一种新结构罗氏线圈的制作方法

本实用新型涉及一种应用于电能表中的罗氏线圈。

背景技术：

随着家庭用电器使用量不断增加，对于电能表的使用量及精度要求也不断提高，电能表的计量精度取决于电流传感器的精度。目前的电能表使用的电流传感器件包括电阻式传感器(一般为锰铜非隔离)、电磁式传感器(隔离式)、罗氏线圈传感器(隔离式)以及霍尔式传感器(隔离式)。其中电磁式传感器、罗氏线圈传感器以及霍尔式传感器均为隔离式传感器，使用罗氏线圈传感器，精度高，成本适中。如图1所示，罗氏线圈类似于电流互感器，会在次级线圈内会产生感应电压，电压大小与流经隔离电感器的电流程正比。特殊之处在于，罗氏线圈采用的是气芯设计，这一点与依赖层压钢等高磁导率铁芯和次级绕组磁耦合的电流互感器完全不同。气芯设计的电感较小，有更快的信号响应和非常线性的信号电压。由于普通的罗氏线圈绕线难度大，体积相对较大。在手持电能测量设备上很合适，但不能很好的固定安装于固定式电能表中进行应用。

技术实现要素：

针对现有罗氏线圈绕线难度大体积较大，不能很好的应用于固定电能表中等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可应用于电能表中的新结构罗氏线圈。

本实用新型一种新结构罗氏线圈，具有线圈、骨架以及焊接针，其中，骨架包括绕线轴及与绕线轴相连的安装底座，安装底座设于绕线轴的一侧端面上，线圈缠绕在绕线轴上，四个焊接针插入骨架预留的插针通孔中。

所述安装底座与绕线轴相连的一端为具有加强筋结构的圆柱形，另一端为长方形，长方形的长轴轴向与圆柱形轴向垂直，在长方形的两个短边处对称位置分别预留两个插针通孔，每个插针通孔一端设有容置焊接针一直角边的凹槽。

安装底座的长方形端面上设有定位凸块。

四个焊接针均弯折90度，两两一组，对称安装于骨架预留的插针通孔中。

所述线圈为两个，反向串联连接。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型新结构罗氏线圈采用骨架和焊接针结构，解决了固定式电能表内固定罗氏传感器的问题，采用多个新结构的罗氏线圈可以扩展电流测量值且精度不改变。

2.本实用新型采用骨架结构，使批量生产的罗氏线圈具有良好的一致性。

3.本实用新型采用气芯做为虚拟磁芯，不依赖层压钢等高磁导率铁芯和次级绕组磁耦合，传感线性好，无磁滞效应，无磁饱和象，相位误差几乎为零，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；和被测电流之间没有直接的电路联系，在生产工艺上对骨架的重要部位公差严格要求，保证了新结构罗氏线圈的传感精度。

附图说明

图1为现有的罗氏线圈结构示意图；

图2为本实用新型罗氏线圈结构示意图；

图3为本实用新型罗氏线圈的骨架结构示意图；

图4为本实用新型罗氏线圈的气芯结构示意图；

图5为本实用新型罗氏线圈的电气结构图。

其中，1为骨架，101为绕线轴，102为安装底座，103为插针通孔，104为凹槽，105为定位凸块，2为焊接针，3为绕组，4为气芯。

具体实施方式

如图2～3所示，本实用新型一种新结构罗氏线圈，具有线圈3、骨架1以及焊接针2，其中，骨架1包括绕线轴及与绕线轴相连的安装底座，安装底座设于绕线轴的一侧端面上，线圈缠绕在绕线轴上，四个焊接针2插入骨架预留的插针通孔103中。

如图4所示，安装底座102与绕线轴101相连的一端为具有加强筋结构的圆柱形，另一端为长方形，长方形的长轴轴向与圆柱形轴向垂直，在长方形的两个短边处对称位置分别预留两个插针通孔103，每个插针通孔103一端设有容置焊接针2一直角边的凹槽104。四个焊接针2均弯折90度，两两一组，对称安装于骨架1预留的插针通孔103中。安装底座102的长方形端面上设有定位凸块105。

如图5所示，线圈为两个，反向串联连接，即一个线圈的起始端接至另一个线圈的起始端

本实用新型新结构罗氏线圈是传统罗氏线圈的变形新结构，包括骨架1，焊接针2以及线圈3(采用铜绕组)组成，4个焊接针插入骨架1预留的插针通孔103中。焊接针2的一端是为客户提供的实装端子，也就是焊接在pcb板上的端子，另一端则是线圈的连接端子，用铜线绕好线圈后缠绕在焊接针端子上进行焊接连接。

在长方形结构的两个短边处预留的插针通孔为圆形通孔，焊接针2的截面为方形，将焊接针2安装在pcb时，方形的焊接针2与圆形通孔配合，插入时会有一定的拉拔力；如果焊接针2与通孔都是方形，则要达到拉拔力就容易在孔周造成裂纹；如果都是圆形，则需要将焊接针2进行处理后装入圆孔来保证拉拔力，这样会增加成本。

四个焊接针2插入插针通孔103后弯折90度，焊接针2的两端从安装底座102中伸出，分别作为客户使用的产品接线端子和线圈内部的连接端。在长方形的两条长边边部分别有两个圆柱凸起，作为装入pcb板的定位柱。

因罗氏线圈使用的是气芯(以空气作为磁通路，将空气看做虚拟磁芯)，对于线圈的尺寸、内外直径、高度以及绕线圈匝数都有严格要求。首先，骨架1在制作时要保证绕线卷幅的精度和绕线的骨架直径精度公差控制在±0.015mm范围内，确保绕出的线圈一致；其次，绕线采用高精度伺服日特绕线机，保证每层绕线的一致性。骨架绕线轴圆柱的高度是5.6mm使用φ0.1mm的漆包线每层50圈，因绕线是一根挨一根密绕线，这个绕线轴的高度将绕线圈数限制在50圈，保证产品的一致性，因此骨架1的结构设计对于绕线的精度起到重要的保证作用；采用焊接针结构设计，方便了在pcb上的安装。

本实施例中，骨架1的绕线轴101为φ4高5.6mm的圆柱轴，线圈3在绕线轴101紧密绕制，尺寸要求公差±0.015mm。

本实用新型与传统罗氏线圈相比，体积小、易于绕线加工；传感精度高；直插结构安装便捷等优势。还可以将多个本实用新型进行连接使用，可以扩大电流传感值，精度不变。

技术特征：

1.一种新结构罗氏线圈，其特征在于：具有线圈、骨架以及焊接针，其中，骨架包括绕线轴及与绕线轴相连的安装底座，安装底座设于绕线轴的一侧端面上，线圈缠绕在绕线轴上，四个焊接针插入骨架预留的插针通孔103中。

2.根据权利要求1所述的新结构罗氏线圈，其特征在于：所述安装底座与绕线轴相连的一端为具有加强筋结构的圆柱形，另一端为长方形，长方形的长轴轴向与圆柱形轴向垂直，在长方形的两个短边处对称位置分别预留两个插针通孔，每个插针通孔一端设有容置焊接针一直角边的凹槽。

3.根据权利要求2所述的新结构罗氏线圈，其特征在于：安装底座的长方形端面上设有定位凸块。

4.根据权利要求1所述的新结构罗氏线圈，其特征在于：四个焊接针均弯折90度，两两一组，对称安装于骨架预留的插针通孔中。

5.根据权利要求1所述的新结构罗氏线圈，其特征在于：所述线圈为两个，反向串联连接。

技术总结
本实用新型公开一种新结构罗氏线圈，具有线圈、骨架以及焊接针，其中，骨架包括绕线轴及与绕线轴相连的安装底座，安装底座设于绕线轴的一侧端面上，线圈缠绕在绕线轴上，四个焊接针插入骨架预留的插针通孔中；所述安装底座与绕线轴相连的一端为具有加强筋结构的圆柱形，另一端为长方形，长方形的长轴轴向与圆柱形轴向垂直，在长方形的两个短边处对称位置分别预留两个插针通孔，每个插针通孔一端设有容置焊接针一直角边的凹槽。本实用新型罗氏线圈采用骨架和焊接针结构，解决了固定式电能表内罗氏传感器的安装问题以及使批量生产的罗氏线圈具有良好的一致性，采用多个新结构的罗氏线圈可以扩展电流测量值且精度不改变。

技术研发人员：翟向革
受保护的技术使用者：丹东大东线圈工程有限公司
技术研发日：2019.10.14
技术公布日：2020.05.08