感应式电能表的原理及设计

感应式电能表工作原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述电能表是测量电能消耗的重要设备，也是各个领域电力供需管理的基础工具。

在过去的几十年里，感应式电能表作为一种主流的电度量仪器，广泛应用于家庭和工业领域。

感应式电能表通过利用电流线圈和磁场线圈之间的相互感应作用来进行电能测量。

本文将对感应式电能表的工作原理进行概述和解释说明。

1.2 目的本文的目的是深入了解和解释感应式电能表的工作原理，包括其构造、主要部件以及各个部件在测量中所起到的作用。

通过对感应式电能表工作原理的详细分析，我们可以更好地理解该设备在实际中如何准确测量并计算出所消耗的电能。

1.3 结构本文将按照以下结构来介绍感应式电能表的工作原理：- 引言：对文章内容进行概述和说明。

- 感应式电能表简介：介绍感应式电能表的基本概念、工作原理以及其发展历史。

- 感应式电能表的主要部件：对转子、定子、电流线圈、磁场线圈、刻度盘和齿轮等主要部件进行概述和解释。

- 感应式电能表工作原理详解：详细解析感应式电能表的工作原理，包括电流线圈的感应产生转矩、磁场线圈在测量中的作用以及计量机构对功率测量的影响。

- 应用领域及未来发展趋势：介绍感应式电能表在家庭和工业领域的应用，并探讨新型电表技术的发展方向和挑战。

通过以上结构，读者可以全面了解感应式电能表的工作原理并深入探究其在实际应用中的意义与前景。

2. 感应式电能表简介2.1 电能表概述感应式电能表是一种用于测量和记录电功率消耗的设备。

它被广泛应用于家庭、工业和商业领域，用于计量和收费。

感应式电能表通过测量电流和电压来确定电能的消耗。

它是一种精确可靠的仪器，可以准确地记录过去一段时间内的实际用电量。

2.2 工作原理概述感应式电能表采用了基于法拉第对感应定律的原理工作，通过使用转子和定子之间产生的磁场来测量和记录消耗的电功率。

当交流电通过线圈时，会在转子上产生一个旋转磁场。

这个旋转磁场将与定子上的线圈中的磁场相互作用，导致转子开始旋转。

第一节感应式电能表
一、单相电能表的结构和工作原理
1．单相电能表的结构
电能表(俗称电度表)是一种计量某一段时间功率的仪表，单位为kwh(俗称“度”)。

感应式电能表结构如图8—1所示，主要元件有缠绕电流线圈的电流电磁铁1(电流元件)、缠绕电压线圈的电压电磁铁2(电压元件)、转动铝盘3、永久磁铁4、计数器5、接线端柱6。

电流线圈的导线粗、匝数少，在电路中与负荷串联。

电压线圈的匝数多、导线细，在电路中与负荷并联。

2．单相电能表的工作原理
在时间上有相位差，且在空间相对位置不同的电流和磁通，因此都会产生电磁力的作用。

这个力在圆盘上产生转动力矩，使电能表的圆盘按一个方向不停地转动。

二、电能表倍率及计算
每只电能表都有铭牌，在铭牌上标明制造厂名、电表型式、额定电流、额定电压、相数、准确度等级、每千瓦时的铝盘转数(即电能表常数)。

电能表的倍率一般分两种，一种是由电能表结构决定的倍率，称电能表本身倍率，它等于电能表的齿轮比。

如电能表只有一位小数，其齿轮比常数均为2500，，倍数实为1。

另一种，当电能表经互感器接入时，其读数还要乘以电流和电压互感器的变比，即
电能表倍率=TV变比xTA变比x电能表本身倍率。

电能计量，1，感应式电能表结构：测量机构：1，由驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器构成，2、补偿调整装置：改善电能表工作性能和准确度3、辅助部件：由外壳、基架、端钮盒、铭牌组成。

感应式电能表工作原理，电流、电压引入→产生变化磁场→在转盘导体上产生感应电流→转盘受到转动力矩→转盘转动→转盘受到制动力矩→转动力矩和制动力矩相等时，转盘匀速转动→计度器指示电量。

三相感应式电能表结构特点及工作原理每只三相电能表是由二组或三组电磁驱动元件作用于同一个转动机构上，并由一个计度器显示全部计量得到的电能，所有部件都组装在同一个表壳内。

相当于将两个或三个单相电能表装在同一个外壳内的组合电能表。

静止式电能表工作原理。

在数据处理器（单片机）的控制下，高速模数转换器将来自电压、电流采样电路的模拟信号转换为数字信号，并对其进行数字积分运算和误差补偿，从而精确地获得有功电量和无功电量，并依据相应费率和需量等要求对数据进行处理，其结果保存在数据存储器中，并进行显示和随时向外部提供信息和进行数据交换。

1请选择电能计量装置，用户情况，315KV A专变工业用户解：III类计量装置，高供低计，需要选择的电能计量装置为电能表，电流互感器及二次连接导线。

电能表：三相四线多功能电能表，3*1.5(6)A,准确度等级：有功1.0级，无功2.0级，3*220/380V。

需要电流互感器三台，准确度等级0.5S级，连接方式分相接线，二次连接导线为铜质单芯绝缘线，截面为4mm2,额定电压为0.66千伏（0.5千伏），变比为Imax=315/1.732*0.4=454.67A，变比选择500A/5A.2,请选择电能计量装置，用户情况，400KV A专变工业用户III类计量装置，高供高计，需要选择的电能计量装置为电能表，电流互感器，电压互感器及二次连接导线。

电能表：三相三线多功能电能表，3*1.5(6)A,准确度等级：有功1.0级，无功2.0级，3*100V。

感应式单相电能表的工作原理一、圆盘的转动定性分析1、磁通的分布状况：由右手螺旋定则，交变电流经过导线或线圈时，会产生磁场。

如图1-6所示电线圈并联在电源两端，电压U在电压线圈中产生激磁电流IU, IU产生的磁通ΦU 从电压铁芯中柱经磁极穿过圆盘回中柱,叫电压工作磁通。

电流元件位于圆盘下方，电流线圈串联在电路和负载之间，负载电流I产生的电流工作磁通ΦI，ΦI穿过原盘。

因此，对圆盘而言，有两个大小相等、方向相反的两束电流工作磁通ΦI，ΦI从不同位置两次穿过圆盘，而电压工作磁通ΦU一次穿过圆盘，于是相当于有三束磁通作用于圆盘上，所以，我们把感应式电能友又称为“三磁通型”电能表。

“三磁通型”电能表。

如图1-7所示。

现规定：磁通从下往上通过转盘为N极，以“．”表示，磁通从上往下通过转盘为s极，以“× ”表示，所以转盘上三个磁极的位置分别为A1(N极)、A2(N极)、A3(s极)。

2、驱动力矩的产生因电压铁芯和电流铁芯都不闭合，有气隙，所以在磁路不饱和段可看成线性铁芯，当激磁电流I 和IU为正弦波时，其产生的响应磁通也为正弦波。

三束交变的磁通作用在圆盘上，依据电磁感应定律，就会在圆盘内产生三个交变的感应电流，且相位滞后于对应的磁通90。

这三个感应电流也叫涡流，其波形仍是正弦波。

依据左手定则可知，三个工作磁通ΦI，ΦI 和ΦU分别与穿过各自区域的涡流相互作用，产生推动圆盘转动的电磁力。

其作用对应关系如图1-8所示（见图1-8 （ab）电磁力的产生和图1-8 （cd）电磁力的产生）。

由于磁通ΦI，ΦI 和ΦU随时间按正弦规律变化，所以当磁通穿过转盘时，在转盘上呈现的磁极极性及磁通量的大小也是变化的。

对时间t1至t4瞬时来说，穿过转盘磁通最大值从磁极A1向磁极A3渐渐移动，也就是说，在一个周期内，它经过了全部3个磁极，我们可看作有个磁场不断重复地从磁极A1移向A3，这就是旋转磁场。

即旋转磁场的方向是从相位超前的磁通所在的空间位量（ΦI）移向相位迟后的磁通(ΦU)所在的空间位置。

由于近日一些客户的咨询，对于电能表的作用及工作原理方面的问题比较多。

公司的网络维护人员经过和公司技术人员的交流和请教，将关于电能表的作用做了一个详细的统计，并作出了一个表格将统计出来的数据发布到公司的网站，以方便用户的浏览。

下面立新仪表就为大家介绍：关于电能表的作用一、电能表在电路中的作用测量电路消耗的电能数据、计算出每个单位所消耗的电能。

同岁的说法是测量在一定的时间和范围内消耗的电能。

二、电能表相关原理1、感应式机械电度表工作原理：就是电流电压通过线圈，形成磁场，类似成为一个电机，让转盘转动，速度由场强决定的。

全电子就是对流过的电流和电压进行采样，取得U，I等比信号，用专用电能芯片对UI 做乘法，并对时间进行积分取得动态功率，和滑差时间内的电度并进行累加。

2电子式电度表，电子式电度表是利用电子电路或者芯片来达到测量电能的作用电子式电度表的工作原理：这一类的电度表工作原理分类不同，用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号，利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微计算机处理后进行数码显示。

电能表在生活中的应用范围是比较广泛的。

但是在使用电能表的时候一定要注意。

如果产品需要用在比较大的电流或者高电气的地方，就需要与电流互感器或者电压互感器配合使用。

另外在选择产品的时候，需采购正确规格的产品，可以根据负载电压和电流来选择。

当然如果对产品不是很熟悉，立新仪表的客服和工作人员会为您详细介绍。

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浅谈感应式电能表与全电子式电能表结构原理及优缺点肖兴发发表时间：2018-01-05T17:28:06.237Z 来源：《电力设备》2017年第26期作者：肖兴发[导读] 摘要：二十世纪八十年代，感应式电能表作为一种传统的电能表,在电能计量工作中发挥了极大的作用。

（东莞供电局计量中心广东东莞）摘要：二十世纪八十年代，感应式电能表作为一种传统的电能表,在电能计量工作中发挥了极大的作用。

随着电力逐步走向市场,用电营销对电能计量工作提出了更高的要求,电能计量表要承担的功能也越来越多,如在电力系统中,为引导用户更为效、合理、均衡地利用电能,避免尖峰负荷的出现,提高系统的负荷率, 达到电网经济运行的目的,需要对用户实行分时计量;又如为对电能计量装置进行在线监测、远方遥控,需要对电能表进行远方通信等。

同时,随着社会的发展,交易的电量越来越大,供、用双方对自身的权益也越来越关心,这就对电能计量表计的准确度等级提出了越来越高的要求，普通感应式电能表受其结构和原理上的制约,如要进一步提高其准确度和拓展功能已很困难。

此时,微电子技术和单片机应用技术的发展和普及,为电能表多功能高精度的实现创造了有利条件,正是在这种背景和条件下,电子式电能表得以出现并得到了飞速发展。

关键词：感应式电能表；全电子式电能表；工作原理；优缺点随着时代的发展及科技的日新月异,电能计量从传统型的感应式电能表逐步转变为全电子式电能表进行计量。

作为一名电能计量技术人员也应与时俱进，在熟悉传统型感应式电能表的基础上，学习各种新型电能表的工作原理及其校验技术。

一、感应式电表工作原理与基本结构 (一)、感应式电表工作原理感应式电能表有很多种类,但它们的基本结构大同小异,一般都由驱动元件、转动元件、制动元件、调整装置、基架、轴承、计度器、铭牌、端钮盒、表壳等构成。

当电能表接入交流电路后,电压线圈的两端加上线路电压,电流线圈通过负载电流，这时电压线圈中通过电流在电压铁芯中产生了电压工作磁通;电流通过电流线圈时在电流铁芯中产生了电流工作磁通穿过圆盘时,分别在圆盘上感应出滞后于它们90度的感应的电动势分别在圆盘上关生涡流，由于电压工作磁通和电流工作磁通产生的涡流、电流工作磁通和电压工作磁通产生的涡流在空间上不相重合,而且在时间上存在着相位差,根据电磁学原理,它们分别为一对在时间上有相位差,且在空间相对位置不同的电流和磁通,因此都会产生力的作用。

电表的工作原理：(1)“机械电度表基本原理”传统电度表指感应式的机械电度表(简称感应表或机械表)，它利用的是电磁感应原理，主要由电压线圈、电流线圈、铝盘、永久磁铁、计度器等器件构成。

其工作原理为：根据电磁感应原理，电表通电时，在电流线圈和电压线圈产生电磁场，在铝盘上形成转动力矩，通过传动齿轮带动计度器计数，电流电压越大，转矩越大，计数越快，用电越多。

铝盘的转动力矩与负载的有功功率成正比。

电表常数，指计量每单位电能值（度或千瓦·小时）时对应铝盘转过的圈数，单位是转/千瓦·小时。

(2)“电子电度表基本原理”电子式电度表是利用电子电路/芯片来测量电能；用分压电阻或电压互感器将电压信号变成可用于电子测量的小信号，用分流器或电流互感器将电流信号变成可用于电子测量的小信号，利用专用的电能测量芯片将变换好的电压、电流信号进行模拟或数字乘法，并对电能进行累计，然后输出频率与电能成正比的脉冲信号；脉冲信号驱动步进马达带动机械计度器显示，或送微计算机处理后进行数码显示。

智能IC卡预付费表作为一种新一代智能计量收费系统，由以下几部分组成：1.售电卡售电卡(1C卡)中的数据用密码加密，采用一表一卡。

卡内的数据由供电部门的售卡系统写入、电度表具有对电卡回写的功能，当用户将卡插入表内，表正确识别密码后，读入购买电量，同时表内信息回写给电卡。

当表显示完后用户即可取出电卡，用户的电卡只能在自己的表上使用，在其它表上不能使用。

2.信息显示电度表采用三位LED数码管显示，最大显示9999.99kW.h，用电时倒计数，通过LED 可显示表中的电量和状态。

贝林电子产品均采用LCD液晶显示，最大显示9999.99kW.h，用电时倒计数，通过LCD可显示表中的电量和状态。

2．剩余电量显示剩余电度数指表还可以使用的电度数，每用去一度电，剩余电度数减一，每次购电后：表内剩余电度数=当前剩余电度数+本次所购电度数。

当最后一次读卡与表中剩余电量之和，电表显示FULL，表示电量溢出，并且此次读卡无效，电卡内存储电量值不变。

感应式电能表原理各位朋友！今天咱来唠唠感应式电能表的原理，这玩意儿在咱日常生活里那可是相当重要，管着咱用电的计量呢。

咱先说说这感应式电能表是咋回事。

简单来讲，它就像一个特别认真负责的记数员，专门精确地记录下您家里或者单位用电的多少。

那它是怎么做到的呢，这就得好好讲讲其中的原理啦。

感应式电能表的构造里有好几个重要部分。

首先呢，有一个铁芯和缠绕在铁芯上的电流线圈和电压线圈，这俩线圈就像电能表的左膀右臂，起着关键作用。

还有一个铝盘，这个铝盘处在铁芯之间的空隙里。

那它工作的时候是啥样呢？当电流通过电流线圈的时候，电流线圈就像一个大力士，产生了一个磁场，这个磁场就围绕着铁芯啦。

与此同时，电压线圈也没闲着，一旦有电压加在上面，它也会产生一个磁场。

这两个磁场可不得了，它们相互作用，就形成了一个推动铝盘转动的力，就好像有一双无形的手在推动着铝盘开始旋转。

您可能会问了，那铝盘转得快慢又是由啥决定的呢？这就和您用电的多少有关系啦。

您用电越多，通过电流线圈的电流就越大，产生的磁场就越强；同时电压也越高，电压线圈产生的磁场也跟着变强。

两个磁场一变强，推动铝盘旋转的力就更大了，铝盘就转得更快。

所以啊，铝盘转的速度就反映了您用电功率的大小。

但是仅仅让铝盘转起来还不行，还得把铝盘转的圈数给记录下来，才能知道到底用了多少电。

这时候，计数器就派上用场了。

铝盘转动的时候，会通过齿轮带动计数器，铝盘每转一圈，计数器就加一个数字。

就像您跑步的时候，每跑一圈，旁边的记录员就给您记上一圈一样。

为了让这个记录更加准确，还有一个制动磁铁。

这个制动磁铁产生一个与铝盘旋转方向相反的力，就像给奔跑的人后面拉了一根橡皮筋，让铝盘不会转得太快太疯狂，保证了电能表的准确性和稳定性。

给您举个例子吧。

比如说您家里开了电视、冰箱、空调一堆电器，这时候电流和电压都比较大，电流线圈和电压线圈产生的磁场强，铝盘就转得呼呼的，计数器的数字也就蹭蹭地往上涨。

而如果您只是开了一盏小台灯看书，用电量小，电流和电压都小，铝盘就慢悠悠地转，计数器的数字也就变化得比较慢。