内容提要 >磁电系仪表结构 >磁电系仪表工作原理
内容提要 ➢磁电系仪表结构 ➢磁电系仪表工作原理
第二章磁电系仪表 >用途:磁电系仪表在电工仪表中占有重要地位。 >它广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。与整流元件 配合,可以用于交流电流与电压的测量,与变换电路配合, 还可以用于功率、频率、相位等其它电量的测量,还可以 用来测量多种非电量,例如温度,压力等。当采用特殊结 构时,可制成检流计。磁电系仪表问世最早,由于近年来 磁性材料的发展使它的性能日益提高,成为最有发展前景 的指示仪表之 >本章主要介绍磁电系仪表的类型、结构、工作原理、特性 及其应用
第二章 磁电系仪表 ➢ 用途：磁电系仪表在电工仪表中占有重要地位。 ➢ 它广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。与整流元件 配合，可以用于交流电流与电压的测量，与变换电路配合， 还可以用于功率、频率、相位等其它电量的测量，还可以 用来测量多种非电量，例如温度，压力等。当采用特殊结 构时，可制成检流计。磁电系仪表问世最早，由于近年来 磁性材料的发展使它的性能日益提高，成为最有发展前景 的指示仪表之一。 ➢ 本章主要介绍磁电系仪表的类型、结构、工作原理、特性 及其应用
磁电系仪表一结构组成1 结构:磁电系仪表根据磁路形式的 不同,分为外磁式,内磁式和内外磁目量 结合式三种结构。 外磁式测量机构如图,由于永 久磁铁放在可动线圈之外,所以称3 为外磁式。 整个结构为两大部分,即固定部v 4 分和可动部分。 6 固定部分由永久磁铁1、极掌2图21磁电系仪表测量 和固定在支架上的圆柱形铁心3机构的结构示意图 构成。 1-水久磁铁;2—极掌,3—铁芯; 4—线圈;5—转轴;6—平衡锤; 指针;8-游丝
磁电系仪表—结构组成1 ➢ 结构：磁电系仪表根据磁路形式的 不同，分为外磁式，内磁式和内外磁 结合式三种结构。 ◼ 外磁式测量机构如图，由于永 久磁铁放在可动线圈之外，所以称 为外磁式。 ◼ 整个结构为两大部分，即固定部 分和可动部分。 ◼ 固定部分由永久磁铁１、极掌２ 和固定在支架上的圆柱形铁心３ 构成
磁电系仪表一结构组成2 磁铁由硬磁材料做成;而极掌与铁心则用导磁 很高的软磁材料做成。铁心放在极掌之间,并 与极掌形成一个磁场均匀的环形气隙。 可动部分由绕在铝框架上的可动线圈4、线圈 两端的两个半轴5、与转轴相连的指针7、平 衡锤6以及游丝8所组成。整个可动部分支承 在轴承上,线圈位于环形气隙之中
磁电系仪表—结构组成2 ◼磁铁由硬磁材料做成；而极掌与铁心则用导磁 很高的软磁材料做成。铁心放在极掌之间，并 与极掌形成一个磁场均匀的环形气隙。 ◼可动部分由绕在铝框架上的可动线圈４、线圈 两端的两个半轴５、与转轴相连的指针７、平 衡锤６以及游丝８所组成。整个可动部分支承 在轴承上，线圈位于环形气隙之中
磁电系仪表一工作原理(定性) >当可动线圈通以电流以后,在永久磁铁的磁场作用下,产 生转动力矩使线圈转动。 >反作用力矩通常由游丝产生,磁电系仪表的游丝一般有两 个,而且两个游丝的绕向相反,游丝一端与可动线圈相连, 另一端固定在支架上,它的作用既产生反作用力矩,同时 又是将电流引进可动线圈的引线。 >阻尼力矩由绕制线圈的铝架产生,其原理见图当铝架在磁 场中运动时,闭合的铝架切磁力线产生感应电流ie,这 个涡流与磁场相互作用产生一个电磁阻尼力矩Ma,显然 阻尼力矩的方向与铝框架运动方向相反,因此能使指针较 快停在读数位置,当然铝架上的线圈与外电路也会构成闭 合回路,同样也会产生阻尼力矩
磁电系仪表—工作原理（定性） ➢ 当可动线圈通以电流以后，在永久磁铁的磁场作用下，产 生转动力矩使线圈转动。 ➢ 反作用力矩通常由游丝产生，磁电系仪表的游丝一般有两 个，而且两个游丝的绕向相反，游丝一端与可动线圈相连， 另一端固定在支架上，它的作用既产生反作用力矩，同时 又是将电流引进可动线圈的引线。 ➢ 阻尼力矩由绕制线圈的铝架产生，其原理见图当铝架在磁 场中运动时，闭合的铝架切磁力线产生感应电流ｉe，这 个涡流与磁场相互作用产生一个电磁阻尼力矩Ｍa，显然 阻尼力矩的方向与铝框架运动方向相反，因此能使指针较 快停在读数位置，当然铝架上的线圈与外电路也会构成闭 合回路，同样也会产生阻尼力矩
磁电系仪表一内磁式结构组成 内磁式的测量机构如图,与外磁式相比最大区别 在于永久磁铁做成圆柱形并放在动圈之内,它既 是磁铁又是铁心。为了能形成工作气隙,并能在 工作气隙中产生一个均匀的磁场,磁场方向能处 处与铁心的圆柱而垂直,在磁铁外面压嵌一个扇 形断面的磁极,在线圈外面加一个导磁环。磁力 线穿过气隙后经导磁环闭合,以形成工作气隙的 磁场
磁电系仪表—内磁式结构组成 ➢ 内磁式的测量机构如图，与外磁式相比最大区别 在于永久磁铁做成圆柱形并放在动圈之内，它既 是磁铁又是铁心。为了能形成工作气隙，并能在 工作气隙中产生一个均匀的磁场，磁场方向能处 处与铁心的圆柱而垂直，在磁铁外面压嵌一个扇 形断面的磁极，在线圈外面加一个导磁环。磁力 线穿过气隙后经导磁环闭合，以形成工作气隙的 磁场
磁电系仪表一电磁阻尼、内磁结构 转动方向 B 1‖阻尼力 阻尼力|感应电流 内磁式的电系测量机构示意图 图2-3铝框的阻尼作用 1.指针2.游丝3.线圈4.磁铁5.磁极6导磁环
磁电系仪表—电磁阻尼、内磁结构
磁电系仪表一产生转动力矩示意图 善美干由 一转动方向 十具 N S不 就的四
磁电系仪表—产生转动力矩示意图
磁电系仪表一内磁式结构特点 >采用这种结构之后,由于磁极和导磁环都用导磁率很高的 软磁材料,所以闭合磁路的漏磁小、磁感应强度大、仪表 防御外磁场干扰的能力也得到增强、而且仪表对外界其他 设备中的磁敏感元件的影响也减少了。加上内磁式整个结 构比较紧凑,成本较低,所以与外磁式相比,是一种比较 先进的结构。 >内磁式可动部分的构造,则与外磁式基本相同,有时也采 用张丝结构,例如C36型的直流表。 内外磁结合式这种形式除了在可动线圈外部装了永久磁铁 之外,线圈内部的圆柱形铁心也改用永久磁铁,所以称它 为内外磁结合式。这种形式的特点是工作气隙内的磁感应 强度比较强,其他特点与外磁式相似
磁电系仪表—内磁式结构特点 ➢ 采用这种结构之后，由于磁极和导磁环都用导磁率很高的 软磁材料，所以闭合磁路的漏磁小、磁感应强度大、仪表 防御外磁场干扰的能力也得到增强、而且仪表对外界其他 设备中的磁敏感元件的影响也减少了。加上内磁式整个结 构比较紧凑，成本较低，所以与外磁式相比，是一种比较 先进的结构。 ➢ 内磁式可动部分的构造，则与外磁式基本相同，有时也采 用张丝结构，例如Ｃ36型的直流表。 ➢ 内外磁结合式这种形式除了在可动线圈外部装了永久磁铁 之外，线圈内部的圆柱形铁心也改用永久磁铁，所以称它 为内外磁结合式。这种形式的特点是工作气隙内的磁感应 强度比较强，其他特点与外磁式相似
磁电系仪表一工作原理(定量分析) 电磁驱动力M=2 IBNR=IBSN B工作气隙中磁场的磁感应强度; L线圈有效边长; I通过线圈的电流; N线圈的匝数; S线圈有效面积=2L >游丝阻力矩Ma=Da D游丝反作用力矩系数, a—线圈偏转角
磁电系仪表—工作原理（定量分析 ） ➢ 电磁驱动力 M=2IBLNr=IBSN B—工作气隙中磁场的磁感应强度； L—线圈有效边长； I—通过线圈的电流； N—线圈的匝数； S—线圈有效面积=2Lr。 ➢ 游丝阻力矩Ｍα=Dα D— 游丝反作用力矩系数， α—线圈偏转角