一種感應式電能表的製作方法
2024-01-18 01:00:15
一種感應式電能表的製作方法
【專利摘要】本實用新型屬於電功率測量技術，具體來說是一種額定最大電流Imax達到8倍基本電流Ib的感應式電能表，包括驅動元件和轉動元件，轉動元件包括轉軸、轉盤和下軸尖，轉盤與轉軸活動連接；轉盤的下方設置有上磁環，上磁環與轉軸活動連接；下軸尖的頂部設置有下磁環，下磁環與下軸尖固定連接；驅動元件包括電壓元件、電流元件和磁分路，磁分路設置於電壓元件與電流元件之間。本實用新型形成的整機，其性能符合國家及行業有關長壽命技術電能表標準的單相和三相電能表要求，能夠在5％Ib～800％Ib寬負載範圍內獲得平直的曲線。
【專利說明】一種感應式電能表
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於電功率測量技術，具體來說是一種額定最大電流Imax達到8倍基本電流Ib的感應式電能表。
【背景技術】
[0002]電能表作為一種測量電能的儀表出現在世界上已經有一百多年的歷史了，期間經歷了科學技術的飛躍發展，從重量幾十千克的最初形式逐步發展成現在的平均使用壽命達25年以上的運用長壽命技術的機電感應式電能表和高精度多功能的智能型的電子式電能表兩種結構形式。其中，感應式長壽命技術電能表以其可靠穩定的性能、長久的工作壽命是電子式電能表所不能比擬的。但是，機電感應式電能表因其電磁感應的工作原理，過載特性僅局限在4?6倍的範圍，不能象電子式電能表那樣做到平坦的負載特性曲線和寬廣的負載範圍，如圖9和圖10所示在過載電流增大後，波動較大。因此，如何提高過載特性，一直是感應式電能表的研究課題。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種具有平坦的負載特性曲線和寬廣的負載範圍的感應式電能表，其在單相電能表和三相電能表中均能夠得到較好的應用。要在5% Ib?800%Ib的寬負載範圍實現平直的曲線，符合技術指標規定的要求，必須對電磁元件的形狀、參數等重新設計，對負載曲線的補償有所突破。參見圖9和圖10，一般認為，電能表的轉動力矩與負載功率成正比，並且作用於電能錶轉盤上僅有兩個力矩，即轉動力矩和永久磁鐵的制動力矩。但在電能表實際工作中，作用於轉盤上的力矩，除上述基本力矩外，還有摩擦力矩、電壓和電流工作磁通的自製動力矩等。同時，還由於鐵芯磁化曲線的非線性造成電壓和電流工作磁通之間的非線性關係，電能表的誤差與負載曲線由上述各分量的誤差隨電流變化的曲線疊加而成。一般情況下，在300% Ib?500% Ib時出現較大的正誤差；在600% Ib?800% Ib時出現較大的負誤差。在三相四線電能表的A、B、C分相時，在800% Ib時出現較大的正誤差，和合元時有較大的分離。要獲得理想的結果，重點是減小上述幾個負載點的誤差。
[0004]為了實現本實用新型的目的，本實用新型通過以下技術方案來實現。
[0005]一種感應式電能表，包括驅動元件和轉動元件，所述轉動元件包括轉軸、轉盤和下軸尖，所述轉盤與所述轉軸活動連接；所述轉盤的下方設置有上磁環，所述上磁環與所述轉軸活動連接；所述下軸尖的頂部設置有下磁環，所述下磁環與所述下軸尖固定連接；可轉動的上磁環和固定的下磁環，利用同性相斥的原理，互相產生推力，使轉盤的轉動基本沒有摩擦力；所述驅動元件包括電壓元件、電流元件和磁分路，所述磁分路設置於所述電壓元件與所述電流元件之間，所述電壓元件與所述電流元件之間的距離為2.6毫米，所述電壓元件與所述磁分路之間的距離為2.2毫米，在沒有增加裝配難度的前提下，滿足了特性要求，又能保持一定的驅動力矩；所述電流元件包括有電流鐵芯和電流線圈，所述電流線圈繞制在所述電流鐵芯上。
[0006]優選地，所述電流鐵芯為冷軋電工矽鋼片材質。通過採用普通的冷軋電工矽鋼板，達到了整機8倍過載的性能，與現有產品中專用矽鋼板來獲得電能表的高過載性能相比，避免了專用材料受限於大的批量、高的價格等因素，具有批量化使用的特點。
[0007]優選地，所述電流線圈的安匝數為40匝。
[0008]優選地,所述轉動元件的轉速為8.8轉/分。
[0009]優選地，所述電流鐵芯加裝有磁分路補償裝置。
[0010]進一步優選地，所述電流鐵芯為U型結構，所述電流鐵芯的長度為31.5mm，所述電流鐵芯的最大寬度為48mm，所述電流鐵芯的最小寬度為20mm，所述電流鐵芯的厚度為14mm。
[0011]進一步優選地，所述電流鐵芯為凹型結構，所述電流鐵芯的長度為34.5_，所述電流鐵芯的寬度為41mm，所述電流鐵芯的厚度為14mm。
[0012]本實用新型與現有技術相比較，其效果是積極的:
[0013]1、電流鐵芯採用了導磁率較高的冷軋電工矽鋼片，有效改善了輕負載的特性。
[0014]2、採用了截面積較大、長度較短的電流鐵芯，獲得較小的鐵芯矽鋼磁阻，減小了非線性誤差。
[0015]3、降低了轉動元件的轉速，從原來的11轉/分降低到8.8轉/分，從而減小了電流工作磁通自製動力矩引起的誤差。
[0016]4、增加電壓工作磁通，減小電流工作磁通。即增加電壓元件的激磁電流和鐵芯截面積，減少電流元件安匝數，增加電壓元件和電流元件的工作間隙。即在保證和提高整機驅動力矩的同時，進一步降低電流元件自製動力矩。
[0017]5、採用在電流鐵芯上加裝磁分路補償裝置。其工作原理是在串聯電路(電流迴路)上增加了磁分路，使流經串聯電路的負載電流超過基本電流Ib的某一值時，使磁分路達到飽和，磁分路磁阻急劇增大，從而人為的增大了串聯電路中正的非線性誤差，其增加的速率與由其他分量所產生的負的非線性誤差的速率相接近，使電能表獲得較平直的負載曲線，達到寬過載的能力。
[0018]6、本實用新型形成的整機，各項參數及使用性能符合國家電力行業標準《DL/T828-2002單相交流感應式長壽命技術電能表使用導則》規定極限的70%，表計的整體結構和其他性能則符合《DL/T828-2002單相交流感應式長壽命技術電能表使用導則》、((JB/T5467.2-2002機電式交流有功和無功電能表第2部分:長壽命技術電能表的特殊要求》、《GB/T17215.311-2008交流電測量設備特殊要求第11部分:機電式有功電能表(0.5、1和2級)》等標準和規範。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型轉動元件的結構示意圖。
[0020]圖2為本實用新型驅動元件的結構示意圖。
[0021]圖3為本實用新型實施例1中的單相I樣品的誤差特性曲線圖。
[0022]圖4為本實用新型實施例1中的單相2樣品的誤差特性曲線圖。
[0023]圖5為本實用新型實施例1中的單相3樣品的誤差特性曲線圖。[0024]圖6為本實用新型實施例2中的三相I樣品的誤差特性曲線圖。
[0025]圖7為本實用新型實施例2中的三相2樣品的誤差特性曲線圖。
[0026]圖8為本實用新型實施例2中的三相3樣品的誤差特性曲線圖。
[0027]圖9為現有的單相電能表負載曲線圖。
[0028]圖10為現有的三相電能表負載曲線圖。
【具體實施方式】
[0029]為使本實用新型的上述目的、特徵和優點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0030]在以下描述中闡述了具體細節以便於充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以多種不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣。因此本實用新型不受下面公開的【具體實施方式】的限制。
[0031]實施例1:應用於單相感應式電能表
[0032]參見圖1和圖2,單相感應式電能表,包括驅動元件I和轉動元件2,轉動元件2包括轉軸21、轉盤22和下軸尖23，轉盤22與轉軸21活動連接；轉盤22的下方設置有上磁環24，上磁環24與轉軸21活 動連接；下軸尖23的頂部設置有下磁環25，下磁環25與下軸尖23固定連接；驅動元件I包括電壓元件11、電流元件12和磁分路13，磁分路13設置於電壓元件11與電流元件之間12，電壓元件11與電流元件12之間的距離α為2.6毫米，電壓元件11與磁分路13之間的距離β為2.2毫米；電流元件12包括有電流鐵芯和電流線圈，電流線圈繞制在電流鐵芯上，電流線圈的匝數為40匝；電流鐵芯採用冷軋電工矽鋼片材質；轉動元件2的轉速為8.8轉/分；電流鐵芯加裝有磁分路補償裝置；電流鐵芯為U型結構，電流鐵芯的長度為31.5mm,電流鐵芯的最大寬度為48mm，電流鐵芯的最小寬度為20mm，電流鐵芯的厚度為14_。
[0033]實施例1準備了相同的3組樣品，分別命名為單相1、單相2和單相3，在相同的測試條件下進行過載電流的負載誤差測試，測試結果見表一:
[0034]表一:單相電能表誤差測試數據表
[0035]
【權利要求】
1.一種感應式電能表，包括驅動元件和轉動元件，其特徵在於:所述轉動元件包括轉軸、轉盤和下軸尖，所述轉盤與所述轉軸活動連接；所述轉盤的下方設置有上磁環，所述上磁環與所述轉軸活動連接；所述下軸尖的頂部設置有下磁環，所述下磁環與所述下軸尖固定連接；所述驅動元件包括電壓元件、電流元件和磁分路，所述磁分路設置於所述電壓元件與所述電流元件之間，所述電壓元件與所述電流元件之間的距離為2.6毫米，所述電壓元件與所述磁分路之間的距離為2.2毫米；所述電流元件包括有電流鐵芯和電流線圈，所述電流線圈繞制在所述電流鐵芯上。
2.如權利要求1所述的感應式電能表，其特徵在於:所述電流鐵芯為冷軋電工矽鋼片材質。
3.如權利要求1所述的感應式電能表，其特徵在於:所述電流線圈的安匝數為40匝。
4.如權利要求1所述的感應式電能表，其特徵在於:所述電流鐵芯加裝有磁分路補償>j-U ρ?α裝直。
5.如權利要求1至4任一所述的感應式電能表，其特徵在於:所述電流鐵芯為U型結構，所述電流鐵芯的長度為31.5mm,所述電流鐵芯的最大寬度為48mm,所述電流鐵芯的最小寬度為20mm，所述電流鐵芯的厚度為14mm。
6.如權利要求1至4任一所述的感應式電能表，其特徵在於:所述電流鐵芯為凹型結構，所述電流鐵芯的長度 為34.5mm，所述電流鐵芯的寬度為41mm，所述電流鐵芯的厚度為14mm。
【文檔編號】G01R11/36GK203745511SQ201320853972
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】嚴華, 鄭鍾方, 丁紅淵 申請人:上海金陵智能電錶有限公司