[实用新型]节能型单相电度表

说明书

节能型单相电度表属于电能计量装置。

现有电能的计量均应用电磁感应系列的电度表以及在电磁感应系列电度表基础上生产的单相分时计量电度表。电磁感应系列单相电度表的代表产品为DD28型单相电度表（如图1）。DD28型单相电度表由驱动元件、转动元件、制动元件、积算机构组成。驱动元件由电压元件1和电流元件2组成，它们由线圈和铁心构成。转动元件的主件是铝盘4，电流与电压线圈产生的交变磁通通过铝盘时，产生感生电流，并与磁通作用，产生电磁力，驱使铝盘转动，盘转数与电度数成正比。制动元件是由永久磁铁3和铝盘组成。积算机构是由装在铝板轴上的蜗杆6、蜗轮5和计数器组成。这类电度表是通过计算电度表铝盘的转数，实现对电能的积算和计量。

电磁感应系列的电度表有三个缺点：

1.能耗大。由于它的电压线圈直接接在电源线上，不管电度表是否计量都要耗电，同时，电压线圈中有一定的滞后电流，降低了电路的功率因数，在额定电流和电压下，电度表的功耗为1.7W。

2.电度表计量时起动电流大，因此电度表准确度差。电度表的起动电流为额定电流的千分之五，一个10A电度表的起动电流为50MA，此时电度表开始计量时，负载的功率应大于N＝VI＝220V×0.05＝11W。

3.电度表的重量大。电度表由铜漆包线、铁芯、铝框架等组成，重1.1公斤左右。

本实用新型目的在于克服上述电磁感应系列电度表的体积大、重量大、能耗高、准确度差的不足，提供一种节约电能，提高电度表的测量精度，节约有色和黑色金属，重量轻，以电子元件代替电磁元件的节能型单相电度表。单相节能型电度表由接线盒1、表壳2、显示器3、集成电路板4、步进元件5、齿轮系统7、字轮6组成。

本实用新型采用以电子元件和印刷电路组成的集成电路为测量和计算单元进行电能计量。它由取样电路、运算电路、脉冲转换器、积算器、直流电源组成。

本实用新型附图说明如下：

图1为DD28型单相电度表结构示意图。它由电压元件1、电流元件2、永久磁铁3、铝盘4、蜗轮5、蜗杆6构成。

图2为节能型单相电度表的结构示意图（图4的A－A剖面）。1为接线盒，2为表壳，4为集成电路板，5为步进系统，6为字轮，7为齿轮系统。

图4为节能型单相电度表的外形图。1为接线盒，2为表壳，3为数码显示器。

图3为节能型单相电度表集成电路板的线路图。取样电路是图中的R1、B1、R2、LH2部份。乘法器是图中的R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、W1、W2、W3、W5、Ic1部份。减法器在图中的R11、R12、R13、R14、Ic3、L、C3、Ic2部份。脉冲转换器为W6、R15、C4、Ic4部份。直流电源为LH1、ZQ1、ZQ2、CW1、CW2部份。

取样电路由电流取样和电压取样组成。

电流取样由电流互感器LH2的付边取得一次侧感应电流，经连接在其两端的电阻R2以电压的形式作用于乘法器的输入端。该电压正比于一次侧电流，并与之相位差为90°。

电压取样由电阻R1和变压器B1、W4组成，它以电压的形式作用于乘法器的另一输入端，当该电阻值足够大时，电路的功耗很小，该负边交流电压与一次侧电压成正比，相位滞后90°。由于R1的阻值很大，因此该电路的功耗甚微。取样电路将从主电路上得到的电流和电压信号输入运算电路。

运算电路由乘法器和减法器组成。

乘法器由R3至R10、Ic1、W1、W2、W3、W5等电器元件构成。取样电路输出的电压，由乘法器的两个输入端b、c分别输入，完成乘法运算。乘法器的输出电压与两输入端的电压之积成正比。为使乘法器工作性能稳定，设置了温度补偿电路R10及直流偏置电路W4。

减法器是由R11至R14、Ic3、L、C3构成。其作用是滤掉由乘法器输出的其它交流信号，以保证运算电路的输出电压与主电路负载消耗的功率成正比。为提高测量的灵敏度，电路中设置了电压跟随器Ic2系统。脉冲转换器由W6、R15、C4、Ic4压控振荡器构成，它将运算电路的输出电压转换成脉冲频率的形式输入积算器。

积算器属于计量元件，由分频器Ic5和电度显示系统构成。其作用将脉冲个数以电度的形式进行计量。

电度显示系统由步进元件5、齿轮系统7、字轮6组成。步进元件5以步进电机及其传动机构组成。它将积算器输出的电能讯号转换成机械能，经齿轮系统变速，由字轮6进行电度显示。显示器3可以用字轮显示，也可以用数字电路显示。