交流發(fā)電機教案

1、崇德尚能 勵學(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)電機一教學(xué)內(nèi)容：硅整流發(fā)電機的構(gòu)造及拆裝。二教學(xué)目的：1知識目標(biāo)(1)掌握發(fā)電機的構(gòu)造；(2)了解交流發(fā)電機的類型與特點；(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)電機的拆裝技巧；三教學(xué)重點：1發(fā)電機的結(jié)構(gòu)、工作原理及整流過程； 2發(fā)電機的拆裝及部件的檢測。四教學(xué)難點：發(fā)電機的拆裝及部件檢測。五教學(xué)課時：總課時：二課時第一節(jié)：發(fā)電機的構(gòu)造第二節(jié)：發(fā)電機的拆裝六教學(xué)方法及用具：1多媒體講授法2實物拆裝演示。七教學(xué)用具：1硅整流發(fā)電機一臺；2常用拆裝工具套件，起子、套筒扳手等。八教學(xué)過

2、程：導(dǎo)入汽車上蓄電池存儲的電能是有限的，在它放點以后必須及時的補充充電，因此汽車上必須裝備充電系統(tǒng)，充電系統(tǒng)由發(fā)電機、調(diào)節(jié)器和充電指示裝置組成。1、發(fā)電機發(fā)電機作為汽車運行中的主要的電源，擔(dān)負(fù)著向啟動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2、調(diào)節(jié)器發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化時，發(fā)電機的輸出電壓也隨之發(fā)生變化，發(fā)電機配有調(diào)節(jié)電壓的電壓調(diào)節(jié)器，以保持發(fā)電機輸出的電壓基本穩(wěn)定，滿足汽車用電設(shè)備對電壓的要求。調(diào)節(jié)器在結(jié)構(gòu)上可以分為觸點振動式和電子式兩種。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)電機的構(gòu)造硅整流發(fā)電機的全稱是硅整流交流發(fā)電機，俗稱交流發(fā)電機，如圖1.1。圖1.1 交流發(fā)電機硅整流發(fā)電機與直流發(fā)電機相比，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械整流器1.1硅整流發(fā)電機的優(yōu)點1、體積小，重量輕；2、低速充電性能好；3、使用壽命長、故障少，保修簡便；4、調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)簡單；5、對無線電的干擾少。1.2硅整流發(fā)電機的分類1、硅整流發(fā)電機按照有無電刷分為兩大類有刷式和無刷式（1）有刷式硅整流發(fā)電機根據(jù)電刷的安裝方式又可以分為外裝式和內(nèi)裝式（2）無刷式可分為爪極式、感應(yīng)式、帶勵磁機式和永磁式幾

4、種。2、硅整流發(fā)電機按照磁場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)電機此外還有調(diào)節(jié)器硅整流發(fā)電機一體的整體式硅整流發(fā)電機和帶真空泵的硅整流發(fā)電機表1-1 交流發(fā)電機的類型1.3普通硅整流發(fā)電機的構(gòu)造普通硅整流發(fā)電機的構(gòu)造一般由三相同步交流發(fā)電機和硅二極管整流器兩部分組成三相同步交流發(fā)電機主要由轉(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：用來建立磁場安裝位置及方法：兩塊爪極交錯壓裝在轉(zhuǎn)子軸上（兩塊爪極各具有數(shù)目相等的鳥嘴型磁極，一般為六對）中間的空腔內(nèi)裝有導(dǎo)磁用的鐵芯稱為磁軛，其上繞有勵磁繞組，繞組用高強度的漆包線繞制勵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電刷相接觸，當(dāng)電刷與直流電接通時，便有電流通過勵磁繞組，產(chǎn)生磁場，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互相交錯間隔排列的N、S磁極，磁極對數(shù)可以為4對、5對、6對。我過設(shè)計的交流發(fā)電機的磁極對數(shù)多為6對，爪極的凸緣的外形呈

6、鳥嘴形，當(dāng)發(fā)電機工作時可以在定子鐵芯內(nèi)部形成近似爭先變化的交變磁場。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端子X、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，因而有三個接點，這三個接點即為交流大電機的交流輸出端，汽車用交流發(fā)電子大都采用Y形接法，美國通用汽車公司等交流發(fā)電機采用的是的、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度的對稱電動勢，三相繞組的接法應(yīng)該遵循以下原則：（1）每相繞組的線圈個數(shù)及每個線圈的匝數(shù)相等例如：JF11型交流發(fā)電機定子總槽數(shù)Z為36，每相繞組占有的槽數(shù)為12個，因采用單層集中繞法，即每個槽內(nèi)放置1個有效邊，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）每個線圈的節(jié)距相等，節(jié)距y1和極距yp是兩個重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，y1在數(shù)據(jù)上等于兩個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)電動勢，線圈的兩個有效邊應(yīng)分別置于異性磁極的下面。若每個線圈的節(jié)

8、距y1相等并且等于y2時，便可以滿足上述條件獲得最大的感應(yīng)電動勢極距yp可以通過下面的公式計算（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，磁場相對定子中的導(dǎo)體運動，在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，且每轉(zhuǎn)過一對磁極線圈中的感應(yīng)電動勢就變化一個周期，即360°的電度角，由此計算（P=6,Z=36）每個槽的電度角為60°，即為：如上述分析，要使三相繞組的電動勢相差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個槽（y1=3、n=1、2、3、）即為2、5、8、11個槽均可。例子：JF11系列交流發(fā)電機定

9、子繞組的三相繞組 的三個首端A、B、C，一次嵌入1、9、17三個槽中，而末端X、Y、Z則相應(yīng)的嵌在34、6、14三個槽內(nèi)。1.3.3整流器硅整流發(fā)電機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)電機的整個整流器是單獨的，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，維修時不將發(fā)動機解體只能打開防塵罩即可將其取出。圖1.6 整流器一般發(fā)電機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孔中，共同組成發(fā)電機的正極。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滑環(huán)引入磁場繞組，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)電機帶輪風(fēng)扇一般安裝與發(fā)電機的前端蓋和皮帶輪之間。為發(fā)電機散熱，保證發(fā)電機溫度正常。圖1.10 發(fā)電機風(fēng)扇第二節(jié) 硅整流發(fā)電機的拆裝2.1硅整流發(fā)電機的拆裝及注意事項2.1.1硅整流發(fā)電機的拆卸1從發(fā)動機上拆下發(fā)電機（1）、拆下蓄電池負(fù)極上的搭鐵端子因為汽車上蓄電池的正極與發(fā)電機的輸出接線柱B是直接相連的，如果不先拆下打鐵電纜，那么在拆卸發(fā)電機輸出接線柱上的導(dǎo)線端子時，一到那扳手搭鐵，會導(dǎo)致短路放電而燒蓄電池的正極與發(fā)電機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（在配有電源總開關(guān)的汽車上則可以不拆下搭鐵電纜端子，但是電源總開關(guān)必須處于斷開位置）（2）、拆下發(fā)電機上的導(dǎo)線端子或者插接器插頭；（3）、拆下發(fā)電機的固定螺栓和皮帶張力調(diào)節(jié)器，并松開驅(qū)動皮帶；（4）、取下發(fā)電機，并用干凈棉紗布擦凈發(fā)電機表面塵土和油污，以便解體與檢修。2交流發(fā)電機的拆裝發(fā)電機總成的拆裝.flv2.1.2硅整流發(fā)電解體與安裝注意事項（1）、當(dāng)發(fā)電機的軸與軸承配合很緊時好哦這由于長期未拆修而使得軸與軸承繡死時，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)電機的內(nèi)部吹盡，并用汽油清洗

13、各個部件的油污（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)電機的各個部件之前應(yīng)該將鋰基2號潤滑脂填入軸承，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，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電刷加內(nèi)安裝內(nèi)裝式電刷組件的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，應(yīng)該用鋼絲將電刷壓進電刷架內(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，要按照解體時所標(biāo)記的極好對正安裝；（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)動應(yīng)該靈活自由，無碰撞摩擦現(xiàn)象，若有應(yīng)該松開前后端蓋的螺栓，一邊轉(zhuǎn)動轉(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)效果評價1口頭總結(jié)本次課程內(nèi)容及重點等，提醒同學(xué)們課后要進行