Elektrodynamometer Type Wattmeter

Definitie van een elektrodynamometer wattmeter

Een elektrodynamometer wattmeter meet elektrische energie door gebruik te maken van de interactie tussen magnetische velden en elektrische stromen.

Werkingsprincipe

Laten we nu kijken naar de constructiedetails van de elektrodynamometer. Het bestaat uit de volgende onderdelen.Er zijn twee soorten spoelen aanwezig in de elektrodynamometer. Deze zijn :

Bewegende Spoel

De bewegende spoel verplaatst de wijzer met behulp van een veerbestuurd instrument. Om oververhitting te voorkomen, stroomt er een beperkte stroom door de bewegende spoel door een weerstand met hoge waarde in serie te schakelen. De luchtgekoppelde bewegende spoel is gemonteerd op een scharnierende spil en kan vrijelijk bewegen. In een elektrodynamometer wattmeter fungeert de bewegende spoel als drukspoel en is verbonden over de spanning, zodat de stroom erdoor evenredig is met de spanning.

Vaste Spoel

De vaste spoel is verdeeld in twee gelijke delen en deze zijn in serie verbonden met de belasting, waardoor de belastingsstroom door deze spoelen zal stromen. De reden voor het gebruik van twee vaste spoelen in plaats van één is duidelijk, zodat ze kunnen worden ontworpen om een aanzienlijke hoeveelheid elektrische stroom te dragen. 

Deze spoelen worden de stroomspoelen van de elektrodynamometer wattmeter genoemd. Eerder werden deze vaste spoelen ontworpen om ongeveer 100 ampères stroom te dragen, maar tegenwoordig worden moderne wattmeters ontworpen om ongeveer 20 ampères stroom te dragen om energie te besparen.

Besturingssysteem

Van de twee besturingssystemen, namelijk:

Zwaartekrachtbesturing

Veerbesturing, worden alleen veerbestuurde systemen gebruikt in dit soort wattmeters. Zwaartekrachtbesturingsystemen kunnen niet worden toegepast omdat er dan aanzienlijke fouten zullen optreden.

Dempsysteem

Luchtwrijvingsdemping wordt gebruikt omdat eddy-stroomdemping het zwakke werkende magnetisch veld kan vervormen, wat leidt tot fouten.

Er is een uniforme schaal die in dit soort instrumenten wordt gebruikt, omdat de bewegende spoel lineair beweegt over een bereik van 40 tot 50 graden aan beide zijden.

Laten we nu de expressies afleiden voor de besturingstoren en afbuigtorque. Om deze expressies af te leiden, laten we de volgende schematische weergave overwegen:

We weten dat de momentane torque in elektrodynamische instrumenten recht evenredig is met het product van de momentane stroomwaarden die door beide spoelen stromen en de snelheid van verandering van de flux die met het circuit verbonden is.

Laat I1 en I2 de momentane stroomwaarden in de druk- en stroomspoelen zijn. Dus kan de expressie voor de torque worden geschreven als:

Waarbij, x de hoek is.

Laat de aangebrachte spanning over de drukspoel zijn

Aangezien de elektrische weerstand van de drukspoel zeer hoog is, kunnen we de reactantie ervan negeren ten opzichte van de weerstand. Daarom is de impedantie gelijk aan de elektrische weerstand, waardoor het zuiver resistief is.

De expressie voor de momentane stroom kan worden geschreven als I2 = v / Rp, waarbij Rp de weerstand van de drukspoel is.

Als er een faseverschil is tussen spanning en elektrische stroom, dan kan de expressie voor de momentane stroom door de stroomspoel worden geschreven als

Aangezien de stroom door de drukspoel zeer klein is vergeleken met de stroom door de stroomspoel, kan de stroom door de stroomspoel worden beschouwd als gelijk aan de totale belastingsstroom.Dus kan de momentane waarde van de torque worden geschreven als

De gemiddelde waarde van de afbuigtorque kan worden verkregen door de momentane torque te integreren van limiet 0 tot T, waarbij T de periode van de cyclus is.

De besturingstoren wordt gegeven door Tc = Kx, waarbij K de veerconstante is en x de eindige stabiele deflectiewaarde is.

Voordelen

• Schaal is uniform tot een bepaalde grens.

• Ze kunnen zowel voor wissel- als gelijkstroomgrootheden worden gebruikt, omdat de schaal voor beide is gekalibreerd.

Fouten

• Fouten in de inductie van de drukspoel.

• Fouten kunnen veroorzaakt worden door de capaciteit van de drukspoel.

• Fouten kunnen veroorzaakt worden door mutuele inductieve effecten.

• Fouten kunnen veroorzaakt worden door de verbindingen (bijvoorbeeld, de drukspoel is aangesloten na de stroomspoel).

• Fouten veroorzaakt door eddy-stromen.

• Fouten veroorzaakt door trillingen van het bewegende systeem.

• Temperatuurfouten.

• Fouten veroorzaakt door verdwaalde magnetische velden.