Controlador de Fator de Potência

[RAguiar]

...o valor mostrado para o semi-ciclo da senoide foi de 7555uS...mas pelos calculos deveria ser 8333uS...

Se voce está medindo a largura de cada pulso, essa pode ser a razão do problema.
Repare que o circuito de detecção de semiciclos possui uma região ( próximo do zero-crossing da senoide ) que ainda não é capaz de saturar o comparador.

Tente aplicar um ganho maior para o circuito de detecção da senóide, ou mudar o algorítimo para considerar a perda de informação dessa fase do ciclo.


+++

Olá Andre,

então, comparando o semi-cilco senoidal de entrada no ampop com o sinal quadrado de saída, não há erro significativo...a onda quadrada acompanha a onda senoidal com grande exatidão (talvez um erro de 5uS)...estou usando o LM725...o que lembrei aqui e esqueci de fazer hoje, é medir o tempo do sinal alto na tela do osciloscopio, vou fazer da proxima vez...assim não haverá duvida, se o valor lido na tela for igual o lido pelo pic, significa que o pic está lendo o tempo corretamente, aí tenho que fazer o que vc disse, tentar resolver esse possível retardo, ou seja deveria ser 8333uS e não 7555uS.

Flw.

[RAguiar]

...fiz alguns testes no final de semana...com osciloscopio...
...comparei o semi ciclo da senoide, com a onda quadrada gerada pelo ampop (entrada x saida)...tanto para o sinal de corrente como para a tensão...

...para a tensão, o pic mediu 8334uS (duração do semiciclo), ou seja erro de 1uS do esperado, muito bom...

...já para corrente, o pic mediu 8455uS, ou seja erro de 122uS à mais (deveria ser 8333uS), devido à rampa do ampop e que não foi possivel melhorar o rendimento ou eliminar essa rampa...

...quando somo as duas ondas quadradas com uma porta AND, aí o erro piora, aumenta em muito, algo em torno de 900uS do esperado no sinal final de saída...e é instavel conforme aumento/diminuo a corrente de carga no TC...

...então vou fazer o seguinte, ao invés de medir a soma da diferença dos 2 sinais resultante da porta AND...vou medir o tempo do semicilco da tensão e armazenar, vou medir o semiciclo da corrente e armazenar, subtrair o erro (rampa) e por fim subtrair o tempo de tensão contra a corrente armazenados...vou ter que usar 2 pinos do pic, ao invés de 1, mas pode resolver o problema da defasagem da rampa...

...mas, tanto para a corrente como a tensão, terei de medir 4 semiciclos e tirar média, pois estou descobrindo que a frequencia da rede é muito instavel (diferença de 50uS), e isso pode dar a impressão de que o pic é que está errado, mas na verdade é a senoide que não chega 100% da concessionária...ou seja, em alguns instantes, o semiciclo é de 8333uS, em outros instantes muda para 8340uS, 8342uS, 8360uS, de duração...

...vamos ver no que vai dar.

[RAguiar]

oi pessoal
seguinte, fiz alguns ensaios aqui, medindo o FP com o meu PIC e comparando com alicate wattimetro ET-4080, obtendo-se os seguintes resultados:

(não consegui baixa o video que gravei no cel, então vai por escrito mesmo)

Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,99 no ET4080 deu = 0,998

Lamp. Inc. 60W + Trafo 1KVA vazio - PIC = 0,99 no ET4080 deu = 0,998

Motor 1/5CV - PIC = 0,27 no ET4080 deu = 0,274

Ventilador 1 + Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,96 no ET4080 deu = 0,964

Ventilador 2 + Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,97 no ET4080 deu = 0,969

Ventilador 3 + Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,99 no ET4080 deu = 0,986

Ventilador 4 + Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,98 no ET4080 deu = 0,982

Ventilador 5 + Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,99 no ET4080 deu = 0,987

Ventilador 6 + Lamp. Inc. 60W - PIC = 0,99 no ET4080 deu = 0,997

Motor 1/5CV + capacitor de 20uF - PIC = 0,99 no ET4080 deu = 0,735

Lamp. Inc. 60W + Cap. de 20uF - PIC = 0,34 no ET4080 deu = 0,186

Capacitor de 20uF - PIC = 0,81 no ET4080 deu = 0,020

...o ET4080 mostra 0,000...como acho que é muito tres casas após o zero, configurei o PIC para mostrar 0,00, sendo assim ele sempre arredonda o valor 1 para cima ou 1 para baixo como podem notar...

...a leitura foi boa para cargas reativas indutivas.
...a leitura foi muito divergente para cargas reativas capacitivas.não sei se porque. se é o ET4080 não mede FP capacitivo, ou se, o capacitor como carga está distorcendo o sinal no Transformador de Corrente na leitura do PIC.

...o que pude notar, é que o capacitor sozinho como carga, distorceu a onda quadrada gerada pelo circuito do TC entregue ao circuito somador...

...já as cargas indutivas não distorceram o sinal...

...estou aguardando o fabricante do ET4080 me responder se o mesmo le FP de cargas indutivas e tbm capacitivas...até porque o ET4080 deveria me mostrar no visor se o FP é indutivo ou capacitivo, coisa que não acontece, o ET4080 , mostra apenas o valor de FP.ou seja, deveria me mostrar se é FP indutivo ou capacitivo...senão pode-se dimensionar bancos capacitores/indutores de forma errada com base nos valores.

[RAguiar]

Olá pessoal

...seguinte, estou pensando aqui e quem poder dar uma idéia, agradeço.

...nos testes que fiz, estou medindo legal o FP de cargas resistivas e indutivas, com cargas capacitivas o PIC estava com leituras nada à ver, então resolvi pegar todos os tipos de cargas e medir o sinal no secundário do TC...

www.engenhariaeletrotecnica.com/press-c ... olador.htm

...cheguei à conclusão então, de que as leituras erradas do PIC era quando eu testava o esquema usando cargas que continham capacitores.

...como não há como escapar, já que em campo o projeto deverá detectar quando é reativo indutivo ou capacitivo...eu preciso de uma forma de "limpar" este sinal, já que muitas cargas serão do tipo resistiva + Capacitores, etc...com algum capacitor no conjunto do equipamento...

...estive pensando que podem ser harmonicas, neste caso eu teoricamente teria de montar um passa baixas, com corte de 70Hz, para ficar uma certa folga para os 60Hz padrão da rede elétrica...e ver se o sinal sai "limpo" desse estagio para só então comparar senoide de corrente com senoide de tensão para achar o FP.

o que vcs acham?



...já me indicaram um CI que faz tudo isso e muito mais...mas tipo assim, não quero depender de CI da China ou projeto comprado como grandes fabricantes fazem, não quero depender de componentes importados que um dia podem deixar de ser fabricados...afinal a graça é inventar do zero absoluto.

[MOR_AL]

Olá pessoal

...estive pensando que podem ser harmonicas, neste caso eu teoricamente teria de montar um passa baixas, com corte de 70Hz, para ficar uma certa folga para os 60Hz padrão da rede elétrica...e ver se o sinal sai "limpo" desse estagio para só então comparar senoide de corrente com senoide de tensão para achar o FP.

o que vcs acham?

1 - Um filtro analógico em 70Hz introduz atenuação na saída em relação à entrada. Introduz também defasagem em função da frequência.

2 - Você teria que fazer um filtro digital com característica de fase linear. Ele é do tipo FIR (Finite Impulse Response). Ele não introduz defasagem entre as frequências existentes.
Este tipo de filtro possui menos atenuação que os do tipo IIR (Infinite Impulse Response) para uma mesma ordem do filtro. Mas ele introduz a tal defasagem entre a entrada e a saída.
Porém, como você estaria interessado apenas no sinal de 60Hz, talvez esse filtro (IIR) também servisse!!

Em tempo:

Lí todo o tópico para saber qual é o circuito (TC e cargas) que você está usando para testar. Procure colocar a parte do diagrama desde a rede até a carga (resistiva, capacitiva ou indutiva). Assim fica menos complicado sugerir soluções.
No seu link com as ondas de corrente faltaram as escalas de corrente. Isso é importante, junto com o circuito, para melhor compreender o que você quer mostrar. Parece que a corrente é pequena, na foto superior e grande na foto inferior.

Parece que você tem diversas dúvidas quanto ao seu projeto.
Procure separá-lo em partes:

a) Parte de obtenção da tensão e da corrente o mais "limpo" possível (apenas o sinal de 60Hz). Para isso releia minha postagem anterior que lá tem a dica. Esses dois sinais não apareceriam em tempo real mas seriam limpos e forneceriam a defasagem entre eles com alguma precisão.

b) Os sinais com a informação do zero de tensão, sua referência, ocorreria um quarto de ciclo antes (90º defasado), mas como já teria ocorrido, aguarde mais 1/4 de ciclo que o zero ocorrerá novamente.

c) Você tem que especificar qual seria a faixa de corrente que seu aparelho vai trabalhar. A partir daí você pode calcular um TC e o número de espiras de secundário (as vezes o número de espiras de primário não precisa ser um). lembre-se que a tensão de saída do TC vai depender do resistor de carga dele. Teria que colocar um potenciômetro em série com um resistor (ou mesmo em paralelo) para ajustar a relação corrente de entrada pela tensão de saída.
Dependendo do seu projeto do TC, a tensão de saída máxima pode ser de 5V.

d) Somente após os ítens anteriores ficarem definidos é que você deve partir para a parte de programação.

e) Existe um ditado que diz "Entra lixo ... Sai lixo!". Se não resolver o circuito relatados nos ítens a, b e c, nem a melhor programação poderá resolver o problema.

Bons projetos.

MOR_AL

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[RAguiar]

"1 - Um filtro analógico em 70Hz introduz atenuação na saída em relação à entrada. Introduz também defasagem em função da frequência. "

Muito bem lembrado, obrigado. O que eu pretendo é o menos possível modificar o sinal recebido, para maior confiabilidade.

quanto à a, b, c estou tranquilo...o problema agora é o TC estar refletindo uma senoide distorcida no secundário de quando eu uso capacitores ou que contém capacitores no primário do TC...

...o secundário está em 250mV neste caso, ou seja, ainda não atingi a região de saturação do TC 50/5A - 1VA.portanto o sinal distorcido não se deve à saturação indevida do TC, mas algo relacionado à alguma particularidade dos capacitores.

...preciso aprofundar no estudo de capacitores para entender sua interferencia junto ao TC.

Flw.Obrigado.

[ELFS]

RAguiar

Queria dar uns palpites, mas perdi o material do curso que fiz na PUCRJ há muito tempo atrás, sobre automação de subestações. Um dos tópicos abordava justamente à parte de medição de tensão e corrente para cálculos de FP e das outras grandezas de linhas de transmissão. A técnica utilizada é a amostragem da corrente e tensão, procura-se tomar as amostras de corrente e tensão praticamente juntas, e um AD de 8 bits com 8 amostras por ciclo é suficiente . Com estes valores na memória aplica-se uma filtragem digital em uma janela de alguns ciclos para obter o sinal na freqüência de 60Hz desejada. Com o sinal filtrado fica muito fácil obter os valores procurados, por exemplo, para achar as passagens por zero é só testar os valores seqüencialmente e achar as mudanças de sinal. Com a freqüência de amostragem conhecida calcular defasagem fica fácil.

Já pensou neste caminho?

[RAguiar]

Fala Pessoal,

Não consegui fazer com PIC, mas fiz no Arduino, caso alguém esteja com algum trabalho similar, segue link abaixo sobre meu TCC:

http://engenhariaeletrotecnica.com.br/P ... 20v1.2.htm