专利名称：感应式单相电度表的磁路设计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及感应式单相电度表，具体指一种电压(包括塞铁)铁芯和电流铁芯及永久磁铁的磁路设计和放置的改进。
背景技术：
感应式单相电度表的使用和发展，在国内也经历了几十年漫长的过程，目前正向着高过载，长寿命和低功耗这三个目标方向发展。其中，过载指标，从七十年代的2倍，八十年代的4倍，九十年代的6.67倍，目前各制造厂正向着过载8倍的方向而努力。以往普通电度表使用寿命只有十年，自九十年代起，市场上出现了寿命为25年以上的长寿电度表，FD95就是其中一例。电压功耗，八十年代的产品为1.5W以内，九十年代的产品为1.2W以内。
众所周知，感应式电度表是基于电磁感应的基本原理，即由电压元件和电流元件组成的驱动元件产生的驱动力矩与永久磁铁产生的阻尼力矩相平衡。这三个元件是相互作用，又是相互影响的。因此，电压(包括塞铁)铁芯和电流铁芯的磁路设计和放置，以及永久磁铁的设计及放置都有着密切的关系。与此同时，现有长寿命电度表的转动元件轴承均采用磁性轴承，因此，上述电磁元件还要受磁性轴承的影响。
如上所述，感应式电度表在过载8倍，寿命25年以上，功耗1W以下，这三大目标之所以不能同时攻克，是因为三者之间相互制约，特别是过载8倍的电度表，由于电磁元件的过电流影响(按国家标准其最大过载电流指标为额定电流的25倍)，使与驱动力矩相平衡的阻尼力矩之间因永久磁铁的中心线与电流元件磁极的位置相重合，即永久磁铁容易发生失磁，而导致产品达不长寿命到的效果。如偏置角度过大，又会导致磁阻尼元件(永久磁铁)一部分超出转盘而减少对转盘的作用。
此外，在产品的稳定性方面，还由于感应式电度表的误差曲线呈勺型，特别是过载高的电度表，受到起动与潜动的双重制约，在补偿片对电磁元件的补偿作用下，按制造产品的国家标准0.05Ib至Imax(Ib为参比电流，Imax为最大电流)，误差均在范围内，而要兼顾起动与潜动(在0.05Ib以上电度表开始转动，在电流为零时，电度表的转动不超过一转)，以8倍表FD95，5(40)A规格为例，即0.25至40A范围内的计量误差都在±2％以内，而在25mA，电度表就开始计量电能。这些确实有一定的难度。
发明内容
本实用新型的目的为解决现有技术存在的上述缺失，提供一种过载8倍、寿命长25年以上、功耗1W以下的感应式单相电度表的磁路设计，即电压(包括塞铁)铁芯和电流铁芯及永久磁铁的磁路设计和放置的改进。
感应式单相电度表的磁路设计，由电压元件铁芯1，塞铁2，永久磁铁3，转盘4和电流元件铁芯5及磁性轴承6组成，其特点是在塞铁2两端设有一磁阻尼孔7和一工作间隙台阶8，永久磁铁3的轴线9与电磁元件的中心线10偏转一角11。
电压元件的塞铁2两端加两磁阻尼孔7，并增加两个工作间隙台阶8，这样电压铁芯冲片的磁路设计配以适当的电压线圈(线径和圈数)，使电压元件在电磁系统中形成最佳的内相角。经测试，在电压元件保持原叠厚(14mm)的情况下，能满足过载8倍的电气性能要求。叠厚不增加，一方面不增加生产成本，另一方面，使电压功耗不由此增加，仍能控制在1W以下。
阻尼元件的设计采用了磁路偏置的方式(浇铸在铝合金基架中)，即永久磁铁3的轴线9与电磁元件的中心线10偏角度为10°，以减少冲击电流对系统的电磁干扰，按电度表的国家标准GB/T15283-1994加载的冲击电流，其峰值等于50倍，并保持25倍最大额定电流1ms。
由于8倍表的过载电流大，所以电磁元件在电流过载时对阻尼磁钢和磁性轴承相互影响干扰是很大的。而改为偏置放置永久磁铁后，在不增加阻尼磁钢的几何尺寸和磁通的情况下，使它对电磁元件及磁性轴承的影响减至最小。
采取了上述措施，使单相电度表的四项指标均能得以实现1.寿命长25年以上；2.过载8倍；3.功耗1W以下；4.稳定性好。
图1-1为现有技术电度表电磁元件布置主视图；图1-2为现有技术电度表电磁元件布置截面图；图2-1为本实用新型电磁元件布置主视图；图2-2为本实用新型电磁元件布置截面图；图3为本实用新型电压塞铁结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述本实用新型一种感应式单相电度表的磁路设计，由电压元件铁芯1，塞铁2，永久磁铁3，转盘4和电流元件铁芯5及磁性轴承6组成，其中，在塞铁2两端各设有一磁阻尼孔7和一工作间隙台阶8，永久磁铁3的轴线9与电磁元件的中心线10偏转一角11。
所述的感应式单相电度表的磁路设计，其磁阻尼7是截面积为11mm2的2个椭圆孔，有一个或一个以上的工作间隙台阶8，偏转角11为向外偏转8～12°。
本实用新型的一个较佳实施例，其磁阻尼孔7的截面积为11mm2，偏转角11为向外偏转10°。
经实际测试，特别在电压元件保持原叠厚(14mm)的情况下(叠厚不增加，一方面不增加生产成本，另一方面使电压功耗不由此而增加，仍能控制在1W以下)能满足过载8倍的电气性能要求。达到了寿命长25年以上、过载8倍、功耗1W以下及稳定性好等效果。
权利要求1.一种感应式单相电度表的磁路设计，由电压元件铁芯(1)，塞铁(2)，永久磁铁(3)，转盘(4)和电流元件铁芯(5)及磁性轴承(6)组成，其特征是在塞铁(2)两端设有一磁阻尼孔(7)和一工作间隙台阶(8)，永久磁铁(3)的轴线(9)与电磁元件的中心线(10)偏转一角(11)。
2.如权利要求1所述的感应式单相电度表的磁路设计，其特征是磁阻尼孔(7)其截面积为11mm2的两个椭圆孔，有一个或一个以上的工作间隙台阶(8)，偏转角(11)为向外8～12°。
3.如权利要求1或2所述的感应式单相电度表的磁路设计，其特征是磁阻尼孔(7)其截面积为11mm2，偏转角(11)为向外偏转10°。
专利摘要本实用新型涉及一种感应式单相电度表的磁路设计，其主要零部件，由电压元件铁芯1，塞铁2，永久磁铁3，转盘4和电流元件铁芯5及磁性轴承6，其特点是在塞铁2两端各设有一磁阻尼孔7和一工作间隙台阶8，永久磁铁3的轴线9与电磁元件的中心线10偏转一角11。经电磁系统设计，即电压(包括塞铁)铁芯和电流铁芯及永久磁铁的磁路设计和放置的改进。特别在电压元件保持原叠厚(14mm)的情况下(叠厚不增加，一方面不增加生产成本，另一方面，使电压功耗不由此而增加，仍能控制在1W以下)能满足过载8倍的电气性能要求。达到了寿命长25年以上、过载8倍、功耗1W以下及稳定性好等效果。
文档编号G01R11/00GK2864687SQ200520043820
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月27日 优先权日2005年7月27日
发明者严华 申请人:上海金陵智能电表有限公司