2.3 发电机（课件）-《汽车电气设备与维修》同步精品课堂(大象出版社)

项目2 汽车电源系 2.3 发电机 《汽车电气设备与维修》（大象出版社） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.能够准确阐述交流发电机的作用，清晰解释其如何将机械能转化为电能。 2.深入理解交流发电机的基本工作原理。 能力目标 1.借助案例分析和讨论，提升运用所学知识解决实际问题的能力。 2.培养自主探究能力和团队协作能力，使其能够在学习中相互交流、共同进步。 情感目标 1.激发对汽车电气系统的探索兴趣，培养对专业知识的好奇心和求知欲。 2.引导关注汽车技术的发展和创新，培养创新意识和科学精神。 项目2 汽车电源系 导入情景 01 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 。 新知学习 02 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。如图 2-14 所示。 新知学习 02 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。 新知学习 02 二.交流发电机分类 (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。 新知学习 02 二.交流发电机分类 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。 新知学习 02 二.交流发电机分类 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。 新知学习 02 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,如图2-15 所示。 新知学习 02 四.交流发电机的构造 交流发电机结构如图 2-16 所示,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。 新知学习 02 四.交流发电机的构造 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,如图2-17所示。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。 新知学习 02 四.交流发电机的构造 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如图 2-18所示。 新知学习 02 四.交流发电机的构造 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。一般由六个整流二极管散热板所组成。交流发电机整流二极管有正极管和负极管之分:引出线为极的二极管称为正极管,外壳为负极,管壳底部一般有红色标记:引出线为负极的二极{称为负极管。如图 2-19 所示。 新知学习 02 四.交流发电机的构造 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。交流发电机的前后端盖均由铝合金铸造而成;铝合金为非导磁性材料,散热性能良好。在发电机端盖的轴承孔内镶有钢套。电刷总成由两只电刷、电刷弹和电刷架组成,如图 2-21 所示。 新知学习 02 四.交流发电机的构造 5.风扇 为了保证交流发电机在工作时不致因温升过高而损坏,在交流发电机转子轴上装有风扇(用钢板冲制而成或铝合金压铸而成),后端盖上有进风口,前端盖上有出风口。当转子轴旋转时,风扇也一起旋转,使空气高速流过发电机内部,对发电机进行强制冷却。 新知学习 02 五.交流发电机的基本工作原理 如图 2-22所示,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。 新知学习 02 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。 新知学习 02 七.电压调节器 1.电压调节器的作用 发电机在汽车上是由发动机驱动的,因此它的转速由发动机的转速决定。汽车在行驶中发动机的转速是经常改变的,致使发电机的转速也随之改变,发电机的电压随着转速的变化而变化:这与用电设备及蓄电池充电时要求电压恒定相矛盾。 新知学习 02 七.电压调节器 2.电压调节器的类型 电压调节器是指用来调节电压的装置。如图2-24所示,电压调节器分为触点式电压调节器与晶体管电压调节器两种。 新知学习 02 知识小结 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。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目1: 交流发电机型号中，第二部分数字表示（ ） A. 电压等级代号 B. 电流等级代号 C. 设计序号 D. 变形代号 答案：A 解析：交流发电机型号中，第一部分为产品代号，第二部分数字表示电压等级代号，第三部分数字表示电流等级代号 ，第四部分是设计序号，第五部分为变形代号。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 2： 交流发电机的转子总成主要作用是（ ） A. 产生三相交流电 B. 产生磁场 C. 整流 D. 支撑 答案：B 解析：转子总成由转子轴、励磁绕组、爪极等组成，其主要作用是产生磁场。A 选项产生三相交流电是定子总成的作用；C 选项整流是整流器的作用；D 选项支撑主要是端盖的作用之一。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 3： 交流发电机的励磁方式是（ ） A. 他励 B. 自励 C. 先他励后自励 D. 先自励后他励 答案：C 解析：在发动机启动初期，发电机的励磁电流由蓄电池提供，即他励；当发电机转速升高到一定程度，发电机电压高于蓄电池电压时，励磁电流由发电机自身提供，即自励，所以是先他励后自励。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目4：晶体管电压调节器按结构可分为（ ） A. 内搭铁型和外搭铁型 B. 普通型和集成电路型 C. 整体式和分离式 D. 电磁振动式和晶体管式 答案：B 解析：晶体管电压调节器按结构分为普通型和集成电路型。A 选项是交流发电机按磁场绕组搭铁方式分类；C 选项不是晶体管电压调节器按结构的分类；D 选项电磁振动式和晶体管式是电压调节器不同类型的分类，不是晶体管电压调节器按结构的分类。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 5：电压调节器的主要作用是（ ） A. 调节发电机的转速 B. 调节发电机的输出电压 C. 调节发电机的输出电流 D. 调节发电机的励磁电流 答案：B 解析：电压调节器的作用是在发电机转速和用电设备变化时，自动调节发电机的输出电压，使其保持恒定，以满足汽车用电设备的需求。A 选项发电机转速由发动机决定；C 选项不是电压调节器主要调节对象；D 选项调节励磁电流是手段，目的是调节输出电压。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目6： 按磁场绕组搭铁的方式分类，交流发电机分为______型和______型。 答案：内搭铁；外搭铁 解析：从磁场绕组搭铁方式角度，交流发电机就分为这两类。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 7： 交流发电机的转子总成主要作用是______。 答案：产生磁场 解析：转子总成包含转子轴、励磁绕组、爪极等，主要功能是产生磁场。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 8： 交流发电机的基本工作原理依据______。 答案：电磁感应定律 解析：交流发电机依靠电磁感应定律，借由转子磁场和定子绕组的相对运动，在定子绕组中产生感应电动势。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目9： 电压调节器的主要作用是调节发电机的______。 答案：输出电压 解析：在发电机转速和用电设备变化时，电压调节器自动调节发电机输出电压，使其保持恒定，满足汽车用电设备需求。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 10： 晶体管电压调节器按结构可分为______型和______型。 答案：普通；集成电路 解析：按结构划分，晶体管电压调节器分为普通型和集成电路型。 本次课主要学习了电源与电源电动势相关知识。电源能将其他形式能转化为电能，种类多样。电源电动势衡量电源力做功能力，通过公式 E = W/q 计算。还了解新能源汽车及其动力电源，认识到其发展的机遇与挑战。 课堂小结 04 在这堂课中，我们深入学习了交流发电机相关知识。交流发电机主要是将发动机的机械能转化为电能，为汽车电气系统供电并给蓄电池充电，是汽车正常运行不可或缺的部件。交流发电机的型号包含电压等级代号、电流等级代号等信息，通过型号能快速了解发电机基本参数。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。电压调节器至关重要，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。 作业布置 05 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。 感谢观看 $$