Vatímetro de Baixo Factor de Potencia
Definición de vatímetro de factor de potencia baixo
Un vatímetro de factor de potencia baixo é un instrumento utilizado para medir con precisión valores baixos do factor de potencia.
Por que os vatímetros estándar fallan
O valor do par de desvío é moi baixo incluso se excitamos completamente as bobinas de corrente e presión.
Erros debido á inductancia da bobina de presión.
As dúas razóns anteriores proporcionan resultados moi inexactos, polo que non deberiamos usar vatímetros normais ou ordinarios para medir valores baixos do factor de potencia.
Deseño do vatímetro de factor de potencia baixo
O circuito modificado amóstrase a continuación:
Aquí utilizámose unha bobina especial chamada bobina compensadora, que leva unha corrente igual á suma de dúas correntes, isto é, a corrente de carga máis a corrente da bobina de presión.
A bobina de presión está colocada de xeito que o campo producido pola bobina compensadora se opón ao campo producido pola bobina de presión, como se mostra no diagrama de circuito anterior.
Así, o campo neto debeuse só á corrente I. Polo tanto, desta maneira, os erros causados pola bobina de presión poden neutralizarse.
Necesitámose a bobina compensadora no circuito para facer o medidor de factor de potencia baixo. É a segunda modificación que discutimos en detalle arriba.
Agora, o terceiro punto trata da compensación da inductancia da bobina de presión, que pode lograrse facendo unha modificación no circuito anterior.
Agora derivemos unha expresión para o factor de corrección da inductancia da bobina de presión. E a partir deste factor de corrección, vamos derivar unha expresión para o erro debido á inductancia da bobina de presión.
Ao considerar a inductancia da bobina de presión, a tensión a través dela non está en fase coa tensión aplicada.
Polo tanto, nese caso, queda por un ángulo
Onde, R é a resistencia eléctrica en serie coa bobina de presión, rp é a resistencia da bobina de presión, tamén concluímos que a corrente na bobina de corrente tamén queda por algún ángulo coa corrente na bobina de presión. E este ángulo dáse por C = A – b. Neste momento, a lectura do voltímetro dáse por
Onde, Rp é (rp+R) e x é o ángulo. Se ignoramos o efecto da inductancia da bobina de presión, isto é, poñendo b = 0, temos a expresión para a potencia real como
Ao tomar a razón entre as ecuacións (2) e (1), temos unha expresión para o factor de corrección como se escribe a continuación:
E a partir deste factor de corrección, o erro pódese calcular como,
Ao substituír o valor do factor de corrección e tomar unha aproximación adecuada, temos unha expresión para o erro como VIsin(A)*tan(b).
Agora sabemos que o erro causado pola inductancia da bobina de presión dáse pola expresión e = VIsin(A) tan(b), se o factor de potencia é baixo (isto é, no noso caso, o valor de φ é grande, polo que temos un gran erro).
Para evitar esta situación, conectámos unha resistencia variable en serie cun condensador, como se mostra na figura anterior.Este circuito modificado final coñécese como o medidor de factor de potencia baixo.Un medidor de factor de potencia baixo moderno está deseñado de xeito que ofrece alta precisión ao medir factores de potencia incluso inferiores a 0,1.
