Niskofaktorski vatažmer: Šta je to? (I zašto se koristi)

Šta je vatažmer sa niskim faktorom snage?

Vatažmer sa niskim faktorom snage je instrument koji se koristi za precizno merenje niskih vrednosti faktora snage. Pre nego što proučavamo više o vatažmeru sa niskim faktorom snage, moramo razumeti zašto nam uopšte treba vatažmer sa niskim faktorom snage (nasuprot standardnom elektrodinamičkom vatažmeru).

Odgovor je jednostavan: standardni vatažmer daje ne tačne rezultate.

Sada postoje dve glavne situacije u kojima ne bi trebalo koristiti običan vatažmer za merenje niskog faktora snage:

1. Vrednost odbojnog momenta je vrlo niska, čak i kada potpuno pobudimo strujnu i pritisnu bobinu.

2. Greške uzrokovane induktivnošću pritisne bobine.

Navedene dve razloga dovode do veoma netočnih rezultata, stoga ne bi trebalo koristiti normalne ili obične vatažmere za merenje niske vrednosti faktora snage.

Međutim, izvršavajući neke modifikacije ili dodavanjem novih funkcija, možemo koristiti modifikovani elektrodinamički vatažmer ili vatažmer sa niskim faktorom snage za precizno merenje niskog faktora snage.

Idealno, povećavali bismo faktor snage putem korekcije faktora snage. Međutim, ponekad nije moguće dovoljno povećati faktor snage (zbog tehničkih razloga ili ograničenja budžeta).

Ovdje ćemo diskutovati gde treba izvršiti modifikaciju. Ovo se raspravlja ispod redom:

(1) Električni otpor običnog vatažmera pritisne bobine smanjen je na nisku vrednost tako da struja u pritisnom krugu porastu, što dovodi do. U ovoj kategoriji se javljaju dva slučaja, dijagrami prikazani su ispod:

U prvoj kategoriji obe strane pritisne bobine su povezane sa stranom snabdevanja (tj. strujna bobina je u seriji sa opterećenjem). Napajanje je jednako naponu na pritisnoj bobini. Stoga u ovom slučaju moć prikazana prvom vatažmerom je jednaka gubitku snage u opterećenju plus gubitku snage u strujnoj bobini.

U drugoj kategoriji, strujna bobina nije u seriji sa opterećenjem i napon na pritisnoj bobini nije jednak primljenom naponu.

Napon na pritisnoj bobini je jednak naponu na opterećenju. Moć prikazana drugim vatažmerom je jednaka gubitku snage u opterećenju plus gubitku snage u pritisnoj bobini.

Iz prethodnog opisa zaključujemo da u oba slučaja imamo neku količinu grešaka, stoga postoji potreba da izvršimo neke modifikacije u navedenim krugovima kako bismo imali minimalne greške.

Modifikovani krug prikazan je ispod:
Koristili smo posebnu bobinu, tzv. kompenzacionu bobinu, koja nosi struju jednaku zbiru dve struje, tj. struja opterećenja plus struja pritisne bobine.

Pritisna bobina je postavljena tako da polje proizvedeno kompenzacionom bobinom protivi polju proizvedenom pritisnom bobinom, kao što je prikazano na gornjem dijagramu kruga.

Stoga je ukupno polje posledica samo struje I. Tako se na ovaj način neutralizuju greške koje uzrokuje pritisna bobina.

(2) Potrebna nam je kompenzaciona bobina u krugu kako bismo napravili vatažmer sa niskim faktorom snage. To je druga modifikacija o kojoj smo detaljno raspravili iznad.

(3) Sada treći tačka se odnosi na kompenzaciju induktivnosti pritisne bobine, što se može postići izvršavajući modifikacije u navedenom krugu.

Sada izvedimo izraz za faktor korekcije pritisne bobine. I iz ovog faktora korekcije izvedemo izraz za grešku uzrokovanu induktivnošću pritisne bobine.

Ako uzimamo u obzir induktivnost pritisne bobine, napon na pritisnoj bobini nije u fazi sa primljenim naponom.

Stoga u tom slučaju zapostavlja ugao

Gdje je R električni otpor u seriji sa pritisnom bobinom, rp je otpor pritisne bobine, tada zaključujemo da je i struja u strujnoj bobini zapostavljena za neki ugao sa strujom u pritisnoj bobini. I taj ugao je dat sa C = A – b. U tom trenutku čitanje voltmetra je dato sa

Gdje je Rp (rp+R) i x je ugao. Ako ignorišemo efekat induktivnosti pritisne bobine, tj. stavimo b = 0, imamo izraz za stvarnu snagu kao

Na osnovu odnosa jednačina (2) i (1) imamo izraz za faktor korekcije kao što je napisano ispod:

I iz ovog faktora korekcije greška se može izračunati kao

Zamenom vrednosti faktora korekcije i uzimanjem odgovarajuće aproksimacije, imamo izraz za grešku kao VIsin(A)*tan(b).

Sada znamo da je greška uzrokovana induktivnošću pritisne bobine data izrazom e = VIsin(A) tan(b), ako je faktor snage niski (tj. u našem slučaju vrednost φ je velika, stoga imamo veliku grešku).

Stoga, kako bismo izbegli ovu situaciju, povezali smo promenljiv otpor u seriji sa kondenzatorom, kao što je prikazano na gornjem dijagramu.

Ovaj finalno modifikovani krug koji je dobijen naziva se vatažmer sa niskim faktorom snage.

Moderni vatažmer sa niskim faktorom snage dizajniran je tako da daje visoku tačnost pri merenju faktora snage čak i nižeg od 0.1.

Izjava: Poštovanje originala, dobre članke vredi deliti, ukoliko postoji kršenje autorskih prava kontaktirati za brisanje.