電動(dòng)系儀表及功率的測(cè)量

電動(dòng)系儀表及功率的測(cè)量第1頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、電動(dòng)系儀表的結(jié)構(gòu)1.結(jié)構(gòu)有兩個(gè)線圈：固定線圈和可動(dòng)線圈?？蓜?dòng)線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。第2頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.工作原理

固定線圈中的電流

I1(i1)

磁場(chǎng)可動(dòng)線圈中的電流

I2(i2)與磁場(chǎng)相互作用電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

用電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量直流電時(shí)，可動(dòng)線圈受到的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M與通過(guò)兩線圈的電流I１、I２的乘積成正比，即

當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M與反作用力矩Mf相等時(shí)，即M＝Mf時(shí)

儀表指針的偏轉(zhuǎn)角α為

第3頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通入直流時(shí)，M=k1I1I2通入交流時(shí)，

M=k1I1I2cos

i1和i2的有效值i1和i2之間的相位差結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個(gè)電流(對(duì)交流為有效值)的乘積成正比。

第4頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二電動(dòng)系儀表的技術(shù)特點(diǎn)

（1）準(zhǔn)確度高（可達(dá)0.1—0.05級(jí)），交直流兩用，還可測(cè)量非正弦；（2）頻率特性好；（3）易受外磁場(chǎng)影響；（4）本身消耗功率大，電壓表內(nèi)阻較?。唬?）儀表的過(guò)載能力差；（6）刻度不均勻；（7）價(jià)格較高。第5頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

▲電動(dòng)系電流表

同磁電式儀表相同，電動(dòng)式儀表的活動(dòng)線圈也要用比較細(xì)的導(dǎo)線繞制，動(dòng)圈電流也是通過(guò)游絲導(dǎo)入，所以動(dòng)圈允許通過(guò)的電流不能太大。作為小量程電流表使用時(shí)，固定線圈與可動(dòng)線圈串聯(lián)，作為大量程使用時(shí)，由于可動(dòng)線圈不允許通過(guò)大電流，故可動(dòng)線圈只能與固定線圈并聯(lián)。

▲測(cè)量0.5A電流時(shí)：I1=I2=I

α=KI2

▲量程大于0.5A時(shí)：設(shè)I1=k1I，I2=k2I，cosφ=k3則小量程電流表，固定線圈可與可動(dòng)線圈串聯(lián)大量程電流表，固定線圈可與可動(dòng)線圈并聯(lián)第6頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

▲電動(dòng)式電壓表

電動(dòng)式電壓表一般是把定圈和動(dòng)圈串聯(lián)以后再根據(jù)量程大小，串聯(lián)不同的附加電阻。第7頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三單相電動(dòng)系功率表D26-W型便攜式單相功率表第8頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(一)單相功率表的結(jié)構(gòu)和工作原理1.結(jié)構(gòu)靜圈(固定線圈)：稱為瓦特表的電流線圈匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，與負(fù)載串聯(lián)，作為電流線圈。動(dòng)圈(可動(dòng)線圈)：稱為瓦特表的電壓線圈匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與負(fù)載并聯(lián)，作為電壓線圈。

電動(dòng)式瓦特表原理線路負(fù)載i1ii2+u-**R第9頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原理示意圖

第10頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.工作原理電動(dòng)式瓦特表原理線路負(fù)載i1i1i2+u-**R是電壓支路的總電阻，即動(dòng)圈電阻和附加電阻之和。

I2正比U，且可認(rèn)為i2與u同相I第11頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(二)單相電功率表的使用方法1．功率表的量程及其選擇

電流量程IN

電壓量程UN

功率量程PN

D19-W.型功率表的電流量程為5/10A，電壓量程為150/300V，其功率量程有:

P1=5X150=750WP2=10X150=1500W或P2'=5X300=1500WP3=10X300=3000W第12頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有一感性負(fù)載，額定功率為400W，額定電壓為220V,功率因數(shù)為0.75

?，F(xiàn)用D19-W.型功率表的電流量程為2.5/5A，電壓量程為150/300V，去測(cè)量它實(shí)際消耗的功率，試選擇所用功率表的量程。

解:因?yàn)樨?fù)載額定電壓為220V，應(yīng)選功率表電壓量程為300V負(fù)載額定電流為I=2.42A故確定選用電流量程為2.5A，電壓量程為300V，功率量程為300*2.

5=750W的功率表。在使用功率表時(shí)，不僅要注意使被測(cè)功率不超過(guò)儀表的功率量程，通常還要用流表、電壓表去監(jiān)視被測(cè)電路的電流和電壓，使之不超過(guò)功率表的電流量程和電壓量程，確保儀表安全可靠地運(yùn)行。第13頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．正確接線1.電流線圈與負(fù)載串聯(lián)2.電壓線圈與負(fù)載并聯(lián)3.兩線圈﹡端同接高電位端（或同接低電位端）第14頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖（a）適用于負(fù)載阻抗遠(yuǎn)大于電流線圈阻抗，稱為“瓦特表電壓支路前接”；圖（b）適用于負(fù)載阻抗遠(yuǎn)小于電流線圈阻抗，稱為“瓦特表電壓支路后接”。1）電壓線圈前接法（負(fù)載電阻遠(yuǎn)大于電流線圈電阻）2）電壓線圈后接法（負(fù)載電阻遠(yuǎn)小于電壓線圈電阻）第15頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月案例：用互感器擴(kuò)大單相功率表量程

如果被測(cè)電路功率大于功率表量程，則必須加接電流互感器與電壓互感器擴(kuò)大其量程，其電路如下圖所示。電路實(shí)際功率為

P＝k1k2P1

用電流互感器和電壓互感器擴(kuò)大單相功率表量程

第16頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月多量程(量程的擴(kuò)大)圖1電流量程的擴(kuò)大圖2電壓量程的擴(kuò)大第17頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．正確操作1）換量程時(shí)應(yīng)停電2）順序測(cè)量3）反偏時(shí)的處理（電流端鈕接線交換）第18頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．正確讀數(shù)

1）求分格常數(shù)2）讀偏轉(zhuǎn)指示格數(shù)D3）計(jì)算實(shí)測(cè)功率

P=C·D

式中P為被測(cè)功率,C為標(biāo)尺的每格瓦數(shù),又稱瓦特表的功率常數(shù)。第19頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四低功率因數(shù)瓦特表

1.低功率因數(shù)功率測(cè)量的特殊問(wèn)題在功率測(cè)量中常遇到被測(cè)電路功率因數(shù)很低的情況，從原理上說(shuō)，普通的電動(dòng)式瓦特表也可以用于低功率因數(shù)電路的功率測(cè)量，但在實(shí)際上，存在以下問(wèn)題：（1）讀數(shù)誤差大；（2）測(cè)量誤差大；（3）角誤差大。[所謂角誤差是指在普通瓦特表電壓支路中由于忽略了電壓線圈的感抗,而認(rèn)為電壓支路中的電壓與電流同相，這樣所引起的誤差稱為角誤差。]第20頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.普通的電動(dòng)式瓦特表變低功率因數(shù)瓦特表辦法1).結(jié)構(gòu)上采用補(bǔ)償

在低功率因數(shù)瓦特表中，采取了特殊措施來(lái)減小誤差，下面列舉兩種：（1）采用補(bǔ)償線圈的低功率因數(shù)瓦特表；（2）采用補(bǔ)償電容的低功率因數(shù)瓦特表。

采用補(bǔ)償線圈的低功率因數(shù)瓦特表采用補(bǔ)償電容的低功率因數(shù)瓦特表補(bǔ)償線圈補(bǔ)償電容第21頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2)重新刻度低功率因數(shù)瓦特表是在較低的額定功率因數(shù)（通常cosφn=0.1或cosφn=0.2）的條件下刻度的。因此，其功率常數(shù)為：注意：cosφn并非測(cè)量時(shí)負(fù)載的功率因數(shù)，而是在電流量限、電壓量限下指針滿刻度偏轉(zhuǎn)時(shí)的功率因數(shù)。第22頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五三相有功功率的測(cè)量一、用單相功率表測(cè)三相功率

一表法

適用于電壓、負(fù)載對(duì)稱的系統(tǒng)。三相負(fù)載的總功率，等于功率表讀數(shù)的三倍。第23頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二表法

適用于三相三線制，通過(guò)電流線圈的電流為線電流，加在電壓線圈上的電壓為線電壓，三相總功率等于兩表讀數(shù)之和。共C相法的相量圖如何畫(huà)?第24頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月P1=UABIAcos

=Ul

Il

cos(30o+

)P2=UCBICcos

=Ul

Il

cos(30o-

)P

=P1+P2=Ul

Il

cos(30o–

)+Ul

Il

cos(30o+

)=0oP1=P2=+30o或-30oP1=2P2或P1=1/2P2=+60o或-60oP1=0或P2當(dāng)

<60o時(shí)，P1和P2均為正值，P=P1+P2當(dāng)

>60o時(shí)，P1為正值，P2為負(fù)值，P=P1–P230o

功率表達(dá)式1.負(fù)載對(duì)稱并為阻性時(shí)，兩表讀數(shù)相等。2.負(fù)載對(duì)稱且功率因數(shù)為0.5，有一只功率表讀數(shù)為0。3.負(fù)載對(duì)稱且功率因數(shù)小于0.5，一只功率表讀數(shù)為負(fù)值。第25頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在三相三線制電路中,廣泛采用兩功率表來(lái)測(cè)量三相功率。證明:三相瞬時(shí)功率p=pA+pB+pC=uAiA+uBiB+uCiC

因?yàn)?，iA+iB+iC=0

所以p=uAiA+uBiB+uC(–iA–

iB)

iC

=(uA–uC)

iA+(uB–uC)

iB=uACiA+uBCiB

=p1+p2第26頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)際應(yīng)用實(shí)用中，常用一個(gè)三相功率表（二元功率表）代替兩個(gè)單相功率表來(lái)測(cè)量功率，****ABC三相功率表的連接圖第27頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

將兩只或三只或單相功率表的可動(dòng)線圈裝在一個(gè)公共轉(zhuǎn)軸上即組成兩元件或三元件的三相功率表，分別用于三相三線制與三相四線制。其公共轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩直接反映三相總功率，因此可從標(biāo)尺上直接讀出三相功率。兩元件三相功率表結(jié)構(gòu)第29頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三表法

適用于三相四線制，電壓、負(fù)載不對(duì)稱的系統(tǒng)，被測(cè)三相總功率為三表讀數(shù)之和，即第30頁(yè)，課件共36頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六三相無(wú)功功率的測(cè)量三相無(wú)功功率的測(cè)量思路有功功率表通過(guò)改變接線和重