第四章电动系仪表演示

（优选）第四章电动系仪表ppt讲解目前一页\总数四十三页\编于十八点学习目标：

2．理解电动系电流表和电压表的测量线路。

1．了解电动系测量机构的结构、工作原理、技术特性。

3．掌握以它们的使用与维修方法。目前二页\总数四十三页\编于十八点第一节电动系测量机构图4-1电动系测量机构的结构示意图一、结构和工作原理1．结构有两个线圈，固定线圈(定圈)和可动线圈(动圈)。如图4-1所示。目前三页\总数四十三页\编于十八点目前四页\总数四十三页\编于十八点第一节电动系测量机构2．工作原理设定圈中通过电流为I1

，动圈中通过电流为I2

。磁场方向由右手螺旋定则确定。转动力矩M

与电流I1

和I2

的乘积成正比，即图4-3转动力矩产生的示意图目前五页\总数四十三页\编于十八点目前六页\总数四十三页\编于十八点第一节电动系测量机构

当用于交流电路的测量时有

当可动部分偏转一角度

而达到平衡，游丝反作用力矩为Mf=D，根据M=Mf

I1

、I2

为定圈和动圈中电流的有效值；(4-1)

为定圈中电流与动圈中电流之间的相位差角。

当用于交流电路的测量时有

当用于直流电路的测量时有(4-1)目前七页\总数四十三页\编于十八点易受外磁场干扰可以交直流两用电动系功率表刻度均匀能构成多种线路测量多种参数准确度高二、技术特性第一节电动系测量机构仪表本身消耗功率大过载能力小电动系电流表电压表刻度不均匀目前八页\总数四十三页\编于十八点第二节电动系电流表和电压表图4-4电动系电流表原理电路一、电动系电流表

电流表指针的偏转角正比于被测电路的平方，即

电动系电流表通常做成双量程的便携式仪表。

所以，电动系电流表标度尺的刻度具有平方规律，其起始部分刻度较密，而靠近上量程部分较疏。目前九页\总数四十三页\编于十八点目前十页\总数四十三页\编于十八点第二节电动系电流表和电压表二、电动系电压表图4-7三量程电压表的测量线路

由于电压表测量时的电流较小，所以电动系电压表的线圈匝数较多。

电动系电压表通常做成多量程的便携式仪表。图4-6电动系电压表原理电路

当附加电阻一定时，通过测量机构的电流与仪表两端的电压成正比。目前十一页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表图4-8电动系功率表的原理电路一、电动系功率表1．结构和工作原理

测量功率时，定圈A与负载串联接入被测电路；动圈D与附加电阻Rj串联后接入电路。

下面介绍电动系功率表的工作原理。目前十二页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

对于一个已制成的功率表来说，R2

是一个常数得出即

(1)用于直流电路的测量时，通过定圈电流(4-3)

(2)用于交流电路的测量时，通过定圈电流等于负载电流，即目前十三页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

由式(4-2)可得由于电压支路中附加电阻Rj

的阻值总是比较大，在工作频率不太高时，动圈的感抗相比之下可以忽略不计。即图4-9功率表向量图

而通过动圈的电流与负载电压成正比式中，Z2电压支路的复阻抗。(4-4)目前十四页\总数四十三页\编于十八点2．多量程功率表需要注意的是，功率表的不同量程是通过选择不同的电流量程和电压量程来实现的。图4-10用连片改变功率表的电流量程第三节功率表

(1)电流的两个量程的实现如图4-10

所示。目前十五页\总数四十三页\编于十八点3．功率表的选择及使用方法

②功率表标有“*”号的电压端钮可以接至电流端钮的任意一端，而令一个电压端则跨接至负载另一端。功率表的电压支路是并联接入被测电路的。第三节功率表

(2)功率表的正确接法必须遵守“发电机端”的接线规则，即：

(1)正确选择功率表量程。①功率表标有“*”号的电流端必须接电源一端，而另一个电流端则接至负载端。电流线圈串联接入电路。目前十六页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

功率表常出现的错误接线如图4-13

所示。

功率表正确接线如图4-12

所示。图4-13功率表的错误接法图4-12功率表的正确接法目前十七页\总数四十三页\编于十八点目前十八页\总数四十三页\编于十八点目前十九页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

(3)功率表接线方式的正确选择。

功率表有两种不同的连线方式,即电压线圈前接和电压线圈后接。如下图。

②电压线圈后接法适用于负载电阻远比电压支路电阻小得多的情况。

①电压线圈前接法适用于负载电阻远比电流线圈电阻大得多的情况。目前二十页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

下面介绍三种有不同特点的低功率因数功率表。

(1)具有补偿线圈的低功率因数功率表。4．低功率因数功率表

用于测量功率因数较低的交流电路的功率，它也可以用来测量交直流电路中的小功率。

(4)功率表的正确读数。图4-15

具有补偿线圈的低功率因数功率表目前二十一页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

注意，低功率因数功率表的接线和使用方法与普通功率表基本相同，但设计时使其标度尺的满刻度是在额定电流

IN

、额定电压

UN

和额定功率因数N(cosN)下刻度的。因此读数时其分格常数应按下式计算

(2)应用补偿电容的低功率因数功率表。图4-16

带有补偿电容的低功率因数功率表

(3)带光标指示器的张丝式低功率因数功率表。(4-7)目前二十二页\总数四十三页\编于十八点二、三相功率表第三节功率表1．三相功率的测量方法

三相交流电路按其电源和负载的连接方式的不同，有三相三线制和三相四线制两种系统，而每一种系统在运行时又有如下图几种情况：

根据三相电路的特点，有以下几种测量方法。

(1)一表法。

(3)三表法。

(2)两表法。目前二十三页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表图4-20三表法测量三相四线制电路的有功功率图4-17

一表法测量对称三相电路的有功功率图4-19两表法测量三相功率的线路目前二十四页\总数四十三页\编于十八点目前二十五页\总数四十三页\编于十八点目前二十六页\总数四十三页\编于十八点目前二十七页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

工作原理与单相功率表相同，在结构上分为二元三相功率表和三元三相功率表。2．三相有功功率表图4-22

二元三相功率表的接线方法图4-21

二元三相功率表的内部电路目前二十八页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表3．三相无功功率表图4-24

无功功率的测量原理

交流电路的无功功率页可以用有功功率表测量，因为：

线电压与相电压之间恰有90的相位差，如果将图4-25(a)线路中单相功率表的接线改为图4-26(a)所示电路。如下图。目前二十九页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表图4-26

测量三相无功功率的接线图和向量图图4-25

测量三相有功功率的接线图和向量图而三相对称负载的电路中，无功功率(4-7)此时功率表的读数目前三十页\总数四十三页\编于十八点目前三十一页\总数四十三页\编于十八点目前三十二页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

三相电路无功功率的测量方法很多，这里介绍最常用的两种。

(1)用三个有功功率表测量(图4–27)图4-27

三个有功功率表测量三相不平衡电路无功功率表的接线图

总的无功功率为目前三十三页\总数四十三页\编于十八点目前三十四页\总数四十三页\编于十八点第三节功率表

(2)铁磁电动系无功功率表图4-28

铁磁电动系无功功率表的线路图

两表跨接法只适用对称负载的三相三线制交流电路，而量表人工中性点法可用于对称及不对称电路。

铁磁电动系无功功率表通常都做成安装式仪表。如图4-28所示。目前三十五页\总数四十三页\编于十八点第四节频率表、相位表和功率因数表图4-29电动系比率表的结构图一、电动系比率表

结构如图4–29所示，具有以下特点：

(1)两个线圈分别产生转动力矩和反作用力矩。

(2)有一个分为两段烧制的定圈，用来建立工作磁场。目前三十六页\总数四十三页\编于十八点

(3)指针偏转角

与定圈电流和动圈电流乘积成正比。(4-11)第四节频率表、相位表和功率因数表

(5)不受外界因素的影响，电源电压、温度、外磁场等。

(4)没有游丝，电路接通前，指针可以再任意位置。

I1，I2

为动圈1、2中的电流；1

与2

为定圈电流与和的相位差。目前三十七页\总数四十三页\编于十八点二、电动系频率表第四节频率表、相位表和功率因数表图4-30

电动系频率表测量线路

测量线路如图4-30

所示。(4-12)

当频率表接入电压为的被测电路后指针的偏转角

与两个动圈的关系是目前三十八页\总数四十三页\编于十八点第四节频率表、相位表和功率因数表

指针的偏转可能出现三种情况：

上式说明，仪表指针的偏转角

只与频率f

有关。

(3)指针从中心位置向左偏转时，

<0，tan<0;

被测频率f与串联谐振频率f0

小。

(1)停留在标尺中心位置，支路中R、L、C

串联电路谐振，被测频率f与串联谐振频率f0

相等。

(2)指针从中心向右偏转时，

>0，tan>0;

被测频率f与串联谐振频率f0

大。目前三十九页\总数四十三页\编于十八点三、电动系相位表和功率因数表第四节频率表、相位表和功率因数表

电动系相位表和功率因数表的工作原理、测量线路完全相同，所不同的是，相位表的标度尺是按来那个被测交流量的相位差刻度，而功率因数表按cos

刻度。图4-32

单相相位表的测量线路目前四十页\总数四十三页\编于十八点目前四十一页\总数四十三页\编于十八点图4-32

单相相位表的测量线路第四节频率表、相位表和功率因数表

假设被测负载是一个感性负载，则负载电流(即流过定圈的电流)

滞后于电压一个角度；

由于动圈B1支路中有电感L1，因此流过动圈B1的