Compteurs de facteur de puissance | Compteur de facteur de puissance de type électrodynamomètre

Avant d'introduire différents types de compteurs de facteur de puissance, il est essentiel de comprendre quels sont les besoins d'un compteur de facteur de puissance ? Pourquoi ne calculons-nous pas directement le facteur de puissance dans un circuit AC en divisant la puissance par le produit du courant et de la tension car ces lectures peuvent être facilement obtenues à partir d'un wattmètre, d'un ampèremètre et d'un voltmètre. Il y a évidemment diverses limites à l'utilisation de cette méthode, car elle peut ne pas fournir une grande précision, et les chances d'augmentation des erreurs sont très élevées. Par conséquent, cette méthode n'est pas adoptée dans le monde industriel. La mesure précise du facteur de puissance est essentielle partout.
Dans les systèmes de transmission et de distribution d'électricité, nous mesurons le facteur de puissance à chaque station et sous-station électrique en utilisant ces compteurs de facteur de puissance. La mesure du facteur de puissance nous fournit la connaissance du type de charges que nous utilisons et aide au calcul des pertes se produisant dans le système de transmission et de distribution d'électricité.

Par conséquent, nous avons besoin d'un dispositif distinct pour calculer le facteur de puissance de manière précise et plus exacte.
La construction générale de n'importe quel circuit de compteur de facteur de puissance comprend deux bobines, à savoir la bobine de tension et la bobine de courant. La bobine de tension est connectée à travers le circuit tandis que la bobine de courant est connectée de telle sorte qu'elle puisse transporter le courant du circuit ou une fraction définie du courant. En mesurant la différence de phase entre la tension et le courant, le facteur de puissance électrique peut être calculé sur une échelle calibrée appropriée. Généralement, la bobine de tension est divisée en deux parties, à savoir la partie inductive et la partie non inductive ou purement résistive. Il n'y a pas de nécessité de système de contrôle car, à l'équilibre, il existe deux forces opposées qui équilibrent le mouvement du pointeur sans aucune nécessité de force de contrôle.

Il existe maintenant deux types de compteurs de facteur de puissance-

1. Type électrodynamométrique

2. Type à fer mobile.

Étudions d'abord le type électrodynamométrique.

Compteur de facteur de puissance de type électrodynamométrique

Dans le compteur de facteur de puissance de type électrodynamométrique, il existe deux types supplémentaires en fonction de la tension d'alimentation

1. Monophasé

2. Triphasé.

Le schéma de circuit général d'un compteur de facteur de puissance monophasé de type électrodynamométrique est donné ci-dessous.

Maintenant, la bobine de tension est divisée en deux parties, l'une est purement inductive, l'autre est purement résistive, comme indiqué dans le diagramme par un résistor et un inducteur. Actuellement, le plan de référence fait un angle A avec la bobine 1. Et l'angle entre les deux bobines 1 et 2 est de 90o. Ainsi, la bobine 2 fait un angle (90o + A) avec le plan de référence. L'échelle du compteur est correctement calibrée comme indiqué, les valeurs du cosinus de l'angle A. Notons que la résistance connectée à la bobine 1 soit R et l'inducteur connecté à la bobine 2 soit L. Pendant la mesure du facteur de puissance, les valeurs de R et L sont ajustées de telle sorte que R = wL afin que les deux bobines transportent une magnitude de courant égale. Par conséquent, le courant passant à travers la bobine 2 est retardé de 90o par rapport au courant dans la bobine 1, car le chemin de la bobine 2 est fortement inductif.
Dérivons une expression pour le couple de déviation pour ce compteur de facteur de puissance. Il y a maintenant deux couples de déviation, l'un agit sur la bobine 1 et l'autre agit sur la bobine 2. Les enroulements de bobine sont disposés de telle manière que les deux couples produits s'opposent l'un à l'autre, et donc le pointeur prendra une position où les deux couples sont égaux. Écrivons une expression mathématique pour le couple de déviation de la bobine 1-

Où M est la valeur maximale de l'inductance mutuelle entre les deux bobines,
B est la déviation angulaire du plan de référence.
Maintenant, l'expression mathématique pour le couple de déviation de la bobine 2 est-

À l'équilibre, nous avons les deux couples comme égaux, ainsi en égalisant T1=T2 nous avons A = B. D'ici, nous pouvons voir que l'angle de déviation est la mesure de l'angle de phase du circuit donné. Le diagramme phasor est également montré pour le circuit de telle manière que le courant dans la bobine 1 est approximativement à un angle de 90o par rapport au courant dans la bobine 2.

Voici quelques avantages et inconvénients de l'utilisation de compteurs de facteur de puissance de type électrodynamométrique.

Avantages des compteurs de facteur de puissance de type électrodynamométrique

1. Les pertes sont moindres en raison de l'utilisation minimale de pièces en fer et donnent moins d'erreurs sur une petite plage de fréquence par rapport aux instruments de type à fer mobile.

2. Ils ont un rapport couple/poids élevé.

Inconvénients des compteurs de facteur de puissance de type électrodynamométrique

1. Les forces de travail sont faibles par rapport aux instruments de type à fer mobile.

2. L'échelle n'est pas étendue sur 360o.

3. La calibration des instruments de type électrodynamométrique est fortement affectée par le changement de la fréquence de la tension d'alimentation.

4. Ils sont assez coûteux par rapport à d'autres instruments.

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