电工仪表与测量(第五版)教案ppt第七章

第一节第二节第三节第四节§7-1感应系电能表1.熟悉单相感应系电能表的结构及原理。2.掌握单相电能表的接线方法。一、感应系电能表的结构感应系电能表的主要组成部分有：驱动元件用来产生转动力矩。转动元件由铝盘和转轴组成。仪表工作时，驱动元件产生的转动力矩将驱使铝盘转动。制动元件由永久磁铁组成。用来在铝盘转动时产生制动力矩，使铝盘的转速与被测功率成正比。计度器（也称积算机构）用来计算铝盘的转数，实现累计电能的目的。它包括安装在转轴上的齿轮、滚轮以及计数器等。电能表最终通过计数器直接显示出被测电能的数值。1、基本结构

计度器的结构

感应系电能表的铁心结构2、电能表的电路和磁路

单相感应系电能表的原理接线图与功率表相似，不同之处是电能表的电压线圈没有串联分压电阻。二、感应系电能表的工作原理二、感应系电能表的工作原理电能表各电流、电压及磁通的关系1、铝盘转动力矩的产生铝盘转动力矩的产生

在t1

时刻，由于iA和iU的变化，在铝盘中感应出涡流，而各涡流在磁通作用下都产生顺时针方向的转动力矩，使得铝盘顺时针转动起来。铝盘所受转动力矩的方向，总是由相位超前磁通ΦA指向相位滞后磁通ΦU。可以证明，铝盘所受平均转动力矩与负载的有功功率成正比，即

Mp＝C1P＝C1UIcosφ2、铝盘转数与被测电能的关系当负载功率一定时，铝盘所受转动力矩不变。但是，铝盘若只受到转动力矩的作用，铝盘将会不断地加速运动，以至无法正确计量电能。为了使铝盘在一定负载功率下以相应的转速匀速转动，能正确反映电能的大小，必须在铝盘上加制动力矩，铝盘所受制动力矩随铝盘转速的增加而增大，即Mz＝Kn。当制动力矩Mz增大到与转动力矩Mp相等时，Mp

＝Mz，铝盘就匀速转动。将上面两个式子整理，得C1P＝Kn铝盘转速

可见，铝盘的转速n与负载有功功率P成正比。

将两边同乘以t得nt＝CPt

，式中nt是电能表在时间t内铝盘的转数，用N表示；Pt是负载在时间t内所消耗的电能，用E表示，则N=CE

在时间t内，电能表的铝盘转数与这段时间内负载消耗的电能成正比。因此，可以通过计度器自动累计铝盘的转数，由计数器显示出被测电能的大小。由上式可求出电能表常数(r/kW·h)制动力矩的产生

三、单相电能表的接线

单相电能表的接线应遵从发电机端守则，即电能表的电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，两线圈的发电机端应接电源的同一极性端。单相电能表的接线方法思考与练习比较电能表和功率表的异同。感应系电能表由哪几个部分组成?各自的作用如何?说明电能表常数的意义。画出单相电能表的接线图。通常在电能表接线盒盖的里面都画有其接线图，使用者只要按照接线图接线即可。返回章目录§7-2电子式电能表1.掌握电子式电能表的组成及原理。2.掌握电子式预付费电能表的组成及使用方法。3.了解智能式电能表的基本知识。一、

普通单相电子式电能表

电子式电能表原理方框图1.输入变换电路输入变换电路包括电压变换器和电流变换器两部分。作用：将高电压、大电流变换后送至乘法器。转换后的信号应分别与输入的高电压和大电流成正比。常见的输入变换电路有精密电阻分流分压和仪用互感器两种。

2、乘法器乘法器是电子式电能表的核心，是一种能将两个互不相关的模拟信号进行相乘的电子电路，通常具有两个输入端和一个输出端，是一个三端网络。乘法器的输出信号与两个输入信号的乘积成正比。3、U／f

转换器U／f转换器的作用是将输入电压（电流）转换成与之成正比的频率输出。在模／数（A／D）转换中，U／f转换器是常用的一种电子电路。

4、计度器包括计数器和显示部分。计数器可将由U／f转换器输出的脉冲加以计数，然后送至显示电路显示。全电子式电能表的显示部分通常采用液晶显示器进行计度。由于取消了感应式电能表的仪表转盘，故也称之为静止式电能表。目前电子式电能表也有不少采用步进电机式的机械计度器。DDS673型系列电子式电能表普通单相电子式电能表是根据上述测量原理进行电能计量的。而三相有功电子式电能表则是通过两个或者三个模拟乘法器，分别将每一相的有功功率运算成与该相的单相有功功率成正比的模拟电压信号，通过模拟加法器将两个电压信号U1、U2或者三个电压信号U1、U2、U3相加获得一个相加的和U0，模拟电压信号U0与三相有功功率P成正比，模拟量U0通过U/f(或I/f)转换成数字脉冲输出，经计数器累积计数去驱动计度器，把三相三线电能数值或三相四线电能数值显示出来。二、单相电子式预付费电能表单相电子式预付费（IC卡）电能表的用途是计量额定频率为50Hz的交流单相有功电能并实现电量预购功能。供电部门可通过计算机售电管理系统对用户预购电量、预置等，并经电卡传递给电能表。该电能表具有自动计算用户消耗电量、停电时表内数据自动保护、电能表具有最大负荷控制功能。单相电子式预付费（IC卡）电能表采用六位计度器显示总消耗电量。电卡作媒介，由供电部门设置密码，保证了用户电卡只能自己使用而不能换用，电卡可反复使用达一千次以上。单相电子式预付费（IC卡）电能表的准确度等级为1.0级。额定电压220V，额定电流有2(10)、5(25)、10(50)、20(100)A等多种规格。1、单相电子式预付费电能表的工作原理由分压器完成电压取样，由取样电阻完成电流取样。取样后的电压电流信号由乘法器转换为功率信号。经U／f变换后，由步进电机驱动计度器工作，并将脉冲信号输入单片机系统。用户需在供电部门交款购电，所购电量在售电机上被写进用户电卡，由电卡传递给电能表，电卡经多次加密可以保证用户可靠地使用。当所购电量用完后，表内继电器将自动切断供电回路。2、单相电子式预付费电能表的安装方法电能表在出厂前经检验合格并加以铅封，即可安装