Driefasen wattmeter

Driefasen wattmeter

Definitie: Een driefasen wattmeter is een instrument dat wordt gebruikt voor het meten van vermogen in een driefase circuit. In een driefasen wattmeter zijn twee afzonderlijke wattmeter-elementen geïntegreerd in één behuizing. Hun beweegbare spoelen zijn op dezelfde as geplaatst.

Opbouw van de driefasen wattmeter

Een driefasen wattmeter bestaat uit twee elementen. Elk enkel element is een combinatie van een spanningsspoel en een stroomspoel. In de wattmeter worden de stroomspoelen beschouwd als vaste spoelen, terwijl de spanningsspoelen dienen als de beweegbare spoelen.

Werkingsprincipe van de driefasen wattmeter

De driefasen wattmeter werkt volgens het principe dat wanneer een geleider die stroom voert in een magnetisch veld wordt geplaatst, er een koppel wordt gegenereerd. Wanneer het gemeten vermogen door de beweegbare spoelen gaat, ontstaat er een koppel op deze spoelen. Koppel is een vorm van mechanische kracht waarvan het effect een object kan laten afbuigen in een cirkelvormige beweging.

In een driefasen wattmeter ontstaat er koppel op beide elementen. De waarde van het koppel op elk element is evenredig aan het vermogen dat erdoorheen gaat. Het totale koppel op de driefasen wattmeter is de som van de koppels op de individuele wattmeter-elementen.

Laten we dit begrijpen met behulp van wiskundige uitdrukkingen.

Stel dat het afbuigkoppel dat op spoel 1 wordt ontwikkeld (D1) is en het vermogen dat door dat element gaat \(P_1\) is. Op dezelfde manier is het koppel dat op spoel 2 wordt ontwikkeld (D2) en het vermogen dat erdoorheen gaat (P2).

Het totale koppel dat in de spoel ontstaat, wordt uitgedrukt als

Aansluitingen van de driefasen wattmeter

Overweeg een circuit met twee wattmeters. De stroomspoelen van beide wattmeters zijn aangesloten over twee fasen, bijvoorbeeld de R- en Y-fase. De spanningsspoelen van beide wattmeters zijn aangesloten over de derde fase, namelijk de B-fase.

Invloed van wederzijdse interferentie en verminderingstechnieken

De wederzijdse interferentie tussen de elementen van een driefasen wattmeter kan de nauwkeurigheid ervan beïnvloeden. Wederzijdse interferentie is een verschijnsel waarbij de magnetische velden van de twee elementen met elkaar interacteren. In een driefasen wattmeter wordt een gelamineerde ijzeren schild geplaatst tussen de elementen. Dit ijzeren schild vermindert effectief de wederzijdse invloed tussen de elementen, waardoor de nauwkeurigheid van de metingen van de wattmeter wordt verbeterd.

De wederzijdse invloed kan worden gecompenseerd door de Weston-methode te gebruiken. Bij de Weston-methode worden instelbare weerstanden gebruikt. Deze weerstanden compenseren de wederzijdse interferentie die optreedt tussen de elementen van een driefasen wattmeter.