電工儀表與測量(第五版)教案ppt第七章

第一節(jié)第二節(jié)第三節(jié)第四節(jié)§7-1感應(yīng)系電能表1.熟悉單相感應(yīng)系電能表的結(jié)構(gòu)及原理。2.掌握單相電能表的接線方法。一、感應(yīng)系電能表的結(jié)構(gòu)感應(yīng)系電能表的主要組成部分有：驅(qū)動元件用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。轉(zhuǎn)動元件由鋁盤和轉(zhuǎn)軸組成。儀表工作時，驅(qū)動元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩將驅(qū)使鋁盤轉(zhuǎn)動。制動元件由永久磁鐵組成。用來在鋁盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生制動力矩，使鋁盤的轉(zhuǎn)速與被測功率成正比。計度器（也稱積算機構(gòu)）用來計算鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)累計電能的目的。它包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的齒輪、滾輪以及計數(shù)器等。電能表最終通過計數(shù)器直接顯示出被測電能的數(shù)值。1、基本結(jié)構(gòu)

計度器的結(jié)構(gòu)

感應(yīng)系電能表的鐵心結(jié)構(gòu)2、電能表的電路和磁路

單相感應(yīng)系電能表的原理接線圖與功率表相似，不同之處是電能表的電壓線圈沒有串聯(lián)分壓電阻。二、感應(yīng)系電能表的工作原理二、感應(yīng)系電能表的工作原理電能表各電流、電壓及磁通的關(guān)系1、鋁盤轉(zhuǎn)動力矩的產(chǎn)生鋁盤轉(zhuǎn)動力矩的產(chǎn)生

在t1

時刻，由于iA和iU的變化，在鋁盤中感應(yīng)出渦流，而各渦流在磁通作用下都產(chǎn)生順時針方向的轉(zhuǎn)動力矩，使得鋁盤順時針轉(zhuǎn)動起來。鋁盤所受轉(zhuǎn)動力矩的方向，總是由相位超前磁通ΦA(chǔ)指向相位滯后磁通ΦU?？梢宰C明，鋁盤所受平均轉(zhuǎn)動力矩與負載的有功功率成正比，即

Mp＝C1P＝C1UIcosφ2、鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)與被測電能的關(guān)系當負載功率一定時，鋁盤所受轉(zhuǎn)動力矩不變。但是，鋁盤若只受到轉(zhuǎn)動力矩的作用，鋁盤將會不斷地加速運動，以至無法正確計量電能。為了使鋁盤在一定負載功率下以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，能正確反映電能的大小，必須在鋁盤上加制動力矩，鋁盤所受制動力矩隨鋁盤轉(zhuǎn)速的增加而增大，即Mz＝Kn。當制動力矩Mz增大到與轉(zhuǎn)動力矩Mp相等時，Mp

＝Mz，鋁盤就勻速轉(zhuǎn)動。將上面兩個式子整理，得C1P＝Kn鋁盤轉(zhuǎn)速

可見，鋁盤的轉(zhuǎn)速n與負載有功功率P成正比。

將兩邊同乘以t得nt＝CPt

，式中nt是電能表在時間t內(nèi)鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)，用N表示；Pt是負載在時間t內(nèi)所消耗的電能，用E表示，則N=CE

在時間t內(nèi)，電能表的鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)與這段時間內(nèi)負載消耗的電能成正比。因此，可以通過計度器自動累計鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)，由計數(shù)器顯示出被測電能的大小。由上式可求出電能表常數(shù)(r/kW·h)制動力矩的產(chǎn)生

三、單相電能表的接線

單相電能表的接線應(yīng)遵從發(fā)電機端守則，即電能表的電流線圈與負載串聯(lián)，電壓線圈與負載并聯(lián)，兩線圈的發(fā)電機端應(yīng)接電源的同一極性端。單相電能表的接線方法思考與練習比較電能表和功率表的異同。感應(yīng)系電能表由哪幾個部分組成?各自的作用如何?說明電能表常數(shù)的意義。畫出單相電能表的接線圖。通常在電能表接線盒蓋的里面都畫有其接線圖，使用者只要按照接線圖接線即可。返回章目錄§7-2電子式電能表1.掌握電子式電能表的組成及原理。2.掌握電子式預(yù)付費電能表的組成及使用方法。3.了解智能式電能表的基本知識。一、

普通單相電子式電能表

電子式電能表原理方框圖1.輸入變換電路輸入變換電路包括電壓變換器和電流變換器兩部分。作用：將高電壓、大電流變換后送至乘法器。轉(zhuǎn)換后的信號應(yīng)分別與輸入的高電壓和大電流成正比。常見的輸入變換電路有精密電阻分流分壓和儀用互感器兩種。

2、乘法器乘法器是電子式電能表的核心，是一種能將兩個互不相關(guān)的模擬信號進行相乘的電子電路，通常具有兩個輸入端和一個輸出端，是一個三端網(wǎng)絡(luò)。乘法器的輸出信號與兩個輸入信號的乘積成正比。3、U／f

轉(zhuǎn)換器U／f轉(zhuǎn)換器的作用是將輸入電壓（電流）轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率輸出。在模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換中，U／f轉(zhuǎn)換器是常用的一種電子電路。

4、計度器包括計數(shù)器和顯示部分。計數(shù)器可將由U／f轉(zhuǎn)換器輸出的脈沖加以計數(shù)，然后送至顯示電路顯示。全電子式電能表的顯示部分通常采用液晶顯示器進行計度。由于取消了感應(yīng)式電能表的儀表轉(zhuǎn)盤，故也稱之為靜止式電能表。目前電子式電能表也有不少采用步進電機式的機械計度器。DDS673型系列電子式電能表普通單相電子式電能表是根據(jù)上述測量原理進行電能計量的。而三相有功電子式電能表則是通過兩個或者三個模擬乘法器，分別將每一相的有功功率運算成與該相的單相有功功率成正比的模擬電壓信號，通過模擬加法器將兩個電壓信號U1、U2或者三個電壓信號U1、U2、U3相加獲得一個相加的和U0，模擬電壓信號U0與三相有功功率P成正比，模擬量U0通過U/f(或I/f)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖輸出，經(jīng)計數(shù)器累積計數(shù)去驅(qū)動計度器，把三相三線電能數(shù)值或三相四線電能數(shù)值顯示出來。二、單相電子式預(yù)付費電能表單相電子式預(yù)付費（IC卡）電能表的用途是計量額定頻率為50Hz的交流單相有功電能并實現(xiàn)電量預(yù)購功能。供電部門可通過計算機售電管理系統(tǒng)對用戶預(yù)購電量、預(yù)置等，并經(jīng)電卡傳遞給電能表。該電能表具有自動計算用戶消耗電量、停電時表內(nèi)數(shù)據(jù)自動保護、電能表具有最大負荷控制功能。單相電子式預(yù)付費（IC卡）電能表采用六位計度器顯示總消耗電量。電卡作媒介，由供電部門設(shè)置密碼，保證了用戶電卡只能自己使用而不能換用，電卡可反復(fù)使用達一千次以上。單相電子式預(yù)付費（IC卡）電能表的準確度等級為1.0級。額定電壓220V，額定電流有2(10)、5(25)、10(50)、20(100)A等多種規(guī)格。1、單相電子式預(yù)付費電能表的工作原理由分壓器完成電壓取樣，由取樣電阻完成電流取樣。取樣后的電壓電流信號由乘法器轉(zhuǎn)換為功率信號。經(jīng)U／f變換后，由步進電機驅(qū)動計度器工作，并將脈沖信號輸入單片機系統(tǒng)。用戶需在供電部門交款購電，所購電量在售電機上被寫進用戶電卡，由電卡傳遞給電能表，電卡經(jīng)多次加密可以保證用戶可靠地使用。當所購電量用完后，表內(nèi)繼電器將自動切斷供電回路。2、單相電子式預(yù)付費電能表的安裝方法電能表在出廠前經(jīng)檢驗合格并加以鉛封，即可安裝