低電力係数ワットメーター

低功率因数瓦特计の定義

低功率因数瓦特計は、低値のパワーファクターを正確に測定するための器具です。

標準的なワットメーターが失敗する理由

電流コイルと圧力コイルを完全に励磁しても、偏転トルクの値は非常に低いです。

圧力コイルのインダクタンスによる誤差

上記の2つの理由により、非常に不正確な結果が得られるため、低パワーファクターの測定には通常のワットメーターを使用すべきではありません。

低パワーファクターワットメーターの設計

改良された回路は以下の通りです：

ここでは、補償コイルと呼ばれる特別なコイルを使用しています。このコイルは、負荷電流と圧力コイル電流の合計値の電流を流します。

圧力コイルは、補償コイルによって生じる磁場が圧力コイルによって生じる磁場と反対になるように配置されています（上記の回路図参照）。

• したがって、ネットワークは電流Iのみによるものです。これにより、圧力コイルによる誤差を中立化することができます。

• 低パワーファクターメータを作成するために、回路に補償コイルが必要です。これは上記で詳細に説明した2つ目の改良です。

• 次に、圧力コイルのインダクタンスの補償について述べます。これは上記の回路の修正により達成できます。

ここで、圧力コイルのインダクタンスの補正係数の式を導出します。そして、この補正係数から圧力コイルのインダクタンスによる誤差の式を導出します。

圧力コイルのインダクタンスを考慮すると、その電圧は適用される電圧と位相が一致しません。

そのため、その場合は角度で遅れます。

ここで、Rは圧力コイルに直列に接続された電気抵抗、rpは圧力コイル抵抗です。また、電流コイルの電流も圧力コイルの電流に対して角度で遅れると結論付けられます。この角度はC = A – bで与えられます。このとき、ボルトメータの読み取り値は以下の通りです。

ここで、Rpは(rp+R)であり、xは角度です。圧力コイルのインダクタンスの影響を無視し、b = 0とすると、真の電力の式は以下のようになります。

(2)式と(1)式の比を取ることで、以下の補正係数の式を得ることができます。

この補正係数から誤差を計算することができます。

補正係数の値を代入し、適切な近似を行うと、誤差の式はVIsin(A)*tan(b)となります。

圧力コイルのインダクタンスによる誤差は、e = VIsin(A) tan(b)という式で与えられます。パワーファクターが低い場合（つまり、φの値が大きい場合）、大きな誤差が発生します。

このような状況を避けるために、可変の直列抵抗とコンデンサを接続しています（上記の図参照）。この最終的な改良回路は低パワーファクターメータとして知られています。現代の低パワーファクターメータは、0.1未満のパワーファクターを高精度で測定できるように設計されています。