[科普中國]-感應系電能表

感應系電能表是指以感應系測量機構(gòu)的圓盤旋轉(zhuǎn)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(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。

簡述電能的測量，不僅要反映負載功率的大小，還要反映功率的使用時問。因此，用來測量電能的儀表，除了必須具有測量功率的機構(gòu)之外，還應能計算負載用電的時間，并通過積算機構(gòu)把電能自動地累計出來。為了帶動積算機構(gòu)工作，儀表必須克服傳動機構(gòu)各個環(huán)節(jié)的摩擦，因此要求測量機構(gòu)有較大的轉(zhuǎn)矩。

在工程上常采用度或千瓦小時作為電能的單位。所以，測量電能的儀表稱為電能表或千瓦小時表。電動系測量機構(gòu)做成的電動系電能表，由于結(jié)構(gòu)、工藝復雜，成本很高，所以只在直流電路中使用。交流電能的測量都采用感應系測量機構(gòu)。這種測量機構(gòu)轉(zhuǎn)矩大、成本低，制成的感應系電能表廣泛應用在電能的生產(chǎn)、輸送和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門以及家庭用戶中。所以，這是一種使用數(shù)量最多、應用范圍最廣的電工儀表。1

感應系電能表是應用最早、使用最廣泛的一種計量交流電能的儀表。感應系電能表以其價格低、可靠性好、壽命長等優(yōu)點，在交流電能表領(lǐng)域占據(jù)重要地位。

基本結(jié)構(gòu)感應系電能表的產(chǎn)品型號很多，但其基本結(jié)構(gòu)則大同小異：圖1是單相電能表的結(jié)構(gòu)示意圖，其主要有以下幾個部分。

1)驅(qū)動元件

用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的元件，由電流元件1和電壓元件2組成。電流元件由電流線圈和鐵芯構(gòu)成。電流線圈導線截面較粗、匝數(shù)較少且和負載串聯(lián)。電壓元件由電壓線圈和鐵芯構(gòu)成。電壓線因?qū)Ь€截面較細、匝數(shù)較多且和負載并聯(lián)。兩線圈鐵芯都用硅鋼片疊制而成。

2)轉(zhuǎn)動元件

用來驅(qū)使鋁盤轉(zhuǎn)動的元件，由鋁制圓盤3和固定鋁盤的轉(zhuǎn)軸4組成，轉(zhuǎn)軸安裝在上下軸承中。

3)制動元件

用來在鋁盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生制動力矩的元件，由永久磁鐵5承擔。

4)計度器

用來計算鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)，實現(xiàn)電能的測量和積算的元件，由與轉(zhuǎn)軸裝成一體的蝸桿1、蝸輪2、齒輪3～6和滾輪7組成。2

工作原理感應系電能表的工作原理是當交流電通過電能表的電流元件和電壓元件時，在鋁盤上會感應產(chǎn)生渦流，這些渦流與交流磁通相互作用產(chǎn)生電磁力，使鋁盤轉(zhuǎn)動。同時，制動電磁鐵與轉(zhuǎn)動的鋁盤也相互作用，產(chǎn)生了制動力矩。當轉(zhuǎn)動力矩與制動力矩平衡時，鋁盤以穩(wěn)定的速度轉(zhuǎn)動。鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)與被測電能的大小成正比，從而測出所耗電能。3

分類(1)單相電能表。

單相電能表有單相有功電能表和單相無功電能表，用于計量單相有功電能和單相無功電能。

(2)三相電能表。

三相電能表有三相有功電能表和三相無功電能表，用于計量三相有功電能和三相無功電能。三相有功電能表有三相四線有功電能表（三元件）和三相三線有功電能表（兩元件）。

當負載電流很大時，感應系電能表必須與互感器配合使用。在使用中，感應系電能表的接線種類很多，錯誤的接線會導致計量誤差增大甚至造成計量錯誤。4

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學