一種節能型感應式電能表的製作方法
2023-06-02 13:02:11
專利名稱:一種節能型感應式電能表的製作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種電能計量用電能表,屬於電測量儀器技術領域。
背景技術:
感應式電能表是目前廣泛使用的計量電能的儀表,這種電能表在使用過程中,電能表的電壓線圈與負載電路並聯,無論用戶是否用電,電壓線圈一直有電流通過,因此電壓線圈存在功率損耗,這種功率損耗為無載消耗功率,如何降低無載消耗功率,節約電能是技術人員關注的課題。中國專利96209880.9公開了一種空載無損耗電能表,它採用在感應式電能表內增設電感線圈和自動交流電子開關等裝置,使得電能表在空載時自動切斷電能表的電壓線圈,以減小電能表的損耗功率,這對於節約電能有非常積極的意義。但是這種空載無損耗電能表在設計中也存在一些不足,仍有改進的必要。該電能表在測量電路中的電流時使用了兩個電流互感器的初級繞組,它們分別感應火線和零線中的電流,而在實際實施過程中只要一個繞組就完全可以達到檢測用戶所用電流的作用,另一個是多餘的。同時,如果所採用的兩個繞組的同名端誤被反接時,或外電路接反,兩繞組間將感應出大小相等、方向相反的電流,其矢量和為零,這時即使用戶用電,該電能表的電壓線圈也不會接通,電能表不會產生電壓轉矩,因此不能計量用戶所用的電能,失去了電能表的作用。此外,上述設計中,自動交流電子開關中採用了4個二極體和單向可控矽SCR,其元件多、接點多、故障率高。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、可靠性高的空載時不消耗電能的節能型感應式電能表。
解決上述技術問題的技術方案是一種節能型感應式電能表,它包括驅動元件、傳動元件、制動磁鐵、上下軸承、計度器,其中驅動元件由電壓鐵芯、電壓線圈、電流鐵芯、電流線圈和補償裝置組成,它的改進之處是它還有電流檢測電路和電子開關電路,電流檢測電路由電流互感器LH、二極體D1、D2、D3、D4、D5、電阻R1、電容C1組成,上述驅動元件中的電流線圈穿過電流互感器LH的內孔,電流互感器LH的次級線圈接在由二極體D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路的交流輸入端,電阻R1串接在橋式整流電路的直流輸出端和電流檢測電路的直流輸出端M之間,二極體D5、電容C1並聯在電流檢測電路的兩個直流輸出端M、N之間,電流檢測電路的兩個直流輸出端M、N接電子開關電路。
上述節能型感應式電能表,它的電子開關電路由雙向可控矽TRIAC組成,雙向可控矽TRIAC陽極a和陰極c串聯在上述驅動元件中的電壓線圈中,上述電流檢測電路的兩個直流輸出端M、N分別接雙向可控矽的控制極g極和陰極c。
採用這種結構的電能表,可以在用戶用電時及時準確檢測到負載電流,接通電能表中的電壓線圈電源,使電錶正常計量用電量;而能在負載無工作電流時及時關斷電能表中的電壓線圈電源,使電能表在負載無電流時,電壓線路功率損耗為零,達到節約電能的目的。本實用新型與現有技術相比還具有結構簡單、可靠性高的優點。
圖1是本實用新型的電路原理圖。
圖中所示元器件的標號如下電壓線圈1,電流線圈2,電流檢測電路3,電子開關電路4,電流互感器LH,二極體D1、D2、D3、D4、D5,電阻R1,電容C1,雙向可控矽TRIAC,負載RF。
具體實施方式
從圖中可以看出,本實用新型是在原單相感應電能表的基礎上,增加了電流檢測電路3和電子開關電路4。電流檢測電路3由電流互感器LH、二極體D1、D2、D3、D4、D5、電阻R1、電容C1組成,感應式電能表的電流線圈2穿過電流互感器LH的內孔,構成電流互感器LH的初級,電流互感器LH的次級線圈接在由二極體D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路的交流輸入端,二極體D5、電容C1並聯在電流檢測電路3的兩個直流輸出端M、N之間,二極體D5是穩壓二極體,電容C1是濾波電容,電阻R1是限流電阻,它串接在橋式整流電路直流輸出端和電流檢測電路3的直流輸出端之間。電流檢測電路3的兩個直流輸出端M、N接電子開關電路4。電子開關電路4由雙向可控矽TRIAC組成,雙向可控矽的陽極a和陰極c串聯在感應式電能表的電壓線圈1中,電流檢測電路3的兩個直流輸出端M、N分別接雙向可控矽的控制極g極和陰極c。
本實施例的工作過程如下當用戶用電時,感應式電能表電流線圈2流過負載RF所用的電流,該電流在電流互感器LH的次級線圈中感應出一個交流信號,交流信號經過橋式整流電路整流、電容C1濾波、電阻R1限流、二極體D5穩壓削波成為穩壓的直流,由電流檢測電路3的兩個直流輸出端M、N輸出直流信號。輸出的直流信號觸發雙向可控矽TRIAC的控制極g極,可控矽導通。這時,無論電源電壓是處於交變電流的正半周還是負半周,即電流是從A相流向0相,還是從0相流向A相,感應式電能表的電壓線圈1都是導通的,有電流通過,可以計量用戶所用的電量。
當用戶不用電時,負載RF和感應式電能表的電流線圈2上沒有電流通過,電流互感器LH檢測不到電流,次級線圈沒有感應電流,電流檢測電路3也就沒有直流輸出信號,電子開關電路的雙向可控矽TRIAC的控制極g極得不到觸發信號,在交流過0點時刻,可控矽自行關斷,將電壓線圈1斷開,使電壓線圈1與電源0端切斷,做到了用戶不用電,電壓線圈1不帶電,沒有電壓功率損耗,達到節約電能的目的。
在本實施例中,電子開關電路採用了雙向可控矽,以控制電壓線圈的通斷,還可以採用其它結構的電子開關電路,如採用橋式整流電路和單向可控矽組成的電子開關電路也可以實現控制電壓線圈通斷的任務,也應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種節能型感應式電能表,它包括驅動元件、傳動元件、制動磁鐵、上下軸承、計度器,其中驅動元件由電壓鐵芯、電壓線圈[1]、電流鐵芯、電流線圈[2]和補償裝置組成,其特徵在於它還有電流檢測電路[3]和電子開關電路[4],電流檢測電路[3]由電流互感器LH、二極體D1、D2、D3、D4、D5、電阻R1、電容C1組成,上述驅動元件中的電流線圈[2]穿過電流互感器LH的內孔,電流互感器LH的次級線圈接在由二極體D1、D2、D3、D4組成的橋式整流電路的交流輸入端,電阻R1串接在橋式整流電路的直流輸出端和電流檢測電路[3]的直流輸出端M之間,二極體D5、電容C1並聯在電流檢測電路[3]的兩個直流輸出端M、N之間,電流檢測電路[3]的兩個直流輸出端M、N接電子開關電路[4]。
2.根據權利要求1所述的節能型感應式電能表,其特徵在於它的電子開關電路[4]由雙向可控矽TRIAC組成,雙向可控矽TRIAC陽極a和陰極c串聯在上述驅動元件中的電壓線圈[1]中,上述電流檢測電路[3]的兩個直流輸出端M、N分別接雙向可控矽的控制極g極和陰極c。
專利摘要一種節能型感應式電能表,屬於電測量儀器技術領域,所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、可靠性高的空載時不消耗電能的節能型感應式電能表,其技術解決方案是它包括驅動元件、傳動元件、制動磁鐵、電流檢測電路和電子開關電路,電流檢測電路由電流互感器LH、橋式整流電路等組成,上述驅動元件中的電流線圈穿過電流互感器LH的內孔,電流互感器LH的次級線圈接在橋式整流電路的交流輸入端,電流檢測電路的兩個直流輸出端M、N接電子開關電路。這種電能表,可以在用戶用電時接通電能表中的電壓線圈電源,使電錶正常計量用電量;而能在負載無工作電流時及時關斷電能表中的電壓線圈電源,電壓線路功率損耗為零,達到節約電能的目的。
文檔編號G01R11/42GK2704849SQ20042001633
公開日2005年6月15日 申請日期2004年6月11日 優先權日2004年6月11日
發明者於鳳文, 任增輝 申請人:石家莊長通電器有限公司