交流發(fā)電機(jī)教案

1、崇德尚能 勵(lì)學(xué)敦行 汽車電氣設(shè)備構(gòu)造與維修教案系部：汽車工程系教師： 汽車電器設(shè)備構(gòu)造與維修交流發(fā)電機(jī)一教學(xué)內(nèi)容：硅整流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造及拆裝。二教學(xué)目的：1知識(shí)目標(biāo)(1)掌握發(fā)電機(jī)的構(gòu)造；(2)了解交流發(fā)電機(jī)的類型與特點(diǎn)；(3)了解電壓調(diào)解器類型及工作原理。2技能目標(biāo)(1)掌握發(fā)電機(jī)的拆裝技巧；三教學(xué)重點(diǎn)：1發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理及整流過(guò)程； 2發(fā)電機(jī)的拆裝及部件的檢測(cè)。四教學(xué)難點(diǎn)：發(fā)電機(jī)的拆裝及部件檢測(cè)。五教學(xué)課時(shí)：總課時(shí)：二課時(shí)第一節(jié)：發(fā)電機(jī)的構(gòu)造第二節(jié)：發(fā)電機(jī)的拆裝六教學(xué)方法及用具：1多媒體講授法2實(shí)物拆裝演示。七教學(xué)用具：1硅整流發(fā)電機(jī)一臺(tái)；2常用拆裝工具套件，起子、套筒扳手等。八教學(xué)過(guò)

2、程：導(dǎo)入汽車上蓄電池存儲(chǔ)的電能是有限的，在它放點(diǎn)以后必須及時(shí)的補(bǔ)充充電，因此汽車上必須裝備充電系統(tǒng)，充電系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、調(diào)節(jié)器和充電指示裝置組成。1、發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)作為汽車運(yùn)行中的主要的電源，擔(dān)負(fù)著向啟動(dòng)系之外的所有用電設(shè)備供電的任務(wù)，并為蓄電池充電，目前，汽車普遍采用硅整流發(fā)電機(jī)2、調(diào)節(jié)器發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出電壓也隨之發(fā)生變化，發(fā)電機(jī)配有調(diào)節(jié)電壓的電壓調(diào)節(jié)器，以保持發(fā)電機(jī)輸出的電壓基本穩(wěn)定，滿足汽車用電設(shè)備對(duì)電壓的要求。調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上可以分為觸點(diǎn)振動(dòng)式和電子式兩種。3、充電狀態(tài)指示裝置充電狀態(tài)指示裝置用于指示充電系統(tǒng)的工作情況，反應(yīng)蓄電池是處于充電還是放電狀態(tài)，有指示燈、電壓表、電流

3、表等形式總之充電系統(tǒng)和蓄電池一起構(gòu)成了汽車的電源系統(tǒng)。新課第一節(jié) 硅整流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造硅整流發(fā)電機(jī)的全稱是硅整流交流發(fā)電機(jī)，俗稱交流發(fā)電機(jī)，如圖1.1。圖1.1 交流發(fā)電機(jī)硅整流發(fā)電機(jī)與直流發(fā)電機(jī)相比，在結(jié)構(gòu)方面的根本性差別用硅二極管的固體整流電路取代了機(jī)械整流器1.1硅整流發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1、體積小，重量輕；2、低速充電性能好；3、使用壽命長(zhǎng)、故障少，保修簡(jiǎn)便；4、調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；5、對(duì)無(wú)線電的干擾少。1.2硅整流發(fā)電機(jī)的分類1、硅整流發(fā)電機(jī)按照有無(wú)電刷分為兩大類有刷式和無(wú)刷式（1）有刷式硅整流發(fā)電機(jī)根據(jù)電刷的安裝方式又可以分為外裝式和內(nèi)裝式（2）無(wú)刷式可分為爪極式、感應(yīng)式、帶勵(lì)磁機(jī)式和永磁式幾

4、種。2、硅整流發(fā)電機(jī)按照磁場(chǎng)繞組的大鐵方式不同有可以分為內(nèi)搭鐵式和外搭鐵3、硅整流發(fā)電機(jī)按照通風(fēng)方式可以分為單風(fēng)葉式和雙風(fēng)葉式4、硅整流發(fā)電機(jī)按照采用二極管的多少有可以分為六管硅、八管硅、九管硅、十一管硅整流發(fā)電機(jī)此外還有調(diào)節(jié)器硅整流發(fā)電機(jī)一體的整體式硅整流發(fā)電機(jī)和帶真空泵的硅整流發(fā)電機(jī)表1-1 交流發(fā)電機(jī)的類型1.3普通硅整流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造普通硅整流發(fā)電機(jī)的構(gòu)造一般由三相同步交流發(fā)電機(jī)和硅二極管整流器兩部分組成三相同步交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子總成、定子總成、前后端蓋、電刷和電刷架以及皮帶輪、風(fēng)扇等部件組成，硅整流器硅二極管和散熱底板組成。圖1.2 發(fā)電機(jī)總體構(gòu)造1.3.1轉(zhuǎn)子總成圖1.3 轉(zhuǎn)子總成

5、轉(zhuǎn)子的組成：兩塊低碳鋼爪極、勵(lì)磁繞組、軸和滑環(huán)等組成，如圖1.4。圖1.4 轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子的作用：用來(lái)建立磁場(chǎng)安裝位置及方法：兩塊爪極交錯(cuò)壓裝在轉(zhuǎn)子軸上（兩塊爪極各具有數(shù)目相等的鳥(niǎo)嘴型磁極，一般為六對(duì)）中間的空腔內(nèi)裝有導(dǎo)磁用的鐵芯稱為磁軛，其上繞有勵(lì)磁繞組，繞組用高強(qiáng)度的漆包線繞制勵(lì)磁繞組的兩端分別焊在兩道彼此絕緣的銅質(zhì)滑環(huán)上，花環(huán)與裝在后端蓋的兩個(gè)電刷相接觸，當(dāng)電刷與直流電接通時(shí)，便有電流通過(guò)勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生磁場(chǎng)，使得一塊磁極磁化為N極，另一塊磁化為S極，從而在圓周上形成六對(duì)互相交錯(cuò)間隔排列的N、S磁極，磁極對(duì)數(shù)可以為4對(duì)、5對(duì)、6對(duì)。我過(guò)設(shè)計(jì)的交流發(fā)電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)多為6對(duì)，爪極的凸緣的外形呈

6、鳥(niǎo)嘴形，當(dāng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)可以在定子鐵芯內(nèi)部形成近似爭(zhēng)先變化的交變磁場(chǎng)。1.3.2定子總成定子由稱電樞，由定子鐵芯和定子繞組組成定子鐵芯一般由一組相互絕緣且內(nèi)圓帶有嵌線槽的環(huán)狀硅片疊制而成，定子槽內(nèi)嵌有三相對(duì)稱繞組。圖1.4 定子總成三相繞組的連接方法有兩種，如圖1.5所示。三角形接法和星形接法Y形接法是將三相繞組的三個(gè)端子X(jué)、Y、Z接在一起，將三相繞組的首段A、B、C作為交流發(fā)電機(jī)的交流輸出端，三角形接法是將每相繞組的首端和另一相末端依次連接，因而有三個(gè)接點(diǎn)，這三個(gè)接點(diǎn)即為交流大電機(jī)的交流輸出端，汽車用交流發(fā)電子大都采用Y形接法，美國(guó)通用汽車公司等交流發(fā)電機(jī)采用的是的、三角形接法。圖1.5 定子

7、線圈接法為了在三相繞組中產(chǎn)生大小相等，頻率相同、且相位相差120度的對(duì)稱電動(dòng)勢(shì)，三相繞組的接法應(yīng)該遵循以下原則：（1）每相繞組的線圈個(gè)數(shù)及每個(gè)線圈的匝數(shù)相等例如：JF11型交流發(fā)電機(jī)定子總槽數(shù)Z為36，每相繞組占有的槽數(shù)為12個(gè)，因采用單層集中繞法，即每個(gè)槽內(nèi)放置1個(gè)有效邊，故每相繞組又有六組線圈串聯(lián)而成，若每格線圈有12 匝，則每相繞組一共有78匝。（2）每個(gè)線圈的節(jié)距相等，節(jié)距y1和極距yp是兩個(gè)重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，y1在數(shù)據(jù)上等于兩個(gè)有效邊之間的定子槽數(shù)，而相鄰異性磁極中心線之間的定子槽數(shù)則稱之為極距yp要使線圈內(nèi)產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈的兩個(gè)有效邊應(yīng)分別置于異性磁極的下面。若每個(gè)線圈的節(jié)

8、距y1相等并且等于y2時(shí)，便可以滿足上述條件獲得最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極距yp可以通過(guò)下面的公式計(jì)算（3）三相繞組的首端A、B、C在定子槽內(nèi)的排列需要間隔120°的電度角，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)相對(duì)定子中的導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且每轉(zhuǎn)過(guò)一對(duì)磁極線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就變化一個(gè)周期，即360°的電度角，由此計(jì)算（P=6,Z=36）每個(gè)槽的電度角為60°，即為：如上述分析，要使三相繞組的電動(dòng)勢(shì)相差120度相位角，必須符合以下條件，相鄰兩相繞組線圈的起端間隔距離應(yīng)等于=2+3n個(gè)槽（y1=3、n=1、2、3、）即為2、5、8、11個(gè)槽均可。例子：JF11系列交流發(fā)電機(jī)定

9、子繞組的三相繞組 的三個(gè)首端A、B、C，一次嵌入1、9、17三個(gè)槽中，而末端X、Y、Z則相應(yīng)的嵌在34、6、14三個(gè)槽內(nèi)。1.3.3整流器硅整流發(fā)電機(jī)的硅整流器由六只硅整流二極管和散熱板組成，六只硅二極管接成三相橋式整流電路將釘子繞組產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電輸出，散熱板的外形及二極管的安裝如圖，有些交流發(fā)電機(jī)的整個(gè)整流器是單獨(dú)的，外形由產(chǎn)方形，馬蹄形，半圓形和圓形等多種，一般裝在外端蓋的外側(cè)，稱為外裝式，維修時(shí)不將發(fā)動(dòng)機(jī)解體只能打開(kāi)防塵罩即可將其取出。圖1.6 整流器一般發(fā)電機(jī)用的硅整流二極管分為正基二極管和富基二極管兩種，正基二極管的中心線為正極，外殼為負(fù)極，管殼底部一般有紅字標(biāo)記，俗稱

10、正極管子，三只正極二極管的外殼壓裝或者焊接在鋁合金散熱板的三個(gè)孔中，共同組成發(fā)電機(jī)的正極。圖1.7整流原理1.3.4前、后端蓋（1）前、后端蓋的組成端蓋一般為鋁合金鑄造，前端蓋鑄有支腳、調(diào)整臂和出風(fēng)口。后端蓋上鑄有支腳和進(jìn)風(fēng)口，而且還裝有電刷總成。（3）前、后端蓋的作用由于端蓋為鋁合金鑄造，一時(shí)可有效防止漏磁，二是鋁合金散熱性能好，而且可以減輕發(fā)電機(jī)的質(zhì)量。固定轉(zhuǎn)子、定子、整流器和電刷組件的作用。1.3.5電刷和電刷架電刷的作用是將電源通過(guò)滑環(huán)引入磁場(chǎng)繞組，由石墨制成。電刷的結(jié)構(gòu)分類：電刷總成由電刷、電刷架和電刷彈簧組成。分為內(nèi)裝式和外裝式。圖1.8 各式電刷1.3.6帶輪及風(fēng)扇帶輪通常用鑄鐵

11、或鋁合金制成，也有用薄鋼板卷壓而成的，分為單槽、雙槽和多楔形槽三種，用半圓鍵安裝在風(fēng)扇外側(cè)的轉(zhuǎn)軸上，再用彈簧墊片和螺母緊固。圖1.9 發(fā)電機(jī)帶輪風(fēng)扇一般安裝與發(fā)電機(jī)的前端蓋和皮帶輪之間。為發(fā)電機(jī)散熱，保證發(fā)電機(jī)溫度正常。圖1.10 發(fā)電機(jī)風(fēng)扇第二節(jié) 硅整流發(fā)電機(jī)的拆裝2.1硅整流發(fā)電機(jī)的拆裝及注意事項(xiàng)2.1.1硅整流發(fā)電機(jī)的拆卸1從發(fā)動(dòng)機(jī)上拆下發(fā)電機(jī)（1）、拆下蓄電池負(fù)極上的搭鐵端子因?yàn)槠嚿闲铍姵氐恼龢O與發(fā)電機(jī)的輸出接線柱B是直接相連的，如果不先拆下打鐵電纜，那么在拆卸發(fā)電機(jī)輸出接線柱上的導(dǎo)線端子時(shí)，一到那扳手搭鐵，會(huì)導(dǎo)致短路放電而燒蓄電池的正極與發(fā)電機(jī)的輸出接線柱之間的導(dǎo)線和電纜，因此必須

12、先拆下搭鐵端子的電纜（在配有電源總開(kāi)關(guān)的汽車上則可以不拆下搭鐵電纜端子，但是電源總開(kāi)關(guān)必須處于斷開(kāi)位置）（2）、拆下發(fā)電機(jī)上的導(dǎo)線端子或者插接器插頭；（3）、拆下發(fā)電機(jī)的固定螺栓和皮帶張力調(diào)節(jié)器，并松開(kāi)驅(qū)動(dòng)皮帶；（4）、取下發(fā)電機(jī)，并用干凈棉紗布擦凈發(fā)電機(jī)表面塵土和油污，以便解體與檢修。2交流發(fā)電機(jī)的拆裝發(fā)電機(jī)總成的拆裝.flv2.1.2硅整流發(fā)電解體與安裝注意事項(xiàng)（1）、當(dāng)發(fā)電機(jī)的軸與軸承配合很緊時(shí)好哦這由于長(zhǎng)期未拆修而使得軸與軸承繡死時(shí)，不能用手錘硬敲，應(yīng)該用拉器拆卸；（2）、一般情況下發(fā)電機(jī)的帶輪風(fēng)扇和前端蓋不必從轉(zhuǎn)子軸上拆下；（3）、解體后應(yīng)該用壓縮空氣把發(fā)電機(jī)的內(nèi)部吹盡，并用汽油清洗

13、各個(gè)部件的油污（繞組惡化電刷應(yīng)該用干凈的抹布檫干凈，不得用汽油清洗）（4）、組裝發(fā)電機(jī)的各個(gè)部件之前應(yīng)該將鋰基2號(hào)潤(rùn)滑脂填入軸承，填充量為軸承空間的2/3為宜；不得造成溢出見(jiàn)到滑環(huán)上造成花環(huán)和電刷接觸不良；（5）、安裝電刷組件時(shí)，應(yīng)該現(xiàn)將電刷的兩只引線端子套在兩根螺釘上，在把電刷和電刷彈簧裝進(jìn)電刷加內(nèi)安裝內(nèi)裝式電刷組件的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，應(yīng)該用鋼絲將電刷壓進(jìn)電刷架內(nèi)，避免轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)將電刷折斷；（6）、整流器組件和后端蓋的固定螺栓配有絕緣襯套和絕緣墊圈，不得丟失，以便確保原件板和端蓋間具有良好的絕緣性能。（7）、在裝配前后端蓋時(shí)，要按照解體時(shí)所標(biāo)記的極好對(duì)正安裝；（8）、裝復(fù)后，轉(zhuǎn)子的端隙不大于0.2mm，轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)部的轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)該靈活自由，無(wú)碰撞摩擦現(xiàn)象，若有應(yīng)該松開(kāi)前后端蓋的螺栓，一邊轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子一邊用拇指或者橡膠手錘輕輕敲擊端蓋邊緣，直至轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活為止。九課程小結(jié)、作業(yè)安排及學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)1口頭總結(jié)本次課程內(nèi)容及重點(diǎn)等，提醒同學(xué)們課后要進(jìn)行