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教 案 授课顺序： 授课日期 班级 专业 教学内容 第五章 感应系仪表 教学目的 1 了解感应系测量机构和感应系仪表的结构 2 理解感应系测量机构的动作原理和感应系仪表的工作原理 3 理解感应系仪表的特点 4 掌握感应系仪表的使用 5 掌握感应系仪表的校验 6了解感应系电能表的各种调整装置的原理 重点难点 重点：1 感应系测量机构的动作原理及感应系仪表的工作原理 2 感应系仪表的使用 3 感应系仪表的校验 难点：1 感应系测量机构的动作原理 2 感应系电能表的各种调整装置的原理 3 感应系仪表的校验 作业布置 5-4 5-5 其他记载 感应系测量机构 一、感应系测量机构的结构 结构如图5-1所示。结构有驱动部分`转动部分`制动部分`计度装置共4个部分组成。 1 驱动部分——————两个固定的铁心线圈，其中一个是“9”字形铁心线圈，与被测电路并联，承受的是被测电路的电压，叫电压线圈。另一个是“U”字形的铁心线圈，与被测电路串联，通过的是被测电路的电流，叫电流线圈。两个线圈通电后产生磁场，磁场通过两个铁心组成的磁路，构成了感应系测量机构的磁路系统。 2 转动部分—————由铝的圆形转盘和转轴构成。铝盘安装在两个铁心的气隙中 3 制动部分——————是一个固定的永久磁铁（称制动磁铁）。作用是产生阻尼。制动磁铁要求具有高剩磁和矫顽力，低的温度系数。由于制动磁铁的作用，能使铝盘匀速运动。 4 计度装置——————由安装在转轴上的蜗杆、蜗轮、一套齿轮及字轮组成。 二、感应系测量机构的工作原理 感应系测量机构在进行测量时，是通过记录铝盘的转数来反映被测量的而铝盘则由驱动部分的两个线圈产生的磁通与磁通在铝盘上感应产生的涡流之间的作用力驱动。 （1）分析两个线圈产生的磁通及由磁通在铝盘上产生的涡流 电流线圈通过被测负载的电流，产生的磁通两次穿过铝盘为、/. 它们穿过铝盘的方向相反，记、为正，/为负，且等于-/ 。当忽略铁心损耗时，和 同相，与/反相。交变磁通、/ 穿过铝盘分别产生的感应电动势为 、/ ，且滞后磁通900，、/ 在铝盘中产生同相的涡流 、/ ，涡流大小由电磁感应定律决定。即I正比于ΦI，I/正比于ΦI/。涡流方向由楞次定律决定。 电压线圈上的电压与被测负载的电压相同，在线圈中产生电流，略去线圈电阻，则滞后900。略去铁心损耗，与同相，且与的大小成正比。穿过铝盘在其中产生感应电动势,在铝盘中产生涡流/，/正比于,/方向由楞次定律判断。磁通与涡流在空间上的关系如图5-2所示。图见书上第62页（图用投影讲解）。故在铝盘上有4个作用力： ① 与之间的作用力； ② /与之间的作用力； ③ /与/之间的作用力； ④ / 与之间的作用力。 这四个作用力对铝盘产生四个转矩，在它们的共同作用下铝盘转动。 （2）作用在铝盘上的四个转矩分析 因为磁通、涡流都是交变的，所以转矩也是变化的，期瞬时转矩为： m＝KΦ(t)I 平均转矩为：M=K/ i=Imsin(ωt-θ), 则M=K/ΦIcosθ 所以，在铝盘上各对相互作用的和涡流产生的平均转矩为： M1=K1/ΦIIU/cosθ1 M2=K2/ΦUIIcosθ2 M3=K3/ΦUII/cosθ3 M4=K4/ΦI/IU/cosθ4 设感性负载的电压、电流之间的相位差为，各个电压、电流、磁通的相位关系如图5－3所示。图见书上第63页（图用投影讲解）。图中与同相，其涡流滞后900，则滞后900，/与反相，则/ 与反相，滞后900，涡流 /滞后900，则/与反相。与的相位差为Ψ＝900－φ。从相量图中可知θ1＝1800－φ ；θ2＝φ； θ3＝1800－φ ；θ4＝φ 所以M1=－K1/ΦIIU/cosφ M2=K2/ΦUIIcosφ M3=－K3/ΦUII/cosφ M4=K4/ΦI/IU/cosφ 又因为II正比于ΦI II/正比于ΦI/ IU/正比于ΦU ΦI正比于/ΦI/ 所以M1=－K1//ΦIΦUcosφ M2=K2//ΦIΦUcosφ M3=－K3//ΦIΦUcosφ M4=K4//ΦIΦUcosφ 平均转矩的方向由磁通和涡流的正方向来确定。如图