一種防震電子電度表的製作方法

2023-06-03 21:19:41 2

專利名稱：一種防震電子電度表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業用防震電子電度表，屬於電能計量儀器，適用於較強震動的電動機械設備，如吊車、門吊、抓斗機以及負載大幅度波動的場合。
電度表是一種常用的電能計量儀器，除了用於民用設施外，大量使用的場合還是工礦企業。由於使用的環境條件不同，該種儀器有多種型號和不同的考核標準。
傳統的電度表採用電磁式機械數字顯示方式。隨著電子技術的迅速發展，在電能計量技術中，採用新的結構形式，高性能電子式液晶顯示的電度表已經問世。如西門子公司的7EC1021－1A三相高精度電子電度表(0.2級)；美國勝佳膜公司的A6型電度表(準確度±0.04％)，A7型電度表(準確度±0.1％)等。以上屬於高精度電度表，主要用來校驗其他電度表。由於價格昂貴，一般用電客戶難以採用。
除了上述的電子式的電度表外，國內外生產的電磁式電度表都有所改進，精度和壽命都有很大提高，如美國勝佳膜公司採用磁懸浮軸承新技術來提高壽命和精度，但仍沒有防震措施，不宜在有強震的機械上使用。哈爾濱電錶廠與瑞士合作生產的CL140型機械式電度表，也沒有防震功能。另外如上海電錶廠生產的電度表也是如此。
上海電錶五廠生產的DJ6型機車電度表，可以適用機車防震運行，但不能用於港口碼頭震動較強的機械吊裝設備。該種電度表由電磁元件、鋁質圓盤、阻尼磁鋼和計度器等主要部件組成。
本實用新型的目的是提供一種具有防震措施的電度表，可以做到成本低、準確度適中能用於多種工況條件。
本實用新型的任務是這樣完成的採用電子部件和電磁計數器相搭配的設計方案，並加上防震措施，使之能適用於多種工況條件。本實用新型由電磁元件、鋁質圓盤、阻尼磁鋼和計數器組成，其測量部分採用電子線路，使之具有較高的抗震能力，計量部分採用電磁計數器，使之停電時數據不丟失，適用多種設備，同時又提高了抗震能力。整個方案簡便而有效地解決了電度表在電動機械上使用的防震和停電期間數據保存問題。
以下結合附圖和實施例對該電度表作進一步描述。


圖1為本實用新型的結構框圖；圖2a、2b為本實用新型的電子線路圖；圖3為圖2中的乘法器元件安裝圖；圖4為圖2中V－F變換器、分頻器、乘法器安裝圖。
參照圖1，三相交流電壓、三相交流電流，分別經過三個功率變換器1、2、3轉換成大小與有功功率成正比例的電壓值，經過電壓總加器4，把代表三相功率大小的電壓量相加後送到V－F變換器5轉換成相應的脈衝量，再經過分頻器、驅動器6，將得到的適當頻率的脈衝由驅動器帶動電磁計數器7計數，這樣每輸出一個脈衝，電磁計數器7就加1，累計脈衝的個數，就表示用電能量的多少，再乘以外接的電流互感器8、9、10的變比係數，即得到實際的用電度數。D為工作指示燈11。
參照圖2a、2b，由電壓互感器、電流互感器、四分之一平方乘法器和穩壓濾波電源組成的功率變換器1、2、3，其輸出端Vi1、Vi2、Vi3，與由阻容元件組成的電壓總加器4的輸入端Vi相連，還與由兩個線性運算放大器F1、F2及其他元件組成的V－F變換器5的輸入端Vi相連，V－F變換器5的輸出端R15與由Ic1、Ic2及其他元件組成的分頻器、由三極體組成的驅動器6的輸入端IC1相連，其後接入電磁計數器7和工作指示燈11。電度表還有一個穩壓濾波電源供電，供給V－F變換器5的電壓為±15V，供給分頻器、驅動器6的電壓為＋10V。
功率變換器1、2、3中選用四分之一平方乘法器，主要是由於本電子部件成本低，精度適中，調試簡便。目前國內外有採用時間分割型乘法器，精度可達0.1～0.05％，但成本高達本方案選用的四分之一平方乘法器的五倍以上，而且調試複雜。美國AD公司生產的AD530J乘法器(集成電路乘法器)，精度為1％，較為適中，但價格高，無法採用。電磁計數器7採用六位不可復位電磁計數器，這種計數器價格適中，安裝方便，有較好的抗震性能，又有停電時可以保存數據功能。本方案其所以不採用常用的LED數碼管顯示，除了價格高外，在停電時不能保存數據，否則要另增加充電電池供電。為了適應電度表在電動機械上使用而帶來的啟動、停止時的大幅度負載波動以及產生的電磁幹擾而造成的影響，對抗幹擾能力較強的V－F變換器5所加的工作電壓±15伏，經過電源穩壓濾波後供給。對抗幹擾性能稍差的又容易對計數有直接影響的分頻器的電源(＋10伏)再進行濾波供給。經試運行證明它的抗幹擾性能完全滿足使用要求。它的供電電源具體線路如圖2b所示。
圖3和圖4為電子元件安裝圖。
本實用新型電度表的結構分為三大部件底板、乘法器板和V－F變換器分頻器板。在底板上安裝三隻電壓互感器和三隻電流互感器，乘法器板上安裝兩隻參數完全相同的乘法器，另一塊板上安裝一隻乘法器、V－F變換器、分頻器和驅動器。三塊板之間通過套筒和螺杆連接並固定。
本實用新型的主要部件的設計參數或選用件如下電流互感器選用高導磁率冷軋取向矽鋼片帶圍繞成OD型鐵芯，尺寸為OD20／32×10。初級電流5A，次級電流取15mA，負載電阻100Ω。匝數比為3／1000。
電壓互感器由於輸入電壓變化範圍小，所以要求比電流互感器要求低，鐵芯選用冷軋矽鋼片即可，其厚度為0.35m／m，鐵芯截面積為15×14(mm2)，初級為5000匝，線徑為0.1m／m，次級Ⅰ、次級Ⅱ為38匝、線徑為0.12m／m。
四分之一平方乘法器它是一種二極體－電阻轉換網絡，這種網絡可以對任何單調變化的函數進行複製。經過試驗網絡節數n取8，電阻選用精密金屬電阻，精度為0.5％，二極體用2CP12。
V－F變換器、分頻器、計數器採用LF353雙運放作為線性放大器，分頻器選用CD4060器件，驅動器選用中功率矽三極體3DK4驅動電磁計數器動作。
本實用新型實施後，節電4％以上，電度表造價低，推廣面寬，經濟效益顯著。
權利要求1.一種防震電子電度表由電磁元件、鋁質圓盤、阻尼磁鋼和計數器組成，其特徵在於它的測量部分採用了由功率變換器1、2、3、電壓總加器4、V-F變換器5、分頻器、驅動器6和工作指示燈11組成的電子線路，並配以電磁計數器7，其接配關係為由電壓互感器、電流互感器、四分之一平方乘法器和穩壓濾波電源組成的功率變換器1、2、3，其輸出端Vi1、Vi2、Vi3，與由阻容元件組成的電壓總加器4的輸入端Vi相連，並且還與由兩個線性運算放大器F1、F2及其他元件組成的V-F變換器5的輸入端Vi相接，V-F變換器5的輸出端R15與由IC1、IC2及其他元件組成的分頻器、由三極體組成的驅動器6的輸入端IC1相連，其後接入電磁計數器7和工作指示燈11，整個電度表由穩壓濾波電源供電，供給V-F變換器5的電壓為±15V，供給分頻器、驅動器6的電壓為+10V。
2.根據權利要求1所述的電度表，其特徵在於它的功率變換器1、2、3中的電流互感器鐵芯尺寸為20／32×10，初級電流為5A，次級電流為15mA，負載電阻為100Ω，匝數比為3／1000，電壓互感器鐵芯截面積為15×14(mm2)，初級為5000匝，次級Ⅰ、Ⅱ均為38匝。
3.根據權利要求1所述的電度表，其特徵在於二極體－電阻網絡網節為8，電阻精度為0.5％的金屬膜電阻。
專利摘要本實用新型提供了一種結構簡單，成本低的防震電子電度表，適用於較強震動的電動機械設備。它採用電子線路與電磁計數器相配合的新方案，測量部分設計有功率變換器，電壓總加大、V-F變換器、分頻器、驅動器，計量部分採用電磁計數器。新方案的特點是抗震能力強，停電期間數據不丟失，並消除電度表安裝傾斜度和機械負載對電度表的影響。
文檔編號G01R21/00GK2071343SQ9020123
公開日1991年2月13日 申請日期1990年2月8日 優先權日1990年2月8日
發明者翁金山, 楊和平, 唐偉瑾, 曹秀珍 申請人:機械電子工業部上海電器科學研究所