專利名稱：稀土永磁阻尼裝置的制作方法
本稀土永磁阻尼裝置應(yīng)用于電能表。
電能表是一種測量電功率時間積分的儀表，它由底殼、傳動裝置、鋁盤、阻尼裝置、機(jī)架及表蓋幾部分構(gòu)成，阻尼裝置是電能表中的一個重要部件，它的作用原理是當(dāng)磁體產(chǎn)生的磁場和電壓線圈、電流線圈所產(chǎn)生的磁場都作用在圓盤上時，在圓盤上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，由這個感生電動勢和感生電流所產(chǎn)生的磁場與原磁場相互作用，使圓盤達(dá)到制動和勻速的目的，從而使圓盤轉(zhuǎn)動的角速度與電路中所捎耗的功率成正比。所捎耗的電能從圓盤旋轉(zhuǎn)所通過的傳動裝置中讀出度數(shù)，即千瓦小時數(shù)。
我國電能表行業(yè)所用永磁阻尼裝置中的永磁材料一直沿續(xù)使用鋁鎳鈷、鐵鉻鈷磁鋼，鋁鎳鈷、鐵鉻鈷磁鋼受溫度變化影響較小，但剩磁Br較大，矯頑力Hc、最大磁能積BH低，使用一定期限后有明顯退磁現(xiàn)象，給電能表的生產(chǎn)、使用和校驗造成一定的難度，增加了電能表使用時的復(fù)校次數(shù)。
鋁鎳鈷、鐵鉻鈷磁鋼主要技術(shù)指標(biāo)為Br≥12000GSHc≥500OeBHmax≥4.4MGOe電度表稀土永磁阻尼裝置所用永磁材料為目前國家推廣使用的釹鐵硼(NdFeB)稀土永磁材料，是鋁鎳鈷、鐵鉻鈷磁鋼理想的換代產(chǎn)品。釹鐵硼磁鋼與鋁鎳鈷、鐵鉻鈷磁鋼相比剩磁Br較小，矯頑力Hc、最大磁能積BH非常高。
釹鐵硼主要技術(shù)指標(biāo)為Br≥11000GOeHc≥8800OeBHmax≥32MGOe根據(jù)電能表磁阻尼原理電度表的阻尼力矩Md與鋁盤的電導(dǎo)率v、磁鋼的氣隙磁通Φ、鋁盤的轉(zhuǎn)速n和作用半徑r等因素有關(guān)，即Md＝KvrΦ2n(1)式中K為常數(shù)，當(dāng)電能表結(jié)構(gòu)一定時，v、r及n均為定值，則Md與Φ2成正比，而磁鋼的氣隙磁通Φ為Φ＝Bg·S(2)式中Bg為磁鋼氣隙的磁通密度，S為磁鋼氣隙面積，也就是磁鋼的面積，S是一定值，所以電能表的阻尼力矩正比于Bg2。
根據(jù)永磁體方程可得永磁磁路氣隙的磁通密度公式為Bg2＝μo(BH)Vm/FfVg (3)式中Bg為氣隙磁通密度，μo為真空導(dǎo)磁率，(BH)為磁能積，Vm為磁鋼體積，F(xiàn)為漏磁系數(shù)，f為磁阻系數(shù)，Vg為氣隙體積。
根據(jù)(3)式可知，當(dāng)電能表結(jié)構(gòu)一定時，則F、f、Vg均為定值，μo為常數(shù)，當(dāng)磁鋼材料一定時，則(BH)是一定值，此時Bg2與Vm成正比。當(dāng)要求Bg為一定值時，則應(yīng)選擇(BH)值大的磁鋼，此時Vm就小。因此，選用釹鐵硼永磁體做為電能表的阻尼器，體積要小的多。
應(yīng)用鋁鎳鈷、鐵鉻鈷磁鋼單相電度表磁鋼重56克，三相電度表磁鋼重104克；應(yīng)用釹鐵硼磁鋼三相電度表磁鋼重16克，單相電度表磁鋼重8克。
釹鐵硼永磁體磁性能穩(wěn)定，價格低廉，長時間使用不易退磁。我國的鈷資源嚴(yán)重缺乏，特別是一級鈷必須從國外進(jìn)口，它的推廣應(yīng)用不僅能為國家節(jié)約進(jìn)口鈷所需的大量外匯，同時也能為電能表廠家?guī)盹@著的經(jīng)濟(jì)效益。
目前已有部分廠家開始生產(chǎn)釹鐵硼稀土永磁阻尼裝置，現(xiàn)有的稀土永磁阻尼裝置每一種規(guī)格只能應(yīng)用到一種電能表中，而且裝置中的阻尼基本不能調(diào)整，或調(diào)整范圍很小，現(xiàn)有的稀土永磁阻尼裝置是通過來調(diào)整上下磁體的間隙來調(diào)整磁阻尼的，但國家標(biāo)準(zhǔn)要求上下磁體的間隙在2.3～2.6mm之間，所以通過調(diào)整上下磁體的間隙以達(dá)到調(diào)整磁阻尼的方法并不能完全滿足磁阻尼調(diào)整的要求。因此，目前市場上的稀土永磁阻尼裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電能表的技術(shù)和使用上的要求。
本發(fā)明的目的在于解決稀土永磁阻尼裝置磁阻尼調(diào)整及能夠廣泛應(yīng)用于各種電能表這兩大問題。
本產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3924-83中電能表設(shè)計對阻尼磁鋼的要求而設(shè)計，并經(jīng)過嚴(yán)格的實驗測試。
釹鐵硼(NdFeB)永磁材料具有高矯頑力、低溫度系數(shù)、高磁能級的特點。
國家標(biāo)準(zhǔn)為溫差每10℃ 2級電能表精度變化小于1％，但釹鐵硼生產(chǎn)工藝復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量不能完全一致，一般的溫度補(bǔ)償裝置不能夠完全達(dá)到國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)出的阻尼裝置只能適用于單一品種的電能表。本產(chǎn)品的溫度補(bǔ)償技術(shù)采用對平行放置的異極性磁體內(nèi)、外兩側(cè)粘貼寬溫度范圍的溫度補(bǔ)償合金片，通過磁體內(nèi)分磁和兩磁體間分磁比例的合理配置改善產(chǎn)品的溫度特征。經(jīng)測試本產(chǎn)品溫度每變化10℃時，電能表精度因磁鋼引起的變化在3‰以內(nèi)，優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)GB3924-83-2.1.6電能表0.5級溫差每10℃誤差3‰的要求。
本產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如下

圖1為阻尼裝置的整體結(jié)構(gòu)由阻尼調(diào)節(jié)器1、銷釘2、U型框架3、橡膠圈4、上塑料架5、下塑料架6、固定支架7、釹鐵硼磁鋼8、溫度補(bǔ)償合金片9組成。
圖2為上塑料架部分，由上塑料架5、釹鐵硼磁鋼8、溫度補(bǔ)償合金片9組成。
圖3為下塑料架部分，由下塑料架6、釹鐵硼磁鋼8、溫度補(bǔ)償合金片9組成。
阻尼調(diào)節(jié)器有A、B兩種結(jié)構(gòu)。
圖4為阻尼調(diào)節(jié)器A的外觀圖。
圖5為阻尼調(diào)節(jié)器B的外觀圖與結(jié)構(gòu)圖，由調(diào)節(jié)體10與上導(dǎo)磁板11組成。
阻尼調(diào)節(jié)器下端做為上導(dǎo)磁板，U型框架下端做為下導(dǎo)磁板，釹鐵硼磁鋼粘貼固定在塑料架內(nèi)，阻尼調(diào)節(jié)器下端與上塑料架、釹鐵硼磁鋼相粘聯(lián)，U型框架下端與下塑料架、釹鐵硼磁鋼相粘聯(lián)，阻尼調(diào)節(jié)器A通過銷釘與U型框架上端固定，阻尼調(diào)節(jié)器B由調(diào)節(jié)體與上導(dǎo)磁板相鉚接與U型框架上端固定，橡膠圈位于阻尼調(diào)節(jié)器下端與U型框架上端之間，當(dāng)阻尼調(diào)節(jié)器旋轉(zhuǎn)調(diào)整時，橡膠圈起固定阻尼調(diào)節(jié)器位置的作用，也通過改變橡膠圈厚度(在電能表上下磁體間隙要求范圍之內(nèi)2.3-2.6mm)擴(kuò)大阻尼調(diào)節(jié)范圍。它的阻尼調(diào)節(jié)器可以旋轉(zhuǎn)至任意角度調(diào)節(jié)磁阻尼，范圍由零到所用磁體能達(dá)到的最大值。上下塑料架分別與上下導(dǎo)磁板粘接，塑料架可增大同一導(dǎo)磁板上兩塊磁體間的距離，導(dǎo)磁板均勻了磁力線的分布，增大了磁鋼氣隙面積，增加了電能表的阻尼力矩。U型框架起到固定上下磁體間隙作用。因此，本裝置在使用同體積釹鐵硼磁鋼時增大了電能表的阻尼力矩的調(diào)節(jié)范圍；可以適應(yīng)多種規(guī)格電能表的使用，更便于電能表生產(chǎn)廠家的使用和調(diào)整。
因此，本產(chǎn)品整體結(jié)構(gòu)合理、調(diào)試方便、安裝簡單、易于生產(chǎn)、磁性能穩(wěn)定、抗震能力強(qiáng)、產(chǎn)品體積小，對運輸環(huán)境要求不再苛刻，并適用于各種電能表的使用，大大降低了電能表生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求
1.一種稀土永磁阻尼裝置，由阻尼調(diào)節(jié)器、U型框架、橡膠圈、銷釘、上塑料架、下塑料架、釹鐵硼磁鋼、溫度補(bǔ)償合金片、固定支架組成，其特征在于對平行放置的異極性磁體內(nèi)、外兩側(cè)粘貼寬溫度范圍的溫度補(bǔ)償合金片，及可以任意角度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)磁阻尼的阻尼調(diào)節(jié)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于固定阻尼調(diào)節(jié)器的橡膠圈；固定上下磁體間隙的U型框架；固定釹鐵硼磁鋼的上、下塑料架。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于阻尼調(diào)節(jié)器下端做為上導(dǎo)磁片的部分，其形狀為圓形，也可以是橢圓、正方形、長方形、三角形、多邊形，阻尼調(diào)節(jié)器A上端與U型框架固定時可以用銷釘、螺母或彈簧片卡箍，阻尼調(diào)節(jié)器B由調(diào)節(jié)體與上導(dǎo)磁板相鉚接或焊接與U型框架上端固定，阻尼調(diào)節(jié)器頂端可為一字、十字、內(nèi)六角或外六角調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于固定阻尼調(diào)節(jié)器的橡膠圈可以位于U型框架上端的底部或上部，橡膠圈可以是其它材料做成，起到固定阻尼調(diào)節(jié)器調(diào)整后位置及調(diào)整上下磁體間隙的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于溫度補(bǔ)償合金片選用鎳鉻鐵合金、軟磁系列材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于固定釹鐵硼磁鋼的上、下塑料架，其外觀形狀為圓形，也可以是橢圓、正方形、長方形、三角形、多邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于上、下塑料架與阻尼調(diào)節(jié)器及U型框架的固定可以通過粘接、鉚接、卡接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于同一塑料架內(nèi)的兩磁體間有一定距離，通過導(dǎo)磁板擴(kuò)大了上下磁體間的磁鋼氣隙面積，達(dá)到增大阻尼力矩的目的。
全文摘要
一種應(yīng)用于電能表的新型永磁阻尼裝置。磁性材料選用釹鐵硼(NdFeB)永磁材料，溫度補(bǔ)償采用對平行放置的異極性磁體內(nèi)、外兩側(cè)粘貼寬溫度范圍的溫度補(bǔ)償合金片。它的阻尼調(diào)節(jié)器可以旋轉(zhuǎn)任意角度調(diào)節(jié)磁阻尼，范圍由零到所用磁體能達(dá)到的最大值。因此它具有調(diào)試方便、安裝簡單、易于生產(chǎn)、抗震性能好、磁性能穩(wěn)定等特點，適用多種類型電能表。
文檔編號G01R11/10GK1122916SQ95107470
公開日1996年5月22日 申請日期1995年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月13日
發(fā)明者張玉樹 申請人:于文江, 張玉樹