저전력 인자 와트미터

저전력 인자 와트미터 정의

저전력 인자 와트미터는 저전력 인자의 값을 정확하게 측정하는 기기입니다.

일반 와트미터가 실패하는 이유

전류와 압력 코일을 완전히 자극하더라도 편향 토크 값은 매우 낮습니다.

압력 코일 유도에 의한 오류.

위의 두 가지 이유로 인해 결과가 매우 부정확하므로 저전력 인자를 측정할 때 일반적인 또는 평범한 와트미터를 사용해서는 안 됩니다.

저전력 인자 와트미터 설계

수정된 회로는 다음과 같습니다:

여기서는 특수한 코일인 보상 코일을 사용하였습니다. 이 코일은 두 개의 전류, 즉 부하 전류와 압력 코일 전류의 합과 동일한 전류를 운반합니다.

압력 코일은 보상 코일이 생성하는 자기장이 압력 코일이 생성하는 자기장과 상쇄되도록 배치됩니다. 위의 회로도에서 볼 수 있습니다.

• 따라서 순자기는 I 전류만으로 인해 발생합니다. 따라서 이렇게 하면 압력 코일에 의해 발생하는 오류를 중립화할 수 있습니다.

• 저전력 인자 미터를 만들기 위해 회로에 보상 코일이 필요합니다. 이것은 우리가 위에서 자세히 논의한 두 번째 수정 사항입니다.

• 세 번째 점은 위의 회로를 수정하여 압력 코일의 유도를 보상하는 것입니다.

이제 압력 코일 유도에 대한 교정 계수의 식을 도출해 보겠습니다. 그리고 이 교정 계수로부터 압력 코일의 유도에 의한 오류의 식을 도출할 것입니다.

압력 코일의 유도를 고려할 때, 그 위의 전압은 적용된 전압과 위상이 일치하지 않습니다.

따라서 이러한 경우 압력 코일의 전압은 각도만큼 지연됩니다.

여기서 R은 압력 코일과 직렬로 연결된 전기 저항이고, rp는 압력 코일의 저항입니다. 또한 여기서 우리는 전류 코일의 전류가 압력 코일의 전류보다 각도만큼 지연됨을 알 수 있습니다. 이 각도는 C = A – b로 주어집니다. 이 시점에서 볼트미터의 읽기는 다음과 같이 주어집니다:

여기서 Rp는 (rp+R)이고 x는 각도입니다. 압력 코일의 유도 효과를 무시하고 b = 0로 놓으면 실제 전력의 식은 다음과 같습니다:

방정식 (2)과 (1)의 비율을 취하면 아래와 같이 교정 계수의 식을 얻을 수 있습니다:

이 교정 계수로부터 오류를 다음과 같이 계산할 수 있습니다:

교정 계수의 값을 대입하고 적절한 근사치를 취하면 오류의 식은 VIsin(A)*tan(b)로 주어집니다.

우리는 이제 압력 코일의 유도에 의한 오류가 e = VIsin(A) tan(b)라는 식으로 주어짐을 알고 있습니다. 만약 전력 인자가 낮다면 (즉, 우리의 경우 φ의 값이 크므로 큰 오류가 발생합니다).

이러한 상황을 피하기 위해 위의 그림에서와 같이 가변 직렬 저항과 커패시터를 연결했습니다. 이 최종 수정된 회로는 저전력 인자 미터라고 알려져 있습니다. 현대적인 저전력 인자 미터는 0.1보다 낮은 전력 인자를 측정할 때에도 높은 정확도를 제공하도록 설계되었습니다.