数学热本与表用
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感应式电度表在智能电能管理系统中的再利用
刘秋霞任雪蓬
(菏泽学院物理系山东菏泽274015)
摘要：在对感应式电度表进行研究、分析的基础上，介绍了一种将感应式电度表改进为脉冲电度表的转换电路模块，该模块工作可靠、成本低、体积小，可方便地置于感应式电度表中。达种设计方法具有很高的使用价值，满足了电能信息自动化管理系统的要求。
关键调：感应式电度表脉冲电度表光电传感器
中图分类号：TM93 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)04-0199-02
于工作磁通总是不断地随周期变化，在铝盘上产生的移进磁场也不
随着“两网改造”工程的实施，人们已经研制出了各种各样的电能信息自动采集与管理系统，电力系统的自动化管理需要对脉冲进行采集，我国原有的感应式电度表功能单一，已不能适应电力系统自动化管理的需求，电度表是整个系统的基础部分，它的选择是关系到系统成败的关键之一。由于电子式电度表的抗雷击，寿命，可靠性等性能有待进一步考验，感应式电度表的用量最大，其可靠性已由长期运行实践证实口，因此研究感应式电度表改造为脉冲表的方法，在提高电能管理的现代化水平，推动社会发展等方面都具有非常重要的意义。
2、感应式电度表的工作原理
传统的电度表通常称为感应式电度表，当电度表接人电路中
时，三部分相位角相互间隔900且不同空间位置的磁通将穿过铝盘，不断变化的磁通，使电度表中的电压元件和电流元件在铝盘上产生交变的移进磁场，进面产生感应电流即涡流，与交变磁场相互作用产生电力磁矩，它就是以此电力磁矩为动力来驱动由齿轮组，蜗竭轮。蜗杆等元件构成的传动装置，从而带动转动式机械计度器的滚轮组来反映铝盘的转数，记录出负荷在一定时间内所消耗的电能量。由
图1齿轮转动转换为脉冲的原理图
R
+5V
R产 30
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0
100K
R rok
ENT
图2电度表脉冲产生电路
R
4N25
10K
30nK R
断产生作用，使铝盘不断地转动，从而使计度器不断地工作。铝盘的转数N与负载功率W和时间t成正比，满足：
N = CPr = CA
其中N为铝盘的转数，4=Pr为负载在时间t内消耗的电能(单位为：KW·h)C为电能表常数(单位为：r/KW·h)。
因此，可用机械计数器滚轮组上的数字显示累计电能的大小。显然，传统的计数器结构是不能满足电能信息自动化管理系统的要求的。为实现电能信息的自动化管理，就必须借助相应的传感器将电能消耗变为脉冲，并由传感器接口电路将信息传送到由CPU为
核心组成的最小计算机系统。 3、感应式电度表的改造
目前，把感应式电度表改造为脉冲电度表常用的方法主要有：(1)将铝盘局部涂黑，利用反射式光电传感器把电能消耗转换
为脉冲间。
(2)在铝盘上加工一狭缝隙或小孔，利用透射式光电传感器把电能消耗转换为脉冲
(3)将铝盘改制为红外光栅盘，利用反射式红外光电传感器把电能消耗转换为脉冲[2。
虽然这些方法都能将电能消耗转换为脉冲量输出，但它们都对电度表的内部结构进行了不同程度的改变，从而使电度表的精度、可靠性等参数发生了变化，若要再次使用，必须对它们进行校正，否则就不能为电力管理部门提供可靠，准确的数据，结果会造成一定的损失。
我们采用对射式光电传感器对感应式电度表进行改造，无需对原有电度表的内部结构进行任何改变，即可完成电能到脉冲的转换。利用对射式光电传感器既能保证设备的先进性、经济性，又能保证其计量的可靠性、准确性。
3.1电度表的改造原理
对射式光电传感器3是将发光元件与接受元件分离，发光元件与接收元件分别安装在被测物体通过路径的两侧，当有检测物体通过时光路被挡，接收元件动作，就会发出一个控制信号。
对射式光电传感器具有结构紧、可靠性高、不易受干扰、感应距离远、反映速度快、使用寿命长，安装方便等优点，非常适用于对感应式电度表的改造。把感应式电度表齿轮(该齿轮为铝盘和计度器之间且紧靠计度器的齿轮)的转动变为脉冲的原理*如图1所示。
3.2电度表脉冲产生电路模块
感应式电度表的脉冲产生电路如图2所示。把对射式光电传感器按照图示的方式放置，发光元件与接收元件分别安装在齿轮通过路径的两侧，铝盘转动时，带动相应的齿轮转动，当齿轮的主轴通过光电传感器时，发光二极管发出的光被挡，光电三极管截止，其集电极输出高电平，反之光电三极管的集电极输出低电平。在铝盘转动
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