1 感应式电能表的结构和工作原理

测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的结构
轴承 转动元件 电压元件 制动元件（永久磁铁）
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
电流元件
K
传动比
Za Zg Zc Zb Ze Zd
计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
载、相位角调整装置和防潜动装置， 某些电能表还装了过载和温度补偿 装置。三相电能表还应装设平衡调 整装置。
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
5
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
计量单位的名称或符号 电能表的运输条件 准确度等级 电能表的型号
B1
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承
电能表规格
计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
工厂制造年份和厂内编号
9
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
16
单相电能表的相量图
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
电能表产生的平均转矩
M
P
感应式单相电能表的工作原理
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向
单相电能表的相量图
iP U
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
感应式单相电能表的工作原理
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小
制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
M
P

(m
o
1
m 2 m 3 m 4 )d t
单相电能表的相量图
经过计算可得
M
P
k U I sin
14
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
测量电能的原理
永久磁铁的作用
IF
U
电压工作磁通
2.电压磁通 制动力矩的方向及大小
圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
UL
电压非工作磁通

单相电能表的相量图
F
'I

3.穿过圆盘的磁通：

I
大小相等、方向相反;

U
三磁通型
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绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
感应式单相电能表的结构
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
基架用来支撑 和固定测量机 构。基架对电 能表的技术特 性有一定影响， 因此，要求它 具有足够的机 械强度。
7
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
）,空间位置又不
重合的交变磁通。 （2）驱动力矩的方向:由相位超前的磁 通所在空间位置，指向相位滞后的磁通
驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 测量电能的原理
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
所在空间位置。
（3）驱动力矩的大小:正比于两个磁通 与两个磁通相位差的正弦之积。
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
1
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
当激磁电流

感应式单相电能表的工作原理
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向
I
和 I U为正弦波时，其产生的响

应磁通也为正弦波
I 、 'I 、 U
感应式单相电能表的工作原理
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向
分别与穿过各自
区域的涡流相互作用，产生了推动
圆盘转动的电磁力。
驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 测量电能的原理
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
工作磁通随时间变化曲线
永久磁铁的作用
i PI 制动力矩的方向及大小 ) 2 I PI sin( t 90
' '
t
圆盘转数与被测电能的关系
i PI 计度器示数与被测电能的关系 ) 2 I PI sin( t 180 90
' 单相电能表的相量图t ) 2 I PI sin( 90
I (t )
'I ( t )
2 I sin t
2 ' I s in ( t 1 8 0 )
'U ( t ) 2 U s in ( t ) 驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 在圆盘内产生三个交变的感应电流
测量电能的原理
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
圆盘在一个周期内驱动力矩的方向 为： 在圆盘上的磁通印迹指向
I
感应式单相电能表的工作原理
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向

U
在圆盘上的磁通印迹。 当电压或电流线圈任一进出端
感应式单相电能表的结构
电能表实现电能测量的核心部分
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
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绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向
m1 c m U iP I m 2 c mU i 'P I m 3 c m I iP U m 4 c m 'I iP U
T
驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 测量电能的原理
永久磁铁的作用
决定圆盘转动的是瞬时力矩在一个变化周期内的平均值
感应式单相电能表的结构
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件底座
外壳 基架 铭牌
表盖
6
端钮盒及盒盖
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
I (t ) '
φ
φI
ψ
φU Φ’I
t

驱动力矩的方向
'

2 I sin t
I (驱动力矩Mp与单项负载 ) 2 I sin( t 180 t)
' 有功功率的关系 U ( t ) 2 U sin( t ) 测量电能的原理
i
i’PI iPI iPU
iPI i 'PI
2 I P I sin ( t 9 0 ) 2 I ' P I sin ( t 1 8 0 9 0 ) 2 I ' P I sin (9 0 t ) 2 I ' P U sin ( t 9 0 )
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计度器示数与被测电能的关系
k U I sin

驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 测量电能的原理
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
当电能表接入被测电路后，若电流、电 压铁芯不饱和，便可认为磁通 正比于 外加电压U，磁通 I 正比于负载电流I， 可分别表示为 U K U I
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
误差调节机构 辅助部件
外壳 基架 端钮盒及盒盖 铭牌
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绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的结构
驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系 测量电能的原理
永久磁铁的作用 制动力矩的方向及大小 圆盘转数与被测电能的关系 计度器示数与被测电能的关系
改变时，改变了磁通间的相位关系，
超前相变为滞后相，相应地圆盘转 向也发生改变。
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单相电能表的相量图
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
单相电能表的相量图
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绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
瞬时力矩
m=CmΦ(t)i
感应式单相电能表的工作原理
圆盘上的瞬时驱动力矩
圆盘的转动原理
4
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的结构
感应式单相电能表的结构
测量机构
驱动元件 转动元件 制动元件 轴承 计度器（积算机构）
每只单相电能表都装设有满载、轻
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
感应式单相电能表的工作原理
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向 驱动力矩的产生 电流工作磁通
ຫໍສະໝຸດ Baidu I
IL
1.电流磁通


电流非工作磁通 驱动力矩Mp与单项负载 有功功率的关系
U
由于
IU
U ZU
，则
U K 'U
U ZU
KUU ,
单相电能表的相量图
I KII
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绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的结构
感应式电能表的 结构和工作原理
感应式单相电能表的工作原理
三相电能表的结构及测量原理
2
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
假设电能表所接负载为感性，则阻抗 角0°<φ<90°，不计铁芯损耗，电压线 圈为纯电感元件，则外加电压U 、电压 线圈中的电流 I 、负载电流 I 及 、
感应电流随时间变化曲线
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i PU
2 I PU sin( t 90 )
绪论 电能计量 新技术 感应式电 能表的结 构和工作 原理
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
根据电工学左手定则可知，三个工 作磁通
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的工作原理
结论：
感应式单相电能表的工作原理
（1）产生驱动力矩的必要条件:有两个
圆盘的转动原理
磁通的分布情况 驱动力矩的产生 驱动力矩的大小 驱动力矩的方向
以上相位不同（
0
电能计量 装置的误 差
电能 计量
无功电能 表
电能计量 装置的接 线检查
测量用互 感器 电能计量 装置的接 线及配置
感应式单相电能表的结构
端钮盒主要功能是将内部电流、电压线圈与外
感应式单相电能表的结构
电路相接，端钮盒与底座的连接应有良好的密
封性，并要求它具有足够的机械强度和良好的 电气绝缘。盒盖上应有电能表内部接线图。