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单相电度表工作原理

时间:2016-04-06 09:09来源:未知 作者:y930712 点击:
当电度表接入被测电路后,被测电路电压U加在电压线圈上,在其铁芯中形成一个交变的磁通,这个磁通的一部分U由回磁极穿过铝盘到回到电压线圈的铁芯中;同理,被测电路电流I通过

当电度表接入被测电路后,被测电路电压U加在电压线圈上,在其铁芯中形成一个交变的磁通,这个磁通的一部分ΦU由回磁极穿过铝盘到回到电压线圈的铁芯中;同理,被测电路电流I通过电流线圈后,也要在电流线圈的U形铁芯中形成一个交变磁通Φi,这个磁通由U形成铁芯的一端由下至上穿过铝盘,然后又由上至下穿过铝盘回到U形铁芯的另一端。电度表的电路和磁路如图6-3所示,其中回磁板4是由钢板冲制而成的,它的下端伸入铝盘下部,与隔着铝盘和电压部件的铁芯柱相对应,以便构成电压线圈工作磁通的回路。


图6-3 电度表的电路和磁路
(a)铁芯结构 (b)电路和磁路
1—电流元件铁芯 2电压元件铁芯 3—铝盘 4—回磁板

由于穿过铝盘的两个磁通是交流磁通,而且是在不同位置穿过铝盘,因此就在各自穿
图4 铝盘上的磁通和涡流
过铝盘的位置附近产生感应涡流,如图所示,这两个磁通与这些涡流的相互作用,便在铝盘上产生推动铝盘转动的转动力矩。可以证明:作用于铝盘的转动力矩MP与被测电路的有功功率成正比。即
(6-1)
式中,K为一比例常数。Φ是I与U的相位差。当铝盘在转动力矩的作用下开始转动时,切割穿过它的永久磁铁的磁通Φf,将在其上产生一个涡流if。这个涡流与永久磁铁的相互作用,将产生一个作用于铝盘与其转动方向相反的力矩Mf,称为制动力矩。显然,铝盘转动越快,切割穿过它的磁力线就越快,所引起的磁通变化率就越大,产生的涡流越大,则制动力矩就越大;所以制动力矩和铝盘的转速n(转/秒)成正比,即
(6-2)
式中,k为一比例常数。由此说明,制动力矩是一个动态力矩,当铝盘不动时,制动力矩不存在。制动力矩是随铝盘的转动而产生的,并随转速增大而增大,其方向总是和铝盘的,转动方向相反。
当铝盘在转动力矩的作用下开始转动后,随着转速的增加,其制动力矩不断增加,直到制动力矩与转动力矩相平衡。此时,作用于铝盘的总力矩为零,铝盘的转速不再增加,而是稳定在一定的转速下。所以,按平衡条件MP = Mf,将式(6-1)和式(6-2)代入即得
kn = KP
即转速为
n = KP/k = CP (6-3)
式中C称为电度表的比例常数。
由此可见,电度表铝盘的转速和负载功率成正比。将式(6-3)两端同时乘以测量时间T,得:
nT = CPT = CW
式中nT为在测量时间内电度表铝盘的转数,以N表示,故被测负载在时间T内所消耗的电能为
W = N/C (6-4)
上式中,C=N/W(转/千瓦小时)表示电度表每一千瓦小时下铝盘的转数。即千瓦小时数。电度表常数C是电度表的一个重要参数,通常标注在电度表的铭牌上。 (责任编辑:admin)

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