专利名称：稀土永磁阻尼装置的制作方法
本稀土永磁阻尼装置应用于电能表。
电能表是一种测量电功率时间积分的仪表，它由底壳、传动装置、铝盘、阻尼装置、机架及表盖几部分构成，阻尼装置是电能表中的一个重要部件，它的作用原理是当磁体产生的磁场和电压线圈、电流线圈所产生的磁场都作用在圆盘上时，在圆盘上产生感应电动势和感应电流，由这个感生电动势和感生电流所产生的磁场与原磁场相互作用，使圆盘达到制动和匀速的目的，从而使圆盘转动的角速度与电路中所捎耗的功率成正比。所捎耗的电能从圆盘旋转所通过的传动装置中读出度数，即千瓦小时数。
我国电能表行业所用永磁阻尼装置中的永磁材料一直沿续使用铝镍钴、铁铬钴磁钢，铝镍钴、铁铬钴磁钢受温度变化影响较小，但剩磁Br较大，矫顽力Hc、最大磁能积BH低，使用一定期限后有明显退磁现象，给电能表的生产、使用和校验造成一定的难度，增加了电能表使用时的复校次数。
铝镍钴、铁铬钴磁钢主要技术指标为Br≥12000GSHc≥500OeBHmax≥4.4MGOe电度表稀土永磁阻尼装置所用永磁材料为目前国家推广使用的钕铁硼(NdFeB)稀土永磁材料，是铝镍钴、铁铬钴磁钢理想的换代产品。钕铁硼磁钢与铝镍钴、铁铬钴磁钢相比剩磁Br较小，矫顽力Hc、最大磁能积BH非常高。
钕铁硼主要技术指标为Br≥11000GOeHc≥8800OeBHmax≥32MGOe根据电能表磁阻尼原理电度表的阻尼力矩Md与铝盘的电导率v、磁钢的气隙磁通Φ、铝盘的转速n和作用半径r等因素有关，即Md＝KvrΦ2n(1)式中K为常数，当电能表结构一定时，v、r及n均为定值，则Md与Φ2成正比，而磁钢的气隙磁通Φ为Φ＝Bg·S(2)式中Bg为磁钢气隙的磁通密度，S为磁钢气隙面积，也就是磁钢的面积，S是一定值，所以电能表的阻尼力矩正比于Bg2。
根据永磁体方程可得永磁磁路气隙的磁通密度公式为Bg2＝μo(BH)Vm/FfVg (3)式中Bg为气隙磁通密度，μo为真空导磁率，(BH)为磁能积，Vm为磁钢体积，F为漏磁系数，f为磁阻系数，Vg为气隙体积。
根据(3)式可知，当电能表结构一定时，则F、f、Vg均为定值，μo为常数，当磁钢材料一定时，则(BH)是一定值，此时Bg2与Vm成正比。当要求Bg为一定值时，则应选择(BH)值大的磁钢，此时Vm就小。因此，选用钕铁硼永磁体做为电能表的阻尼器，体积要小的多。
应用铝镍钴、铁铬钴磁钢单相电度表磁钢重56克，三相电度表磁钢重104克；应用钕铁硼磁钢三相电度表磁钢重16克，单相电度表磁钢重8克。
钕铁硼永磁体磁性能稳定，价格低廉，长时间使用不易退磁。我国的钴资源严重缺乏，特别是一级钴必须从国外进口，它的推广应用不仅能为国家节约进口钴所需的大量外汇，同时也能为电能表厂家带来显著的经济效益。
目前已有部分厂家开始生产钕铁硼稀土永磁阻尼装置，现有的稀土永磁阻尼装置每一种规格只能应用到一种电能表中，而且装置中的阻尼基本不能调整，或调整范围很小，现有的稀土永磁阻尼装置是通过来调整上下磁体的间隙来调整磁阻尼的，但国家标准要求上下磁体的间隙在2.3～2.6mm之间，所以通过调整上下磁体的间隙以达到调整磁阻尼的方法并不能完全满足磁阻尼调整的要求。因此，目前市场上的稀土永磁阻尼装置远远不能满足电能表的技术和使用上的要求。
本发明的目的在于解决稀土永磁阻尼装置磁阻尼调整及能够广泛应用于各种电能表这两大问题。
本产品技术指标根据国家标准GB3924-83中电能表设计对阻尼磁钢的要求而设计，并经过严格的实验测试。
钕铁硼(NdFeB)永磁材料具有高矫顽力、低温度系数、高磁能级的特点。
国家标准为温差每10℃ 2级电能表精度变化小于1％，但钕铁硼生产工艺复杂，产品质量不能完全一致，一般的温度补偿装置不能够完全达到国家有关标准，生产出的阻尼装置只能适用于单一品种的电能表。本产品的温度补偿技术采用对平行放置的异极性磁体内、外两侧粘贴宽温度范围的温度补偿合金片，通过磁体内分磁和两磁体间分磁比例的合理配置改善产品的温度特征。经测试本产品温度每变化10℃时，电能表精度因磁钢引起的变化在3‰以内，优于国家标准GB3924-83-2.1.6电能表0.5级温差每10℃误差3‰的要求。
本产品结构如下
图1为阻尼装置的整体结构由阻尼调节器1、销钉2、U型框架3、橡胶圈4、上塑料架5、下塑料架6、固定支架7、钕铁硼磁钢8、温度补偿合金片9组成。
图2为上塑料架部分，由上塑料架5、钕铁硼磁钢8、温度补偿合金片9组成。
图3为下塑料架部分，由下塑料架6、钕铁硼磁钢8、温度补偿合金片9组成。
阻尼调节器有A、B两种结构。
图4为阻尼调节器A的外观图。
图5为阻尼调节器B的外观图与结构图，由调节体10与上导磁板11组成。
阻尼调节器下端做为上导磁板，U型框架下端做为下导磁板，钕铁硼磁钢粘贴固定在塑料架内，阻尼调节器下端与上塑料架、钕铁硼磁钢相粘联，U型框架下端与下塑料架、钕铁硼磁钢相粘联，阻尼调节器A通过销钉与U型框架上端固定，阻尼调节器B由调节体与上导磁板相铆接与U型框架上端固定，橡胶圈位于阻尼调节器下端与U型框架上端之间，当阻尼调节器旋转调整时，橡胶圈起固定阻尼调节器位置的作用，也通过改变橡胶圈厚度(在电能表上下磁体间隙要求范围之内2.3-2.6mm)扩大阻尼调节范围。它的阻尼调节器可以旋转至任意角度调节磁阻尼，范围由零到所用磁体能达到的最大值。上下塑料架分别与上下导磁板粘接，塑料架可增大同一导磁板上两块磁体间的距离，导磁板均匀了磁力线的分布，增大了磁钢气隙面积，增加了电能表的阻尼力矩。U型框架起到固定上下磁体间隙作用。因此，本装置在使用同体积钕铁硼磁钢时增大了电能表的阻尼力矩的调节范围；可以适应多种规格电能表的使用，更便于电能表生产厂家的使用和调整。
因此，本产品整体结构合理、调试方便、安装简单、易于生产、磁性能稳定、抗震能力强、产品体积小，对运输环境要求不再苛刻，并适用于各种电能表的使用，大大降低了电能表生产厂家的生产成本。
权利要求
1.一种稀土永磁阻尼装置，由阻尼调节器、U型框架、橡胶圈、销钉、上塑料架、下塑料架、钕铁硼磁钢、温度补偿合金片、固定支架组成，其特征在于对平行放置的异极性磁体内、外两侧粘贴宽温度范围的温度补偿合金片，及可以任意角度旋转调节磁阻尼的阻尼调节器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于固定阻尼调节器的橡胶圈；固定上下磁体间隙的U型框架；固定钕铁硼磁钢的上、下塑料架。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于阻尼调节器下端做为上导磁片的部分，其形状为圆形，也可以是椭圆、正方形、长方形、三角形、多边形，阻尼调节器A上端与U型框架固定时可以用销钉、螺母或弹簧片卡箍，阻尼调节器B由调节体与上导磁板相铆接或焊接与U型框架上端固定，阻尼调节器顶端可为一字、十字、内六角或外六角调节。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于固定阻尼调节器的橡胶圈可以位于U型框架上端的底部或上部，橡胶圈可以是其它材料做成，起到固定阻尼调节器调整后位置及调整上下磁体间隙的作用。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于温度补偿合金片选用镍铬铁合金、软磁系列材料。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于固定钕铁硼磁钢的上、下塑料架，其外观形状为圆形，也可以是椭圆、正方形、长方形、三角形、多边形。
7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于上、下塑料架与阻尼调节器及U型框架的固定可以通过粘接、铆接、卡接。
8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于同一塑料架内的两磁体间有一定距离，通过导磁板扩大了上下磁体间的磁钢气隙面积，达到增大阻尼力矩的目的。
全文摘要
一种应用于电能表的新型永磁阻尼装置。磁性材料选用钕铁硼(NdFeB)永磁材料，温度补偿采用对平行放置的异极性磁体内、外两侧粘贴宽温度范围的温度补偿合金片。它的阻尼调节器可以旋转任意角度调节磁阻尼，范围由零到所用磁体能达到的最大值。因此它具有调试方便、安装简单、易于生产、抗震性能好、磁性能稳定等特点，适用多种类型电能表。
文档编号G01R11/10GK1122916SQ95107470
公开日1996年5月22日 申请日期1995年7月13日 优先权日1995年7月13日
发明者张玉树 申请人:于文江, 张玉树