Nízkofaktorový vátmetr: Co to je? (A proč se používá)

Co je wattmetr s nízkým koeficientem využití?

Wattmetr s nízkým koeficientem využití je přístroj používaný k přesnému měření nízkých hodnot koeficientu využití. Před tím, než se podíváme hlouběji na wattmetr s nízkým koeficientem využití, musíme pochopit, proč potřebujeme wattmetr s nízkým koeficientem využití (na rozdíl od standardního elektrodynamometrického wattmetru)

Odpověď je jednoduchá: standardní wattmetr dává nepřesné výsledky.

Nyní existují dvě hlavní situace, ve kterých bychom neměli použít běžný wattmetr k měření nízkého koeficientu využití:

1. Hodnota odklonového momentu je velmi nízká, i když jsme plně vzrušili obvod proudu a obvod tlaku.

2. Chyby způsobené indukčností obvodu tlaku.

Tyto dvě příčiny vedou k velmi nepřesným výsledkům, proto bychom neměli používat normální nebo běžné wattmetry k měření nízké hodnoty koeficientu využití.

Nicméně, provedením některých úprav nebo přidáním nových funkcí můžeme použít upravený elektrodynamický wattmetr nebo wattmetr s nízkým koeficientem využití k přesnému měření nízkého koeficientu využití.

Ideálně bychom zvýšili koeficient využití prostřednictvím opravy koeficientu využití. Někdy však není možné dostatečně zvýšit koeficient využití (z důvodů technických nebo rozpočtových omezení).

Zde se budeme zabývat, kde je třeba provést úpravy. Tyto body jsou popsány níže:

(1) Elektřina odpor obvodu tlaku běžného wattmetru je snížena na nízkou hodnotu tak, aby byl proud v obvodu tlaku zvýšen. V této kategorii vznikají dva případy, jejichž schémata jsou znázorněna níže:

V první kategorii jsou oba koncové body obvodu tlaku připojeny k straně zdroje (tj. obvod proudu je sériově s nákladem). Napětí zdroje je rovno napětí na obvodu tlaku. V tomto případě máme moc vyjádřenou prvním wattmetrem, která je rovna ztrátě energie v nákladu plus ztrátě energie v obvodu proudu.

Ve druhé kategorii není obvod proudu sériově s nákladem a napětí na obvodu tlaku není rovno aplikovanému napětí.

Napětí na obvodu tlaku je rovno napětí na nákladu. Tato moc vyjádřená druhým wattmetrem je rovna ztrátě energie v nákladu plus ztrátě energie v obvodu tlaku.

Z výše uvedené diskuse můžeme usoudit, že v obou případech máme určité množství chyb, proto je třeba provést nějaké úpravy v těchto obvodech, aby byla chyba minimální.

Upravený obvod je znázorněn níže:
Použili jsme zde speciální cívek, nazývanou kompenzační cívek, která nese proud roven součtu dvou proudů, tj. nákladový proud plus proud v obvodu tlaku.

Obvod tlaku je umístěn tak, aby pole vytvořené kompenzační cívkou bylo proti poli vytvořenému obvodem tlaku, jak je znázorněno v obvodovém diagramu nahoře.

Tedy celkové pole je způsobeno jenom proudem I. Tímto způsobem lze neutralizovat chyby způsobené obvodem tlaku.

(2) Potřebujeme kompenzační cívek v obvodu, abychom vytvořili wattmetr s nízkým koeficientem využití. Je to druhá úprava, o které jsme se detailně zmínili výše.

(3) Teď třetí bod se týká kompenzace indukčnosti obvodu tlaku, což lze dosáhnout úpravou výše uvedeného obvodu.

Teď odvodíme výraz pro korekční faktor pro indukčnost obvodu tlaku. A z tohoto korekčního faktoru odvodíme výraz pro chybu způsobenou indukčností obvodu tlaku.

Pokud vezmeme v úvahu indukčnost obvodu tlaku, nemáme napětí na obvodu tlaku v fázi s aplikovaným napětím.

V tomto případě je odklon o úhel

Kde R je elektrický odpor sériově s obvodem tlaku, rp je odpor obvodu tlaku, zde také usoudíme, že proud v obvodu proudu je také odkloněn o nějaký úhel s proudem v obvodu tlaku. A tento úhel je daný C = A – b. V této chvíli čtení voltmetru je dané

Kde Rp je (rp+R) a x je úhel. Pokud ignorujeme efekt indukčnosti obvodu tlaku, tj. pokud položíme b = 0, máme výraz pro skutečnou moc jako

Po vzájemném poměru rovnic (2) a (1) máme výraz pro korekční faktor, jak je napsáno níže:

A z tohoto korekčního faktoru lze vypočítat chybu jako

Po dosazení hodnoty korekčního faktoru a vhodné aproximaci máme výraz pro chybu jako VIsin(A)*tan(b).

Nyní víme, že chyba způsobená indukčností obvodu tlaku je dána výrazem e = VIsin(A) tan(b), pokud koeficient využití je nízký (tj. v našem případě hodnota φ je velká, proto máme velkou chybu).

Abychom tuto situaci zabránili, jsme připojili proměnný sériový odpor s kapacitorem, jak je znázorněno v níže uvedeném obrázku.

Tento konečně upravený obvod, který jsme získali, se nazývá wattmetr s nízkým koeficientem využití.

Moderní wattmetr s nízkým koeficientem využití je navržen tak, aby poskytoval vysokou přesnost při měření koeficientu využití, dokonce i nižšího než 0,1.

Prohlášení: Respektujte původ, dobré články stojí za sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, obraťte se na nás pro odstranění.