Voltmetre de baix factor de potència: Què és? (I per què s'utilitza)
Què és un vatímetre de factor de potència baix?
Un vatímetre de factor de potència baix és un instrument utilitzat per mesurar amb precisió valors baixos del factor de potència. Abans d'estudiar més sobre el vatímetre de factor de potència baix, hem de comprendre per què necessitem un vatímetre de factor de potència baix en primer lloc (en comparació amb un vatímetre electrodinàmic estàndard)
La resposta és simple: un vatímetre estàndard dona resultats inexactes.
Ara hi ha dues situacions principals en les quals no hauríem de usar un vatímetre ordinari per mesurar un factor de potència baix:
El valor del torque deflectiu és molt baix encara que excitem totalment els circuits de corrent i pressió.
Errors deguts a la inductància de la bobina de pressió.
Les dues raons anteriors donen resultats molt inexactes, per tant, no hauríem de usar vatímetres normals o ordinaris per mesurar valors baixos del factor de potència.
No obstant això, fent algunes modificacions o afegint noves característiques, podem utilitzar un vatímetre electrodinàmic modificat o un vatímetre de factor de potència baix per mesurar el factor de potència baix amb precisió.
Idealment, augmentaríem el factor de potència mitjançant la correcció del factor de potència. Però, de vegades, no és possible aconseguir un factor de potència prou elevat (per raons tècniques o de pressupost).
Aquí discutirem on cal fer les modificacions. Aquestes es tracten una per una a continuació:
(1) La resistència elèctrica de la bobina de pressió d'un vatímetre ordinari es redueix a un valor baix de manera que el corrent al circuit de la bobina de pressió augmenti, així s'aconsegueix. En aquesta categoria surten dos casos, que es mostren a continuació:
En la primera categoria, els dos extrems de la bobina de pressió es connecten al costat de l'alimentació (és a dir, la bobina de corrent està en sèrie amb la càrrega). La tensió d'alimentació és igual a la tensió a través de la bobina de pressió. Així, en aquest cas, tenim la potència mostrada pel primer vatímetre igual a la pèrdua de potència a la càrrega més la pèrdua de potència a la bobina de corrent.
En la segona categoria, la bobina de corrent no està en sèrie amb la càrrega i la tensió a través de la bobina de pressió no és igual a la tensió aplicada.
La tensió a través de la bobina de pressió és igual a la tensió a través de la càrrega. Aquesta potència mostrada pel segon vatímetre és igual a la pèrdua de potència a la càrrega més la pèrdua de potència a la bobina de pressió.
Des de la discussió anterior, concluïm que en tots dos casos tenim algun grau d'errors, per tant, cal fer alguna modificació als circuits anteriors per minimitzar l'error.
El circuit modificat es mostra a continuació:
Hem utilitzat aquí una bobina especial anomenada bobina compensadora, que porta un corrent igual a la suma de dos corrents, és a dir, el corrent de càrrega més el corrent de la bobina de pressió.
La bobina de pressió es col·loca de manera que el camp produït per la bobina compensadora s'oposi al camp produït per la bobina de pressió, com es mostra en el diagrama de circuit anterior.
Així, el camp net és degut només al corrent I. Per tant, d'aquesta manera, els errors causats per la bobina de pressió es poden neutralitzar.
(2) Cal una bobina compensadora en el circuit per crear un vatímetre de factor de potència baix. És la segona modificació que hem discutit detalladament anteriorment.
(3) Ara, el tercer punt tracta la compensació de la inductància de la bobina de pressió, que es pot aconseguir fent modificacions al circuit anterior.
Ara derivem una expressió per al factor de correcció de la inductància de la bobina de pressió. I a partir d'aquest factor de correcció, derivarem una expressió per a l'error degut a la inductància de la bobina de pressió.
Si considerem la inductància de la bobina de pressió, no tenim una tensió a través de la bobina de pressió en fase amb la tensió aplicada.
Per tant, en aquest cas, queda retrasada en un angle
On, R és la resistència elèctrica en sèrie amb la bobina de pressió, rp és la resistència de la bobina de pressió, aquí també concluïm que el corrent a la bobina de corrent també queda retrasat en un cert angle amb el corrent a la bobina de pressió. I aquest angle es dóna per C = A – b. En aquest moment, la lectura del voltímetre es dóna per
On, Rp és (rp+R) i x és l'angle. Si ignoram l'efecte de la inductància de la bobina de pressió, és a dir, posant b = 0, tenim l'expressió per a la potència real com
En prendre la relació entre les equacions (2) i (1), tenim l'expressió per al factor de correcció com es mostra a continuació:
I a partir d'aquest factor de correcció, l'error es pot calcular com
En substituir el valor del factor de correcció i prenent una aproximació adequada, tenim l'expressió de l'error com VIsin(A)*tan(b).
Ara sabem que l'error causat per la inductància de la bobina de pressió es dóna per l'expressió e = VIsin(A) tan(b), si el factor de potència és baix (és a dir, en el nostre cas, el valor de φ és gran, per tant, tenim un error gran).
Per evitar aquesta situació, hem connectat una resistència en sèrie variable amb un condensador, com es mostra en la figura anterior.
Aquest circuit final modificat s'anomena vatímetre de factor de potència baix.
Un modern vatímetre de factor de potència baix està dissenyat de manera que ofereix una alta precisió en la mesura de factors de potència inferiors a 0,1.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha alguna infracció contacteu per eliminar.
