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感应式单相电能表的结构示意图

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2016-11-28 13:09:06

感应式单相电能表的结构示意图

感应式电能表的种类、型号较多,但基本机构相似,都是有测量机构(驱动元件、转动元件、制动元件、轴承、计度器)、补偿调整装置和辅助元件(外壳、基架、端钮盒、铭牌)构成。

一、测量机构
感应式单相电能表的结构1

图1 感应式单相电能表测量机构简图
1-电压铁芯;2-电流铁芯;3-铝盘;4-转轴;5-上轴承;6-下轴承;
7-蜗轮蜗杆传送装置;8-永久磁钢;9-计数器;10-端钮;11-铭牌;
测量机构是电能表实现电能测量的核心机构,如图1所示,为感应式单相电能表测量机构简图。

1、驱动元件(电磁元件)
驱动元件又分电压元件与电流元件,其作用是将交变的电压和电流转变为穿过圆盘的交变磁通,与其在圆盘内产生的感应电流相互作用,进而产生驱动力矩,使圆盘转动。其中,

1.电压元件:电压元件由电压铁芯、电压线圈和磁极组成。

2.电流元件:由电流铁芯、电流线圈组成。 电压铁芯、电流铁芯都是由0.35mm~0.5mm厚的硅钢片叠成。电压线圈导线很细(0.08~0.15mm漆包线),匝数较多(7000~12000匝),阻抗大,(等效电路如图2)与负载并联,一直带电;电流线圈较粗,匝数较少,与负载串联,并分为匝数相等的两部分,分别绕在“U”形铁芯的两柱上,其绕向相反。其绕向相反,是为保证电流磁通在铁芯内的方向相同。驱动元件相对于圆盘的位置,可分为切线式及辐射式两种。切线式驱动元件沿圆盘的切向放置,辐射式电板元件沿着圆盘半径方向放置。我国生产的电能表全部采用切线式。
感应式单相电能表的结构2

图2 电能表驱动元件放置形式
2、转动元件
转动元件由圆盘和转轴组成,其作用是在驱动元件建立的交变磁通的作用下,在圆盘上产生感应电流,进而产生驱动力矩使圆盘转动,并把转动的圈数通过蜗轮与蜗杆的啮合传递给计度器。
 难点1:转盘转动的定性分析
转动元件由圆盘和转轴组成,其作用是在驱动元件建立的交变磁通的作用下,在圆盘上产生感应电流,进而产生驱动力矩使圆盘转动,并把转动的圈数通过蜗轮与蜗杆的啮合传递给计度器。(见图片3)
感应式单相电能表的结构3

图3驱动转矩产生示意图

3、制动元件(永久磁铁)
制动元件由永久磁铁及其调整元件组成,其作用是产生与驱动力矩相反的制动力矩,以便使圆盘的转动速度与被测电路的功率成正比。制动元件的永久磁铁是用具有较高矫顽力和剩磁感应强度的材料制成,如铝镍合金和铝镍钴合金等压铸而成。

难点2:
制动元件由永久磁铁及其调整元件组成,其作用是产生与驱动力矩相反的制动力矩,以便使圆盘的转动速度与被测电路的功率成正比。
感应式单相电能表的结构4

图4制动转矩产生示意图

4、轴承
轴承是电能表的一个重要部件,它由上、下轴承组成。上轴承位于转轴上端,只起定位和导向作用。下轴承位于转轴下端,用以支撑转动元件的全部重量;下轴承的质量好坏对电能表的准确度和使用寿命有很大影响。现代电能表的轴承结构主要有两种。

1)钢珠宝石轴承。它又可分为单宝石和双宝石轴承。

2)磁力轴承。它的类型主要有两种,磁推轴承和磁悬轴承。由于磁力轴承减小了机械摩擦,因而提高了电能表的灵敏度,延长了电能表的寿命。

5、计度器(积算机构)
计度器的作用为累计电能表圆盘的转数,并通过齿轮比换算为电能单位的指示值。目前,计度器主要有两种:指针式和字轮式。它们的面板如图5所示。
感应式单相电能表的结构5

图5 计度器面板图(a)字轮式;(b)指针式

指针式计度器摩擦力均匀,结构简单,有的国家在精密电能表中多采用它,但示数抄读困难,容易发生错误,普通表很少使用它。
较常见的为字轮式计度器,其结构见图6。字轮式计度器直接按普通数字排列方式表示其读数,抄读比较便利,外观漂亮,但摩擦力不均匀,尤其是几个字轮同时翻转(进位)时,摩擦力较大,影响表速误差。
感应式单相电能表的结构6

图6字轮式计度器结构 A—蜗轮;G—蜗杆;B、D主动轮;C、E—从动轮;
1~4一按轴;5—进位轮;6一长齿;7—短齿;8—稍齿; 9—槽齿;10—转釉
字轮式计度器有一个重要的参数即传动比。计度器的传动比是指其末位字轮转一转时圆盘的转数。它在数值上等于圆盘转速与末位字转速之比。即:
感应式单相电能表的结构7
 
式中:Za、Zc、Ze—齿轮A、C、E的齿数;  Zb、Zd—齿轮B、D的齿数: Zg—蜗杆G的头数,一般取1或2。 通常是通过改变齿轮C和B的齿数比(Zc/ Zb)来改变计度器的传动比。

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