。

讲授听讲

三相绕组的连接方法星形和三角形两种。

三角形接法和星形接法Y形接法是将三相绕组的三个端子X、Y、Z接在一起，将三相绕组的首段A、B、C作为交流发电机的交流输出端，三角形接法是将每相绕组的首端和另一相末端依次连接，因而有三个接点，这三个接点即为交流大电机的交流输出端，汽车用交流发电子大都采用Y形接法，美国通用汽车公司等交流发电机采用的是的、三角形接法。

为了在三相绕组中产生大小相等，频率相同、且相位相差120度的对称电动势，三相绕组的接法应该遵循以下原则：（1）每相绕组的线圈个数及每个线圈的匝数相

（2）每个线圈的节距相等

（3）三相绕组的首端A、B、C在定子槽内的排列需要间隔120°的电度角。

3、整流器

整流器的功能是将定子绕组的三相交流电变为直流电。

整流器由整流板和整流二极管组成，6管交流发电机的整流器是由6只整流二极管分别压装（或焊装）在互相绝缘的两块板上组成。其中一块为正极板，一块为负极板。

6只整流二极管分为正极管和负极管两种。引出电极为正极的为正极管，3只正极管装在同一块板上，成为正极板；引出电极为辅机的成为负极管，3只负极管安装在负极板上，也可以直接安装在后盖上。

4、端盖及电刷组件

端盖一般分为前端盖和后端盖两部分，主要起支撑转子、定子、整流器和电刷组件的作用。后端盖上装有电刷组件。

电刷组件由电刷、电刷架和电刷弹簧组成。

电刷的作用是将电源通过滑环引入励磁绕组。两个电刷分别装在电刷架的孔内，借助弹簧压力与滑环保持接触。

5、带轮及风扇

交流发电机的前段装有带轮和风扇，由发动机通过传动带驱动发电机的转子轴和风扇一起旋转。

风扇一般安装与发电机的前端盖和皮带轮之间。为发电机散热，保证发电机温度正常。

三、交流发电机的工作原理

1.发电原理

发动机转动，传送带带动交流发电机的转子旋转时，旋转讲授

听讲

的磁场使定子绕组线圈切割磁感线，产生交变的感应电动势，

定子线圈产生交流电。

2.整流原理。

定子三相绕组感应产生的是交流电，通过6只二极管组成的三

相桥式整流电路整流为直流电。

【课堂练习】

分成5组，通过小组讨论，结合发电机实训台架，叙述发

电机每个零部件的作用。

通过发电机实训台架等让学生对发电机结构组成和工作

原理更加深刻的认识。

【课堂小结】

今天学习了汽车的充电系统及交流发电机，同学们要了解

汽车充电系统的组成。掌握交流发电机的结构组成与工作原

理。

【布置作业】

1.简述交流发电机的结构组成。

2.交流发电机拆装与检修方法（预习）

讲授

动画展示

下发任务

分组

成果点评

小结

听讲记录

小组讨论

代表发言

听讲

记录