电子式电能表工作原理是什么

    图3-14所示感应系电能表内部有一个不断旋转的铝盘和积算机构用的齿轮和字轮，使电能表容易产生故障。转动铝盘也是造成感应系误差的一个主要因素。电子式电能表，从根本上改变了电能表的结构，取消了转动铝盘、电压和电流线圈，而改用电子元件加上由步进电动机驱动的字盘组成。要测量电能，第一步必须先测出每一时刻电网的电压和用户从电网取用的电流；第二步用测出的电压、电流计算耗用的瞬时功率；然后，通过一个周期中的n次测量，求出它的平均值即有功功率；最后，求出用户在一个周期中耗用的电能。单相静止式电子电能表的结构包括以下几个部分。

    图3-14    单相静止式电子电能表结构

   (1)电压、电流取样电路  对电网电压和用户从电网取用电流的测量又称取样，相应的测量电路又称取样电路。

   (2)乘法器  为了求出功率，需将分压器输出的电压和分流器输出的电流值相乘。相乘时，可直接用模拟量相乘，也可转换为数字量后相乘。

   (3)频率转换器  乘法器输出的电压值还需经过频率转换器转换为两种频率与平均功率成正比的脉冲信号。其中一种脉冲是宽度275ms左右的低频脉冲信号，另一种是频率较高的脉冲信号。当功率相同时，高频脉冲信号发出的脉冲个数比低频脉冲信号发出的脉冲个数多。如果每一个低频脉冲相当于铝盘旋转一周，那么，在同样的功率和同样的时间内，高频信号将发出更多的脉冲，旋转的周数就可更多，它就相当于一个转速较快的铝盘。低频信号用于驱动步进电动机及字轮，如果每一个脉冲可令步进电动机转一个步距，则消耗功率越大，低频脉冲频率越高，即单位时间发出的脉冲个数越多，步进电动机转动得越快，记下的电能值就越大。频率较高的高频脉冲，用来作为电能表的校准信号，它通过光电耦合输出。由于频率高，每个脉冲所代表的功率小，所表示的校准信号量值更加精细，以此提高校准的精度。

   (4)步进电动机计数器  频率转换器输出的是与平均功率成正比的脉冲信号，必须随时间进行积累，才能计得所消耗的电能值，累加工作由计数器完成。单相静止式电子电能表采用步进电动机为计数器，通过步进电动机驱动字盘以显示用电量。

   (5)单相电子式电能表的专用集成电路

    现在电子式电能表已经有了专用的集成电路，电流、电压取样电路用简单的电阻分流器和电阻分压器完成。乘法器和频率转换器已经被集成在一个芯片内，这样可以大大简化电能表的电路与结构，使电能表的生产工艺变得更加简单。常用的电能表专用芯片产品有AD7755、ARS7755、AD7750、CH1025等。图3-15所示为AD7755组成的单相静止式电子电能表的电路。

    图3-15    AD7755组成的单相静止式电子电能表的典型电路