Wattmètre à faible facteur de puissance

Définition du wattmètre à faible facteur de puissance

Un wattmètre à faible facteur de puissance est un instrument utilisé pour mesurer avec précision des valeurs basses de facteur de puissance.

Pourquoi les wattmètres standards échouent

La valeur du couple de déviation est très faible, même si nous excitions pleinement les bobines de courant et de tension.

Erreurs dues à l'inductance de la bobine de tension.

Ces deux raisons donnent des résultats très inexacts, c'est pourquoi nous ne devrions pas utiliser de wattmètres normaux ou ordinaires pour mesurer des valeurs basses de facteur de puissance.

Conception du wattmètre à faible facteur de puissance

Le circuit modifié est montré ci-dessous :

Nous avons utilisé ici une bobine spéciale appelée bobine compensatrice, qui transporte un courant égal à la somme de deux courants, c'est-à-dire le courant de charge plus le courant de la bobine de tension.

La bobine de tension est placée de telle manière que le champ produit par la bobine compensatrice s'oppose au champ produit par la bobine de tension, comme illustré dans le schéma de circuit ci-dessus.

• Ainsi, le champ net est dû uniquement au courant I. De cette façon, les erreurs causées par la bobine de tension peuvent être neutralisées.

• Nous avons besoin de la bobine compensatrice dans le circuit pour fabriquer le wattmètre à faible facteur de puissance. C'est la deuxième modification que nous avons détaillée ci-dessus.

• Le troisième point concerne la compensation de l'inductance de la bobine de tension, ce qui peut être réalisé en modifiant le circuit ci-dessus.

Maintenant, dérivons une expression pour le facteur de correction de l'inductance de la bobine de tension. Et à partir de ce facteur de correction, nous allons dériver une expression pour l'erreur due à l'inductance de la bobine de tension.

Lorsque l'on considère l'inductance de la bobine de tension, la tension à ses bornes n'est pas en phase avec la tension appliquée.

Dans ce cas, elle est en retard d'un angle

Où R est la résistance électrique en série avec la bobine de tension, rp est la résistance de la bobine de tension. Nous concluons également que le courant dans la bobine de courant est également en retard par un certain angle par rapport au courant dans la bobine de tension. Et cet angle est donné par C = A – b. À ce moment-là, la lecture du voltmètre est donnée par

Où Rp est (rp+R) et x est l'angle. Si nous ignorons l'effet de l'inductance de la bobine de tension, c'est-à-dire en mettant b = 0, nous avons l'expression pour la vraie puissance comme suit

En prenant le rapport des équations (2) et (1), nous avons l'expression pour le facteur de correction comme suit :

Et à partir de ce facteur de correction, l'erreur peut être calculée comme suit,

En substituant la valeur du facteur de correction et en prenant une approximation appropriée, nous avons l'expression pour l'erreur comme VIsin(A)*tan(b).

Maintenant, nous savons que l'erreur causée par l'inductance de la bobine de tension est donnée par l'expression e = VIsin(A) tan(b), si le facteur de puissance est faible (c'est-à-dire dans notre cas, la valeur de φ est grande, donc nous avons une grande erreur).

Afin d'éviter cette situation, nous avons connecté une résistance variable en série avec un condensateur, comme montré dans la figure ci-dessus.Ce circuit modifié final est connu sous le nom de wattmètre à faible facteur de puissance.Un wattmètre moderne à faible facteur de puissance est conçu de telle manière qu'il offre une grande précision lors de la mesure de facteurs de puissance inférieurs à 0,1.