電動系儀表及功率的測量第1頁，課件共36頁，創作于2023年2月一、電動系儀表的結構1.結構有兩個線圈：固定線圈和可動線圈。可動線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。第2頁，課件共36頁，創作于2023年2月2.工作原理

固定線圈中的電流

I1(i1)

磁場可動線圈中的電流

I2(i2)與磁場相互作用電磁力

F線圈受到轉矩

T線圈和指針轉動，

用電動系測量機構測量直流電時，可動線圈受到的轉動力矩M與通過兩線圈的電流I１、I２的乘積成正比，即

當轉動力矩M與反作用力矩Mf相等時，即M＝Mf時

儀表指針的偏轉角α為

第3頁，課件共36頁，創作于2023年2月儀表的轉動轉矩通入直流時，M=k1I1I2通入交流時，

M=k1I1I2cos

i1和i2的有效值i1和i2之間的相位差結論:

指針偏轉的角度與兩個電流(對交流為有效值)的乘積成正比。

第4頁，課件共36頁，創作于2023年2月二電動系儀表的技術特點

（1）準確度高（可達0.1—0.05級），交直流兩用，還可測量非正弦；（2）頻率特性好；（3）易受外磁場影響；（4）本身消耗功率大，電壓表內阻較小；（5）儀表的過載能力差；（6）刻度不均勻；（7）價格較高。第5頁，課件共36頁，創作于2023年2月

▲電動系電流表

同磁電式儀表相同，電動式儀表的活動線圈也要用比較細的導線繞制，動圈電流也是通過游絲導入，所以動圈允許通過的電流不能太大。作為小量程電流表使用時，固定線圈與可動線圈串聯，作為大量程使用時，由于可動線圈不允許通過大電流，故可動線圈只能與固定線圈并聯。

▲測量0.5A電流時：I1=I2=I

α=KI2

▲量程大于0.5A時：設I1=k1I，I2=k2I，cosφ=k3則小量程電流表，固定線圈可與可動線圈串聯大量程電流表，固定線圈可與可動線圈并聯第6頁，課件共36頁，創作于2023年2月

▲電動式電壓表

電動式電壓表一般是把定圈和動圈串聯以后再根據量程大小，串聯不同的附加電阻。第7頁，課件共36頁，創作于2023年2月三單相電動系功率表D26-W型便攜式單相功率表第8頁，課件共36頁，創作于2023年2月(一)單相功率表的結構和工作原理1.結構靜圈(固定線圈)：稱為瓦特表的電流線圈匝數少，導線粗，與負載串聯，作為電流線圈。動圈(可動線圈)：稱為瓦特表的電壓線圈匝數多，導線細，與負載并聯，作為電壓線圈。

電動式瓦特表原理線路負載i1ii2+u-**R第9頁，課件共36頁，創作于2023年2月原理示意圖

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

I2正比U，且可認為i2與u同相I第11頁，課件共36頁，創作于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，課件共36頁，創作于2023年2月有一感性負載，額定功率為400W，額定電壓為220V,功率因數為0.75

。現用D19-W.型功率表的電流量程為2.5/5A，電壓量程為150/300V，去測量它實際消耗的功率，試選擇所用功率表的量程。

解:因為負載額定電壓為220V，應選功率表電壓量程為300V負載額定電流為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，不僅要注意使被測功率不超過儀表的功率量程，通常還要用流表、電壓表去監視被測電路的電流和電壓，使之不超過功率表的電流量程和電壓量程，確保儀表安全可靠地運行。第13頁，課件共36頁，創作于2023年2月2．正確接線1.電流線圈與負載串聯2.電壓線圈與負載并聯3.兩線圈﹡端同接高電位端（或同接低電位端）第14頁，課件共36頁，創作于2023年2月圖（a）適用于負載阻抗遠大于電流線圈阻抗，稱為“瓦特表電壓支路前接”；圖（b）適用于負載阻抗遠小于電流線圈阻抗，稱為“瓦特表電壓支路后接”。1）電壓線圈前接法（負載電阻遠大于電流線圈電阻）2）電壓線圈后接法（負載電阻遠小于電壓線圈電阻）第15頁，課件共36頁，創作于2023年2月案例：用互感器擴大單相功率表量程

如果被測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大其量程，其電路如下圖所示。電路實際功率為

P＝k1k2P1

用電流互感器和電壓互感器擴大單相功率表量程

第16頁，課件共36頁，創作于2023年2月多量程(量程的擴大)圖1電流量程的擴大圖2電壓量程的擴大第17頁，課件共36頁，創作于2023年2月3．正確操作1）換量程時應停電2）順序測量3）反偏時的處理（電流端鈕接線交換）第18頁，課件共36頁，創作于2023年2月4．正確讀數

1）求分格常數2）讀偏轉指示格數D3）計算實測功率

P=C·D

式中P為被測功率,C為標尺的每格瓦數,又稱瓦特表的功率常數。第19頁，課件共36頁，創作于2023年2月四低功率因數瓦特表

1.低功率因數功率測量的特殊問題在功率測量中常遇到被測電路功率因數很低的情況，從原理上說，普通的電動式瓦特表也可以用于低功率因數電路的功率測量，但在實際上，存在以下問題：（1）讀數誤差大；（2）測量誤差大；（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，課件共36頁，創作于2023年2月2.普通的電動式瓦特表變低功率因數瓦特表辦法1).結構上采用補償

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

采用補償線圈的低功率因數瓦特表采用補償電容的低功率因數瓦特表補償線圈補償電容第21頁，課件共36頁，創作于2023年2月

2)重新刻度低功率因數瓦特表是在較低的額定功率因數（通常cosφn=0.1或cosφn=0.2）的條件下刻度的。因此，其功率常數為：注意：cosφn并非測量時負載的功率因數，而是在電流量限、電壓量限下指針滿刻度偏轉時的功率因數。第22頁，課件共36頁，創作于2023年2月五三相有功功率的測量一、用單相功率表測三相功率

一表法

適用于電壓、負載對稱的系統。三相負載的總功率，等于功率表讀數的三倍。第23頁，課件共36頁，創作于2023年2月

二表法

適用于三相三線制，通過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之和。共C相法的相量圖如何畫?第24頁，課件共36頁，創作于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

<60o時，P1和P2均為正值，P=P1+P2當

>60o時，P1為正值，P2為負值，P=P1–P230o

功率表達式1.負載對稱并為阻性時，兩表讀數相等。2.負載對稱且功率因數為0.5，有一只功率表讀數為0。3.負載對稱且功率因數小于0.5，一只功率表讀數為負值。第25頁，課件共36頁，創作于2023年2月在三相三線制電路中,廣泛采用兩功率表來測量三相功率。證明:三相瞬時功率p=pA+pB+pC=uAiA+uBiB+uCiC

因為，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，課件共36頁，創作于2023年2月實際應用實用中，常用一個三相功率表（二元功率表）代替兩個單相功率表來測量功率，****ABC三相功率表的連接圖第27頁，課件共36頁，創作于2023年2月第28頁，課件共36頁，創作于2023年2月

將兩只或三只或單相功率表的可動線圈裝在一個公共轉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。其公共轉軸的轉矩直接反映三相總功率，因此可從標尺上直接讀出三相功率。兩元件三相功率表結構第29頁，課件共36頁，創作于2023年2月三表法

適用于三相四線制，電壓、負載不對稱的系統，被測三相總功率為三表讀數之和，即第30頁，課件共36頁，創作于2023年2月六三相無功功率的測量三相無功功率的測量思路有功功率表通過改變接線和重