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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(cè)量機(jī)構(gòu)的圓盤旋轉(zhuǎn)方式工作的電能表，主要測(cè)量交流電能。這種儀表的測(cè)量機(jī)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(dòng)的圈數(shù)與被測(cè)負(fù)載所用的電能量成正比關(guān)系。當(dāng)負(fù)載用電時(shí)，電壓線圈的兩端加上線路電壓，電流線圈通過(guò)負(fù)載電流。這時(shí)電壓線圈中通過(guò)的電流，在電壓鐵芯中產(chǎn)生了電壓工作磁通Φu，負(fù)載電流通過(guò)電流線圈時(shí)，在電流鐵芯中產(chǎn)生了電流工作磁通Φi。磁通穿過(guò)圓盤時(shí)，分別在圓盤上感應(yīng)出滯后于它們90°。的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shí)間上存在相位差，電流和磁通之間會(huì)產(chǎn)生力的作用。這個(gè)力在圓盤上產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使電能表的圓盤按一個(gè)方向不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。
  作用在圓盤上的電磁力矩即驅(qū)動(dòng)力矩，其計(jì)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(dòng)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(shuō)明了驅(qū)動(dòng)力矩MQ與負(fù)載的有功功率成正比，實(shí)現(xiàn)正確測(cè)量的條件：
  （1）磁通Φu正比于外加電壓Uph。
  （2）磁通ΦI正比于負(fù)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(jì)和裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
  由以上分析可以看出感應(yīng)式電能表的驅(qū)動(dòng)力矩與被測(cè)電路中的負(fù)載功率成正比，當(dāng)功率改變時(shí)力矩也會(huì)隨之改變，圓盤的轉(zhuǎn)速也相應(yīng)改變。但是僅有驅(qū)動(dòng)力矩作用時(shí)，圓盤將作勻加速運(yùn)動(dòng)，使圓盤越轉(zhuǎn)越快，破壞了驅(qū)動(dòng)力矩與負(fù)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(dòng)，還需要在圓盤上加一個(gè)與驅(qū)動(dòng)力矩大小相等、方向相反的反作用力矩，保證圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度始終與負(fù)載功率成正比。這就是電能表中裝設(shè)永久磁鋼的目的。