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近年来，智能电网（Smart Grid）建设规模空前，已成为我国电力工业发展的必然趋势。 智能电表作为智能电网的重要组成部分，其发展对智能电网的发展起着不可替代的作用。 今天小薇就和大家聊一聊智能电表三相四线电表倒转器，微型行星齿轮箱+蜗轮嵌件注塑成回路控制器齿轮箱是如何帮助我们的智能电表提高可靠性的。

一、什么是智能电表

所谓智能电表就是利用计算机技术、通讯技术等组成以智能芯片（如CPU）为核心的电表，具有电能计量计时、计费、与主机通讯等功能计算机和功耗管理。

智能电表通过用户缴费为智能IC卡充值，并打入电表，电表即可供电。 表内电量用完后，自动切断电源，有效解决了上门抄表和收电费问题。 并且用户的购电信息由微电脑管理，方便查询、统计、计费和打印账单。

自1876年第一台电能表出现以来，电能表逐渐从机械式电表发展到现在的智能电表。 20世纪60年代以前，电能表采用的是电机原理，应用最广泛的电能表是感应式电能表。 从20世纪70年代开始，人们就开始初步讨论模拟电子电路的方案。 电子表在我国的发展分为三个阶段（见下表）。 2009年以来，集信息采集、实时监控、信息交互功能为一体的智能电表开始普及，基本实现了全覆盖。

二、智能电表的结构及分类

目前，国内智能电度表大致可分为两大类：机电一体化型和全电子型。 机电一体化，即在原有的机械式电度表上增加一定的部件，使其既能完成所需要的功能，又能降低成本，便于安装。 该结构在不改变其国家计量标准的情况下，加装传感装置，成为机械计量同时具有电脉冲输出的智能仪表。 全电子式从测量到数据处理均采用集成电路为核心。 电子器件，从而取消了仪表上长期使用的机械部件，与机电一体化仪表相比，仪表体积缩小，可靠性提高，精度更高，功耗降低，生产工艺大大提高。 有意义的专业电表厂生产的优势最终将用机械零件取代电表。

1、机电一体化电度表

第一类机电组合式电能表是在原机械表的基础上，增加电子计数装置及相应的控制和通讯电路，或增加IC卡读写接口，实现自动计量、计费和控制。 ; 其基本结构是在原机械式电能表的转盘上打孔或涂（糊）吸光材料。 由于这种电度表的测量原理没有改变，其测量精度和特性与机械表完全相同，但成本较高。 测量原理为大众所熟知并易于接受。

另一种机电式电能表是利用电子计量电路获取数字脉冲信号，再通过微型电机驱动字码轮，获取电能计数值。 这种结构是最简洁可行的电子式电度表。 不幸的是，它对计量电路的要求很高，即所有的电表都需要将电能值按固定比例转换成相应数量的数字脉冲，从而驱动微型电机以正确的速度旋转字符轮。 . 这个比率就是所谓的电表常数 (imp/kWh)。 由于电路中用于测定脉冲速度的计时元件大多为参数离散度较大的阻容元件，为保证仪表的测量精度和产品的一致性，有必要加强筛选元器件和半成品在生产过程中的调整，即增加相应人力、物力的投入，延长生产周期，从而增加了电能表的生产成本和成本。 此外，这种结构的电度表在数据采集和用户付费方式上与老式机械表没有区别。

2、全电子式电度表

目前电子式电能表对用户用电量的采样方式主要有两种形式。 一种是用变压器采样，另一种是直接采样。 采用互感器采样方式，利用电压互感器和电流互感器分别采集用户的电压信号和电流信号； 直接采样是采用热稳定性高的电阻分压网络获取电压信号，电阻温度系数很小的锰铜片进行直流采样。 使用变压器采样在启动电流、线性范围、功耗、精度等方面不如直接采样，尤其是在电流较小的情况下。 例如：额定电流为20A时，直接采样启动电流为20mA，变压器采样启动电流为40mA。 又如：全电子式电度表采用专用锰铜片进行直流采样，误差可调整至+0.5%，而采用电流互感器采样，由于励磁电的存在，如不采取补偿措施被采取，变压器本身的误差可能超过5%。 采用变压器采样的优点是抗干扰性强、电路简单、成本低。

三、智能电表的工作原理及特点

一、智能电表的工作原理

用户持IC卡到供电部门缴费购电，供电部门使用售电管理机将所购电量写入IC卡。 即可关闭电源，通电后即可取卡。 当仪表中的剩余电量等于报警电量时，断电并关闭报警（或蜂鸣器报警）。 此时，用户可在感应区刷卡恢复供电； 当剩余电量为零时，会自动断电，用户必须再次刷卡购电缴费后才能恢复用电。

电子式智能电表是近年来在电子式电表的基础上开发和推出的高科技产品。 它的组成和工作原理与传统的感应式仪表有很大不同。 电子式智能电表主要由电子元器件组成。 其工作原理是先对用户的供电电压和电流进行实时采样，然后用专用电能表集成电路对采样到的电压和电流信号进行处理，转换成与电能成正比的脉冲输出，最后经单片机处理和控制，脉冲显示为电能消耗和输出。

通常我们把智能电表计量一度电时A/D转换器发出的脉冲数称为脉冲常数。 对于智能电表来说，这是一个比较重要的常数，因为A/D转换器发送的脉冲数将直接决定电表的测量精度。 目前，大部分智能电表采用一户一A/D转换器的设计原则，但也有一些厂家生产的多用户集中式智能电表采用多户共用一个A/D转换器。 时常排队，势必导致测量精度下降，设计选型时应注意这一点。

二、智能电表的工作特点

智能电表不仅采用了电子集成电路的设计，还具有远距离通信功能，可以与计算机连接，通过软件进行控制，因此与感应式电表相比，智能电表具有很多的性能和操作功能。 大优势。

(1)功耗：由于智能电表采用电子元器件的设计方法，每只电表的功耗一般只有0.6w~0.7w左右。 对于多用户集中式智能电表，每户平均用电量较小。 一般每只感应式电表的功耗约为1.7w。

(2)精度：就仪表的误差范围而言，2.0级电子式电能表在标定电流的5%～400%范围内测量的误差为±2%，精度等级常用的是1。 ·0级，误差较小。 感应式电能表的误差范围为+0·86%~-5·7%，并且由于机械磨损不可逾越的缺陷，感应式电能表的运行速度越来越慢，最终误差越来越大更大。 国家电网曾对感应式电流表进行抽查，发现50%以上的感应式电流表在使用五年后，误差超过允许范围。

(3)过载及工频范围：智能电表的过载倍数一般可达6~8倍，范围较广。 目前，8~10倍的放大倍数正在成为越来越多用户的选择，有的甚至可以达到20倍的宽广范围。 工作频率也很宽，在40HZ~1000HZ范围内。 电感表的过载倍数一般只有4倍，工作频率范围只有45~55HZ之间。

(4)功能：由于智能电表采用了电子表技术，可以通过相关的通信协议与计算机连接，通过编程软件实现对硬件的控制和管理。 因此，智能电表不仅具有体积小的特点，还具有远传控制、多费率、识别恶性负荷、防窃电、预付费电等功能，能够满足客户的需求通过修改控制软件中的不同参数。 对传统感应电表难以或不可能实现的控制功能的不同要求。

微型行星齿轮箱+蜗轮嵌件注塑成型到回路控制器齿轮箱中如何帮助我们的智能仪表提高可靠性。

随着电能开发利用速度的加快，智能电网的智能终端开始逐步部署具有电能计量授时、计费、与上位机通讯、用电管理等功能的智能电表。 从前面我们可以了解到，国内智能电表在结构上大致分为机电式和全电子式两大类。

机电一体化智能电表采用电子计量电路，在获得数字脉冲信号后，通过微电机驱动字码轮，获取电能计数值。 这种结构对于电子式电表来说是一种简单可行的方案，但是它对电路的要求比较高，所有的电表都必须将电能值按固定比例转换成相应数量的数字脉冲，以便可驱动微型电机以正确的速度转动字轮。

目前市场上的机电一体化智能电表，为了电表的计量精度和产品的一致性，需要在生产过程中增加人力物力对元器件进行筛选和半成品调整，导致生产周期长，成本急剧增加。 ，不利于市场竞争。

为了解决这个问题，专业的智能电表生产厂家和微型减速电机生产厂家共同开发了一种在微型电机驱动系统前带有电子计数装置的减速电机三相四线电表倒转器，采用行星齿轮箱结构来驱动字码盘系统电子计数装置经过优化调整，稳定了微电机驱动的字符码盘的速度，解决了小批量产品的同心度和匀速问题，实现了每米转换电能量值按固定比例转化为相应的量 数字脉冲驱动微型电机以正确的速度转动字轮实现自动计量计费和控制，大大降低了生产成本和生产周期，可以解决智能电表正确读数的问题。

与机电一体化智能电表相比，全电子式智能电表体积更小、可靠性更高、功耗更低。 然而，全电子式智能电表的使用寿命和可靠性指标是亟待解决的问题。 电子式电能表的故障机理与机械式电能表不同。 机械式电度表的失效机理是机械磨损。 一旦出现故障，计数器的度数还在，影响比较小。 电子式电能表的故障机理是零星的。 一旦发生故障，可能造成用电不计量、不显示、历史计量数据丢失，给电网带来不可估量的经济损失。 同时，电子式电能表在现场使用环境中暴露出抗干扰能力差等弱点。

为了解决这个问题，我们可以在电子式电能表的断路器控制器中加入智能自锁功能。 考虑到智能电表控制器内部空间比较小，回路控制系统的稳定运行是在有限的空间内驱动的，只允许按规定的旋转方向旋转，不能反转。 我们可以采用微型行星齿轮箱（主要是10mm行星齿轮箱）+蜗轮嵌件注塑成型回路控制器齿轮箱，使传动结构具有体积小、扭矩大的特点，并能满足自锁功能的需要。

苏州维奔工程塑料Wintone Z33材料是一种坚固耐磨的工程塑料。 在齿轮应用中最显着的特点是：耐磨、安静、耐腐蚀、强度高、不受潮气影响。

在智能仪表减速齿轮箱、各种微减速电机传动齿轮、电动推杆、汽车转向系统EPS齿轮、按摩器齿轮、汽油机凸轮、电动自行车中置电机齿轮等工业齿轮的应用中。比较与POM和PA66相比，Wintone Z33具有更好的耐磨性、静音性、弹性、抗疲劳性和抗变形性。 Z33在保持良好刚性的同时，进一步提高了弹性和韧性（这种优异的机械性能在-40摄氏度、0摄氏度和80摄氏度下均能保持和体现），有助于解决齿轮断齿问题，同时时间大大降低了摩擦噪音。 应用后，Wintone Z33也优于许多POM和PA66的耐磨改性规格（如PTFE、硅胶或二硫化钼改性）。

在微小型减速机的耐磨静音齿轮应用中，Z33在耐磨和抗疲劳方面优于传统的PA12和TPEE（海翠料），也有助于解决PA12和TPEE扭矩不足的问题有时。 而Z33具有更好的成本优势。

此外，Z33具有良好的耐腐蚀性能，可用于多种场景下接触各种化学品的恶劣环境，如PCB设备齿轮、印染纺织机械上的齿轮、液压系统挡圈和密封圈等，成功替代一些应用领域中昂贵的PEEK、PA12、PVDF、PTFE、PA46、TPEE。 另外，Z33的吸湿性极小，整体性能受潮影响较小。 Wintone Z33整包注塑前无需预烘，直接注塑即可，注塑后无需水处理。

本设计中的回路控制器齿轮箱可以实现电子式电能表的反向自锁，只传递电机有源端的功率而不响应外部负载，从而隔离了外部负载对电子式电能表的影响。智能电表本身。 在可能损坏的情况下，可以停在兆威智能电表齿轮电机（也叫回路控制器齿轮电机），提高智能电表的使用寿命，解决突然断电数据丢失的问题，以及保护数据的安全。

智能电表变速箱典型技术参数：

额定电压：1.5V

减速比：171:1

空载电流：≤160mA

空载转速：30±15%rpm

工作温度：-30℃~80℃

堵转力矩：≥200gfNaN

噪音：≤50db（变速箱50cm处检测噪音低于40DB(A)）

本设计中，智能仪表控制器变速箱的二级、三级、四级传动、减速比、输出转速和扭矩可根据不同的驾驶需求进行调整。

智能电表变速箱故障测试

产品的可靠性和稳定性是评价产品技术水平的综合指标。 为了提高全电子式智能电表的抗干扰性。 专业厂家可通过驱动模块实验室、多功能振动仪、恒温恒湿试验箱、热冲击试验箱、淋雨试验箱、盐雾试验机、噪声试验箱等多功能实验设备进行分析、评价和分析。 验证，了解总成和零件的故障，获得可靠的数据，提高产品的可靠性，提高智能电表运行的稳定性和灵敏性。

苏州维本工程塑料有限公司——您工程塑料创新应用开发的合作伙伴。