Voltmetre de baix factor de potència
Definició de vatímetre de baix factor de potència
Un vatímetre de baix factor de potència és un instrument utilitzat per mesurar valors baixos de factor de potència amb precisió.
Per què fallen els vatímetres estàndard
El valor del torque de desviació és molt baix, encara que excitem totalment les bobines de corrent i pressió.
Errors deguts a la inductància de la bobina de pressió.
Aquestes dues raons donen resultats molt inexactes, per tant no hauríem de utilitzar vatímetres normals o ordinaris per mesurar valors baixos del factor de potència.
Disseny del vatímetre de baix factor de potència
El circuit modificat es mostra a continuació:
Hem utilitzat aquí una bobina especial anomenada bobina compensadora, que porta una corrent igual a la suma de les dues corrents, és a dir, la corrent de càrrega més la corrent de la bobina de pressió.
La bobina de pressió es col·loca de manera que el camp produït per la bobina compensadora s'oposi al camp produït per la bobina de pressió, com es mostra en el diagrama de circuit anterior.
Així, el camp net és degut només a la corrent I. D'aquesta manera, els errors causats per la bobina de pressió es poden neutralitzar.
Necessitem una bobina compensadora en el circuit per fer el metre de baix factor de potència. És la segona modificació que hem discutit detalladament a dalt.
Ara, el tercer punt tracta la compensació de la inductància de la bobina de pressió, que es pot aconseguir fent modificacions en el circuit anterior.
Ara derivem una expressió pel factor de correcció de la inductància de la bobina de pressió. A partir d'aquest factor de correcció, derivarem una expressió per l'error degut a la inductància de la bobina de pressió.
Quan considerem la inductància de la bobina de pressió, la tensió a través d'aquesta no està en fase amb la tensió aplicada.
Per tant, en aquest cas, queda enrere en un angle
On R és la resistència elèctrica en sèrie amb la bobina de pressió, rp és la resistència de la bobina de pressió, aquí també conclourem que la corrent a la bobina de corrent també queda enrere en algun angle amb la corrent a la bobina de pressió. I aquest angle es dóna per C = A – b. En aquest moment, la lectura del voltmetre es dóna per
On, Rp és (rp+R) i x és l'angle. Si ignoram l'efecte de la inductància de la bobina de pressió, és a dir, posant b = 0, tenim l'expressió de la potència real com
En prendre la relació entre les equacions (2) i (1), tenim una expressió pel factor de correcció com s'escriu a continuació:
I a partir d'aquest factor de correcció, l'error es pot calcular com,
En substituir el valor del factor de correcció i prendre una aproximació adequada, tenim una expressió per l'error com VIsin(A)*tan(b).
Ara sabem que l'error causat per la inductància de la bobina de pressió es dóna per l'expressió e = VIsin(A) tan(b), si el factor de potència és baix (és a dir, en el nostre cas, el valor de φ és gran, per tant, tenim un error gran).
Per evitar aquesta situació, hem connectat la resistència sèrie variable amb un condensador, com es mostra en la figura anterior. Aquest circuit modificat final es coneix com a metre de baix factor de potència. Un metre de baix factor de potència modern està dissenyat de manera que ofereix una alta precisió en la mesura de factors de potència fins i tot inferiors a 0,1.
