作业
1.交流发电机的励磁方式有几种？发电机不同转速下工作时， 分别采用哪种励磁 方式？ 2.交流发电机的工作特性各有何意义？ 讲解发电机励磁方式时应注意两者间的区别。 发电机工作特性的意义可列举一些 实例说明。
教学后记
第三讲
教学内容 教学目标 教学重点 教学难点 教学难点
电压调节器的功用、 电压调节器的功用、类型和工作原理
交流发电机所产生的感应电动势与转子转速和磁极磁通成正比。当转速 n 升 高时，Eφ增大，发电机输出端电压 UB 升高，当转速升高到一定值时，输出端电压 达到限定值，要想使发电机的输出电压 UB 不再随转速的升高而上升，只能通过减 小磁通Ф来实现。磁极磁通Ф与励磁电流 If 成正比，因此减小磁通Ф也就是减小 励磁电流 If 。 交流发电机电压调节器的调压原理是：当发电机转速升高时，调节器通过减 小发电机励磁电流 If 来减小磁通Ф，使发电机的输出电压 UB 保持不变；当发电机 的转速降低时，调节器通过增大发电机的励磁电流 If 来增加磁通Ф，使发电机的 输出电压 UB 保持不变 。 质疑： 的大小有几种方式？ 质疑：改变励磁电流 If 的大小有几种方式？
（2）外搭铁型交流发电机：励磁绕组的两端 (F 和 E)均和端盖绝缘的发电机称为外搭 铁型交流发电机。 质疑：外搭型发电机的搭铁是直接搭铁还是经过控制后搭铁？
教
学
过
程
三、交流发电机的工作特性
定义：发电机输出的直流电压、电流与转速之间的关系。包括输出特性、空 载特性和外特性。 1．空载特性 定义：发电机空载运行时,发电机端电压与转速之间的关系。如图所示。 意义：由空载特性可判断发电机低速发电性能的好坏。 2．输出特性
第一讲
交流发电机的结构与工作原理
计划学时
教学内容 教学目标
交流发电机的结构与工作原理 1.掌握交流发电机的功用和结构 2.熟悉交流发电机的工作原理 交流发电机转子、定子、电刷、整 流器等主要零件的作用和结构 转子、定子绕组的作用和结构；整 流器的作用和结构。
2
教学重点
解决措施 实物讲解，动画、图片演示 解决措施 对照实物讲解、媒体配合
五、交流发电机的型号
根据中华人民共和国汽车行业标准 QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制
方法》 的规定， 汽车交流发电机型号由产品代号、 电压等级代号、 电流等级代号、 设计序号、变型代号五部分组成。
产品代号用中文字母表示， JF——普通交流发电机 ； 例： JFZ——整体式 （调 节器内置） 交流发电机 ； JFB——带泵的交流发电机 ； JFW——无刷交流发电机。 电压等级代号：电压等级代号用一位阿拉伯数字表示，1 表示 12V 系统；2 表示 24V 系统；6 表示 6V 系统。
教学难点
交流发电机工作特性
解决措施
动画演示
一、导入新课
复习发电机的结构、工作原理、整流过程，提出疑问，引入新课。
质疑：请说出磁场建立的几种形式，并举例？
二、发电机的励磁方式
定义：将电流引入到励磁绕组使之产生磁场称为励磁。 方式：自励、他励 1.他励 定义：由蓄电池供给磁场电流而发电的方式称为他励发电。 发电机转速较低时，自身不能发电，需蓄电池供给发电机励磁绕组电流，使 励磁绕组产生磁场来发电。 2.自励 定义：发电机能将自身发的电供给励磁绕组而发电的方式称为自励发电。 随着转速的提高（一般在发动机达到怠速时），发电机定子绕组的电动势逐 渐升高并能使整流器二极管导通。当发电机的输出电压 UB 大于蓄电池电压时， 发电机就能对外供电了。此状态下，发电机自励发电。 小结：交流发电机励磁过程是先他励后自励。 3.发电机的励磁电路 如图所示 （1）内搭铁型交流发电机：励磁绕组的一端经负电刷（E）引出后和后端盖 直接相连（直接搭铁）的发电机称为内搭铁型交流发电机。
质疑：形成磁场的方式有几种？转子形成的磁场与其它形式有何区别？
学
过
程
2．定子总成 作用：产生交流电 结构：由定子铁心、三相绕组组成。三相绕组对称的嵌放在定子铁心的槽 中。三相绕组的连接有星形接法和三角形连接法两种。（实物展示）如图所示。 3．皮带轮 利用半圆键装在前端盖外侧的转子轴上，用弹簧垫片和螺母紧固。 4．风扇 一般用 1.5mm 厚的钢板冲压而成或用铝合金铸造制成，利用半圆键装在前 端盖外侧的转子轴上。 5 前、后端盖 用非导磁性的材料铝合金制成，具有轻便、散热性好等优点。 6．电刷总成 型式：外装式、内装式 结构：装在电刷架的方孔内，并在其弹簧的压力推动下与转子滑环保持良 好的接触。（实物展示）如图所示。 两个电刷接线柱分为“B、F”接线柱或“F1、F2”接线柱。
物演示）
五、交流发电机的工作原理
1.交流电动势的产生 当外电路通过电刷使励磁绕组通电时，便产生磁场，使爪极被磁化为 N 极 和 S 极。当转子旋转时，磁通交替地在定子绕组中变化.绕组中便产生交变的感 应电动势。（动画演示） 2.电动势有效值的表示
三相绕组中每相电动势有效值的表示为： K -绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方式有关 ) N-每相绕组的匝数（单位：匝） ｆ-频率（单位：Hz） Φ-每极磁通（单位：Wb） Ce-电机结构常数 EΦ-相电动势 小结：当交流发电机结构一定时（结构常数 Ce 不变），相电动势 EΦ和发 电机转速、磁通成正比。 3.交流电动势的波形 交流电动势的幅值是发电机转速的函数。因此，当转速 n 变化时，三相电 动势的波形为变频率、变幅值的交流波形。如图所示。 4.整流原理 二极管具有单项导电性,当给二极管加上正向电压时,二极管导通, 当给二 极管加上反向电压时,二极管截止。 将定子的三相绕组和 6 只整流二极管按电路连接，发电机的输出端 B、E 上 就输出一个脉动直流电压。如图所示。 （1） 二极管的导通原则 3 只正极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最高者导通。 3 只负极管中，在某一瞬间正极电位（电压）最低者导通。 （2）整流过程（动画演示） 三相桥式整流电路中二极管的依次循环导通,使得负载 RL 两端得到一个比 较平稳的脉动直流电压。
电流等级代号：电流等级代号也用一位阿拉伯数字表示。
设计 序号用 1～ 2 位阿拉伯 数字表示， 表示产品设计的先后顺序。 变形代号：以调整臂位置作为变形代号，从驱动端看，调整臂在左边用Ｚ表 示，调整臂在右端用Ｙ表示，调整臂在中间不加标记。 举例发电机的型号，请学生回答其含义。
六、质疑
1.发动机高速运转时， 若将蓄电池电缆线突然拆下， 对发电机将有何影响？ 2.内搭型发电机能否改为外搭铁型发电机？
在发电机转速变化时，自动控制发电机电压并保持恒定，使其不因发电机转 速高而引起电压过高，烧坏用电器和导致蓄电池过充电；也不会因发电机转速低 而电压不足导致用电器工作失常。 质疑：若负载大小发生变化，发电机的输出电压是否变化？ 质疑：若负载大小发生变化，发电机的输出电压是否变化？
三、电压调节器的基本原理
定义：发电机输出电压一定时，输出电流随着转速的变化规律。如图所示。 意义： （1）发电机空载时，输出电压达到额定值的转速 n1，称为空载转速。n1 常用作选择发电机与发动机传动比的主要依据。 （2）发电机输出电流达到额定值时的转速 n2，称为满载转速，发电机的额 定电流一般规定为 70%～75%。 （3）当转速达到一定值后，发电机的输出电流几乎不再继续增加。即发电 机具有自动限制输出电流的能力。 3．外特性 定义：当发电机转速一定时，发电机端电压与输出电流之间的关系。 意义： （1）发电机转速变化时，发电机端电压有较大变化； （2）发电机转速恒定时，由于输出电流的变化，端电压也有较大的变化。 因此，要使输出电流稳定，必须配用电压调节器；高速时，当发电机突然失 去负载时，端电压会急剧升高，这时电器设备中的电子元件将有被击穿的危险。
七、互动性交流
由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案
八、总结
由老师引导思路与大学一起对本次内容进行系统回顾。
作业
1.发电机的转子总成、定子总成的作用是什么？由哪些构件组成？ 2.发电机的整流器是如何工作的？ 发电机结构的讲解可遵循组成、作用、结构、工作过程的思路。发电机工 作原理可结合电动势的产生过程讲解。整流器的工作过程可只作回顾性复习。
质疑：电刷磨损变短，会使其与滑环的接触不良。发电机性能是否变差？
四、整流器
作用：将交流发电机产生的三相交流电变成直流电输出；阻止蓄电池电流 向发电机倒流。 （1）正极管 中心引线为正极，外壳为负极，在管壳低部一般标有红色标记。（实物演示） （2）负极管 负极管中心引线为负极，外壳为正极，在管壳底部一般标有黑色标记。（实
对于三个正极管子（D1、D3、D5 正极和定子绕组始端相联），在某瞬时， 电压最高一相的正极管导通。 对于三个负极管子（D2、D4、D6 负极和定子绕组始端相联），在某瞬时， 电压最低一相的负极管导通。但同时导通的管子总是两个，正、负管子各一个。
质疑：六个二极管中，若其中一个二极断路或短路，发电机的输出电压将如何变化？
四、交流发电机的分类
交流发电机按照不同的分类方法分为以下几类： 1.按总体结构分类 实物、图片展示 （1）普通交流发电机。无特殊装置和特殊功能，使用时需要配装电压调节 器。 （2）整体式交流发电机，发电机和调节器制成一个整体。 （3）带泵的交流发电机 发电机和汽车制动系统用真空助力泵安装在一起 （4）无刷交流发电机，转子上励磁绕组的通电不需要电刷 （5）永磁交流发电机，转子磁极为永磁铁制成的发电机。 2.按整流器结构分类 实物、图片展示 （1）6 管交流发电机 （2）8 管交流发电机 整流器有 8 只硅整流二极管。其中 6 只组成三相全 波桥式整流电路，另 2 只是中性点二极管，对中性点电压进行全波整流。 试验表明： 加装中性点二极管的交流发电机在结构不变的情况下可以提高发 电机的功率 10%～15%之间。 （3）9 管交流发电机 9 管交流发电机的整流器是由 6 只大功率整流二极管 和 3 只小功率励磁二极管组成的交流发电机。 （4）11 管交流发电机。相当于 9 管交流发电机的整流器加 2 只中性点整流 管 3.按励磁绕组搭铁型式分类 实物、图片展示 （1）内搭铁型交流发电机 磁场绕组的一端（负极）直接搭铁（和壳体相 联） （2）外搭铁型交流发电机 节器后再搭铁。 磁场绕组的一端（负极）接入调节器，通过调