Alacsony erősségi tényezőjű wattmérő
Alacsony teljesítményfaktorú wattmérő definíció
Az alacsony teljesítményfaktorú wattmérő egy eszköz, amely pontosan méri az alacsony teljesítményfaktor-értékeket.
Miért nem felel meg a szabványos wattmérő?
A lehajtó nyomaték értéke nagyon alacsony, még akkor is, ha teljesen felkészítjük az áramerőt és a nyomáscellát.
Hibák a nyomáscella induktív hatásából fakadóan.
A fenti két ok miatt a mérések eredményei nagyon pontatlanok, ezért nem használhatunk normális vagy általános wattméréseket az alacsony teljesítményfaktor-értékek meghatározására.
Alacsony teljesítményfaktorú wattmérő tervezése
A módosított áramkör a következő:
Itt speciális, kompenzáló cellát használtunk, amely olyan áramot vezet, ami a két áram összege, azaz a terhelési áram és a nyomáscella áramának összege.
A nyomáscella úgy helyezkedik el, hogy a kompenzáló cella által keltett mezőt a nyomáscella által keltett mező ellenzi, ahogy az a fenti áramkörben látható.
Így a nettó mező csak az I áramtól függ. Tehát ezzel a módszerrel a nyomáscellától származó hibákat kiejthetjük.
Kompenzáló cellát igényelünk az áramkörben, hogy alacsony teljesítményfaktorú mérőt készítsünk. Ez a második módosítás, amit részletesen tárgyaltunk fentebb.
Most a harmadik pont a nyomáscella induktivitásának kompenzálását kezeli, amit a fenti áramkör módosításával lehet elérni.
Most adjunk kifejezést a nyomáscella induktív hatásának korrekciós tényezőjére. Ebből a korrekciós tényezőből származó hiba kifejezést is fogunk levezetni.
Amikor a nyomáscella induktivitását veszik figyelembe, a rajta lévő feszültség nem fázisban van a rá alkalmazott feszültséggel.
Ebben az esetben egy szöggel lassabb.
Ahol, R a sorba kapcsolt elektromos ellenállás a nyomáscellával, rp a nyomáscella ellenállása, itt arra is következtethetünk, hogy az áramerőben lévő áram is egy adott szöggel lassabb, mint a nyomáscellában lévő áram. Ez a szög C = A – b. Ekkor a voltméter mérése a következőképpen adódik:
Ahol, Rp (rp+R) és x a szög. Ha figyelmen kívül hagyjuk a nyomáscella induktivitásának hatását, azaz ha b = 0, akkor a valódi teljesítmény kifejezése a következő lesz:
Ha vesszük a (2) és (1) egyenletek arányát, akkor a következő kifejezést kapjuk a korrekciós tényezőre:
Ebből a korrekciós tényezőből a hiba a következőképpen számolható:
A korrekciós tényező értékének behelyettesítésével és megfelelő közelítéssel a hiba kifejezése VIsin(A)*tan(b).
Tudjuk, hogy a nyomáscella induktivitásából származó hiba a következő kifejezéssel adható meg: e = VIsin(A) tan(b), ha a teljesítményfaktor alacsony (azaz a φ értéke nagy, tehát a hiba is nagy).
Ehhez a helyzethez, hogy ezt elkerüljük, változó sorba kapcsolt ellenállást csatlakoztatunk kondenzátorral, ahogyan a fenti ábra mutatja. Ez a végleges módosított áramkör az alacsony teljesítményfaktorú mérőt jelenti. A modern alacsony teljesítményfaktorú mérők olyan módon vannak kialakítva, hogy magas pontosságot biztosítanak még 0,1-nél is alacsonyabb teljesítményfaktor-értékek mérésénél.
