1-2.3感应式单相电能表的工作原理.pptVIP

1.2感应式单相电能表的工作原理 一、转盘的转动定性分析 1.磁通的分布情况 1.2感应式单相电能表的工作原理 磁通ΦIF ，通过的路径： 1.2感应式单相电能表的工作原理 由此可见，电压工作磁通ФU一次穿过转盘，电流工作磁通ФI从不同位置两次穿过转盘构成回路，对转盘而言，相当于有大小相等方向相反的两个电流工作磁通ФI和ФI′过转盘，因而构成“三磁通”型感应式电能表。 1.2 感应式单相电能表的工作原理 1.2感应式单相电能表的工作原理 1.2感应式单相电能表的工作原理 1.2感应式单相电能表的工作原理 1.2感应式单相电能表的工作原理 1.2感应式单相电能表的工作原理 三、测量电能的原理 1．永久磁铁的作用 3 圆盘转数与被测电能的关系 四、单相感应式电能表的相量图 * * * * Ф∑U ΦUF ΦU 中心柱 上磁轭 两边柱 下磁轭 磁通ΦUF它通过的路径是： 磁通ΦU它通过的路径是： 中心柱 上磁轭 两边柱 回磁极 气隙 转盘 气隙 还有一部分是经过空气隙而闭合的漏磁通 从上面磁通通过的路径分析中得到： 磁通ΦU是穿过转盘的，称为电压工作磁通 磁通ΦUF不穿过转盘，称为电压非工作磁通。 I U I ΦIF ΦI 磁通ΦI 、ΦI′通过的路径： 电流 铁芯 气隙 转盘 气隙 电压 铁芯 气隙 转盘 气隙 一部分是电流线圈的漏磁通。 回磁极 电流铁芯 电流铁芯 同理 穿过转盘的磁通ΦI ΦI′称为电压工作磁通。 不穿过转盘磁通ΦI F ，称为电压非工作磁通。 规定 ：磁通从下往上通过转盘为N极，以“·”表示， 磁通从上往下通过转盘为S极，以“×”表示， 所以转盘上三个磁极的位置分别为A1（S极）、A2（N极）、A3（N极）。 1.2感应式单相电能表的工作原理 2 .驱动力矩的产生过程 t Ф ФU ФI ФI′ 1/8T 2/8T 4/8T 7/8T 1/8T 4/8T 7/8T i t T T ψ 工作磁通及感应电流随时间变化曲线 交变的工作磁通ФI 、 ФI′ 和 ФU 穿过转盘时，各工作磁通产生相应迟后90°的感应电动势ePI、ePI′ 和 ePU以及感应电流iPI i PI′和i PU ，这就是转盘上电流产生的原因。 t Ф ФU ФI ФI′ 1/8T 2/8T 4/8T 7/8T 1/8T 4/8T 7/8T i t T T ψ 首先分析0--1/8T 时间内产生电磁力的情况 ФU ФI ФI′ F1 F2 F3 F4 按同样方法可以判定t=2/8T--3/8T、t=4/8T--5/8T和 t=6/8T--7/8T几个时刻产生电磁力的情况 F F2 F3 t=2/8T～3/8T F1 ФU ФI ФI′ F4 t=4/8T～5/8T t=6/8T～7/8T ФU ФI ФI′ F F F2 F3 F4 F1 ФU ФI ФI′ F Ф Ф ФU ФI ФI′ F 当t=tx 时 转盘到底朝着逆时针还是顺时针方向转那？ 由于转盘的转动方向由一个周期内平均电磁力的方向决定，即由多数时刻电磁力的方向决定， 二、转盘的转动定量分析 1 .驱动力矩的大小 若设各工作磁通的瞬时值分别为为 以上各交变磁通在圆盘内产生的感应电流的瞬时值可分别表示为 由电工原理知，磁场中的电磁力正比于磁通量Ф和电流 i 的乘积，而驱动力矩又正比于电磁力，所以，瞬时驱动力矩可表示为 将前面的 代入（1-2）式可得瞬时 力矩 m1 、m2 、m3 、m4所以总的瞬时力矩可以表示为： m=m1 + m2 + m3 + m4 而使圆盘转动的驱动力矩，决定于合成瞬时驱动力矩在一个周期内的平均值。可表式 式中 K—— 驱动力矩常数，决定于电能表的结构 ψ——ФI超前ФU的相位角 经计算可得到下面结果 总是由相位超前的磁通所在的空间位置，指向相位滞后的磁通所在空间位置。 改变磁通ФU与ФI之间的相位关系，便可改变驱动力矩的方向。 2. 驱动力矩的方向： （1）两个以上相位不同（ ψ≠0）、空间位置又不重合的交变磁通，是产生驱动力的必要条件。 （2）驱动力矩的方向总是由相位超前的磁通所在的空间位置，指向相位滞后的磁通所在的空间位置。 （3）驱动力矩的大小是正比于两个磁通（ФU、 ФI ）与两个磁通相位差的正弦之积。 结论： 2.假设电能表所接负载为感性 上式说明驱动力矩与负载功率 P成正比，那么对时间的累积 即为有功电能。 1.如果忽略了电压和电流铁芯的损耗及非线性影响 则 驱动力矩