Ваттметр с низким коэффициентом мощности: что это? (И почему он используется)
Что такое ваттметр с низким коэффициентом мощности?
Ваттметр с низким коэффициентом мощности — это прибор, используемый для точного измерения низких значений коэффициента мощности. Прежде чем мы углубимся в изучение ваттметра с низким коэффициентом мощности, нам нужно понять, почему нам нужен такой ваттметр, а не стандартный электродинамический ваттметр.
Ответ прост: стандартный ваттметр дает неточные результаты.
Существует две основные ситуации, в которых мы не должны использовать обычный ваттметр для измерения низкого коэффициента мощности:
Значение отклоняющего момента очень низкое, даже если полностью возбуждены токовые и давление катушки.
Погрешности, вызванные индуктивностью давления катушки.
Вышеупомянутые две причины приводят к очень неточным результатам, поэтому мы не должны использовать обычные или стандартные ваттметры для измерения низкого значения коэффициента мощности.
Однако, выполнив некоторые модификации или добавив новые функции, мы можем использовать модифицированный электродинамический ваттметр или ваттметр с низким коэффициентом мощности для точного измерения низкого коэффициента мощности.
Идеально было бы увеличить коэффициент мощности через коррекцию коэффициента мощности. Однако иногда невозможно достичь достаточно высокого коэффициента мощности (из-за технических причин или ограничений бюджета).
Теперь мы обсудим, где необходимо выполнить модификацию. Эти вопросы рассматриваются по порядку ниже:
(1) Электрическое сопротивление обычной катушки давления ваттметра снижается до низкого значения, чтобы ток в цепи катушки давления увеличился, что приводит к. В этой категории возникают два случая, которые показаны ниже:
В первой категории оба конца катушки давления подключены к стороне питания (т.е. токовая катушка находится в series с нагрузкой). Напряжение питания равно напряжению на катушке давления. Таким образом, в этом случае мощность, показываемая первым ваттметром, равна потере мощности в нагрузке плюс потеря мощности в токовой катушке.
Во второй категории токовая катушка не находится в series с нагрузкой, и напряжение на катушке давления не равно приложенному напряжению.
Напряжение на катушке давления равно напряжению на нагрузке. Мощность, показываемая вторым ваттметром, равна потере мощности в нагрузке плюс потеря мощности в катушке давления.
Из вышеизложенного следует, что в обоих случаях у нас есть некоторое количество ошибок, следовательно, необходимо внести некоторые изменения в вышеуказанные цепи, чтобы свести ошибки к минимуму.
Модифицированная схема показана ниже:
Здесь используется специальная катушка, называемая компенсирующей катушкой, которая несет ток, равный сумме двух токов, т.е. тока нагрузки плюс тока катушки давления.
Катушка давления расположена так, что поле, создаваемое компенсирующей катушкой, противодействует полю, создаваемому катушкой давления, как показано на вышеуказанной схеме.
Таким образом, общее поле является результатом только тока I. Следовательно, таким образом, ошибки, вызванные катушкой давления, могут быть нейтрализованы.
(2) В цепи требуется компенсирующая катушка, чтобы сделать ваттметр с низким коэффициентом мощности. Это вторая модификация, которую мы подробно обсудили выше.
(3) Теперь третий пункт касается компенсации индуктивности катушки давления, что может быть достигнуто путем внесения изменений в вышеуказанную схему.
Теперь давайте выведем выражение для коэффициента коррекции индуктивности катушки давления. И из этого коэффициента коррекции мы выведем выражение для ошибки, вызванной индуктивностью катушки давления.
Если мы учтем индуктивность катушки давления, то напряжение на катушке давления не будет находиться в фазе с приложенным напряжением.
Следовательно, в этом случае оно запаздывает на угол
Где R — электрическое сопротивление, последовательно соединенное с катушкой давления, rp — сопротивление катушки давления, здесь мы также заключаем, что ток в токовой катушке также запаздывает на некоторый угол относительно тока в катушке давления. Этот угол задается C = A – b. В этот момент показания вольтметра задаются
Где Rp — (rp+R) и x — угол. Если мы проигнорируем влияние индуктивности катушки давления, т.е. положим b = 0, мы получим выражение для истинной мощности как
Приняв отношение уравнений (2) и (1), мы получим выражение для коэффициента коррекции, записанное ниже:
Из этого коэффициента коррекции можно рассчитать ошибку как
Подставив значение коэффициента коррекции и сделав подходящую аппроксимацию, мы получим выражение для ошибки как VIsin(A)*tan(b).
Теперь мы знаем, что ошибка, вызванная индуктивностью катушки давления, задается выражением e = VIsin(A) tan(b), если коэффициент мощности низкий (т.е. в нашем случае значение φ большое, следовательно, ошибка большая).
Таким образом, чтобы избежать этой ситуации, мы подключили переменное последовательное сопротивление с конденсатором, как показано на вышеуказанном рисунке.
Эта окончательная модифицированная схема, полученная таким образом, называется ваттметром с низким коэффициентом мощности.
Современный ваттметр с низким коэффициентом мощности разработан таким образом, что он обеспечивает высокую точность при измерении коэффициентов мощности, даже ниже 0,1.
Заявление: Уважайте оригинальные статьи, стоит делиться хорошими материалами, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
