提高电能计量准确性的方法研究

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3.0 李佳 2024-09-23 6 4 347.5KB 18 页 150积分

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2.1.2 感应式电能表的误差分析

1.基本误差

电能表的基本误差是指电能表在其检定规程规定的正常条件下运行的误差。

① 影响基本误差的主要因素

论述电能表的工作原理时，曾假定在任何负载条件下，转盘只受到与负载

功率成正比的驱动力矩和制动力矩作用，这样才得到转盘读数和负载电能成正

比的结论，但是，实际情况并不这样简单，除了这两个基本力矩外，还有抑制

力矩、摩擦力矩、电流铁芯磁化曲线的非线性及补偿力矩影响，即使电压、频率

和温度等因素都达到规定值，转盘转速也不能和负载功率始终保持成正比变化

的关系。

1)抑制力矩

转盘在驱动力矩作用下连续转动，除了切割制动磁通形成制动力矩外，还

切割交变的电流、电压工作磁通，在转盘内引起涡流。这涡流与相应的交变磁通

相互作用，也形成阻止转盘转动的力矩。_我们常把这类力矩叫作电流、电压抑

制力矩或称自制动力矩，该力矩在一个周期内的平均值为

（2.6）

和 (2.7)

式中 ——电流工作磁通与其涡流相互作用形成的电流抵制力矩；

——电压工作磁通与其涡流相互作用形成的电流抵制力矩；

——转盘电压率；

——转盘厚度；

K1, KU——电流、电压抑制力矩的几何常数，决定于磁通和，通过的

磁迹在转盘上的相对位置。

显然，电流、电压抑制力矩的平均值和时间无关，通过证明，其瞬时值以两

倍频率变化。另外，如有两个以上的磁通同时作用在转盘上，每一磁通引起的涡

流会通过另一磁通的轨迹，各磁通与涡流相互作用形成总的抑制力矩，要比各

磁通单独穿过转盘形成的抑制力矩的总和还要大一些。

由于磁通和转速 n都与负载电流近似成正比，所以当负载电流变化时，

力矩 MQ比驱动力矩从，的变化量大得多，结果就出现了电流抑制力矩引起的

误差，简称电流抑制误差。

2)寄生力矩

除了形成驱动力矩、制动力矩和抑制力矩的电磁力以外，还有许多力作用在

转动元件上，对电能表运行会产生一些有害影响，所以把它叫做寄生力。例如，

侧压寄生力的形成原理如下：

在某一负载条件下，如果转盘匀速转动，说明作用在转盘上的各个力矩相

互平衡，但是形成力矩的各个力相互间不一定平衡。例如，形成驱动力矩的驱动

力FQ和形成制动力矩的制动力 FT就会形成合力

（2.8）

式中， ——驱动力臂 hQ和制动力臂 hT之间的夹角。

合力 FC始终通过转盘中心，迫使转动元件倾斜或位移，故把它称为侧压寄

生力或称侧压力。此力常大于驱动力，会加速轴承磨损。改变制动磁铁对驱动元

件的相对位置就能改变侧压力方向。

3）摩擦力矩

转动元件转动时，必将产生阻碍转动的摩擦力矩。该力矩由下式确定：

(2.9)

式中 ——轴承和计度器中的摩擦力矩，与转速 n无关；

——转动元件与空气的摩擦力矩，随转速 n变化，系数 bm和cm

取决于转动元件的光洁程度和几何形态。

4)电流铁芯磁化曲线的非线性

电流铁芯磁化曲线不是直线，使电流工作磁通不随负载电流成正比变化，

可用串联电路的非线性系数 P1表示电流工作磁通与负载电流间的非线性关系：

(2.10)

式中、 ——分别与负载电流 I和标定电流 Ib相对应的电流工作磁通；

M——负载系数，m=I/Ib。

由于磁路饱和，电流比值 I/Ib 没有磁通比值 /变化快，所以负载电流

大于标定电流时(m> 1)，非线性系数 P1 > 1；电流比值要比磁通比值变化快，所

以负载电流小于标定电流时，系数 P1< l。

电流铁芯磁化曲线的非线性还使磁通 y滞后负载电流 I的角度 a,(磁化角)，

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摘要：

2.1.2感应式电能表的误差分析1.基本误差电能表的基本误差是指电能表在其检定规程规定的正常条件下运行的误差。①影响基本误差的主要因素论述电能表的工作原理时，曾假定在任何负载条件下，转盘只受到与负载功率成正比的驱动力矩和制动力矩作用，这样才得到转盘读数和负载电能成正比的结论，但是，实际情况并不这样简单，除了这两个基本力矩外，还有抑制力矩、摩擦力矩、电流铁芯磁化曲线的非线性及补偿力矩影响，即使电压、频率和温度等因素都达到规定值，转盘转速也不能和负载功率始终保持成正比变化的关系。1)抑制力矩转盘在驱动力矩作用下连续转动，除了切割制动磁通形成制动力矩外，还切割交变的电流、电压工作磁通，在转盘内引起涡...

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