专利名称：电能(度)表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用电计量装置，具体为一种三相电能(度)表。
背景技术：
在三相交流电网中，如果三相负载平衡的条件下，被测三相电能的计量方式，通常使用三相三线交流有功电能(度)表。三相三线交流有功电能(度)表的设计技术方案为采用三相电压，两相电流。三相中的任意两相间的线电压与其两相电流相互作用。利用固定的载流回路产生磁通，这些磁通与在转动部分(铝盘)感应的电流相互作用，产生两组转动力矩。如UAB与IA和UCB与IC即是三相三线交流有功电能(度)表的典型工作原理。当转盘转动时，应用永久磁铁的磁通与转盘中产生的感应电流作用，产生反作用力矩，使转盘匀速转动。然后通过计度器，计算转盘的转动圈数，它和被测电能成正比，以计量被测电能。采用三相电压和二相电流产生两组转动力矩，必须具有两组相互独立的电压铁芯和电流铁芯，上面分别绕以电压线圈和电流线圈。铁芯均由硅钢片迭成，用以产生电压磁通和电流磁通。在三相三线交流有功电能(度)表工作中，相互独立的两组电磁元件间产生相互的电磁干扰，并且增加了原材料的消耗；在生产过程中，导致了工艺、工装的复杂性，特别是转动部分为双转盘结构，使转动部分的重量增加，以上几点直接影响电能计量的精度和使用寿命，造成了加工、生产、调试、检测等过程中的繁琐性。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种计量精确、生产工艺性好、节省原材料的电能(度)表。
本发明解决技术问题所采取的技术方案是它包括壳体、置于壳体内的电压元件、电流元件、计度器及磁钢，其特征是电压元件和电流元件组成单组电磁元件，所述的电压元件连接单组任何两相间的线电压，电流元件的铁芯上分别绕制与电压相应的两相电流线圈；在电流元件的铁芯上还绕制有附加短路线圈，可变电阻与附加短路线圈相连接。
本发明的有益效果如下采用单组电磁元件，电压元件连接单组两相间的线电压电流元件的铁芯上，分别绕制与电压相应的两相电流线圈。这样两相电流磁通在同一元件上，而在不同的时间下分别于同一电压磁通相互作用，在其相位上电压分别超前两相电流30°和150°，根据上述分析，改变超前150°的电流方向，则可以得到电压滞后电流30°的角。所以单组电磁元件与两组电磁元件的计量电能工作原理相类似。区别在于单组电磁元件的两相电流与单组电压的相位差，即超前和滞后的角度，与两组电磁元件的两相电流分别与两组电压的相位差，即超前和滞后的角度相比较，其相序不同，但角度相同，所产生转动力矩的性质相同。通过转盘转动和磁钢的作用，而得到转盘的转速与被测功率成正比，利用计度器所计录的转盘转数，来显示被电能的度数。实现了准确计量三相电能的功能。从而消除了电磁元件间的干扰，节省了原材料的消耗，减少了转动部分的重量，优化了加工、生产、调试、检测过程的工艺，提高了产品精度，延长了产品的使用寿命。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的主视结构示意图；图2是本发明的右视结构示意图；图3是本发明的表芯结构示意图；图4是本发明的电气原理图；图5是本发明的工作向量图。
图中1.电压线圈，2.电压铁芯，3.电流线圈，4.电流铁芯，5.相角调整机构，6.圆盘，7-磁钢，8.计度器，9.轴承，10.机架，11.标盘，12.底壳，13.外壳。
具体实施例方式
参照附图1、图2、图3，本发明包括电压线圈1，电压铁芯2，电流线圈3，电流铁芯4，相角调整机构5，圆盘6，磁钢7，计度器8，轴承9，机架10，标盘11，底壳12，外壳13等部分。
电压线圈1，连接二相间的交流电压，与实际应用电路并联。在设计要求上，使电压与工作磁通的相角为90°，属于纯电感元件，具有一个恒定的交变磁场，使用线径为0.13mm，匝数9000。电压铁芯2由硅钢片叠加而成，用以产生电压线圈的磁通，磁阻较小，线圈所产生的磁通沿铁芯的形状而形成磁场，能够合理的分为工作磁通和非工作磁通。
电流线圈3，连接二相交流电流与实际应用电路相串联。设计要求为一纯电阻元件，以达到电流工作磁通与电流同相，所以匝数较少，线径较粗，通过的电流与实际电流相等，且和形成的磁通成正比，电流线圈决定转动力矩的变化。电流铁芯4，由硅钢片组成，使电流线圈产生的磁通形成两个工作磁通，减少线圈磁通的损耗，达到电流线圈的电流与转动力矩间的线性关系。
相角调整机构5在理论设计中，要求电压元件为纯电感性，电流元件为纯电阻性，以保证电压，电流磁通间的相位角。为达到这一目的，在电流铁芯4上绕制附加短路线圈，并通过可变电阻改变线圈的阻值，以改变电流铁芯中磁通的损耗，从而调节电压，电流磁通间的相角。
圆盘6，由铝材和铜轴组成的转动部分，置于电压元件、电流元件间隙之中。当电能(度)表接入电网并加载后，圆盘6可以转动，这在后面详述。
磁钢7，其磁力线垂直穿过圆盘6，当圆盘转动时，切割磁力线产生涡流，涡流与磁钢的磁通作用产生反作用力矩，反作用力矩的大小与圆盘的转速成正比，使圆盘匀速转动。
计度器8用于计算圆盘的转动圈数，当电能(度)表达到平衡时，其圆盘保持稳定转速不断转动，通过蜗杆、齿轮的传递记录在某段时间内的转数，则反映这段时间内负载消耗的电能，并以字轮式显示数字。
轴承9垂直支承圆盘6，采用宝石、滚珠结构，以减少圆盘6转动过程中的摩擦力矩，以及圆盘转速与被测电能的非线性。
机架10支撑工作元件，通过技术要求的加工尺寸，保证工作元件安装位置的准确性、稳定性和可靠性。它具有一定的韧性和强度。一般由铝合金浇铸。
标牌11由0.5mm铝板制作，明确显示电能(度)表的计量度数，以及电能(度)表的规格、型号、编号、厂名等技术参数。
底壳12与机架10安装在一起，保证电能(度)表正常工作的状态，保护机芯的清洁，设有电网线路的输入接线柱，并于内部电流、电压线路相连接。同时还设有用户安装时的固定位置。一般由铁底和胶木接线盒组合而成。
外壳13由ABS工业塑料浇射而成，并且设有玻璃或透明窗口，以便读出计量电能的数据和电能(度)表的技术使用参数，主要是保护电能(度)表内部的清洁。
如图4、图5。当三相负载平衡的条件下，计量三相交流电能，采用单组电磁元件即电压元件和电流元件。电压元件可以连接任意两相间的线电压，如电流元件则与电压相对应的两相电流分别连接。为了用户使用方便，另外一相可以通过接线盒短接，因而本产品可以称为三相三线有功电能(度)表或二相二线有功电能(度)表。
根据以上技术方案，单组电磁元件即电压元件，电流元件所组成的三相交流有功电能(度)表的工作方式，虽然可以选择几形式，但其工作原理是一致的。下面以电压为UAB、电流为IA和IB进行分析。
电压元件所施加的电压为A相和B相间的线电压，电流元件则分别绕制A相和B相电流线圈，从三相交流电的向量图(图5)可以看出，UAB超前于IA30°、超前于IB150°。则A相电流产生正向力矩，而B相电流产生反向力矩，为了使B相电流所产生的力矩与A相一致，改变B相电流线圈的绕制方向，使其工作电流处于反向状态，因此电压UAB实际上与反向B相电流在相位上处于滞后30°，所产生的力矩与A相电流产生的力矩相一致，达到了正常计量电能的工作状态。
从理论计算可以得到如下结论本发明所提供的三相三线交流有功电能(度)表(或二相二线)所计量的电能与实际被测电能相等，完全可以取代采用三相电压、两相电流工作在两组电磁元件下的三相三线交流有功电能(度)表，以实现正确计量三相交流有功电能的目的。
除上所述外，本发明的其他具体结构，本技术领域的一般技术人员无需创造劳动即可实施，本处不再赘述。
权利要求
1.一种电能(度)表，包括壳体、置于壳体内的电压元件、电流元件、计度器及磁钢，其特征是电压元件和电流元件组成单组电磁元件，所述的电压元件连接单组任何两相间的线电压，电流元件的铁芯上分别绕制与电压相应的两相电流线圈；在电流元件的铁芯上还绕制有附加短路线圈，可变电阻与附加短路线圈相连接。
全文摘要
本发明公开了一种电能(度)表，属于用电计量装置。主要解决现有产品计量精度差、生产工艺性不好的问题。它包括壳体、置于壳体内的电压元件、电流元件、计度器及磁钢，其特征是电压元件和电流元件组成单组电磁元件，所述的电压元件连接单组任何两相间的线电压，电流元件的铁芯上分别绕制与电压相应的两相电流线圈；在电流元件的铁芯上还绕制有附加短路线圈，可变电阻与附加短路线圈相连接。本发明实现了准确计量三相电能的功能，消除了电磁元件间的干扰，节省了原材料的消耗，减少了转动部分的重量，优化了加工、生产、调试、检测过程的工艺，提高了产品精度，延长了产品的使用寿命。
文档编号G01R11/00GK1538180SQ0311217
公开日2004年10月20日 申请日期2003年4月18日 优先权日2003年4月18日
发明者张学稳 申请人:张学稳