一、电能表的基本概念
电能表是用来测量电能的仪表,又称电度表,火表,千瓦小时表,指测量各种电学量的仪表。
使用电能表时要注意,在低电压(不超过500伏)和小电流(几十安)的情况下,电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下,电能表不能直接接入线路,需配合电压互感器或电流互感器使用。
二、电能表的基本结构
电能表分为感应式和电子式两大类。以感应系电能表为例,简述其结构。感应式电能表采用电磁感应的原理把电压、电流、相位转变为磁力巨,推动铝制圆盘转动,圆盘的轴(蜗杆)带动齿轮驱动计度器的鼓轮转动,转动的过程即是时间量累积的过程。
1、驱动元件:电压元件和电流元件
2、转动元件:铝盘和转轴(蜗杆)
3、制动元件:永久磁铁
4、计度器:齿轮、滚轮、计数器
三、电能表的工作原理
当交流电流流过电压线圈和电流线圈时,在铝盘上便感应产生涡流。该涡流与交变磁通相互作用,产生电磁力,从而推动铝盘转动,铝盘在转动时与制动磁铁相互作用,产生制动力(阻尼力)。铝盘的转数与被测电能大小成正比。
电压线圈的“山”形磁铁产生三个涡流,其与交变磁通相互作用产生电磁力驱动铝盘转动。
四、常用电能表的分类
(1)电能表按其使用的电路可分为直流电能表和交流电能表。交流电能表按其相线又可分为单相电能表、三相三线电能表和三相四线电能表。
(2)电能表按其工作原理可分为电气机械式电能表和电子式电能表(又称静止式电能表、固态式电能表)。电气机械式电能表用于交流电路作为普通的电能测量仪表,其中最常用的是感应型电能表。电子式电能表可分为全电子式电能表和机电式电能表。
(3)电能表按其结构可分为整体式电能表和分体式电能表。
(4)电能表按其用途可分为有功电能表、无功电能表、最大需量表、标准电能表、复费率分时电能表、预付费电能表、损耗电能表和多功能电能表等。
(5)电能表按其准确度等级可分为普通安装式电能表(0.2、0.5、1.0、2.0、3.0级)和携带式精密级电能表(0.01、0.02、0.05、0.1、0.2级)。
五、电能表中的阻尼原理
1、什么是阻尼力矩
为了使铝盘在一定负载功率下以相等的转速匀速转动,从而正确地反映电能的大小,就必须在铝盘上加一个与转动力矩大小相等、方向相反的力矩,这个力矩称为阻尼力矩,一般是通过永久磁铁获得的。
2、阻尼的基本特征
阻尼力或阻尼力矩在可动部件运动时,其产生方向总是和可动部件运动相反,其大小和可动部件的运动速度成正比。
3、判定方法
设铝盘在驱动力矩的作用下,逆时针n方向旋转。
1)用右手定则(楞次定律)求通过铝盘涡流方向a→b
2)用左手定则,求铝盘所受电磁力F (向下);
3)可见F磁场力与n 方向相反,F所产生的力矩称为阻尼力矩(制动力矩)
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