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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,一、电动系仪表的结构,1.,结构,有两个线圈：,固定线圈和可,动线圈。,可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。,2.,工作原理,固定线圈中的电流,I,1,(,i,1,),磁场,可动线圈中的电流,I,2,(,i,2,),与磁场相互作用电磁力,F,线圈受到转矩,T,线圈和指针转动，,用电动系测量机构测量直流电时，可动线圈受到的转动力矩,M,与通过两线圈的电流,I,、,I,的乘积成正比，即,当转动力矩,M,与反作用力矩,M,f,相等时，即,M,M,f,时,仪表指针的偏转角,为,仪表的转动转矩,通入直流时，,M=k,1,I,1,I,2,通入交流时，,M=k,1,I,1,I,2,cos,i,1,和,i,2,的有效值,i,1,和,i,2,之间,的相位差,结论,:,指针偏转的角度与两个电流,(,对交流为有效值,),的乘积成正比。,二 电动系仪表的技术特点,（,1,）准确度高（可达,0.10.05,级），交直流两用，还可测量非正弦；,（,2,）频率特性好；,（,3,）易受外磁场影响；,（,4,）本身消耗功率大，电压表内阻较小；,（,5,）仪表的过载能力差；,（,6,）刻度不均匀；,（,7,）价格较高。,电动系电流表,同磁电式仪表相同，电动式仪表的活动线圈也要用比较细的导线绕制，动圈电流也是通过游丝导入，所以动圈允许通过的电流不能太大。作为小量程电流表使用时，固定线圈与可动线圈串联，作为大量程使用时，由于可动线圈不允许通过大电流，故可动线圈只能与固定线圈并联。,测量,0.5A,电流时：,I,1,=I,2,=I,=KI,2,量程大于,0.5A,时：设,I,1,=,k,1,I,，,I,2,=,k,2,I,，,cos,=,k,3,则,小量程电流表，固定线圈可与可动线圈串联,大量程电流表，固定线圈可,与可动线圈并联,电动式电压表,电动式电压表一般是把定圈和动圈串联以后再,根据量程大小，串联不同的附加电阻。,三 单相电动系功率表,D26-W,型便携式单相功率表,(,一,),单相功率表的结构和工作原理,1.,结构,静圈,(,固定线圈,),：,称为瓦特表的电流线圈,匝数少，导线粗，与负载串联，作为电流线圈。,动圈,(,可动线圈,),：称为瓦特表的电压线圈,匝数多，导线细，与负载并联，作为电压线圈。,电动式瓦特表原理线路,负载,i,1,i,i,2,+,u,-,*,*,R,原理示意图,2.,工作原理,电动式瓦特表原理线路,负载,i,1,i,1,i,2,+,u,-,*,*,R,是电压支路的总电阻，即动圈电阻和附加电阻之和。,I,2,正比,U,，且可认为,i,2,与,u,同相,I,(,二,),单相电功率表的使用方法,1,功率表的量程及其选择,电流量程,I,N,电压量程,U,N,功率量程,P,N,D19-W.,型功率表的电流量程为,5/10 A,，,电压量程为,150/300 V,，,其功率量程有,:,P1=5X150=750,W,P2=10X150=1,500 W,或,P2=5X300=1,500 W,P3,=10X300=3 000 W,有一感性负载，额定功率为,400,W,，额定电压为,220,V,功率因数为,0.75,。现用,D19-W,.,型功率表的电流量程为,2.5/5 A,，电压量程为,150/300 V,，去测量它实际消耗的功率，试选择所用功率表的量程。,解,:,因为负载额定电压为,220V,，应选功率表电压量程为,3,00,V,负载额定电流为,I,=2.42 A,故确定选用电流量程为,2.5 A,，电压量程为,3,00,V,，功率量程为,3,00,*2.,5=75,0,W,的,功率表。,在使用功率表时，不仅要注意使被测功率不超过仪表的功率量程，通常还要用流表、电压表去监视被测电路的电流和电压，使之不超过功率表的电流量程和电压量程，确保仪表安全可靠地运行。,2,正确接线,1,.,电流线圈与负载串联,2,.,电压线圈与负载并联,3,.,两线圈,端同接高电位端（或同接低电位端）,图（,a,）适用于负载阻抗远,大,于电流线圈阻抗，称为,“瓦特表电压支路,前,接”；,图（,b,）适用于负载阻抗远,小,于电流线圈阻抗，称为,“瓦特表电压支路,后,接”。,1,）电压线圈前接法（负载电阻远大于电流线圈电阻）,2,）电压线圈后接法（负载电阻远小于电压线圈电阻）,案例：用互感器扩大单相功率表量程,如果被测电路功率大于功率表量程，则必须加接电流互感器与电压互感器扩大其量程，其电路如下图所示。电路实际功率为,P,k,1,k,2,P,1,用电流互感器和电压互感器扩大单相功率表量程,多量程,(,量程的扩大,),图,1,电流量程的扩大,图,2,电压量程的扩大,3,正确操作,1,）换量程时应停电,2,）顺序测量,3,）反偏时的处理（电流端钮接线交换）,4,正确读数,1,）求分格常数,2,）读偏转指示格数,D,3,）计算实测功率,P=CD,式中,P,为被测功率,C,为标尺的每格瓦数,又称瓦特表的功率常数。,四 低功率因数瓦特表,1.,低功率因数功率测量的特殊问题,在功率测量中常遇到被测电路功率因数很低的情况，从原理,上说，普通的电动式瓦特表也可以用于低功率因数电路的功率测,量，但在实际上，存在以下问题：,（,1,）读数误差大；,（,2,）测量误差大；,（,3,）角误差大。,所谓角误差是指在普通瓦特表电压支路中由于忽略了电压,线圈的感抗,而认为电压支路中的电压与电流同相，这样所引起,的误差称为角误差,。,2.,普通的电动式瓦特表变低功率因数瓦特表办法,1).,结构上采用补偿,在低功率因数瓦特表中，采取了特殊措施来减小误差，下面,列举两种：,（,1,）采用补偿线圈的低功率因数瓦特表；,（,2,）采用补偿电容的低功率因数瓦特表。,采用补偿线圈的低功率因数瓦特表,采用补偿电容的低功率因数瓦特表,补偿线圈,补偿电容,2),重新刻度,低功率因数瓦特表是在较低的额定功率因数（通常,cos,n,=0.1,或,cos,n,=0.2,）的条件下刻度的。因此，其功率常数为：,注意,：,cos,n,并非测量时负载的功率因数，而是在电流量限、电,压量限下指针满刻度偏转时的功率因数。,五 三相有功功率的测量,一、用单相功率表测三相功率,一表法,适用于电压、负载对称的系统。三相负载的总功率，等于功率表读数的三倍。,二表法,适用于三相三线制，通过电流线圈的电流为线电流，加在电压线圈上的电压为线电压，三相总功率等于两表读数之和。,共,C,相法的相量图如何画,?,P,1,=,U,AB,I,A,cos,=,U,l,I,l,cos(30+,),P,2,=,U,CB,I,C,cos,=,U,l,I,l,cos(30-,),P,=,P,1,+,P,2,=,U,l,I,l,cos(30,),+,U,l,I,l,cos(30+,),=0,P,1,=,P,2,=+30,或,-30,P,1,=2,P,2,或,P,1,=1/2,P,2,=+60,或,-60,P,1,=0,或,P,2,当,60,时，,P,1,为正值，,P,2,为负值，,P,=,P,1,P,2,30,功率表达式,1.,负载对称并为阻性时，两表读数相等。,2.,负载对称且功率因数为,0.5,，有一只功率表读数为,0,。,3.,负载对称且功率因数小于,0.5,，一只功率表读数为负值。,在三相三线制电路中,广泛采用两功率表来测量三相功率。,证明,:,三相瞬时功率,p,=,p,A,+,p,B,+,p,C,=,u,A,i,A,+,u,B,i,B,+,u,C,i,C,因为,，,i,A,+,i,B,+,i,C,=0,所以,p,=,u,A,i,A,+,u,B,i,B,+,u,C,(,i,A,i,B,),i,C,=(,u,A,u,C,),i,A,+(,u,B,u,C,),i,B,=,u,AC,i,A,+,u,BC,i,B,=,p,1,+,p,2,实际应用,实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）代替两个单相功率表来测量功率，,*,*,*,*,A,B,C,三相功率表的连接图,将两只或三只或,单相功率表的可动线,圈装在一个公共转轴,上即组成两元件或三,元件的三相功率表，,分别用于三相三线制,与三相四线制。其公,共转轴的转矩直接反,映三相总功率，因此,可从标尺上直接读出,三相功率。,两元件三相功率表结构,三表法,适用于三相四线制，电压、负载不对称的系统，被测三相总功率为三表读数之和，即,六 三相无功功率的测量,三相无功功率的测量思路,有功功率表通过改变接线和重新刻度等就变为无功功率表（跨相接线法）,跨相,90,无功功率表,(,改变接线并重新刻度,),三相电路无功功率测量方法,一表跨相法,Q,=,只适用于三相电路完全对称的情况,两表跨相法,三表跨相法,七 电动系比率表的一般原理,电动系相位表,
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