感應(yīng)式電能表的工作原理

感應(yīng)式電能表的工作原理

感應(yīng)式電能表是指以感應(yīng)系測量機構(gòu)的圓盤旋轉(zhuǎn)方式工作的電能表，主要測量交流電能。這種儀表的測量機構(gòu)轉(zhuǎn)矩大，成本低，是一種廣泛用于電力、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及家庭用戶的電工儀表。

感應(yīng)式電能表是用鋁盤所轉(zhuǎn)的圈數(shù)反映電能的，電能表轉(zhuǎn)動的圈數(shù)與被測負載所用的電能量成正比關(guān)系。當負載用電時，電壓線圈的兩端加上線路電壓，電流線圈通過負載電流。這時電壓線圈中通過的電流，在電壓鐵芯中產(chǎn)生了電壓工作磁通Φu，負載電流通過電流線圈時，在電流鐵芯中產(chǎn)生了電流工作磁通Φi。磁通穿過圓盤時，分別在圓盤上感應(yīng)出滯后于它們90°。的感應(yīng)電動勢Eu和EI,Eu和Eu又分別在圓盤上產(chǎn)生了渦流iU和iI。兩工作磁通Φu,Φi在空間位置是不重合的。
??由于電壓工作磁通Φu和電流工作磁通產(chǎn)生的渦流iI,電流工作磁通命Φu和電壓工作磁通產(chǎn)生的渦流iU在空間位置上不相重合，而且在時間上存在相位差，電流和磁通之間會產(chǎn)生力的作用。這個力在圓盤上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使電能表的圓盤按一個方向不停地轉(zhuǎn)動。
??作用在圓盤上的電磁力矩即驅(qū)動力矩，其計算公式為

式中。電流工作磁通Φi超前電壓工磁通Φu的角度。

式中，驅(qū)動力矩的公式可以寫成：
??式中KW——比例常數(shù)，由電能表的結(jié)構(gòu)決定。
??式中說明了驅(qū)動力矩MQ與負載的有功功率成正比，實現(xiàn)正確測量的條件：
??（1）磁通Φu正比于外加電壓Uph。
??（2）磁通ΦI正比于負載電流Iph。
??（3）內(nèi)相角=90°±Φ，這一條件又叫正交條件，它是靠合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配來實現(xiàn)的。
??由以上分析可以看出感應(yīng)式電能表的驅(qū)動力矩與被測電路中的負載功率成正比，當功率改變時力矩也會隨之改變，圓盤的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)改變。但是僅有驅(qū)動力矩作用時，圓盤將作勻加速運動，使圓盤越轉(zhuǎn)越快，破壞了驅(qū)動力矩與負載功率成正比的關(guān)系。為了在一定力矩下使圓盤以一定的速度勻速轉(zhuǎn)動，還需要在圓盤上加一個與驅(qū)動力矩大小相等、方向相反的反作用力矩，保證圓盤轉(zhuǎn)動速度始終與負載功率成正比。這就是電能表中裝設(shè)永久磁鋼的目的。