劳动出版社精品课件 《电工仪表与测量(第四版)(电工类)》 A045865第七章
49页1、第一节,第二节,第三节,第四节,电能的测量,感应系电能表,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。,计度器的结构,感应系电能表的铁心结构,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,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A指向相位滞后磁通U。 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 MpC1PC1UIcos,
2、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MzK n。 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 C1PK n 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ntCPt ,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/kWh),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
3、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。,返回章目录,电子式电能表,一、单相电子式电能表的组成及工作原理,电子式电能表原理方框图,电子式电能表各组成部分的作用,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。,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。,Uf 转换器,Uf 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(AD)转换中,Uf 转换器是常用的一种电子电路。,计度器,包括计数器和显示部分。计数器可将由Uf 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
4、计度器。,DDS673型系列电子式电能表,二、单相电子式预付费(IC卡)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。,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Uf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
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