2.3 发电机（教案）-《汽车电气设备与维修》同步精品课堂(大象出版社)

《汽车电源系—发电机》教案 课 题 2.3 发电机 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节知识点在《汽车电气设备与维修》中占据关键地位。交流发电机知识是对前期电学基础、电磁感应等知识的深化与应用。交流发电机的基本工作原理正是基于电磁感应定律，将抽象的电磁理论具象化为实际的发电设备运行机制，让学生切实看到理论知识如何在实际中发挥作用，巩固和加深对电磁知识的理解。对于后续课程的学习，交流发电机起着重要的铺垫作用。汽车电气设备维修、汽车电子技术等后续课程，都以交流发电机知识为基础。在讲解各知识点时，教材不仅注重理论知识的传授，还穿插了大量实际案例和操作步骤。让学生在学习理论的同时，掌握实际操作技能，提高学生解决实际问题的能力。 学情分析 中职学生在学习本节内容时，具有一定特点。在电学领域，他们对电磁感应定律等基础理论有初步了解，这为理解交流发电机基于电磁感应原理将机械能转化为电能的工作机制提供了支撑。然而，在学习能力方面，部分学生具备一定的自主学习能力和逻辑思维能力，但在面对复杂的知识体系时，可能在知识整合和应用上存在不足。需要教师在教学过程中加强引导，培养他们分析和解决问题的能力。 学习目标 1.能够准确且详细地阐述交流发电机的作用，理解其在将机械能转化为电能过程中的具体机制。 2.熟知交流发电机型号中各部分数字的含义。 3.理解交流发电机的基本工作原理，熟练运用电磁感应定律解释发电机发电过程中的电磁现象。 学习重难点 重点：1.理解交流发电机如何将机械能转化为电能，掌握电磁感应定律在其中的具体应用。 2.熟悉转子总成、定子总成、整流器、端盖和电刷总成、风扇等各部件的结构和功能。 难点：1.全面掌握分类按总体的结构和工作原理、磁场绕组搭铁方式、安装用的二极管数量分类，不同分类方式反映了交流发电机不同方面的特性。 2.理解其作用以及晶体管电压调节器利用晶体管开关特性控制励磁电流来稳定电压的工作原理。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.收集交流发电机的实物图片、结构拆解图、工作原理动画、不同类型交流发电机的实际应用视频等。 2.准备一台交流发电机实物，方便在课堂上现场展示各部件的结构和连接方式。 3.提前向学生发放预习资料，包括交流发电机的基本概念介绍、本节课的重点知识框架等，让学生在预习过程中对课程内容有初步的了解。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 同学们，在日常生活中，我们时刻都离不开电。晚上回家，打开电灯，房间瞬间亮堂；乘坐电动汽车，电机运转让车辆平稳行驶。那大家有没有想过，这些电是从哪里来的呢？在大型发电厂，有巨大的发电设备将其他形式的能量转化为电能。而在我们的汽车里，也有一个关键装置来产生电能，它就是交流发电机。那交流发电机究竟是如何工作的，它又有哪些独特的构造和分类呢？今天，就让我们一起走进交流发电机的世界，探寻其中的奥秘 。 展示生活场景图片和视频：教师提前收集包含汽车启动、行驶过程中车内电器设备运行的图片和视频，如汽车大灯亮起、音响播放音乐、雨刮器工作等场景，以及发电厂大型发电机运行的片段。在课堂开始时，通过多媒体设备播放这些素材，吸引学生注意力。学生认真观看教师展示的图片和视频，仔细观察其中涉及电的使用场景和发电设备的运行状态，在脑海中形成对电和发电机的初步印象。 通过展示贴近生活的汽车用电场景和宏大的发电厂发电场景，迅速抓住学生的注意力，激发学生对电和发电机的好奇心，让学生意识到发电机与日常生活息息相关，从而产生强烈的学习欲望。 活动二： 调动思维 探究新知 一、交流发电机的作用 交流发电机的作用是将机械能转化为电能,并与电压调节器互相配合工作,是汽车的主要电源,对除起动机以外的所有用电设备供电,并向蓄电池充电。 二、交流发电机分类 1.按总体的结构和工作原理分类 (1)普通交流发电机(外装电压调节器式),是指外装电压调节器式交流发电机,广泛应用于载货汽车和大型客车， (2)整体式交流发电机(内装电压调节器式)是指内装电压调节器式交流发电机广泛应用于轿车。 (3)带泵交流发电机,广泛应用于柴油车,它是带真空泵的交流发电机的简称。 (4)无刷交流发电机,是采用交流励磁机和旋转整流器为同轴的发电机磁场提供励磁能量的同步发电机。实际上它是由在同一轴上的两台发电机构成的,一台辅助发电机作为励磁机,一台作为主发电机。 (5)永磁交流发电机,是指转子磁极采用永磁材料的交流发电机。 2.按磁场绕组搭铁的方式分类 (1)内搭铁式交流发电机,是指磁场绕组的一端引出来形成磁场接线柱,另一端与发电机壳相连接。 (2)外搭铁式交流发电机,是指磁场的两个绕组的两个端子都和发电机外壳绝缘,引出来形成两个磁场接线柱。 3.按安装用的二极管数量分类 (1)整流器总成由6个二极管组成的称为6管交流发电机。 (2)整流器总成由8个二极管组成的称为8管交流发电机。 (3)整流器总成由9个二极管组成的称为9管交流发电机。 (4)整流器总成由11个二极管组成的称为11管交流发电机。 理论研读，仔细阅读教材，理解交流发电机如何将机械能转化为电能，掌握电磁感应定律在其中的具体应用。 熟悉转子总成、定子总成、整流器、端盖和电刷总成、风扇等各部件的结构和功能。 全面掌握分类按总体的结构和工作原理、磁场绕组搭铁方式、安装用的二极管数量分类，不同分类方式反映了交流发电机不同方面的特性。 理解其作用以及晶体管电压调节器利用晶体管开关特性控制励磁电流来稳定电压的工作原理。 案例分析，展示一些实际的案例，学生可以系统地将交流发电机的作用、分类、构造、工作原理以及电压调节器等知识点串联起来，理解它们在实际故障诊断和维修中的综合应用，提高解决实际问题的能力。 从知识完整性角度来看，从总体的结构和工作原理、磁场绕组搭铁方式、安装用的二极管数量三个维度分类，全面且系统地展现了交流发电机的多样性。型号中包含的电压等级代号、电流等级代号等信息，是对交流发电机参数的精准标识，补充了交流发电机量化的知识。 其次，在实际应用方面，交流发电机的作用：直接决定了其在汽车、发电站等领域的核心地位，在汽车中为电气系统供电和给蓄电池充电，保障汽车正常运行；在发电站将其他形式能量转化为电能，满足社会用电需求。 活动三： 调动思维 探究新知 三、交流发电机的型号 根据中华人民共和国汽车行业标准《汽车电气设备产品型号编制方法》(QC/T73-1993)规定,国产汽车交流发电机型号主要由五大部分组成。 四、交流发电机的构造 交流发电机结构包括定子总成、转子总成、前端盖、后端盖、风扇、皮带轮、轴承、整流器、散热板、电刷总成、外罩等。 1.转子总成 转子总成是交流发电机的磁场部分,它的作用是产生磁场。它主要由两块低碳钢爪极(爪形磁极)、磁轭、转子绕组、转子轴和滑环等组成。 2.定子总成 定子总成也称电枢,其功用是产生三相交变电动势。它由定子铁芯和定子绕组组成其结构。 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。 4.端盖和电刷总成 端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构件。电刷总成由两只电刷、电刷弹和电刷架组成。 五、交流发电机的基本工作原理 发电机的转子绕组中通人直流电时,产生磁场,转子在发动机的带动下旋转,定子绕组切割转子磁场感应产生三相交流电动势。 六、励磁方式 交流发电机发电时,由蓄电池供给励磁电流,称为“他励”。当发电机电压达到蓄电池电压时,由发电机供给励磁电流,由他励转变为自励。 理论学习是基础。认真研读教材，牢记按总体的结构和工作原理分类（如普通交流发电机、整体式交流发电机、带泵交流发电机等）、按磁场绕组搭铁方式分类（内搭铁型和外搭铁型）、按安装用的二极管数量分类（6 管、8 管和 9 管发电机）的具体类别。 能够识别交流发电机型号中各部分数字代表的含义，包括电压等级代号、电流等级代号、设计序号和变形代号等，根据型号快速获取关键参数信息。 深入理解交流发电机基于电磁感应定律的工作原理，清晰阐述转子磁场与定子绕组相对运动如何产生感应电动势，进而产生三相交流电的过程。 通过学习交流发电机的作用、分类、型号、构造、工作原理、励磁方式以及电压调节器相关知识，能够帮助学生构建起关于交流发电机的全面知识体系。 掌握交流发电机各知识点后，学生能够运用所学进行故障诊断和维修。 深入理解交流发电机的工作原理和各部件功能后，学生能够培养创新和设计思维。思考如何改进发电机的结构和性能，提高发电效率、稳定性和可靠性，为未来在相关领域的创新和设计工作奠定基础。 活动四： 巩固练习 素质提升 这部分内容主要介绍了交流发电机的相关知识。交流发电机它能够将机械能转化为电能，为汽车电气系统供电并给蓄电池充电，是汽车正常运行的关键部件。关于构造，交流发电机由多个部分组成。交流发电机的基本工作原理基于电磁感应定律，励磁方式为先他励后自励。电压调节器在其中至关重要，其作用是稳定发电机输出电压，类型有电磁振动式和晶体管电压调节器。 学生跟随教师的总结回顾，对照自己的笔记，对重点知识进行再次梳理和记忆，加深对知识的理解。对于自己仍然存在疑问的地方，及时向教师提问，确保对本节课知识的全面掌握。 帮助学生梳理本节课的知识框架，强化重点知识的记忆，解决学生在学习过程中存在的疑惑，使学生对所学知识有更清晰、更深入的理解，为后续的学习和实践打下坚实的基础。 课堂小结 作业布置 1.简述交流发电机按总体的结构和工作原理分类有哪些类型，并简要说明其特点。 2.请说明晶体管电压调节器的基本工作原理。 3.结合实际应用，谈谈交流发电机在汽车电气系统中的重要性。 板书设计 一、交流发电机的作用 交流发电机的作用是将机械能转化为电能,并与电压调节器互相配合工作,是汽车的主要电源,对除起动机以外的所有用电设备供电,并向蓄电池充电。 二、交流发电机分类 1.按总体的结构和工作原理分类 (1)普通交流发电机(外装电压调节器式),是指外装电压调节器式交流发电机,广泛应用于载货汽车和大型客车， (2)整体式交流发电机(内装电压调节器式)是指内装电压调节器式交流发电机广泛应用于轿车。 (3)带泵交流发电机,广泛应用于柴油车,它是带真空泵的交流发电机的简称。 (4)无刷交流发电机,是采用交流励磁机和旋转整流器为同轴的发电机磁场提供励磁能量的同步发电机。实际上它是由在同一轴上的两台发电机构成的,一台辅助发电机作为励磁机,一台作为主发电机。 (5)永磁交流发电机,是指转子磁极采用永磁材料的交流发电机。 2.按磁场绕组搭铁的方式分类 (1)内搭铁式交流发电机,是指磁场绕组的一端引出来形成磁场接线柱,另一端与发电机壳相连接。 (2)外搭铁式交流发电机,是指磁场的两个绕组的两个端子都和发电机外壳绝缘,引出来形成两个磁场接线柱。 3.按安装用的二极管数量分类 (1)整流器总成由6个二极管组成的称为6管交流发电机。 (2)整流器总成由8个二极管组成的称为8管交流发电机。 (3)整流器总成由9个二极管组成的称为9管交流发电机。 (4)整流器总成由11个二极管组成的称为11管交流发电机。 三、交流发电机的型号 根据中华人民共和国汽车行业标准《汽车电气设备产品型号编制方法》(QC/T73-1993)规定,国产汽车交流发电机型号主要由五大部分组成。 四、交流发电机的构造 交流发电机结构包括定子总成、转子总成、前端盖、后端盖、风扇、皮带轮、轴承、整流器、散热板、电刷总成、外罩等。 1.转子总成 转子总成是交流发电机的磁场部分,它的作用是产生磁场。它主要由两块低碳钢爪极(爪形磁极)、磁轭、转子绕组、转子轴和滑环等组成。 2.定子总成 定子总成也称电枢,其功用是产生三相交变电动势。它由定子铁芯和定子绕组组成其结构。 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。 4.端盖和电刷总成 端盖的作用是支承转子总成并封闭内部构件。电刷总成由两只电刷、电刷弹和电刷架组成。 五、交流发电机的基本工作原理 发电机的转子绕组中通人直流电时,产生磁场,转子在发动机的带动下旋转,定子绕组切割转子磁场感应产生三相交流电动势。 六、励磁方式 交流发电机发电时,由蓄电池供给励磁电流,称为“他励”。当发电机电压达到蓄电池电压时,由发电机供给励磁电流,由他励转变为自励。 教学反思 本次教学围绕交流发电机等核心知识点，虽覆盖关键知识点，但仍存不足。从课堂提问和课后作业情况来看，大部分学生能阐述交流发电机的作用、构造和基本工作原理，对分类方式、型号含义也有一定了解。但在电压调节器类型及晶体管电压调节器工作原理的理解上，部分学生存在困难。后续可增加实例和演示，帮助学生攻克难点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$