《電動系儀表》ppt課件

1、第四章電動系儀表第四章電動系儀表第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表第四節(jié)頻率表，相位表和功率因數(shù)第四節(jié)頻率表，相位表和功率因數(shù)第一節(jié)電動系丈量機構第一節(jié)電動系丈量機構第二節(jié)電動系電流表和電壓表第二節(jié)電動系電流表和電壓表學習目的：學習目的：2了解電動系電流表和電壓表的丈量線路。了解電動系電流表和電壓表的丈量線路。1了解電動系丈量機構的構造、任務原理、技術了解電動系丈量機構的構造、任務原理、技術特性。特性。3掌握以它們的運用與維修方法。掌握以它們的運用與維修方法。第一節(jié)電動系丈量機構第一節(jié)電動系丈量機構圖圖 4 - 1電動系丈量機構的構造表示圖電動系丈量機構的構造表示圖一、構造和任務原理一、構造和任務原理1

2、構造構造有兩個線圈，固定線有兩個線圈，固定線圈圈(定圈定圈)和可動線圈和可動線圈(動圈動圈)。如圖如圖 4 - 1 所示。所示。第一節(jié)電動系丈量機構第一節(jié)電動系丈量機構2任務原理任務原理設定圈中經(jīng)過電流為設定圈中經(jīng)過電流為 I1 ，動圈中經(jīng)過電流為，動圈中經(jīng)過電流為 I2 。磁場方向由右手螺旋定那么確定。磁場方向由右手螺旋定那么確定。轉(zhuǎn)動力矩轉(zhuǎn)動力矩 M 與電流與電流 I1 和和 I2 的乘積成正比，即的乘積成正比，即圖圖 4 - 3轉(zhuǎn)動力矩產(chǎn)生的表示圖轉(zhuǎn)動力矩產(chǎn)生的表示圖21IIM 第一節(jié)電動系丈量機構第一節(jié)電動系丈量機構當用于交流電路的丈量時有當用于交流電路的丈量時有當可動部分偏轉(zhuǎn)一角度當

3、可動部分偏轉(zhuǎn)一角度 而到達平衡，游絲反而到達平衡，游絲反作用力矩為作用力矩為 Mf = D，根據(jù)，根據(jù) M = MfI1 、I2 為定圈和動圈中電流的有效值；為定圈和動圈中電流的有效值；(4 - (4 - 1)1) cos21II 為定圈中電流與動圈中電流之間的為定圈中電流與動圈中電流之間的相位差角。相位差角。1I2I當用于交流電路的丈量時有當用于交流電路的丈量時有 cos21IIM 當用于直流電路的丈量時有當用于直流電路的丈量時有(4 - (4 - 1)1)21II 易受外磁場干擾易受外磁場干擾可以交直流兩用可以交直流兩用電動系功率表刻度均勻電動系功率表刻度均勻能構成多種線路丈量多種參數(shù)能構

4、成多種線路丈量多種參數(shù)準確度高準確度高二、技術特性二、技術特性第一節(jié)電動系丈量機構第一節(jié)電動系丈量機構儀表本身耗費功率大儀表本身耗費功率大過載才干小過載才干小電動系電流表電壓表刻度不均勻電動系電流表電壓表刻度不均勻第二節(jié)電動系電流表和電壓表第二節(jié)電動系電流表和電壓表圖圖 4 - 4電動系電流表原理電路電動系電流表原理電路一、電動系電流表一、電動系電流表電流表指針的偏轉(zhuǎn)角電流表指針的偏轉(zhuǎn)角正比于被測電路的平方，正比于被測電路的平方，即即電動系電流表通常做成雙量程的便攜式儀表。電動系電流表通常做成雙量程的便攜式儀表。所以，電動系電流表標度尺的刻度具有平方規(guī)律，所以，電動系電流表標度尺的刻度具有平方

5、規(guī)律，其起始部分刻度較密，而接近上量程部分較疏。其起始部分刻度較密，而接近上量程部分較疏。2I 第二節(jié)電動系電流表和電壓表第二節(jié)電動系電流表和電壓表二、電動系電壓二、電動系電壓圖圖 4 - 7三量程電壓表的丈量線路三量程電壓表的丈量線路由于電壓表丈量時的由于電壓表丈量時的電流較小，所以電動系電電流較小，所以電動系電壓表的線圈匝數(shù)較多。壓表的線圈匝數(shù)較多。電動系電壓表通常做成多量程的便攜式儀表。電動系電壓表通常做成多量程的便攜式儀表。圖圖 4 - 6電動系電壓表原理電路電動系電壓表原理電路當附加電阻一定時，當附加電阻一定時，經(jīng)過丈量機構的電流與儀經(jīng)過丈量機構的電流與儀表兩端的電壓成正比。表兩端的

6、電壓成正比。第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表圖圖 4 - 8電動系功率表的原理電路電動系功率表的原理電路一、電動系功率表一、電動系功率表1構造和任務原理構造和任務原理丈量功率時，定圈丈量功率時，定圈 A 與負載串聯(lián)接入被測電路；與負載串聯(lián)接入被測電路；動圈動圈 D 與附加電阻與附加電阻 Rj 串聯(lián)后接入電路。串聯(lián)后接入電路。下面引見電動系功率表的任務原理。下面引見電動系功率表的任務原理。第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表對于一個已制成的功率表來說，對于一個已制成的功率表來說，R2 是一個常數(shù)是一個常數(shù)得出得出即即(1)用于直流電路的丈量時，經(jīng)過定圈電流用于直流電路的丈量時，經(jīng)過定圈電流(4 - (4 - 3)3

7、)22RUI II 1(2)用于交流電路的丈量時，經(jīng)過定圈電流等用于交流電路的丈量時，經(jīng)過定圈電流等于負載電流，即于負載電流，即1I2IPUI II 1第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表由式由式(4 - 2)可得可得由于電壓支路中附加電阻由于電壓支路中附加電阻 Rj 的阻值總是比較大，的阻值總是比較大，在任務頻率不太高時，動圈的感抗相比之下可以忽略在任務頻率不太高時，動圈的感抗相比之下可以忽略不計。不計。即即圖圖 4 - 9功率表向量圖功率表向量圖22ZUI 而經(jīng)過動圈的電流與負載電壓成正比而經(jīng)過動圈的電流與負載電壓成正比U2I式中，式中，Z2 Z2 電壓支路的復阻抗。電壓支路的復阻抗。(4 - (4

8、- 4)4)PUI cos2多量程功率表多量程功率表需求留意的是，功率表的不同量程是經(jīng)過選擇不需求留意的是，功率表的不同量程是經(jīng)過選擇不同的電流量程和電壓量程來實現(xiàn)的。同的電流量程和電壓量程來實現(xiàn)的。圖圖 4 - 10用連片改動功率表的電流量程用連片改動功率表的電流量程第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表(1)電流的兩個量程的實現(xiàn)如圖電流的兩個量程的實現(xiàn)如圖 4-10 所示。所示。3功率表的選擇及運用方法功率表的選擇及運用方法 功率表標有功率表標有“*號的電壓端鈕可以接至電流號的電壓端鈕可以接至電流端鈕的恣意一端，而令一個電壓那么跨接至負載另一端鈕的恣意一端，而令一個電壓那么跨接至負載另一端。功率表的電壓

9、支路是并聯(lián)接入被測電路的。端。功率表的電壓支路是并聯(lián)接入被測電路的。第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表(2)功率表的正確接法必需遵守功率表的正確接法必需遵守“發(fā)電機端的接線發(fā)電機端的接線規(guī)那么，即：規(guī)那么，即：(1)正確選擇功率表量程。正確選擇功率表量程。功率表標有功率表標有“*號的電流端必需接電源一端，號的電流端必需接電源一端，而另一個電流端那么接至負載端。電流線圈串聯(lián)接入而另一個電流端那么接至負載端。電流線圈串聯(lián)接入電路。電路。第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表功率表常出現(xiàn)的錯誤接線如圖功率表常出現(xiàn)的錯誤接線如圖 4-13 所示。所示。功率表正確接線如圖功率表正確接線如圖 4-12 所示。所示。圖圖 4 -

10、13功率表的錯誤接法功率表的錯誤接法圖圖 4-12功率表的正確接法功率表的正確接法第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表(3)功率表接線方式的正確選擇。功率表接線方式的正確選擇。功率表有兩種不同的連線方式功率表有兩種不同的連線方式,即電壓線圈前接和即電壓線圈前接和電壓線圈后接。如以下圖。電壓線圈后接。如以下圖。 電壓線圈后接法適用于負載電阻遠比電壓支路電壓線圈后接法適用于負載電阻遠比電壓支路電阻小得多的情況。電阻小得多的情況。電壓線圈前接法適用于負載電阻遠比電流線電壓線圈前接法適用于負載電阻遠比電流線圈電阻大得多的情況。圈電阻大得多的情況。第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表下面引見三種有不同特點的低功率因數(shù)功率表。下

11、面引見三種有不同特點的低功率因數(shù)功率表。(1)具有補償線圈的低功率因數(shù)功率表。具有補償線圈的低功率因數(shù)功率表。4低功率因數(shù)功率表低功率因數(shù)功率表用于丈量功率因數(shù)較低的交流電路的功率，它也用于丈量功率因數(shù)較低的交流電路的功率，它也可以用來丈量交直流電路中的小功率?？梢杂脕碚闪拷恢绷麟娐分械男」β省?4)功率表的正確讀數(shù)。功率表的正確讀數(shù)。圖圖 4 - 15具有補償線圈的低功率因數(shù)功率表具有補償線圈的低功率因數(shù)功率表第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表留意，低功率因數(shù)功率表的接線和運用方法與普通留意，低功率因數(shù)功率表的接線和運用方法與普通功率表根本一樣，但設計時使其標度尺的滿刻度是在額功率表根本一樣，但設計時

12、使其標度尺的滿刻度是在額定電流定電流 IN 、額定電壓、額定電壓 UN 和額定功率因數(shù)和額定功率因數(shù)N (cosN)下刻度的。因此讀數(shù)時其分格常數(shù)應按下式計算下刻度的。因此讀數(shù)時其分格常數(shù)應按下式計算(2)運用補償電容的運用補償電容的低功率因數(shù)功率表。低功率因數(shù)功率表。圖圖 4 - 16帶有補償電容的低功率因數(shù)功率表帶有補償電容的低功率因數(shù)功率表(3)帶光標指示器的張絲式低功率因數(shù)功率表。帶光標指示器的張絲式低功率因數(shù)功率表。(4 - (4 - 7)7)NIUCNNNcos 二、三相功率表二、三相功率表第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表1三相功率的丈量方法三相功率的丈量方法三相交流電路按其電源和負載的銜

13、接方式的不三相交流電路按其電源和負載的銜接方式的不同，有三相三線制和三相四線制兩種系統(tǒng)，而每一種同，有三相三線制和三相四線制兩種系統(tǒng)，而每一種系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)時又有如以下圖幾種情況：系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)時又有如以下圖幾種情況：根據(jù)三相電路的特點，有以下幾種丈量方法。根據(jù)三相電路的特點，有以下幾種丈量方法。(1)一表法。一表法。(3)三表法。三表法。(2)兩表法。兩表法。第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表圖圖 4 - 20三表法丈量三相四線制電三表法丈量三相四線制電路的有功功率路的有功功率圖圖 4 - 17一表法丈量對稱三相電路的有功功率一表法丈量對稱三相電路的有功功率圖圖 4 - 19兩表法丈量三相功率的線路兩表法丈量

14、三相功率的線路第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表任務原理與單相功率表一樣，在構造上分為二元任務原理與單相功率表一樣，在構造上分為二元三相功率表和三元三相功率表。三相功率表和三元三相功率表。2三相有功功率表三相有功功率表圖圖 4 - 22二元三相功率表的接線方法二元三相功率表的接線方法圖圖 4 - 21二元三相功率表的內(nèi)部電路二元三相功率表的內(nèi)部電路第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表3三相無功功率表三相無功功率表圖圖 4 - 24無功功率的丈量原理無功功率的丈量原理交流電路的無功功率頁可以用有功功率表丈量，交流電路的無功功率頁可以用有功功率表丈量，由于：由于：)90cos(sin UIUIQ線電壓與相電壓線電壓與相

15、電壓之間恰有之間恰有 90 的相位差，假的相位差，假設將圖設將圖 4 - 25(a)線路中單相功線路中單相功率表的接線改為圖率表的接線改為圖 4 - 26(a) 所所示電路。如以下圖。示電路。如以下圖。UUVWU第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表圖圖 4 - 26丈量三相無功功率的丈量三相無功功率的接線圖和向量圖接線圖和向量圖圖圖 4 - 25丈量三相有功功率的丈量三相有功功率的接線圖和向量圖接線圖和向量圖而三相對稱負載的而三相對稱負載的電路中，無功功率電路中，無功功率(4 - (4 - 7)7) sin3UIQ sin)90cos(UVWUVWIUIUQ 此時功率表的讀數(shù)此時功率表的讀數(shù)第三節(jié)功率表第

16、三節(jié)功率表三相電路無功功率的丈量方法很多，這里引見最三相電路無功功率的丈量方法很多，這里引見最常用的兩種。常用的兩種。(1)用三個有功功率表丈量用三個有功功率表丈量(圖圖 4 27)圖圖 4 - 27三個有功功率表丈量三相不平衡電路無功功率表的接線圖三個有功功率表丈量三相不平衡電路無功功率表的接線圖)(31321WVUQQQQQQQ 總的無功功率為總的無功功率為 第三節(jié)功率表第三節(jié)功率表(2)鐵磁電動系無功功率表鐵磁電動系無功功率表圖圖 4 - 28鐵磁電動系無功功率表的線路圖鐵磁電動系無功功率表的線路圖兩表跨接法只適用對稱負載的三相三線制交流電兩表跨接法只適用對稱負載的三相三線制交流電路，而

17、量表人工中性點法可用于對稱及不對稱電路。路，而量表人工中性點法可用于對稱及不對稱電路。 鐵磁電動系無功功率表通常都做成安裝式儀表。鐵磁電動系無功功率表通常都做成安裝式儀表。如圖如圖 4 - 28 所示。所示。 第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表圖圖 4 - 29電動系比率表的構造圖電動系比率表的構造圖一、電動系比率表一、電動系比率表構造如圖構造如圖 4 29 所示，具有以下特點：所示，具有以下特點：(1)兩個線圈分別產(chǎn)生轉(zhuǎn)兩個線圈分別產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩和反作用力矩。動力矩和反作用力矩。(2)有一個分為兩段燒制有一個分為兩段燒制的定圈，用來建立任務磁場。的定圈，用來建立任

18、務磁場。(3)指針偏轉(zhuǎn)角指針偏轉(zhuǎn)角 與定圈電流和動圈電流乘積成與定圈電流和動圈電流乘積成正比。正比。(4 - (4 - 11)11)cos()cos(cos)cos(2211 II 第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表(5)不受外界要素的影響，電源電壓、溫度、外磁不受外界要素的影響，電源電壓、溫度、外磁場等。場等。(4)沒有游絲，電路接通前，指針可以再恣意位置。沒有游絲，電路接通前，指針可以再恣意位置。II1，I2 為動圈為動圈 1、2 中的電流；中的電流；1 與與 2 為定為定圈電流與和的相位差。圈電流與和的相位差。2I1I二、電動系頻率表二、電動系頻率表第四節(jié)頻

19、率表、相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表圖圖 4 - 30電動系頻率表丈量線路電動系頻率表丈量線路丈量線路如圖丈量線路如圖 4 - 30 所示。所示。(4 - (4 - 12)12)212(2tan000fCfLfCRRR 當頻率表接入電壓為的被測電路后指針的偏當頻率表接入電壓為的被測電路后指針的偏轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 與兩個動圈的關系是與兩個動圈的關系是U第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表指針的偏轉(zhuǎn)能夠出現(xiàn)三種情況：指針的偏轉(zhuǎn)能夠出現(xiàn)三種情況：上式闡明，儀表指針的偏轉(zhuǎn)角上式闡明，儀表指針的偏轉(zhuǎn)角 只與頻率只與頻率 f 有有關。關。(3)指針從中心位置向左偏轉(zhuǎn)

20、時，指針從中心位置向左偏轉(zhuǎn)時， 0，tan 0，tan 0; 被測頻率被測頻率 f 與串聯(lián)諧振頻率與串聯(lián)諧振頻率 f0 大。大。三、電動系相位表和功率因數(shù)表三、電動系相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表電動系相位表和功率因數(shù)表的任務原理、丈量線路電動系相位表和功率因數(shù)表的任務原理、丈量線路完全一樣，所不同的是，相位表的標度尺是按來那個被完全一樣，所不同的是，相位表的標度尺是按來那個被測交流量的相位差測交流量的相位差 刻度，而功率因數(shù)表按刻度，而功率因數(shù)表按 cos 刻刻度。度。圖圖 4 - 32單相相位表的丈量線路單相相位表的丈量線路圖圖 4 - 32單相相位表的丈量線路單相相位表的丈量線路第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表