感應(yīng)式單相電能表又稱機(jī)械式單相電能表,它是利用電磁感應(yīng)原理設(shè)計(jì)的。當(dāng)電度表接入被測電路后,被測電路電壓u加在電壓線圈上,在其鐵芯中形成一個(gè)交變的磁通,這個(gè)磁通的一部分φu由回磁極穿過鋁盤到回到電壓線圈的鐵芯中;同理,被測電路電流i通過電流線圈后,也要在電流線圈的u形鐵芯中形成一個(gè)交變磁通φi,這個(gè)磁通由u形成鐵芯的一端由下至上穿過鋁盤,然后又由上至下穿過鋁盤回到u形鐵芯的另一端。電度表的電路和磁路如圖所示,其中回磁板4是由鋼板沖制而成的,它的下端伸入鋁盤下部,與隔著鋁盤和電壓部件的鐵芯柱相對應(yīng),以便構(gòu)成電壓線圈工作磁通的回路。
(a)鐵芯結(jié)構(gòu) (b)電路和磁路
由于穿過鋁盤的兩個(gè)磁通是交流磁通,而且是在不同位置穿過鋁盤,因此就在各自穿 圖鋁盤上的磁通和渦流過鋁盤的位置附近產(chǎn)生感應(yīng)渦流,如圖所示,這兩個(gè)磁通與這些渦流的相互作用,便在鋁盤上產(chǎn)生推動(dòng)鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
作用于鋁盤的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩mp與被測電路的有功功率成正比。當(dāng)鋁盤在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),切割穿過它的永久磁鐵的磁通φf,將在其上產(chǎn)生一個(gè)渦流if。這個(gè)渦流與永久磁鐵的相互作用,將產(chǎn)生一個(gè)作用于鋁盤與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的力矩mf,稱為制動(dòng)力矩。顯然,鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)越快,切割穿過它的磁力線就越快,所引起的磁通變化率就越大,產(chǎn)生的渦流越大,則制動(dòng)力矩就越大,當(dāng)鋁盤不動(dòng)時(shí),制動(dòng)力矩不存在。制動(dòng)力矩是隨鋁盤的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的,并隨轉(zhuǎn)速增大而增大,其方向總是和鋁盤的,轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
當(dāng)鋁盤在轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的作用下開始轉(zhuǎn)動(dòng)后,隨著轉(zhuǎn)速的增加,其制動(dòng)力矩不斷增加,直到制動(dòng)力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相平衡。此時(shí),作用于鋁盤的總力矩為零,鋁盤的轉(zhuǎn)速不再增加,而是穩(wěn)定在一定的轉(zhuǎn)速下。