发电机示教板的设计与应用

徐鑫，高宇，彭湃，李延峰，朱玉，王丽佳

（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）

发电机示教板的设计与应用

徐鑫，高宇，彭湃，李延峰，朱玉，王丽佳

（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁 锦州 121001）

发电机在汽车运行中起到至关重要的作用，是汽车电器相关课程重要的学习内容。由于轿车采用发电机体积小，结构紧凑复杂，理论教学较为抽象。设计一款发电机示教板，能展现发电机元器件结构、电路原理图，拆装过程，为教学服务，激发学生学习兴趣，提高教学质量。

发电机；元件检查；实验教学

前言

发电机是汽车电器重要的组成部分，它的工作性能好坏直接影响汽车电器设备的使用以及蓄电池的使用寿命。在教学过程中作为一个重要的实验环节，实验中心只有一些散件为教学服务，发电机型号不一，一些细小部件遗失，元件变形破损，不能正确反映结构关系和工作原理，为实验教学带来困扰。发电机示教板可以解决这个问题，根据不同型号的发电机制作示教板，改善教学环境。

1 发电机示教板简介

1.1 发电机结构与作用

发电机的主要组成部分有转子总成、定子总成、整流器、前后端盖、电压调节器、带轮、风扇等。转子总成的作用是产生磁场；定子总成作用是产生三相交变电动势；整流器的作用是将交流发电机产生的三相交流电转变为直流电输出；端盖的作用是支撑转子总成并密封发电机内部元件；电压调节器的作用是保证交流发电机输出电压不受转速和用电设备变化的影响，使输出电压稳定，满足用电设备需要；带轮的作用是利用皮带将发动机传递来的扭矩传递到发电机的转子轴上；风扇的作用是强制通风冷却发电机内部。发电机为车辆所有的用电设备供电（除起动机外），并给蓄电池进行充电。

1.2 示教板制作设计

任意选取一款常见发电机，保证结构完整。观察外形特征，采用相应的拆卸工具，如拉拔器、钳子、扳手、螺丝刀、套筒、棘轮扳手、虎钳、胶锤、砂纸、擦布等。确定拆装顺序，将元件逐一拆解。摆好位置，对内部进行清理，保证元件干净、无油渍。对一些元件引出检测端子，便于学生测量。根据结构特征，绘制相应的电路原理图，将电路原理图、结构部件、结构部件的作用、拆装顺序一同附在面板上，结构与原理一目了然，制作可移动支架，将面板放到支架上，方便教学。转子总成在面板上需要安装牢固，摘取方便，用于元件检查教学。

2 发电机示教板的应用

2.1 指导学生进行发电机拆装

1）用棘轮扳手套筒拧出发电机皮带轮的紧固螺母，取出螺母和垫圈。

2）用拉拔器取出发电机皮带轮，取出花键。

3）用螺丝刀、扳手拧下发电机后端盖的整流器罩盖螺丝螺栓，取出防护罩盖。

4）用棘轮扳手套筒拧下发电机前后端壳体紧固螺栓、弹簧垫片，用拉拔器取下前端盖。

5）拆下后端盖螺丝，整流器组件螺丝，取下电刷调节器组件。

6）用烙铁分别焊下定子线圈的所有接头，用拉拔器取出后壳体，取出定子线圈、转子总成以及整流器组件。

2.2 二极管的检查

需要了解发电机整流器上二极管的属性，利用万用表检测二极管单向导通性，一次导通一次不导通说明二极管是好的，否则二极管短路或断路。若无万用表也可以用试灯、蓄电池串联检测二极管好坏，二极管正反接到电路中，一次亮一次不亮，说明二极管是好的，否则二极管短路或断路。更换二极管时不能使用手锤敲击，以免损坏二极管，需要使用压床或台钳，修复后再用万用表进行测量。

在面板上固定发电机二极管，有焊接式和压装式两类，每种类型的二极管准备一个好用的，一个损坏的，并在管的正负极焊接测量端口，方便学生操作，直观判断二极管的好坏。

2.3 转子总成的检查

磁场绕组端头的焊点会因使用时的振动而脱焊，造成故障。使用万用表检测其阻值，阻值通常为几欧姆或十几欧姆；若阻值为无穷大，说明磁场绕组断路；若阻值过小，说明绕组有匝间短路现象。再使用万用表电阻档检查磁场绕组和转子铁心之间的绝缘情况进行测量，表笔分别与滑环和转子轴接触，万用表读数应为无穷大，否则说明滑环与铁心之间有绝缘不良或搭铁故障。磁场绕组有故障时，通常更换新的转子总成。滑环的厚度检查，其值不能小于1.5mm。滑环表面应无明显烧蚀、磨损沟槽，滑环之间无杂物，以防造成短路故障。使用夹具、百分表、磁力表座检验转子轴轴颈磨损情况以及弯曲程度，径向跳动误差小于0.1mm，否则应对其校正。转子总成在面板上应容易拆卸，方便检修。

2.4 定子总成的检查

首先进行外观检查，若发现定子绕组烧蚀、漆膜起皮脱落现象，无需检查直接更换。利用万用表定子绕组有无故障，两只表笔与引出端接触，阻值若为无穷大，说明定子绕组存在断路故障，可焊接修复或更换。检查定子绕组绝缘情况，万用表一只表笔与定子铁心接触，另一只表笔与引出线接触，阻值无穷大说明铁心和绕组的绝缘良好，否则说明绝缘不良或存在搭铁故障，应更换。定子总成在面板上固定时，应考虑引线位置，至于面板内侧引线可焊接导线加以延长，固定在面板上，方便测量。

2.5 电刷组件的检查

电刷组件包括电刷和电刷架，表面应无裂纹，电刷在电刷架上运动自如，不得有卡滞现象。使用游标卡尺对电刷高度或总长度进行测量，若电刷高度小于8mm，需要更换新的电刷，以保证发电机的输出功率。检查电刷弹簧压力，弹力过小时更换新电刷，否则会使电刷与滑环接触不良导致发电机故障。电刷组件在面板上固定时，电刷端朝上以免脱落遗失。

3 结论

在发电机示教板的制作过程中，成员进行方案研讨，分工明确，增强了团队合作意识，提高了学生的动手操作能力，也掌握仪器工具的正确使用。在教学过程中使用方便，拆装步骤、结构原理、电路图清晰可见，既降低了实验指导老师指导实验的工作强度，又提高了实验教学质量。

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[2] 李兴普.车用交流发电机的检修[J]汽车维修,2008.03:16-17.

[3] 方剑锋.桑塔纳车用发电机的检查与试验[J]浙江交通职业技术学院学报,2006.10:14-16.

[4] 葛胜勇.桑塔纳轿车发电机常见故障及检修[J]汽车维修,2003.02:16-17.

Design and application of generator demonstration board

Xu Xin, Gao Yu, Peng Pai, Li Yanfeng, Zhu Yu, Wang Jiali
( Auto&Transportation Engineering College, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 )

Generator; Component inspection; Experiment teaching

U461.99

A

1671-7988 (2017)21-112-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.21.037

Abstrac: Generator plays a vital role in automobile operation, and it is an important learning content of automotive electrical related courses. Because the car adopts the generator with small size and compact structure, the theory teaching is more abstr-act. Design a generator board to demonstrate the structure of generator components, circuit schematics, disassembly and assembly process, for teaching services, stimulate students interest in learning, improve teaching quality.

CLC NO.: U461.99

A

1671-7988 (2017)21-112-02

徐鑫，就读于辽宁工业大学汽车与交通工程学院。

项目来源：辽宁工业大学 2017年大学生创新创业训练计划项目（201701026）。