第四章電動系儀表第三節(jié)功率表第四節(jié)頻率表，相位表和功率因數(shù)第一節(jié)電動系測量機構(gòu)第二節(jié)電動系電流表和電壓表1精選PPT課件學習目標：

2．理解電動系電流表和電壓表的測量線路。

1．了解電動系測量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)特性。

3．掌握以它們的使用與維修方法。2精選PPT課件第一節(jié)電動系測量機構(gòu)圖4-1電動系測量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖一、結(jié)構(gòu)和工作原理1．結(jié)構(gòu)有兩個線圈，固定線圈(定圈)和可動線圈(動圈)。如圖4-1所示。3精選PPT課件4精選PPT課件第一節(jié)電動系測量機構(gòu)2．工作原理設(shè)定圈中通過電流為I1

，動圈中通過電流為I2

。磁場方向由右手螺旋定則確定。轉(zhuǎn)動力矩M

與電流I1

和I2

的乘積成正比，即圖4-3轉(zhuǎn)動力矩產(chǎn)生的示意圖5精選PPT課件6精選PPT課件第一節(jié)電動系測量機構(gòu)

當用于交流電路的測量時有

當可動部分偏轉(zhuǎn)一角度

而達到平衡，游絲反作用力矩為Mf=D，根據(jù)M=Mf

I1

、I2

為定圈和動圈中電流的有效值；(4-1)

為定圈中電流與動圈中電流之間的相位差角。

當用于交流電路的測量時有

當用于直流電路的測量時有(4-1)7精選PPT課件易受外磁場干擾可以交直流兩用電動系功率表刻度均勻能構(gòu)成多種線路測量多種參數(shù)準確度高二、技術(shù)特性第一節(jié)電動系測量機構(gòu)儀表本身消耗功率大過載能力小電動系電流表電壓表刻度不均勻8精選PPT課件第二節(jié)電動系電流表和電壓表圖4-4電動系電流表原理電路一、電動系電流表

電流表指針的偏轉(zhuǎn)角正比于被測電路的平方，即

電動系電流表通常做成雙量程的便攜式儀表。

所以，電動系電流表標度尺的刻度具有平方規(guī)律，其起始部分刻度較密，而靠近上量程部分較疏。9精選PPT課件10精選PPT課件第二節(jié)電動系電流表和電壓表二、電動系電壓表圖4-7三量程電壓表的測量線路

由于電壓表測量時的電流較小，所以電動系電壓表的線圈匝數(shù)較多。

電動系電壓表通常做成多量程的便攜式儀表。圖4-6電動系電壓表原理電路

當附加電阻一定時，通過測量機構(gòu)的電流與儀表兩端的電壓成正比。11精選PPT課件第三節(jié)功率表圖4-8電動系功率表的原理電路一、電動系功率表1．結(jié)構(gòu)和工作原理

測量功率時，定圈A與負載串聯(lián)接入被測電路；動圈D與附加電阻Rj串聯(lián)后接入電路。

下面介紹電動系功率表的工作原理。12精選PPT課件第三節(jié)功率表

對于一個已制成的功率表來說，R2

是一個常數(shù)得出即

(1)用于直流電路的測量時，通過定圈電流(4-3)

(2)用于交流電路的測量時，通過定圈電流等于負載電流，即13精選PPT課件第三節(jié)功率表

由式(4-2)可得由于電壓支路中附加電阻Rj

的阻值總是比較大，在工作頻率不太高時，動圈的感抗相比之下可以忽略不計。即圖4-9功率表向量圖

而通過動圈的電流與負載電壓成正比式中，Z2電壓支路的復阻抗。(4-4)14精選PPT課件2．多量程功率表需要注意的是，功率表的不同量程是通過選擇不同的電流量程和電壓量程來實現(xiàn)的。圖4-10用連片改變功率表的電流量程第三節(jié)功率表

(1)電流的兩個量程的實現(xiàn)如圖4-10

所示。15精選PPT課件3．功率表的選擇及使用方法

②功率表標有“*”號的電壓端鈕可以接至電流端鈕的任意一端，而令一個電壓端則跨接至負載另一端。功率表的電壓支路是并聯(lián)接入被測電路的。第三節(jié)功率表

(2)功率表的正確接法必須遵守“發(fā)電機端”的接線規(guī)則，即：

(1)正確選擇功率表量程。①功率表標有“*”號的電流端必須接電源一端，而另一個電流端則接至負載端。電流線圈串聯(lián)接入電路。16精選PPT課件第三節(jié)功率表

功率表常出現(xiàn)的錯誤接線如圖4-13

所示。

功率表正確接線如圖4-12

所示。圖4-13功率表的錯誤接法圖4-12功率表的正確接法17精選PPT課件18精選PPT課件19精選PPT課件第三節(jié)功率表

(3)功率表接線方式的正確選擇。

功率表有兩種不同的連線方式,即電壓線圈前接和電壓線圈后接。如下圖。

②電壓線圈后接法適用于負載電阻遠比電壓支路電阻小得多的情況。

①

電壓線圈前接法適用于負載電阻遠比電流線圈電阻大得多的情況。20精選PPT課件第三節(jié)功率表

下面介紹三種有不同特點的低功率因數(shù)功率表。

(1)具有補償線圈的低功率因數(shù)功率表。4．低功率因數(shù)功率表

用于測量功率因數(shù)較低的交流電路的功率，它也可以用來測量交直流電路中的小功率。

(4)功率表的正確讀數(shù)。圖4-15

具有補償線圈的低功率因數(shù)功率表21精選PPT課件第三節(jié)功率表

注意，低功率因數(shù)功率表的接線和使用方法與普通功率表基本相同，但設(shè)計時使其標度尺的滿刻度是在額定電流

IN

、額定電壓

UN

和額定功率因數(shù)

N(cos

N)下刻度的。因此讀數(shù)時其分格常數(shù)應(yīng)按下式計算

(2)應(yīng)用補償電容的低功率因數(shù)功率表。圖4-16

帶有補償電容的低功率因數(shù)功率表

(3)帶光標指示器的張絲式低功率因數(shù)功率表。(4-7)22精選PPT課件二、三相功率表第三節(jié)功率表1．三相功率的測量方法

三相交流電路按其電源和負載的連接方式的不同，有三相三線制和三相四線制兩種系統(tǒng)，而每一種系統(tǒng)在運行時又有如下圖幾種情況：

根據(jù)三相電路的特點，有以下幾種測量方法。

(1)一表法。

(3)三表法。

(2)兩表法。23精選PPT課件第三節(jié)功率表圖4-20三表法測量三相四線制電路的有功功率圖4-17

一表法測量對稱三相電路的有功功率圖4-19兩表法測量三相功率的線路24精選PPT課件25精選PPT課件26精選PPT課件27精選PPT課件第三節(jié)功率表

工作原理與單相功率表相同，在結(jié)構(gòu)上分為二元三相功率表和三元三相功率表。2．三相有功功率表圖4-22

二元三相功率表的接線方法圖4-21

二元三相功率表的內(nèi)部電路28精選PPT課件第三節(jié)功率表3．三相無功功率表圖4-24

無功功率的測量原理

交流電路的無功功率頁可以用有功功率表測量，因為：

線電壓與相電壓之間恰有90

的相位差，如果將圖4-25(a)線路中單相功率表的接線改為圖4-26(a)所示電路。如下圖。29精選PPT課件第三節(jié)功率表圖4-26

測量三相無功功率的接線圖和向量圖圖4-25

測量三相有功功率的接線圖和向量圖而三相對稱負載的電路中，無功功率(4-7)此時功率表的讀數(shù)30精選PPT課件31精選PPT課件32精選PPT課件第三節(jié)功率表

三相電路無功功率的測量方法很多，這里介紹最常用的兩種。

(1)用三個有功功率表測量(圖4–27)圖4-27

三個有功功率表測量三相不平衡電路無功功率表的接線圖

總的無功功率為33精選PPT課件34精選PPT課件第三節(jié)功率表

(2)鐵磁電動系無功功率表圖4-28

鐵磁電動系無功功率表的線路圖

兩表跨接法只適用對稱負載的三相三線制交流電路，而量表人工中性點法可用于對稱及不對稱電路。

鐵磁電動系無功功率表通常都做成安裝式儀表。如圖4-28所示。35精選PPT課件第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表圖4-29電動系比率表的結(jié)構(gòu)圖一、電動系比率表

結(jié)構(gòu)如圖4–29所示，具有以下特點：

(1)兩個線圈分別產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩和反作用力矩。

(2)有一個分為兩段燒制的定圈，用來建立工作磁場。36精選PPT課件

(3)指針偏轉(zhuǎn)角

與定圈電流和動圈電流乘積成正比。(4-11)第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表

(5)不受外界因素的影響，電源電壓、溫度、外磁場等。

(4)沒有游絲，電路接通前，指針可以再任意位置。

I1，I2

為動圈1、2中的電流；

1

與

2

為定圈電流與和的相位差。37精選PPT課件二、電動系頻率表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表圖4-30

電動系頻率表測量線路

測量線路如圖4-30

所示。(4-12)

當頻率表接入電壓為的被測電路后指針的偏轉(zhuǎn)角

與兩個動圈的關(guān)系是38精選PPT課件第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表

指針的偏轉(zhuǎn)可能出現(xiàn)三種情況：

上式說明，儀表指針的偏轉(zhuǎn)角

只與頻率f

有關(guān)。

(3)指針從中心位置向左偏轉(zhuǎn)時，

<0，tan

<0;

被測頻率f與串聯(lián)諧振頻率f0

小。

(1)停留在標尺中心位置，支路中R、L、C

串聯(lián)電路諧振，被測頻率f與串聯(lián)諧振頻率f0

相等。

(2)指針從中心向右偏轉(zhuǎn)時，

>0，tan

>0;

被測頻率f與串聯(lián)諧振頻率f0

大。39精選PPT課件三、電動系相位表和功率因數(shù)表第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表

電動系相位表和功率因數(shù)表的工作原理、測量線路完全相同，所不同的是，相位表的標度尺是按來那個被測交流量的相位差

刻度，而功率因數(shù)表按cos

刻度。圖4-32

單相相位表的測量線路40精選PPT課件41精選PPT課件圖4-32

單相相位表的測量線路第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表

假設(shè)被測負載是一個感性負載，則負載電流(即流過定圈的電流)

滯后于電壓一個角度

；

由于動圈B1支路中有電感L1，因此流過動圈B1的電流滯后于電壓一個角度

；

而動圈B2支路中串聯(lián)的是一個純電阻，因此與電壓同相。由此可得：(4–13)42精選PPT課件第四節(jié)頻率表、相位表和功率因數(shù)表

(4)在頻率范圍內(nèi)使用。

(3)單相相位表的接線與功率表相同，接入