Нисък фактор на мощност Ватметър: Какво е това? (И защо се използва)

Какво е ватметър с нисък фактор на мощност?

Ватметър с нисък фактор на мощност е инструмент, използван за точни измервания на ниски стойности на фактора на мощност. Преди да изучим повече за ватметъра с нисък фактор на мощност, трябва да разберем защо ни е нужен такъв (в сравнение с обикновен електродинамичен ватметър).

Отговорът е прост: обикновеният ватметър дава неточни резултати.

Сега има две основни ситуации, в които не трябва да използваме обикновен ватметър за измерване на нисък фактор на мощност:

1. Стойността на отклоняващия момент е много ниска, дори и да изцяло подхранваме токовата и напреженичната катушка.

2. Грешки, причинени от индуктивността на напреженичната катушка.

По-горните две причини дават много неточни резултати, затова не трябва да използваме обикновени или стандартни ватметри за измерване на ниски стойности на фактора на мощност.

Однако, като направим някои модификации или добавим нови функции, можем да използваме модифициран електродинамичен ватметър или ватметър с нисък фактор на мощност, за да измерваме точно ниския фактор на мощност.

Идеално, бихме увеличили фактора на мощност чрез корекция на фактора на мощност. Но понякога не е възможно да получим достатъчно висок фактор на мощност (поради технически причини или ограничения в бюджета).

Тук ще обсъдим, къде ни е необходима модификация. Тези аспекти се разглеждат един по един по-долу:

(1) Електрическото съпротивление на напреженичната катушка на обикновения ватметър се намалява до ниска стойност, така че токът в цепта на напреженичната катушка се увеличава. В тази категория се появяват два случая, които са показани по-долу:

В първата категория двете крайни точки на напреженичната катушка са свързани с питането (тоест токовата катушка е в сериозна връзка с товара). Питането е равно на напрежението върху напреженичната катушка. В този случай мощността, показана от първия ватметър, е равна на загубата на мощност в товара плюс загубата на мощност в токовата катушка.

Във втората категория, токовата катушка не е в сериозна връзка с товара и напрежението върху напреженичната катушка не е равно на приложено напрежение.

Напрежението върху напреженичната катушка е равно на напрежението върху товара. Тази мощност, показана от втория ватметър, е равна на загубата на мощност в товара плюс загубата на мощност в напреженичната катушка.

От горния разговор заключаваме, че в двете случаи имаме известна грешка, затова е необходимо да направим някои модификации в горните цепти, за да имаме минимална грешка.

Модифицираният цепт е показан по-долу:
Използваме специална катушка, наречена компенсираща катушка, която пренася ток, равен на сумата от два тока, тоест ток на товара плюс ток на напреженичната катушка.

Напреженичната катушка е поставена така, че полето, произведено от компенсиращата катушка, да се противопоставя на полето, произведено от напреженичната катушка, както е показано в горния цепт диаграма.

Така че, нетовото поле е само поради тока I. Следователно, по този начин грешките, причинени от напреженичната катушка, могат да бъдат нейтрализирани.

(2) Нуждаем се от компенсираща катушка в цепта, за да направим ватметър с нисък фактор на мощност. Това е втората модификация, която обсъждане подробно по-горе.

(3) Сега третата точка се занимава с компенсацията на индуктивността на напреженичната катушка, която може да бъде постигната чрез модификация в горния цепт.

Сега нека изведем израз за коригиращия фактор за индуктивността на напреженичната катушка. И от този коригиращ фактор, ще изведем израз за грешка, причинена от индуктивността на напреженичната катушка.

Ако вземем предвид индуктивността на напреженичната катушка, нямаме напрежение върху напреженичната катушка, което е в фаза с приложено напрежение.

Следователно, в този случай тя започва със закъснение с ъгъл

Където, R е електрическата съпротивителност в серия с напреженичната катушка, rp е съпротивителността на напреженичната катушка, тук също заключаваме, че токът в токовата катушка също започва със закъснение с ъгъл с тока в напреженичната катушка. И този ъгъл е даден от C = A – b. В този момент показанията на волтметъра са дадени от

Където, Rp е (rp+R) и x е ъгъл. Ако игнорираме ефекта от индуктивността на напреженичната катушка, тоест слагайки b = 0, имаме израз за истинската мощност като

При взимане на отношението на уравненията (2) и (1) имаме израз за коригиращия фактор, както е показано по-долу:

И от този коригиращ фактор, грешката може да бъде изчислена като

При заместване на стойността на коригиращия фактор и взимане на подходяща апроксимация, имаме израз за грешка като VIsin(A)*tan(b).

Сега знаем, че грешката, причинена от индуктивността на напреженичната катушка, е дадена от израза e = VIsin(A) tan(b), ако факторът на мощност е нисък (тоест в нашия случай стойността на φ е голяма, затова имаме голяма грешка).

За да се избегне тази ситуация, сме свързали променлива сериозна съпротивителност с кондензатор, както е показано в горната фигура.

Финалният модифициран цепт, който получаваме, се нарича ватметър с нисък фактор на мощност.

Съвременният ватметър с нисък фактор на мощност е проектиран така, че да дава висока точност при измерване на фактори на мощност, дори по-ниски от 0.1.

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии са стойни за споделяне, ако има нарушение на права, се обратете за изтриване.