Определение ваттметъра с нисък фактор на мощност
Ваттметър с нисък фактор на мощност е прибор, използван за точни измервания на ниски стойности на фактора на мощност.
Защо стандартните ваттметри не успяват
Стойността на отклоняващия момент е много ниска, дори и да напълно възбудим токовата и напънателната бобина.
Грешки, причинени от индуктивността на напънателната бобина.
Посочените по-горе две причини дават много неточни резултати, затова не трябва да използваме обикновени ваттметри за измерване на ниски стойности на фактора на мощност.
Дизайн на ваттметър с нисък фактор на мощност
Модифицираната верига е показана по-долу:
Тук сме използвали специална бобина, наречена компенсираща бобина, която пренася ток, равен на сумата от два тока, тоест токът на товара плюс токът на напънателната бобина.
Напънателната бобина е разположена така, че полето, породено от компенсиращата бобина, се противопоставя на полето, породено от напънателната бобина, както е показано в горната веригова схема.
По този начин общото поле е само от тока I. Следователно по този начин грешките, причинени от напънателната бобина, могат да бъдат нейтрализирани.
Изискваме компенсираща бобина в веригата, за да направим ваттметър с нисък фактор на мощност. Това е втората модификация, която разгледахме подробно по-горе.
Сега третата точка се отнася до компенсацията на индуктивността на напънателната бобина, която може да бъде постигната чрез модификация на горната верига.
Сега нека изведем израз за корекционния фактор за индуктивността на напънателната бобина. И от този корекционен фактор ще изведем израз за грешката, причинена от индуктивността на напънателната бобина.
Когато се вземе предвид индуктивността на напънателната бобина, напрежението в нея не е в фаза с приложено напрежение.
Затова в този случай то отстъпва с ъгъл
Където R е електрическо съпротивление в сериоза с напънателната бобина, rp е съпротивление на напънателната бобина, тук също заключаваме, че токът в токовата бобина също отстъпва с някакъв ъгъл спрямо тока в напънателната бобина. И този ъгъл е даден от C = A – b. В този момент показанията на волтметъра са дадени от
Където, Rp е (rp+R) и x е ъгъл. Ако игнорираме ефекта на индуктивността на напънателната бобина, тоест като поставим b = 0, имаме израз за истинската мощност като
При вземане на отношението между уравненията (2) и (1) имаме израз за корекционния фактор, както е показано по-долу:
И от този корекционен фактор грешката може да бъде изчислена като,
При заместване на стойността на корекционния фактор и вземане на подходяща апроксимация имаме израз за грешка като VIsin(A)*tan(b).
Сега знаем, че грешката, причинена от индуктивността на напънателната бобина, е дадена от израза e = VIsin(A) tan(b), ако факторът на мощност е нисък (тоест в нашия случай стойността на φ е голяма, следователно имаме голяма грешка).
Затова, за да се избегне тази ситуация, сме свързали променливо сериозно съпротивление с кондензатор, както е показано в горната фигура.Тази окончателно модифицирана верига е известна като ваттметър с нисък фактор на мощност.Съвременният ваттметър с нисък фактор на мощност е проектиран така, че да дава висока точност при измерване на фактори на мощност, дори по-малки от 0.1.
