感應式電能表的工作原理

感應式電能表的工作原理

感應式電能表是指以感應系測量機構的圓盤旋轉方式工作的電能表，主要測量交流電能。這種儀表的測量機構轉矩大，成本低，是一種廣泛用于電力、工農業生產及家庭用戶的電工儀表。

感應式電能表是用鋁盤所轉的圈數反映電能的，電能表轉動的圈數與被測負載所用的電能量成正比關系。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，在電流鐵芯中產生了電流工作磁通Φi。磁通穿過圓盤時，分別在圓盤上感應出滯后于它們90°。的感應電動勢Eu和EI,Eu和Eu又分別在圓盤上產生了渦流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和電流工作磁通產生的渦流iI,電流工作磁通命Φu和電壓工作磁通產生的渦流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生力的作用。這個力在圓盤上產生轉動力矩，使電能表的圓盤按一個方向不停地轉動。
??作用在圓盤上的電磁力矩即驅動力矩，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，驅動力矩的公式可以寫成：
??式中KW——比例常數，由電能表的結構決定。
??式中說明了驅動力矩MQ與負載的有功功率成正比，實現正確測量的條件：
??（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）內相角=90°±Φ，這一條件又叫正交條件，它是靠合理的結構設計和裝配來實現的。
??由以上分析可以看出感應式電能表的驅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，圓盤的轉速也相應改變。但是僅有驅動力矩作用時，圓盤將作勻加速運動，使圓盤越轉越快，破壞了驅動力矩與負載功率成正比的關系。為了在一定力矩下使圓盤以一定的速度勻速轉動，還需要在圓盤上加一個與驅動力矩大小相等、方向相反的反作用力矩，保證圓盤轉動速度始終與負載功率成正比。這就是電能表中裝設永久磁鋼的目的。