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一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置及試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置及試驗系統(tǒng)，其中試驗裝置包括固定機架(1)，固定機架(1)上設(shè)置同軸線的兩個支撐軸（4），兩個支撐軸（4）上轉(zhuǎn)動裝配赫姆霍茲線圈繞組（2），在赫姆霍茲線圈繞組（2）內(nèi)的兩個支撐軸（4）上固定連接平臺（3），平臺（3）上通過轉(zhuǎn)軸連接一個轉(zhuǎn)盤（7），所述兩個支撐軸（4）中的一個支撐軸中沿軸線方向穿裝一個驅(qū)動軸（10），驅(qū)動軸（10）通過變速裝置（8）驅(qū)動連接轉(zhuǎn)盤（7）。試驗過程不需要手動操作，自動化程度很高，解決了試驗過程操作繁瑣、可靠性差的缺點，減小了勞動強度，提高了工作效率。
【專利說明】一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置及試驗系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置及試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電能表是由電磁機械(機電式)或電子器件(電子式)構(gòu)成的計量電能的設(shè)備。構(gòu)成電能表的電路和磁路在工頻外磁場作用下，會產(chǎn)生附加的磁信號和電信號，影響電能表的正常計量。對于不同設(shè)計的電能表，造成這些附加的磁信號和電信號的工頻外磁場相位和角度是完全不一樣的，對電能表計量的影響也是不確定的。國家標準要求在工頻外磁場最不利的相位和角度作用下，對電能表進行計量誤差試驗和檢測，確保電能表的計量誤差符合規(guī)定要求。在電能表的設(shè)計和生產(chǎn)過程中，以及電能表的驗收檢驗過程中，都要進行上述試驗。
[0003]用于進行試驗的系統(tǒng)至少包括兩種公知設(shè)備:電能表計量誤差檢測裝置和工頻磁場發(fā)生設(shè)備。公知的電能表計量誤差檢測裝置主要構(gòu)成為:對被試電能表進行激勵，使其產(chǎn)生電能計量信息的工頻電源；與被測試的電能表產(chǎn)生的電能計量信息進行比對，判定被試電能表計量誤差的標準電能表。公知的工頻磁場發(fā)生設(shè)備主要構(gòu)成為:在放置被試電能表的試驗區(qū)域產(chǎn)生均勻磁場的赫姆霍茲線圈；對赫姆霍茲線圈進行激勵的工頻電源。
[0004]公知的試驗設(shè)備需要操作人員逐點手動調(diào)整赫姆霍茲線圈的與被試電能表之間的位置和角度，尋找“最不利的相位和角度”，并測試被試電能表此時的誤差。整個過程繁瑣復(fù)雜，勞動強度大，效率低下，可靠性差。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是提供一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置及試驗系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有的電能表工頻磁場試驗設(shè)備自動化程度低、可靠性差的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的方案包括:
[0007]—種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，包括固定機架，固定機架上設(shè)置同軸線的兩個支撐軸，兩個支撐軸上轉(zhuǎn)動裝配赫姆霍茲線圈繞組，在赫姆霍茲線圈繞組內(nèi)的兩個支撐軸上固定連接平臺，平臺上通過轉(zhuǎn)軸連接一個轉(zhuǎn)盤，所述兩個支撐軸中的一個支撐軸中沿軸線方向穿裝一個驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過變速裝置驅(qū)動連接轉(zhuǎn)盤。
[0008]該電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置中，所述的赫姆霍茲線圈繞組由兩個圓環(huán)形且共軸的赫姆霍茲線圈繞組組成，兩個赫姆霍茲線圈繞組設(shè)置于所述支撐軸軸線兩側(cè)對稱位置，且所述支撐軸軸線與赫姆霍茲線圈繞組的圓環(huán)軸線在同一平面垂直交叉。
[0009]該電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置中，所述的支撐軸軸線與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸軸線垂直。
[0010]該電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置中，所述的驅(qū)動軸通過第一電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，所述的赫姆霍茲線圈繞組通過第二電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
[0011 ] 一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng)，包括計算機控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)控制連接電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，所述電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置包括固定機架，固定機架上設(shè)置同軸線的兩個支撐軸，兩個支撐軸上轉(zhuǎn)動裝配赫姆霍茲線圈繞組，在赫姆霍茲線圈繞組內(nèi)的兩個支撐軸上固定連接平臺，平臺上通過轉(zhuǎn)軸連接一個轉(zhuǎn)盤，所述兩個支撐軸中的一個支撐軸中沿軸線方向穿裝一個驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過變速裝置驅(qū)動連接轉(zhuǎn)盤，所述計算機控制系統(tǒng)包括用于控制向赫姆霍茲線圈繞組加載工頻電源A的磁場激勵電源控制單元、用于控制向所述電能表加載工頻電源B的電能表激勵電源控制單元、用于控制所述驅(qū)動電機的電機驅(qū)動單元、用于測試所述電能表誤差的電能表誤差測試單元。
[0012]該電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng)中，所述的赫姆霍茲線圈繞組由兩個圓環(huán)形且共軸的赫姆霍茲線圈繞組組成，兩個赫姆霍茲線圈繞組設(shè)置于所述支撐軸軸線兩側(cè)對稱位置，且所述支撐軸軸線與赫姆霍茲線圈繞組的圓環(huán)軸線在同一平面垂直交叉。
[0013]該電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng)中，所述的支撐軸軸線與轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸軸線垂直。
[0014]該電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng)中，所述的驅(qū)動軸通過第一電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，所述的赫姆霍茲線圈繞組通過第二電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
[0015]本實用新型的有益效果是:赫姆霍茲線圈試驗裝置能夠在計算機控制系統(tǒng)的控制下自動控制線圈與待測電能表旋轉(zhuǎn)，自動調(diào)整磁場與電能表的角度；另一方面，計算機控制系統(tǒng)能夠自動控制加載在電能表上的電源與加載在赫姆霍茲線圈上的電源之間的相位角。通過調(diào)整磁場角度與相位角自動確定電能表與磁場最不利的角度位置，及此時的電能表誤差值，完成試驗，試驗過程不需要手動操作，自動化程度很高，解決了操作繁瑣、可靠性差的缺點，減小了勞動強度，提高了工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是赫姆霍茲線圈試驗平臺結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2是系統(tǒng)控制框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0019]如圖1所示為赫姆霍茲線圈試驗平臺的結(jié)構(gòu)圖:赫姆霍茲線圈試驗平臺由機架1，赫姆霍茲線圈繞組2、平臺3、線圈支撐軸4、線圈旋轉(zhuǎn)軸套5、線圈繞組連接構(gòu)件6、轉(zhuǎn)盤7、變速裝置8、驅(qū)動電機9、驅(qū)動軸10構(gòu)成。其中,轉(zhuǎn)盤7用于固定放置被測試的電能表。
[0020]赫姆霍茲線圈為2個同軸的圓環(huán)繞組2構(gòu)成，通過連接構(gòu)件6使其2個圓環(huán)繞組同軸且兩圓環(huán)平面保持固定間距。線圈旋轉(zhuǎn)軸套5安裝在連接構(gòu)件6上，其軸線垂直通過繞組圓環(huán)軸線且與兩繞組圓環(huán)平面等距。
[0021]機架I上固定安裝有水平位置的平臺3，平臺3中心安裝有轉(zhuǎn)盤7，轉(zhuǎn)盤軸垂直于水平面，轉(zhuǎn)盤7可以在水平面360°廻轉(zhuǎn)。機架I上部固定安裝線圈支撐軸4，其軸線處于水平位置；線圈旋轉(zhuǎn)軸套5套裝在線圈支撐軸4上，可繞水平軸線360°旋轉(zhuǎn)，使赫姆霍茲線圈圓環(huán)繞組的軸線與試驗平臺3平面的夾角在0-360°范圍變化。根據(jù)公知原理，赫姆霍茲線圈2在電源激勵下產(chǎn)生的磁通方向與赫姆霍茲線圈的圓環(huán)繞組軸線一致，因此，該磁通方向與放置在轉(zhuǎn)盤7上的被測試電能表平面的夾角也在0-360°范圍變化。
[0022]通過赫姆霍茲線圈圓環(huán)繞組的軸線與試驗平臺3平面的夾角在0-360°范圍變化，及轉(zhuǎn)盤4在水平面360°廻轉(zhuǎn)角的組合，就得到所需要的工頻電磁場與被測試的電能表間的任意方位角。
[0023]機架I上安裝有驅(qū)動電機9，驅(qū)動電機9連接驅(qū)動軸10，驅(qū)動軸10通過變速裝置8驅(qū)動轉(zhuǎn)盤7旋轉(zhuǎn)；赫姆霍茲線圈2通過另一個驅(qū)動電機驅(qū)動，變速裝置8采用齒輪及同步帶等精密傳動方式，驅(qū)動電機9與赫姆霍茲線圈驅(qū)動電機均采用步進電機，并采用計算機控制系統(tǒng)，對驅(qū)動電機9與赫姆霍茲線圈驅(qū)動電機進行驅(qū)動控制，使赫姆霍茲線圈2和轉(zhuǎn)盤4之間的方位角精確可控。
[0024]如圖2所示為計算機控制系統(tǒng)的控制框圖:計算機控制系統(tǒng)包括用于控制向電能表加載工頻電源的電能表激勵電源控制單元、用于控制產(chǎn)生磁場的磁場激勵電源控制單元、用于控制赫姆霍茲線圈試驗平臺驅(qū)動電機的電機驅(qū)動單元、用于測試判斷電能表誤差的電能表誤差測試單元。
[0025]本實驗裝置電能表與產(chǎn)生磁場的赫姆霍茲線圈需要工頻同步激勵電源:本實用新型采用數(shù)字合成波形發(fā)生技術(shù)和電子功率放大器技術(shù)構(gòu)成工頻同步激勵電源。赫姆霍茲線圈由單相工頻電源A激勵；被測試的電能表由工頻電源B激勵。根據(jù)被測試的電能表需要，電源B可以是單相電源或三相電源。本實用新型采用不同電源間的電源頻率同步技術(shù)，取出電源B的頻率信號，控制電源A的頻率及相位，使電源A與電源B頻率同步，電源A與電源B之間的相位通過計算機精確可控調(diào)節(jié)，從而得到工頻磁場與被試電能表激勵電源之間任意的電氣相位角。
[0026]本實用新型采用計算機控制系統(tǒng)，對赫姆霍茲線圈試驗平臺進行磁場方位角控制，對激勵赫姆霍茲線圈2的單相工頻電源與激勵被測試的電能表的的工頻電源進行頻率和相位角控制，控制整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成自動掃描試驗工作。進行電能表在工頻外磁場作用下性能試驗及品質(zhì)鑒別工作時，計算機系統(tǒng)根據(jù)試驗設(shè)定，對赫姆霍茲線圈試驗平臺的磁場方位角，以及激勵磁場的工頻電源與激勵被測試的電能表的的工頻電源的相位角進行組合，掃描測試各方位角相位角組合點下被測試的電能表誤差，并自動分析排序，取得工頻外磁場與被測試的電能表最不利的相位和角度，及其電能計量誤差數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對電能表進行全自動掃描工頻磁場試驗。本實用新型的計算機控制系統(tǒng)可以同時控制多個赫姆霍茲線圈試驗平臺，對多個電能表同時進行試驗。
[0027]試驗具體的步驟為:
[0028]I)將待測電能表固定于轉(zhuǎn)盤上；
[0029]2)控制系統(tǒng)控制工頻電源A向赫姆霍茲線圈繞組供電、工頻電源B向所述電能表供電；
[0030]3)計算機控制系統(tǒng)按照設(shè)定，控制赫姆霍茲線圈繞組繞所述支撐軸旋轉(zhuǎn)；控制轉(zhuǎn)盤繞轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，使電能表與赫姆霍茲線圈繞組順序處于所需要的各方位角位置；
[0031]4)計算機控制系統(tǒng)采集在各設(shè)定方位角待測電能表測量的數(shù)據(jù)，根據(jù)測量數(shù)據(jù)分析待測電能表測量誤差，并記錄測量誤差最大時待測電能表與赫姆霍茲線圈繞組的方位角度，以及此時工頻電源A與工頻電源B之間的相位角。
[0032]5)在測量誤差最大(即最不利的的方位角度)位置進行國家標準和規(guī)程規(guī)定的其他試驗。
[0033] 本實用新型在試驗過程中不需人員干預(yù)，極大地提高了工作效率，降低了勞動強度。
【權(quán)利要求】
1.一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，其特征在于，包括固定機架(1)，固定機架(I)上設(shè)置同軸線的兩個支撐軸(4)，兩個支撐軸(4)上轉(zhuǎn)動裝配赫姆霍茲線圈繞組(2)，在赫姆霍茲線圈繞組(2)內(nèi)的兩個支撐軸(4)上固定連接平臺(3)，平臺(3)上通過轉(zhuǎn)軸連接一個轉(zhuǎn)盤(7 )，所述兩個支撐軸(4)中的一個支撐軸中沿軸線方向穿裝一個驅(qū)動軸(10 )，驅(qū)動軸(10)通過變速裝置(8)驅(qū)動連接轉(zhuǎn)盤(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，其特征在于，所述的赫姆霍茲線圈繞組(2)由兩個圓環(huán)形且共軸的赫姆霍茲線圈繞組組成，兩個赫姆霍茲線圈繞組設(shè)置于所述支撐軸(4)軸線兩側(cè)對稱位置，且所述支撐軸(4)軸線與赫姆霍茲線圈繞組(2)的圓環(huán)軸線在同一平面垂直交叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，其特征在于，所述的支撐軸(4)軸線與轉(zhuǎn)盤(7)的轉(zhuǎn)軸軸線垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，其特征在于，所述的驅(qū)動軸(10 )通過第一電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，所述的赫姆霍茲線圈繞組(2 )通過第二電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
5.一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括計算機控制系統(tǒng)，計算機控制系統(tǒng)控制連接電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置，所述電能表工頻磁場全自動掃描試驗裝置包括固定機架(I)，固定機架(I)上設(shè)置同軸線的兩個支撐軸(4)，兩個支撐軸(4)上轉(zhuǎn)動裝配赫姆霍茲線圈繞組(2)，在赫姆霍茲線圈繞組(2)內(nèi)的兩個支撐軸(4)上固定連接平臺(3)，平臺(3)上通過轉(zhuǎn)軸連接一個轉(zhuǎn)盤(7)，所述兩個支撐軸(4)中的一個支撐軸中沿軸線方向穿裝一個驅(qū)動軸(10 )，驅(qū)動軸(10 )通過變速裝置(8 )驅(qū)動連接轉(zhuǎn)盤(7 )，所述計算機控制系統(tǒng)包括用于控制向赫姆霍茲線圈繞組加載工頻電源A的磁場激勵電源控制單元、用于控制向所述電能表加載工頻電源B的電能表激勵電源控制單元、用于控制所述驅(qū)動電機的電機驅(qū)動單元、用于測試所述電能表誤差的電能表誤差測試單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng),其特征在于,所述的赫姆霍茲線圈繞組(2)由兩個圓環(huán)形且共軸的赫姆霍茲線圈繞組組成，兩個赫姆霍茲線圈繞組設(shè)置于所述支撐軸(4)軸線兩側(cè)對稱位置，且所述支撐軸(4)軸線與赫姆霍茲線圈繞組(2)的圓環(huán)軸線在同一平面垂直交叉。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述的支撐軸(4)軸線與轉(zhuǎn)盤(7)的轉(zhuǎn)軸軸線垂直。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電能表工頻磁場全自動掃描試驗系統(tǒng),其特征在于,所述的驅(qū)動軸(10 )通過第一電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，所述的赫姆霍茲線圈繞組(2 )通過第二電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動。
【文檔編號】G01R35/04GK203414585SQ201320435016
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】楊憲, 岳旭, 方春麗, 柳桃, 左敏柱, 王懷超 申請人:河南思達高科技股份有限公司