电工仪表及测量4(电动系).ppt

第四章 电动系仪表 电动系仪表用于交流精密测量及作为标准表，与电磁系相比最大区别是以可动线圈代替可动铁芯，可以消除磁滞和涡流的影响，使它的准确度得到提高。另外电动系有固定和可动两套线圈，可以用来测量象功率、电能等这类与两个电量有关的物理量。 电动系仪表是由可动线圈中电流所产生的磁场与一个或几个固定线圈中的电流所产生的磁场相互作用而工作的仪表。 电动仪表驱动装置=固定线圈+可动线圈 电动系仪表的测量机构 电动系仪表的结构 电动系仪表的结构如图所示。固定线圈１分为二段，目的是为了获得较均匀的磁场分布，也便于改换电流量程。可动部分包括可动线圈２、指针３、阻尼翼片４等。它们均固定在转轴５上。游丝６既作为产生反作用力矩又作为引导电流的元件。阻尼力矩由空气阻尼装置产生，图中７为阻尼箱。 若把固定线圈绕在铁心上，就构成铁磁电动系仪表。这种仪表优点是：磁场强、转矩大。但由于铁磁材料的磁滞和涡流损耗，会造成误差。铁磁材料因为存在非线性影响故对铁心材料要求较高，多用于安装式仪表。 电动系仪表的原理 电动系仪表的固定线圈通入直流电流I1，产生一磁场其磁感应强度为Ｂ1，若可动线圈通入电流I2，则可动线圈在磁场中受到电磁力矩M。并在这个力矩的作用下，驱使它产生偏转，如图所示。 直流时： 上式表示，电动系仪表测量直流时，其可动部分的偏转角与两线圈电流的乘积有关，可测交流。 电动系仪表的原理 上式表示，电动系仪表测量直流时，其可动部分的偏转角与两线圈电流的乘积成比例， 两线圈通入交流时： 电动系仪表的原理 技术特性 准确度高 可以交直流两用，可精确测量电压、电流、功率还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位差 易受外磁场影响 本身消耗的功率较大 过载能力小 电动系电流表、电压表的标度尺刻度不均匀 电动系电流表 电流表的指针偏转角α与电流平方成比例。和电磁系一样，为了使仪表有足够安匝数，当被测电流为一定时，要求线圈有足够匝数，这就使得内阻和表耗功率都增大，一般电动系仪表内阻比电磁系还大。电动系电流表和电磁系一样，也不采用分流器扩程，理由与电磁系相同，常用的扩程方法是改变线圈的串并联组合，交流扩程方法则多用互感器。 电动系电压表 电动系电压表 电动系电压表可动部分的偏转角与被测电压的平方有关，其标尺同样具有平方特性，为不均匀刻度。 多量限的电动系电压表，主要是利用附加电阻的改变来实现的。附加电阻的接法见图。电动系电压表和电磁系电压表一样，既要保证线圈能产生足够的磁化力，又要尽量减少匝数，以免产生频率误差和温度误差。所以电动系电压表具有较大表耗电流，或者说它的内阻比较小。 有些电压表为了适应较宽频率范围的测量，可采用并联电容Ｃ的办法，如图所示 电动系功率表 电动系功率表有两个线圈，其中固定线圈１与负载串联，以反映负载的电流；可动线圈２串接一定的附加电阻，然后与负载并联，以反映负载的电压，其电路见图。 电动系功率表 如果功率表接在直流电路上，则通过线圈１的电流I 1就等于负载电流Ｉ，通过可动线圈２的电流I2，在附加电阻和线圈电阻保持不变的情况下，正比于负载两端的电压Ｕ，即： 电动系功率表 如果功率表接在交流电路上，并假使附加电阻Rad较大，并联支路（电压支路）的感抗可略去不计，电流（固定）线圈电流I1＝Ｉ。又由于并联支路已假定为阻性电路，I2与Ｕ同相，所以I1与I2之间的相位差角ψ就等于Ｕ与Ｉ之间的相位差φ，其相量关系见图。 可见，电动系功率表既可用来测量直流功率也可以用来测量交流功率，并且可?用同一刻度。 多量限电动系功率表 多量限电动系功率表 D9-W14多量限电动系功率表，额定值5/10A；150/300V 5A、150V量限；功率量限750W 5A、300V量限；功率量限1500W 10A、150V量限；功率量限1500W 10A、300V量限；功率量限3000W 功率表的选择及使用方法 功率表量限的正确选择 功率表的正确接法必须遵守“发电机端”守则 选择正确的功率表接线方式 正确读取功率表的示值 功率表的选择及使用方法 功率表量程包括功率、电压、电流三个因素。功率量程表示负载功率因数cosφ=1，电流和电压均为额定值时的乘积。若cosφ＜１，即使电压与电流均达额定，功率也不会达到额定值。可见功率表的量程选择，实则就是选择电流和电压的额定值。在实际测量中，为保护功率表，应接入电流表和电压表，以监视负载电流和电压不超过功率表的额定电压和额定电流。 功率表的选择及使用方法 例：有一感性负载，其功率约为1000W，功率因数为0.8，工作在220V电路中，如用D9-W14多量限电动系功率表测量负载实际功率，应怎样选择量限？ 解：因负载工作于220V电路中，故表额定电压量程应选为300V，负载电流如下 所以功率表应选用300V，10A量限 若