汽车电器教学案.docx
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汽车电器教学案
常德汽车机电学校专业课
备
课
本
学校常德汽车机电学校授课教师王进新
汽修专业汽车电器学科一年级2015年上学期
本期教学计划
教
学
目
的
与
任
务
1、知识目标
（1）会描述汽车电器各系统的组成、作用，理解汽车电器各系统的工作过程；
（2）会描述汽车电器各系统主要部件的作用、结构；
（3）会描述汽车电器系统简单故障产生的原因。
2、技能目标
（1）能按技术要求检测和更换汽车电器系统各部件；
（2）能识读不同车型汽车电器电路图；
（3）能利用检测设备排除汽车电器系统简单故障
教
材
分
析
本教材特点鲜明，全面系统地阐述了汽车电器系统的组成、作用、工作原理和使用维护、维修，图文并茂，信息量较大，切合实际。
在加强技能培养的同时注重培养学生的创新精神，认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风。
学
生
情
况
分
析
学生通过汽修电工电子课程知识的学习，以及一些实训操作，对电路和汽车电器设备有了初步的了解，但没有形成系统。
因此，通过本课程的学习，要求学生理解工作原理、掌握使用及维护维修关键点，并能对汽车电路图进行适当分析。
训对
练学
设生
备专
的业
要技
求能
实训器材：
汽车电器实验台，蓄电池，交流发电机，起动机及常用辅助材料。
检测设备：
汽车专业万用表，高率放电计，汽车专业示波器。
完成
教学
任务
的主
要措
施
1、在教学过程中，加强学生实际操作能力的培养，采用项目教学，以工作任务引领提高学生学习兴趣，激发学生的学习动机。
2、选用典型车型为载体，在教学过程中，教师示范和学生分组讨论，训练互动，学生提问与教师解答、指导有机结合，让学生在“教”与“学”的过程中，掌握汽车电器系统的检测方法。
3、在教学过程中，加大实践实操的时量，紧密结合职业技能证书的考证，加强考证的实操项目的训练，在实践实操过程中，使学生掌握汽车电器系统主要部件的检测。
4、注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，如多媒体教学的应用，这些资源有利于创设形象生动的工作情景，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解。
全期教学进度计划
教学内容
授课时数
第一章：
汽车电气概述
8课时
1、汽车电气设备的组成
2
2、汽车电气设备的基本特点
1
3、汽车电气设备的发展状况
1
实训1:
汽车电气总体认知
4
第二章：
汽车电源系统
24课时
1、蓄电池的认知
2
2、蓄电池的充电
2
实训2:
蓄电池技术状况的检测
8
3、交流发电机的认知
2
4、电源系统电路和发电机的正确使用
2
实训3:
交流发电机的拆检装
8
第三章:
汽车起动系统
22课时
1、起动机的认知
2
2、起动系控制电路的类型、工作过程
2
实训4:
起动机的拆检装
8
3、其它类型的起动机
2
实训5:
起动线路的连接
8
课题汽车电气概述
教学内容
汽车电气设备的组成；
汽车电气设备的特点；
汽车电气设备的现状与趋势
计划学时
4
教学目标
1．掌握汽车电气设备的组成及特点；
2.了解汽车电气设备的现状与趋势。
教学重点
汽车电气设备的组成和特点
解决措施
实物讲解，视频演示
教学难点
汽车电气设备的特点
解决措施
视频演示
教
学
过
程
一、导入新课
由教师引导思路，复习汽车的组成，引入新课。
想一想：
汽油发动机点火系是如何保证发动机工作的？
夜间行驶的汽车，照明及信号灯是如何工作的？
二、汽车电气设备的组成视频演示
1.电源
汽车电源包括：
蓄电池、发电机和调节器。
2.用电设备
起动系统用于起动发动机，主要包括起动机和控制电路。
车辆电动系统包括车辆的电动车窗、电动后视镜、风窗刮水器、电动座椅、电动天窗、中控门锁等小型电机驱动的设备。
照明系统用于提供车辆夜间安全行驶必要的照明。
包括车外照明和车内照明。
信号装置用于提供安全行车所必需的信号。
包括音响信号和灯光信号。
仪表及报警装置用来监测发动机及汽车的工作情况，使驾驶员能够通过仪表及报警装置及时得到发动机及汽车运行的各种参数及异常情况，确保汽车正常运行。
空调系统用于保持车内适宜的温度和湿度，使车内空气清新。
主要包括制冷、采暖、通风和空气净化等装置。
娱乐和信息系统主要包括汽车音响、导航、通信等系统。
全车电路及配电装置主要包括中央接线盒、保险装置、继电器、电线束及插接件、电路开关等。
汽车电子控制系统主要包括燃油喷射系统、电控点火系统、电控自动变速器、制动防抱死装置、电控悬架系统、自动空调等。
互动性交流：
视频展示过程中，老师引导思路，学生回答各装置的名称和作用，老师做总结。
三、汽车电气设备的特点视频演示
1.低压
汽油车普遍采用12V电源，重型柴油车多采用24V系统。
2.直流电
起动机由蓄电池供电，向蓄电池充电必须用直流电，汽车电系为直流电系统。
3.单线制
汽车的底盘及发动机是由金属制造的,具有良好的导电性能,因此,汽车电气设备的负极直接或间接通过导线与车架或车身金属部分相连，即用汽车的金属机体作为一条公共的零线。
4.并联连接
各用电设备均采用并联，蓄电池与发电机之间以及所有用电设备之间，都采用正极接正极，负极接负极。
5.负极搭铁
采用单线制时，蓄电池的负极接到车架或车身上，故称负极搭铁。
互动性交流：
讲解过程中，老师引导思路，学生回答汽车用电源与市电的区别？
四、现代汽车电气设备的现状及趋势视频演示
1．电子技术的应用已经深入到汽车所有的系统
发动机系统：
电控燃油喷射系统、怠速自动控制、废气再循环、电子点火系统。
电控自动变速器：
根据行驶路况可以改变换档规律，如经济模式、运动模式、动力模式。
电控悬架：
根据路况的不同改变悬架的弹性系数、减振器的阻尼系数、车身高度。
防抱死制动系统、驱动防滑控制系统：
最大限度的利用路面上的附着系数，使车辆在制动和起步、加速过程中，避免“滑拖”和“滑转”。
电控动力转向系统、自动空调系统、车载信息等。
2汽车电子技术的应用日益广泛
信息化、节能化、舒适化。
四、质疑
1.汽车电气设备全部使用低压电吗？
2.汽车采用单线制，其电流如何形成回路？
五、互动性交流
学生自由提问题，老师可只作启发性回答。
六、总结
由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。
总结的主要内容是：
1.汽车电气设备的组成。
2.汽车电气设备的特点。
作业
1.汽车电气设备由哪些装置组成？
2.汽车电气设备的特点是什么？
教学后记
同学们首次接触汽车电气设备，可多用视频展示等手段，让学生掌握汽车电气设备的组成及特点。
课题蓄电池的认知
教学内容
蓄电池的认知
计划学时
2
教学目标
1.掌握蓄电池的功用和结构
2.了解蓄电池的型号
教学重点
蓄电池的结构
解决措施
实物讲解，动画、图片演示
教学难点
蓄电池极板的结构
解决措施
对照实物讲解、多媒体配合
教
学
过
程
一、导入新课
想一想：
发动机起动期间，起动机所用的电能是哪个部件为其提供的？
二、蓄电池的功用
1．起动发动机时，向起动机和点火系供电；
2．发电机不发电或电压较低时向用电设备供电；
3．发电机超载时，协助供电；
4．发电机端电压高于蓄电池电压时，将发电机的电能转变为化学能储存起来；
5．大电容器作用。
三、蓄电池的结构
铅酸蓄电池是在盛有稀硫酸的容器内插入两组极板而构成的电能存储器，它由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳组成。
如图所示。
1.极板
作用：
接受充入的电能和向外释放电能。
结构：
由栅架和活性物质组成，分为正极板和负极板。
正极板上的活性物质是棕红色的二氧化铅（ＰbO2）,负极板上的活性物质是青灰色的海绵状纯铅（Ｐb）。
如图所示。
栅架的作用是固结活性物质，一般由铅锑合金铸成。
如图所示。
极板的片数：
为了增大蓄电池的容量，常将多片正、负极板分别并联，组成正、负极板组，在每个单格电池中，正极板的片数要比负极板少一片。
如图所示。
2.隔板
作用：
放置在正负极板之间，以避免其接触而短路。
要求：
应具有多孔性，且化学稳定性要好，具有耐酸和抗原氧化性。
类型：
木质、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维纸浆和玻璃纤维丝棉、袋式隔板
3.电解液
作用：
在蓄电池内部发生化学反应
构成：
由纯净硫酸和蒸馏水按一定比例配制而成。
铅蓄电池的电解液密度一般为1.24～1.30g/cm3，使用中应根据地区、气候条件和制造厂家的要求而定。
4.外壳
作用：
用于盛装极板组和电解液。
要求：
耐酸、耐热、耐震动冲击。
材料：
硬橡胶、聚丙烯塑料两种。
结构：
如图所示。
电池外壳内分成若干个单格，每个单格内一组极板，底部制有凸筋，极板组的连接均采用铅质连条进行串联。
加液孔用来向蓄电池单格内加注电解液或蒸馏水，盖上有通气小孔。
四、蓄电池的型号
国产蓄电池的型号一般分为三段5部分：
串联的单格电池数—蓄电池类型和特征—额定容量和特殊性能
五、质疑
1.蓄电池极板上的活性物质脱落，蓄电池的性能如何变化？
2.极板间的隔板损坏后，蓄电池的电压如何变化？
六、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
七、总结
1.在发动机起期间，蓄电池向起动机和点火系供电。
发动机运转正常期间，蓄电池储存电能并协助供电。
2.蓄电池是由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳组成的电能储存器。
作业
1.蓄电池的功用有哪些？
2.蓄电池由哪些构件组成？
各构件的作用是什么？
教学后记
蓄电池是一个可逆的直流电源，讲授其功用时可举例说明。
正、负极板上粘附着不同的活性物质，应重点讲清楚，便于后序内容的讲解。
课题蓄电池的充电
教学内容
蓄电池的充电
计划学时
2
教学目标
1.掌握蓄电池定压、定流充电方法线路连接和充电特点；
2.掌握蓄电池初充电和补充充电方法的操作步骤。
教学重点
1.定压、定流充电方法的线路连接；
2.初充电、补充充电方法充电规范和充足电的标志
解决措施
图片、实验演示
教学难点
不同充电方法充电规范的选择、充足电的标志
解决措施
图片、实验演示
教
学
过
程
一、导入新课
由老师引导思路与学生一起回顾上次课的内容。
质疑：
发动机起动机期间，若蓄电池电量不足，起动机运转是否正常？
二、充电方法
蓄电池的充电方法可分为定流充电、定压充电和脉冲快速充电。
接线方法如图所示。
1．定流充电
定义：
充电过程中，使充电电流保持恒定的充电方法。
特点：
（1）充电过程中，充电电流恒定，但充电电压是变化的；
（2）充电电流大小可根据充电类型及蓄电池的容量确定；
（3）不同端电压的蓄电池可以串联充电；
（4）充电时间长。
2.定压充电
定义：
充电过程中,加在蓄电池两端的电压保持不变的充电方法。
连线方式如图所示。
特点:
（1）充电过程中，充电电压保持不变。
（2）单格电池的充电电压一般为2.5V。
3．脉冲快速充电
特点：
（1）充电速度快、充电时间或短；
（2）可以增加蓄电池的容量；
（3）去硫化效果好；
（4）充电过程中产生大量气泡,对活性物质的冲刷力强,易使活性物质脱落,蓄电池的使用寿命下降。
三、充电种类
1.初充电
定义:
新蓄电池或修复后的蓄电池（更换极板）在使用前的首次充电。
操作步骤:
（1）按规定加注电解液；
（2）选择初充电规范；
（3）开始充电；
（4）放电；
（5）进行补充充电至蓄电池充足.
注意事项：
旋开加液孔；观察充电电流并及时调整；每隔2-3h测量一次蓄电池电压和电解液密度；观察充电现象及时转为第二阶段；经常测量温度，控制不高于45℃。
2．补充充电
符合下列条件的蓄电池应进行补充充电:
（1）起动机运转无力、灯光比平时暗淡；
（2）电解液密度下降至1.15g/cm3以下；
（３）单格电池电压下降至1.75V以下;
（4）贮存不用近一个月的蓄电池。
操作步骤：
（1）清洁蓄电池；
（2）检查电解液的密度和液面高度；
（3）检查蓄电池的放电情况；
（4）选择充电规范；
（5）充足电的标志（电解液呈沸腾状态；电解液密度和蓄电池端电压达到规定值，且连续3小时不变）。
3.去硫化充电
蓄电池轻微硫化通过去硫化充电法加以消除。
操作步骤:
（1）先倒出原有的电解液,并用蒸馏水清洗两次,然后加入蒸馏水;
（2）接通充电电路,将电流调到初充电的第二阶段电流值充电,当密度上升到1.15g/cm3时，倒出电解液，换加蒸馏水再进行充电，直到电解液密度不再增加为止．
（3）以10h率放电，当单格电压下降到1.7V时,再以补充充电的电流进行充电、再放电、再充电，直到容量达到额定值80%以上.
四、质疑
1.发电机为蓄电池充电时，属定压充电还是定流充电？
2.蓄电池充电过程中，若蓄电池温度过高是否影响蓄电池的容量？
五、互动性交流
由学生自由提问题，老师作启发性回答，让学生自己来总结出答案
六、总结
1.蓄电池的充电方法有定压充电、定流充电和脉冲充电三种方法。
2.蓄电池的充电种类有初充电、补充充电和去硫化充电等。
作业
1.蓄电池定压充电、定流充电的特点是什么？
2.蓄电池的补充充电规范如何选择？
教学后记
蓄电池的充电方法、充电规范、充电步骤是实践性较强的内容，学生一次性理解有一些困难，在实验、实训中可结合操作进一步讲解。
课题交流发电机的认知
教学内容
交流发电机的结构与工作原理
计划学时
2
教学目标
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
教学重点
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
解决措施
实物讲解，动画、图片演示
教学难点
转子、定子绕组的作用和结构；整流器的作用和结构。
解决措施
对照实物讲解、多媒体配合
教
学
过
程
一、导入新课
复习蓄电池的作用，引入新课。
质疑：
车辆运行过程中，其电气设备的供电仅是蓄电池吗？
二、发电机的功用
发动机正常运转时（怠速以上），向所有用电设备（起动机除外）供电，同时向蓄电池充电。
三、交流发电机结构
组成：
转子总成、定子总成、皮带轮、风扇、前端盖、后端盖及电刷总成等。
（实物展示）或动画演示
1.转子总成
功用：
产生磁场
结构：
由转子轴、激磁绕阻、爪形磁极和滑环等组成。
（实物展示）如图所示。
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？
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。
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。
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？
（4）中性点电压
定子绕组为星形连接时，三相绕组的公共结点称为中性点。
从三相绕组的中性点引一根导线到发电机外，标记为“N”。
“N”点电压称为中性点电压。
中性点电压的瞬时值是一个三次谐波电压。
平均值为发电机输出电压（平均值）的一半。
如图所示。
六、质疑
1.发电机定子铁心、转子爪极均采用导磁性能好的材料，而端盖则采用非导磁材料，为什么？
2.若将整流器的正、负二极管装反，将对发电机的性能有何影响？
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？
教学后记
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。
课题电源系统电路和发电机的正确使用
教学内容
电源系统电路和发电机的正确使用
计划学时
2
教学目标
1.掌握电源系统电路的工作过程、充电指示灯的控制方式。
2.掌握发电机、调节器的正确使用方法。
教学重点
1.电源系统电路的工作过程
2.发电机、调节器的正确使用方法。
解决措施
动画、图片演示
教学难点
电源系统电路的工作过程
解决措施
动画、图片演示
教
学
过
程
一、导入新课
由教师引导思路，复习旧课，分析发电机励磁绕组与电压调节器的电路连接，引入新课。
质疑：
高速行驶的车辆，若发电机突然出现不发电故障，发动机是否立即熄火？
二、电源系统电路
1.组成实物、图片展示
由蓄电池、交流发电机、调节器、电流表、充电指示灯继电器及充电指示灯等组成
2.工作过程动画演示
（1）接通点火开关（发电机未起动时），蓄电池电压经蓄电池“+”→接线盒→电流表→点火开关→调节器IG接线柱→调节器F接线柱→发电机F接线柱→发电机励磁绕组→搭铁。
此时，蓄电池电压经点火开关→充电指示灯→继电器L接线柱→继电器触点K→搭铁，指示灯点亮。
（2）发动机起动后怠速运转时，发电机转速较低，若发电机输出电压较低，则蓄电池电压仍通过上述电路为励磁绕组供电，充电指示仍亮，指示发电机不能正常发电。
（3）发动机怠速以上运转时，发电机正常发电，则发电机输出电压经发电机B接线柱→点火开关→调节器IG接线柱→调节器F接线柱→发电机F接线柱→发电机励磁绕组→搭铁。
此时，发电机三相绕组的中性点输出电压，经发电机中性点接线柱N→继电器N接线柱→继电器线圈→搭铁。
线圈通电产生吸力，将继电器触点吸开，充电指示灯无搭铁回路，灯熄灭。
指示发电机工作正常。
小结：
发电机不转或不发电机时，励磁电流由蓄电池提供，充电指示灯亮；
发电机正常工作时，励磁电流由发电机提供，充电指示灯熄灭。
互动性交流：
学生自已分析发电机他励、自励时的工作情况。
三、充电指示灯控制电路
1.作用：
指示电源系统的工作情况
2.控制方式
（1）利用中性点电压通过继电器控制
利用发电机三相绕组的中性电压控制指示灯亮、灭，指示发电机的工作情况。
控制电路如图所示。
工作过程：
起动发动机时，发电机不发电，中性点未输出电压，蓄电池电压经蓄电池“+”→电流表→点火开关→继电器L接线柱→继电器触点K→搭铁，指示灯点亮，指示发电机不发电。
发动机正常运转后，发电机发电，中性点输出电压，经发电机中性点接线柱N→继电器N接线柱→继电器线圈→搭铁。
线圈通电产生吸力，将继电器触点吸开，充电指示灯无搭铁回路，灯熄灭。
指示发电机工作正常。
（2）利用发电机磁场二极管控制
利用发电机磁场二极管控制指示灯的亮、灭，指示发电机的工作情况。
控制电路如图所示。
工作过程：
接通点火开关，电流经蓄电池“+”→点火开关→充电指示灯→调节器“+”→调节器F→励磁绕组→搭铁→蓄电池“—”。
构成回路，充电指示灯亮，指示发电机不发电。
发动机起动后，充电指示灯受蓄电池电压和励磁二极管输出端电压“D+”的差值控制。
若发电机不发电，则“D+”电位为“0”，充电指示灯仍亮，指示发电机不发电；若发电机工作正常，则“D+”处的电位为12V，则充电指示灯两端的电位差为“0”，充电指示不亮，指示发电机工作正常。
（3）利用发电机输出电压控制
利用发电机输出电压控制指示灯的亮、灭，指示发电机的工作情况。
控制电路如图所示
工作过程：
接通点火开关，电流经蓄电池“+”→点火开关→充电指示灯→调节器“B”→调节器F→励磁绕组→搭铁→蓄电池“—”。
构成回路，充电指示灯亮，指示发电机不发电。
发动机起动后，充电指示灯受蓄电池电压和发电机输出电压差值的控制。
若发电机不发电，充电指示灯仍亮，指示发电机不发电；若发电机工作正常，则“B”处的电位为12V，则充电指示灯两端的电位差为“0”，充电指示不亮，指示发电机工作正常。
互动性交流：
老师引导思路，学生自已总结三种充电指示灯控制电路的特点。
质疑：
发动机正常运转时，充电指示灯不亮，发电机工作一定正常吗？
四、交流发电机与调节器的使用注意事项
交流发电机、调节器在使用和维护中，应注意以下几点：
1．蓄电池的极性必须是负极搭铁，不能接反；
2.发电机运转时，不能用试火的方法检查发电机是否发电，否则会烧坏二极管；
3.发电机与蓄电池之间的连接要牢靠，如突然断开，会产生过电压损坏发电机或调节器的电子元件；
4．一旦发现交流发电机或调节器有故障应立即检修，及时排除故障，不应再连续运转
5.为交流发电机配用调节器时，交流发电机的电压等级必须与调节器电压等级相同，交流发电机的搭铁类型必须与调节器搭铁类型相同，调节器的功率不得小于发电
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