Ваттметр с низким коэффициентом мощности

Определение ваттметра с низким коэффициентом мощности

Ваттметр с низким коэффициентом мощности — это прибор, используемый для точного измерения низких значений коэффициента мощности.

Почему стандартные ваттметры не подходят

Значение крутящего момента очень мало, даже если мы полностью возбуждаем токовые и напряженческие катушки.

Ошибки, вызванные индуктивностью напряженческой катушки.

Вышеупомянутые две причины приводят к очень неточным результатам, поэтому мы не должны использовать обычные или стандартные ваттметры для измерения низкого значения коэффициента мощности.

Конструкция ваттметра с низким коэффициентом мощности

Измененная схема показана ниже:

Здесь мы использовали специальную катушку, называемую компенсирующей катушкой, которая пропускает ток, равный сумме двух токов, то есть тока нагрузки плюс тока напряженческой катушки.

Напряженческая катушка расположена таким образом, что поле, создаваемое компенсирующей катушкой, противодействует полю, создаваемому напряженческой катушкой, как показано на вышеуказанной схеме.

• Таким образом, общее поле обусловлено только током I. Следовательно, таким образом, ошибки, вызванные напряженческой катушкой, могут быть нейтрализованы.

• Для создания ваттметра с низким коэффициентом мощности нам требуется компенсирующая катушка в цепи. Это вторая модификация, которую мы подробно обсудили выше.

• Третий пункт связан с компенсацией индуктивности напряженческой катушки, что можно достичь, выполнив изменения в вышеуказанной схеме.

Теперь давайте выведем выражение для коэффициента коррекции индуктивности напряженческой катушки. И с помощью этого коэффициента коррекции мы выведем выражение для ошибки, вызванной индуктивностью напряженческой катушки.

При учете индуктивности напряженческой катушки напряжение на ней не находится в фазе с приложенным напряжением.

Поэтому в этом случае оно отстает на угол

Где R — электрическое сопротивление, подключенное последовательно с напряженческой катушкой, rp — сопротивление напряженческой катушки, здесь мы также заключаем, что ток в токовой катушке также отстает на некоторый угол от тока в напряженческой катушке. Этот угол задается C = A – b. В этот момент показания вольтметра определяются следующим образом

Где Rp равно (rp+R), а x — угол. Если мы игнорируем влияние индуктивности напряженческой катушки, то есть, принимая b = 0, мы получаем выражение для истинной мощности следующим образом

Принимая отношение уравнений (2) и (1), мы получаем выражение для коэффициента коррекции, записанное ниже:

И с помощью этого коэффициента коррекции ошибка может быть рассчитана следующим образом,

Подставляя значение коэффициента коррекции и делая соответствующие приближения, мы получаем выражение для ошибки как VIsin(A)*tan(b).

Теперь мы знаем, что ошибка, вызванная индуктивностью напряженческой катушки, задается выражением e = VIsin(A) tan(b). Если коэффициент мощности низкий (то есть в нашем случае значение φ велико, следовательно, ошибка велика).

Чтобы избежать этой ситуации, мы подключили переменное последовательное сопротивление с конденсатором, как показано на вышеуказанной схеме. Эта окончательная модифицированная схема известна как ваттметр с низким коэффициентом мощности. Современный ваттметр с низким коэффициентом мощности спроектирован так, чтобы обеспечивать высокую точность при измерении коэффициентов мощности, даже меньших 0,1.