电能表的工作原理

电能表的工作原理 仪 表 技 术 , ,年第 , ,, 期 电子电能表与电能测量技术讲座 木讲座主要介绍由 数字式电能计,芯片和少量外围器件构成的电子电能表( 及它们在现代电能,，中的应用。 , 第一讲 电能表的工作原理 本刊编样部 摘要:介绍感应式电能表、 脉冲电能表和电子式电能表的基本工作原理 关钮词:电能表; 集成电路 : 测, 刁, 乡 , 石 电能成正比的脉冲 , 电子电能衰的工作原理 , 感应式电能裹的工作原理 现在使 能表 分以 用的电 大部 感应式原理工作， 利 即， 用金 属铝转盘中 感应的电 通有交流电流的固 流与 定线圈 的 磁场相互作 产 用， 生驱动力矩驱动 1 铝盘旋转， 计消耗 累 的 能。而 作 在电 电 且， 用 压线圈两端的电 压越高， 通过电 流线圈的电流越大( 即单位时间的用电量 尸越多)则驱 ， 动 盘 动 力 , 越 。 , ，( 铝 转 的 矩,, 大 , , , 也 , 铝盘旋转时， 切割永久 磁铁的磁通而在其内感应 涡流; 此涡流与 永久磁铁的 磁场相互作用产生制动力 矩。铝盘旋转越快( 转速 , 越大)感应的涡流越大， ， 与 水久磁铁相互作用产生的 电子电能表用具 有乘法功能的模拟乘法器电路或数 字乘法器电 量电功率， 路测 输出对应的 或数字; 脉冲 对其 累加即 得消耗的电能。因基于数字乘法器的芯片运用了 ,, 技术， ,等 在精度、 线性度、 稳定性、 抗干扰能力等方面 都优于 模拟乘法器电 因 具有 路， 此， ( 更好的发展前景。 教字顺 率转换县 : ; 制动力矩 材 也越大。 制 , ？ , 凡, , 当 与 转动力矩 制动力 矩大小相等时， , ,二, , , ， 。 , ,, ,， , , 2 入, 在给定的时间 ‘ 内对上式 积分， 得该段 时间内消耗 的电 能 ,和对应的总转数,， , , 瓜 二 , 二 为当 几 图, , 脉冲电能衰的工作原理 脉冲电能表是一类能输出电能脉冲的 仪表。它们 通常以感应式电能表的电磁系统为工作元件， 配以适 当的脉冲发生装置构成。 若均匀地对感应式电能表的圆周进行分度和作上 图, 是说明电子电能表工作原理的框图。 输入部 分的两只, ,转换器( , ) , , , 将被测电流和被测电压 转换为对应的数字量， 接着， 用数字信号处理技术对它 们进行滤波， 实现乘法运算等等。 设被测电压 ( 。 动 二,, ，,,被测电流 ,， ; ， ,, , ) 坛 十 ,,, ， 温 (二 , ，, ， ,是由 度等引起的直流 ;, ,, , , , 偏移， 未 处 瞬时 则 经 理的 功率, 为 , ,二 ( : , ), ) () ,, ( ,,, , , (, , , , , , ， , 3 , ; , ， ,, ， , : , , , ， , , , , ,, 标记( 打孔、 铣槽或印上黑色分度线条等) ， 用穿透式或 反射式光电头发射光束、 采集侣盘旋转的标记， 然后， 再经光电 变换线路变换， 普通感应式仪表即可翰出与 , , ’ , ( (， ， ‘“ 电压偏移( , 和电流伯移(, 在功率计 ,, ) ,) , 算中 产 万方数据 ,, ,, 年第 , 期 仪 表 技 术 (时功率信 号 图, 实际功率为各次谐波功率之和， 相加即得非正弦 ,况下的功率。允许谐波等引起的误差极限见 ,, 清 ,， , , , ,, , 实际上， 低通滤波器并不理想， 输出信号中仍有衰 图, 减的工频与它的谐波， 影响最大的是由瞬时功率中的 生直流分量( ,)此分量将通过低通滤波器保留 , ， 4 , , ;,, , , 项造成的谐波分量。为抑制或平均掉瞬时功率 , 下来。也就是说， 在实际功率计算中将引人误差。为 信号中的非直流分量， 可令其通过数字一频率转换器， 了 去掉直流误差分量， , ,转换器之后插人( 在 , 至少 在一段时间内累加此数字信号， 使正弦信号的平均值 在 , ，, 个 , 之后插人) 高通滤波器， 则相乘之后只含 为零， 与实际平均功率成正比的频率， 接用它 输出 并直 们 , 来,动计度器工作( ) 图,, 有些电能计量芯片带有串行接口， 而测量结果或 项等都可用低通滤器滤去。 计算结果一般都存放在对应的寄存器中， 因此， 借助于 电 压信号和电流信号不同相时， 使用低通滤波器 通信技术， 就可接收外部微机发来的 命令， 或者请求微 仍可从瞬时功率信号中提取有功功率。设被测电压 机服务， 部寄存器中的数据发送给外部微机， 将内 供其 ,，二 ,,,， () ,， , ; 被测电流 , ， , “一 , ， , () ，, ,, ( ,, 则 ; ) 进一步处理， 构成我们所要求的电能表 , ,二 ，,, , ,, ) () ,; ,: , , , , ( , , ; , , 有直分告 ( 。式的,项 ;, 功流量(， 上中 ;,和,, ,( ) , , , , 二,， ;,一 ， 告，(, ,,毋」 , (十,, ,, 5 ( 。 尸合。 。 ,‘一印 了 ‘ 直分 告, 合 ， 后压 为, 的，电滞电 流量 ， 即 流 , 。 习 有 功 为 流与 压 相 的 功 率 田的 功 率 电 电 同 时 有 功 的 半( ) 交 量 用低通 器 一 图, 流分 可 。 浦波 滤除。 当 功率因数变化时或被测电流改变 然， 时， 会使测量误差增大。按, 级和 , , 级静止 式交流有功电度表》,, , ,一 ,,规 (,, , , ) , , , 定， 在规定的参比条件下， 其百分数误差不应 超过表 , 和表, 中规定的准确度等级值。 上述计 算对纯正弦信号是有效的。当被 测电压和被测电流为非正弦波形时， 使用傅里 叶变换， 用它们的各次谐波分量表示它们的波 形。同 样可推得各次谐波功率 , 的表达式， , , ,,,, , ， , , ,, , , ( 丁云编发) 衰 , 百分傲澡差极限( 单相仪衰和带平衡负暇的三相仪表) 电 , 值 瓦 , 百分数，差极限 , , 直接接通仪表 ,, , , , ,, ( , , , ,, , ,， 6 , (,,, , ， ,， , , ,, , , (, , ( , ,, ,,, , (,蕊, ， , 经互，器仪表 , ,皿,,， ,, , ( , (,, 功串因数 一 , ,, 级 — ,级 土, , ～ , 一 土, , ( ,仍,; ， ( ， , , ～, , ,仍 ,,， , ,( ( , (, , ,( ,, (,, , , ,, ( 容性 。 感性 一 , 一 , 一， , 士, , ( , 士( ‘ , 士,, ( 士 ,, ( 7 一 , , ( , , , , , ( 一 。, 感性 ,, ( 容性 ‘ ， , 当用户特殊要求时 ,,, ， ， (,, , , , ,( ,, (,,, ,( ,, 感性 ( , ,, 容性 士, , ) ( 士一 , , , 一 衰, 百分傲误整极限( 带有单相负胶的三相仪衰( 电压 故路加平衡的三相电压) 电 , 值 瓦 功率因数 ， 百分数私差 极限 链 , 级 士,( , 8 直 接接通仪表 , ,, ， ， (,, , , ,,, , ， (,, , ,, 经互感器 仪表 ,,, , ， ( ( , , , , , ,(( ,, (，,, , , , 级 士, , , ( ,, 式中 , , 为, ， 次谐波电压、 、 电流的 有效 值，, 次谐波电压与, 华 为, 次谐波电流的相 位差 ,, ( 感性 土, , ( 万方数据 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆 9