相角补偿技术及其原理与实现

为使电能表准确地工作，根据上面分析，必须使电压工作磁通ΦU正确地滞后电压线圈端电压90°，即在负荷力率为1.0的情况下，电压磁通ΦU与电流磁通ΦI间的夹角必须为90°，在感性负荷电流滞后于电压φ角的情况下，两个磁通间的夹角必须为90°－φ，为了满足这个条件，应对图5-12（b）中所示的α角进行补偿，补偿方法主要可采取下述措施：

（1）在非工作磁通ΦL的空气隙中，放置一或两片铜片，调节铜片在空气隙中的位置，以改变铜片中涡流的大小，从而改变ΦL与ΦU的相位关系，使ΦU准确滞后于U90°，见图5-13，调节铜片位置的作用是，当铜片移入非工作磁通间隙时，切割ΦL的面积增大，损耗增大，导致ΦL的滞后角增大，因总磁通ΦU基本上无大变化，以致ΦU的滞后角变小，结果α角增大，表速变慢。如将铜片自间隙移出，则表速变快。

（2）在电压工作磁通的磁极上，放置一短路铜环，当磁通ΦU穿过铜环时，在其中感应一电动势eu滞后于ΦU90°，eu感生涡流，涡流产生一磁通Φe，与ΦU合成使之往滞后方向移动，变更铜环位置，使ΦU正好滞后U90°，见图5-14。作用规律，铜环往上移，表快，往下移表慢。基于同一原理，将铜环改成数匝线圈，用滑线电阻丝闭合，可得到平滑调整。

图5-13　调电压非工作磁通(www.xing528.com)

图5-14　调电压工作磁通

（3）先补偿ΦU，使它滞后超过90°一个β角，再在电流铁芯上套一铜环，使之感应一电势eI，感生一涡流ieI，及补偿磁通ΦeI，它与主电流磁通ΦI合成使后者滞后于I一个β角，正好抵消电压磁通的过补偿β角，见图5-15。上述短路铜环一般称为滞后圈，这种方法也称做双重滞后法。一般电流线圈上的滞后圈都作成经串联康铜电阻丝闭合的形式，以便于能平滑调整。