Lav effektivitets wattmåler: Hva er det? (Og hvorfor brukes det)

Hva er en wattmåler med lav effektfaktor?

En wattmåler med lav effektfaktor er et instrument som brukes for å måle lave verdier av effektfaktor nøyaktig. Før vi studerer mer om wattmåleren med lav effektfaktor, må vi forstå hvorfor vi trenger en wattmåler med lav effektfaktor i det hele tatt (i motsetning til en standard elektrodynamometer wattmåler)

Svaret er enkelt: en standard wattmåler gir unøyaktige resultater.

Nå er det to hovedsituasjoner der vi ikke bør bruke en vanlig wattmåler ved måling av lav effektfaktor:

1. Verdien av defleksjonstorket er veldig lav selv om vi fullt ut oppfyller strøm- og trykkspoiler.

2. Feil på grunn av induktansen i trykkspolen.

De to ovennevnte grunnene gir veldig unøyaktige resultater, så vi bør ikke bruke vanlige eller ordinære wattmålere ved måling av lave verdier av effektfaktoren.

Ved å gjøre noen modifikasjoner eller legge til noen nye funksjoner, kan vi imidlertid bruke en modifisert elektrodynamisk wattmåler eller en wattmåler med lav effektfaktor for å måle den lave effektfaktoren nøyaktig.

Ideelt sett ville vi øke effektfaktoren gjennom effektfaktorkorreksjon. Men noen ganger er det ikke mulig å få effektfaktoren høy nok (på grunn av tekniske årsaker eller budsjettkrav).

Her skal vi diskutere hvor vi trenger å gjøre modifikasjonen. Dette er diskutert en etter en nedenfor:

(1) Den elektriske motstanden i trykkspolen til en vanlig wattmåler reduseres til en lav verdi slik at strømmen i kretsen til trykkspolen økes, noe som fører til. I denne kategorien oppstår to tilfeller, diagrammer, og disse vises nedenfor:

I den første kategorien er begge ender av trykkspolen koblet til forsnyings siden (altså er strømspolet i serie med belastningen). Forsnyingsspenningen er lik spenningen over trykkspolen. Så i dette tilfellet har vi effekt vist av den første wattmålern er lik effektforbruket i belastningen pluss effektforbruket i strømspolet.

I den andre kategorien er ikke strømspolet i serie med belastningen, og spenningen over trykkspolen er ikke lik den anvendte spenningen.

Spenningen over trykkspolen er lik spenningen over belastningen. Effekten vist av den andre wattmåleren er lik effektforbruket i belastningen pluss effektforbruket i trykkspolen.

Av ovenstående diskusjon konkluderer vi at i begge tilfeller har vi en viss mengde feil, derfor er det nødvendig å gjøre noen modifikasjoner i de ovennevnte kretsene for å ha minst mulig feil.

Den modifiserte kretsen vises nedenfor:
Vi har her brukt en spesiell spole kalt kompensasjonsspole, den bærer en strøm som er lik summen av to strømmer, altså belastningsstrøm plus trykkspolestøm.

Trykkspolen er plassert slik at feltet produsert av kompensasjonsspolen motarbeider feltet produsert av trykkspolen som vist i kretsdiaogrammet over.

Dermed er det netto feltet kun på grunn av strømmen I. Derfor kan feilene forårsaket av trykkspolen neutraliseres på denne måten.

(2) Vi trenger en kompensasjonsspole i kretsen for å lage en wattmåler med lav effektfaktor. Det er den andre modifikasjonen som vi har diskutert i detalj over.

(3) Nå handler det tredje punktet om kompensasjon for induktansen i trykkspolen, noe som kan oppnås ved å gjøre modifikasjoner i den ovennevnte kretsen.

La oss nå utlede en uttrykk for korreksjonsfaktoren for trykkspolen. Og fra denne korreksjonsfaktoren skal vi utlede et uttrykk for feil på grunn av induktansen i trykkspolen.

Hvis vi tar hensyn til induktansen i trykkspolen, har vi ikke spenning over trykkspolen i fase med den anvendte spenningen.

Derfor ligger den i det siste tilbake med en vinkel

Hvor R er elektrisk motstand i serie med trykkspolen, rp er motstand i trykkspolen, her konkluderer vi også at strømmen i strømspolet også ligger tilbake med en vinkel i forhold til strømmen i trykkspolen. Og denne vinkelen er gitt av C = A – b. På dette tidspunktet er lesingen av voltmåleren gitt av

Hvor, Rp er (rp+R) og x er vinkel. Hvis vi ignorerer effekten av induktansen i trykkspolen, altså setter b = 0, har vi uttrykket for virkelig effekt som

Ved å ta forholdet mellom ligning (2) og (1), har vi et uttrykk for korreksjonsfaktoren som skrevet nedenfor:

Og fra denne korreksjonsfaktoren kan feilen beregnes som

Ved å erstatte verdien av korreksjonsfaktoren og ta passende tilnærmelser, har vi et uttrykk for feil som VIsin(A)*tan(b).

Nå vet vi at feilen forårsaket av induktansen i trykkspolen er gitt av uttrykket e = VIsin(A) tan(b), hvis effektfaktoren er lav (altså i vårt tilfelle er verdien av φ stor, så vi har en stor feil).

For å unngå denne situasjonen, har vi koblet en variabel serie motstand sammen med en kapasitor som vist i figuren over.

Denne endelige modifiserte kretsen kalles en wattmåler med lav effektfaktor.

En moderne wattmåler med lav effektfaktor er designet slik at den gir høy nøyaktighet ved måling av effektfaktorer som er lavere enn 0,1.

Erklæring: Respekt for originaliteten, godt innhold fortjener å deles, ved kränkning kontakt for sletting.