Коефіцієнти мощності | Електродинамометричний вимірювач коефіцієнту мощності

Перед тим як ми представимо різні типи вимірювачів коефіцієнту потужності, дуже важливо зрозуміти, чому потрібні ці вимірювачі. Чому ми не можемо безпосередньо обчислити коефіцієнт потужності у черговому контурі, просто поділивши потужність на добуток струму і напруги, оскільки ці показники можна легко отримати за допомогою ваттметра, амперметра і вольтметра. Очевидно, що у цього методу є багато обмежень, оскільки він може не забезпечити високу точність, а ймовірність збільшення похибки дуже висока. Тому цей метод не використовується у промисловому світі. Точне вимірювання коефіцієнту потужності є дуже важливим скрізь.
У системах передачі та розподілу електроенергії ми вимірюємо коефіцієнт потужності на кожній станції і електричній підстанції за допомогою цих вимірювачів коефіцієнту потужності. Вимірювання коефіцієнту потужності надає нам знання про типи навантажень, які ми використовуємо, і допомагає у розрахунку втрат під час систем передачі електроенергії та розподілу.

Тому нам потрібний окремий прилад для точного обчислення коефіцієнту потужності.
Загальна конструкція будь-якого вимірювача коефіцієнту потужності включає два катушки, а саме, напружненську катушку і катушку струму. Напружненська катушка підключена до контуру, а катушка струму підключена так, щоб вона могла проводити струм контуру або певну частину струму. Вимірюючи фазову різницю між напругою і струмом, електричний коефіцієнт потужності можна обчислити на відповідно каліброваній шкалі. Зазвичай напружненська катушка розділяється на дві частини, а саме, індуктивну і неіндуктивну частина або чисто опорну частину. Не потрібна система керування, оскільки при рівновазі існують дві протилежні сили, які балансують рух стрілки без потреби контролюючої сили.

Наразі існують два типи вимірювачів коефіцієнту потужності-

1. Електродинамометричний тип

2. Пружинний тип.

Давайте спочатку розглянемо електродинамометричний тип.

Вимірювач коефіцієнту потужності електродинамометричного типу

У вимірювачі коефіцієнту потужності електродинамометричного типу існують два типи залежно від напруги живлення

1. Однофазний

2. Трифазний.

Загальна схема однофазного вимірювача коефіцієнту потужності електродинамометричного типу наведена нижче.

Напружненська катушка розділяється на дві частини, одна з яких чисто індуктивна, а друга - чисто опорна, як показано на схемі за допомогою резистора і індуктора. На даний момент площині відліку робить кут A з катушкою 1. А кут між обох катушок 1 і 2 становить 90o. Таким чином, катушка 2 робить кут (90o + A) з площиною відліку. Шкала вимірювача правильно калібрована, як показано значеннями косинуса кута A. Давайте позначимо електричний опір, підключений до катушки 1, як R, а індуктор, підключений до катушки 2, як L. Під час вимірювання коефіцієнту потужності значення R і L налаштовуються так, щоб R = wL, щоб обидві катушки проводили однакову величину струму. Тому струм, що проходить через катушку 2, запізнюється на 90o відносно струму в катушці 1, оскільки шлях катушки 2 є високо індуктивним.
Давайте отримаємо вираз для відхиляючого моменту для цього вимірювача коефіцієнту потужності. Тепер існують два відхиляючих моменти, один діє на катушку 1, а інший - на катушку 2. Обмотки катушок впорядковані так, що два моменти, які вони створюють, протилежні один одному, і тому стрілка займе положення, де два моменти дорівнюють. Давайте запишемо математичний вираз для відхиляючого моменту для катушки 1-

де M - максимальне значення взаємної индуктивности між двома катушками,
B - кутова деформація площини відліку.
Тепер математичний вираз для відхиляючого моменту для катушки 2 -

У рівновазі ми маємо обидва моменти, як рівні, тому, рівняючи T1=T2, ми маємо A = B. Звідси видно, що кут деформації є виміром фазового кута даного контуру. Також показано векторну діаграму для контуру, так що струм в катушці 1 приблизно на 90o відносно струму в катушці 2.

Нижче наведені деякі переваги та недоліки використання електродинамометричних вимірювачів коефіцієнту потужності.

Переваги вимірювачів коефіцієнту потужності електродинамометричного типу

1. Втрати менші через мінімальне використання залізних деталей, а також дають меншу похибку в невеликому діапазоні частот по порівнянню з приладами пружинного типу.

2. Вони мають високий співвідношення моменту до ваги.

Недоліки вимірювачів коефіцієнту потужності електродинамометричного типу

1. Робочі сили менші по порівнянню з приладами пружинного типу.

2. Шкала не розширюється на 360o.

3. Калібрування електродинамометричних приладів сильно залежать від зміни частоти живлення.

4. Вони досить дорогі по порівнянню з іншими приладами.

Заява: Поважайте оригінал, добре написані статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.