Controlador de Fator de Potência

[RAguiar]

Olá Pessoal, primeiramente gostaria de dizer que é um prazer imenso conseguir cadastrar-me neste fórum, já tinha tentado antes mas não conseguia...
é o seguinte:
Tenho, digamos 30% de experiencia com PIC em C. Minha ultima aventura foi à um tempo atrás, quando eu inventei de criar um Controlador de Iluminação, tipo um Pulsador e várias lâmpadas, conforme ia se pulsando, as lâmpadas iam se alternado, ficou legal, apesar de eu queimar mufla por um bom tempo...

mas vamos ao que interessa, sou Técnico Eletrônico e Eletrotécnico, ou seja trabalho mais com Elétrica Industrial...estive então pesquisando sobre o Fator de Potência...(estou tentando criar um Controlador de FP para acionamento de capacitores automaticamente)sei que trata-se da defasagem entre Tensão e Corrente no instante em que passam pelo eixo X do tempo...sei que para saber o fator de potencia de um equipamento, apenas tenho de medir o tempo entre o ZERO da Tensão e o ZERO da Corrente, subtrair os segundos do semi-ciclo pelo valor obtido da medição, aplicar regra de três, e com o valor obtido controlar o acionamento dos capacitores...
...enfim, em Linguagem C, usando o CCS, como faço para medir o tempo entre dois pulsos?
tipo assim:
Leio o sinal de A1, começo a contar o tempo, espero o sinal de A2, paro de contar o tempo assim que A2 "chega" e obtenho o tempo em segundos (diferença entre A1 e A2)...daí o resto faço fórmulas matemáticas no programa C e controlo os acionamentos dos capacitores.

...na verdade sabe o que é dificil? A Simulação, já tentei com PIC Simulator IDE, mas não bate com a prática, Multsim então pior ainda, se alguém pudesse me dar uma dica de um soft que apenas lê linha a linha de um programa, apenas para eu "enxergar" o código funcionando...

...só pra informar, já estudei mas até hoje não entendi nada sobre TIMERS dos pics.
Obrigado.

[_blackmore_]

vc pode fazer simulação dos programas pelo Proteus (ISIS) ... colocando ainda as fontes de sinais e equipamentos virtuais ... acredito que dá para simular oque vc quer.
quanto a programação ... acredito que o primeiro passo que é descrever exatamente o funcionamento vc já sabe (o fez bem feitinho) . . agora é aplicar a linguagem ..

abrax!

[KrafT]

Esse tipo de amostragem, de tempo entre zero-cross de tensão e corrente não é tão óbvia ssim.

Faz um teste: Coloca os sensor de (zero-cross de) tensão e de corrente no pic e faz dois outros pinos "togglarem" a cada passagem por zero. Você verá que o jitter é absurdo e uma abordagem muito simplista destruiria teu banco capacitivo e os dispositivos de comutação em pouco tempo.

Há de se pesar o fato de voce ter harmonicas e do sitema poder entrar em ressonancia.

É claro que tudo isso voce vai vendo conforme o projeto anda, mas não te baseia muito no mundo perfeito dos simuladores. Na prática, o furo é beeeeeeeeeem mais embaixo e se voce não abordar com essa visão desde o inicio, os resultados podem te desanimar.

[RAguiar]

Esse tipo de amostragem, de tempo entre zero-cross de tensão e corrente não é tão óbvia ssim.

Faz um teste: Coloca os sensor de (zero-cross de) tensão e de corrente no pic e faz dois outros pinos "togglarem" a cada passagem por zero. Você verá que o jitter é absurdo e uma abordagem muito simplista destruiria teu banco capacitivo e os dispositivos de comutação em pouco tempo.

Há de se pesar o fato de voce ter harmonicas e do sitema poder entrar em ressonancia.

É claro que tudo isso voce vai vendo conforme o projeto anda, mas não te baseia muito no mundo perfeito dos simuladores. Na prática, o furo é beeeeeeeeeem mais embaixo e se voce não abordar com essa visão desde o inicio, os resultados podem te desanimar.

Não, não com questão à vida do banco capacitor é outro assunto, basta executar retardos e ajustes para não ficar entrando e saindo capacitores ao tempo todo, no momento o x da questão é apenas como programar o pic para executar a coleta das amostras e calcular o tempo entre os dois sinais...quantos à as harmonicas, é mais fácil basta o banco de Indutores (outro assunto)...

[KILB]

Vc ja pesquisou sobre o ADE7758?

Segue o link

http://www.analog.com/static/imported-f ... DE7758.pdf


KILB

[RAguiar]

Vc ja pesquisou sobre o ADE7758?

Segue o link

http://www.analog.com/static/imported-f ... DE7758.pdf


KILB

Boa noite KILB, olhei superficialmente, parece um componente específico p/ a aplicação...mas o problema (acredito eu) seria encontrá-lo com facilidade.O legal do PIC é quem até lugares modestos se encontra...
ou então um similar à este ADE7758 de fácil aquisição.
Vlw.

[RAguiar]

Mil maravilhas seria se alguém conhecesse algum componente onde eu só conectaria o sinal de tensão e corrente e ele me desse o valor do FP, daí passo ao PIC que por sua vez controlaria o Banco Capacitor (tipo aqueles CHIP's, microcontroladores que vem em aparelhos de medição tipo alicates wattimetro da Minipa)...
...alguém conhece esse tipo de componentes tipo o que o KILB falou, mas de fácil aquisição?
Flw

[MOR_AL]

RAguiar.
O que foi mencionado sobre ruído é importante.
Acho que seria válido você obter os dois sinais, de tensão e depois de corrente. Fazê-los passar por dois filtros passa-baixas, idênticos, com uma frequência de corte bem inferior aos 60Hz.
Com isso você teria uma defasagem idêntica em ambos, tendendo para -90º (para um passa-baixas de primeira ordem, como um RC). Não importa qual seria essa defasagem. O importante é que seria a mesma nos dois sinais. Isso filtraria, um pouco, os harmônicos e ruídos de mais altas frequências.
Com os seus sinais um pouco mais limpos, você mediria a defasagem temporal entre eles. Você poderia fazer um contador de 46us (46,3us), que corresponderia a 1º elétrico em 60Hz. Na realidade não é muito importante, pois você não está interessado em medir qual valor da defasagem. Com isso seu contador poderia ser incrementado a cada 50us, ou 100us.
Na passagem pelo zero do primeiro sinal você inicia um contador. A cada 46us você incrementa esse contador, até que ocorra a passagem pelo zero do outro sinal. O valor do contador será idêntico à defasagem em graus elétricos. No caso de seu timer medir 50us ou 100us, simplesmente você estaria com outra escala.
Detalhes:
1 - Os filtros introduzem um atraso de aproximadamente 90º, o que corresponde a cerca de 4,17ms. Logo o seu equipamento não poderia corrigir o fator de potência imediatamente. O outro lado da moeda é que, além da filtragem obtida, nenhum outro equipamento, também, deixaria de introduzir algum atraso. A excessão é para sinais puramente senoidais (sem harmônicos e ruídos).
2 - Apesar de você acrescentar os tais filtros, mesmo assim ainda ocorrerão níveis de ruído e harmônicos. Com relação a esse problema, seria interessante você medir os dois sinais através do CAD do PIC. Preferencialmente quando eles estiverem se aproximando do zero volts. Isso ocorre quando o sinal original estiver próximo aos 90º.
Nesse caso, você poderia interpolar uma reta, dos pontos obtidos, e prever onde ocorreria a passagem dos sinais pelo zero volt. Aí sua medição da defasagem seria mais consistente.
3 - Mesmo obtendo a defasagem pelo método do item anterior, seria mais seguro se você medisse diversas defasagens com semiciclos adjacentes. De posse desses valores, você poderia tirar a média entre eles, descartando, antes, algum valor bem diferente dos demais.
4 - Você poderia atualizar a conexão com os bancos de capacitores a cada intervalo de tempo prederminado. Poderia fazê-lo, também, de forma sequencial. Desse modo não precisaria saber, de antemão, qual seria o banco de capacitores correto a ser conectado.
Suponha que você tem 3 bancos de capacitores disponíveis (1, 2 e 3) e que no momento nenhum esteja conectado. Ao identificar uma defasagem acima do valor por você especificado, você conectaria o segundo banco. Ao medir novamente, você descobriria se precisaria passar para o terceiro, manter no segundo, passar para o primeiro ou mesmo desligá-los do circuito. Seria um processo adaptativo, escolhendo o banco que forneceria menor defasagem.
5 - É importante identificar qual o melhor instante para fazer a comutação. O ideal seria que tanto a tensão da rede, como a tensão do banco dos capacitores a ser conectado, fossem iguais. Isso provocaria menos desgaste nos componentes.

Bom. Eu começaria o projeto dessa maneira. Sem componentes difíceis de se encontrar. Claro que vai depender de sua aplicação. Se o seu sistema é importante a ponto de exigir maior precisão, claro que outras alternativas teriam que ser consideradas.
MOR_AL

[RAguiar]

Vlw pela resposta, na verdade já tenho e mente estes problemas de ruído, o PIC é muito rápido e sensível a qualquer mal contato durante a medição com certeza resulta numa falsa medição...(tive esse problema com o projetinho do pulsador e as lâmpadas, o PIC achava que qualquer Flicker da rede era alguém pulsando, então usei de alguns retardos no programa e resolvi...)
...na verdade tudo o que eu preciso é de uma idéia sobre um trecho em C CCS para contar o tempo entre dois pulsos...
...mas sabe o que mata? eu usava aqui o PIC Simulator IDE, mas descobri que ele não simula corretamente, isso no meu projeto anterior...(só consegui programar o PIC pensando como Máquina)
...gostaria de saber de algum simulador debug para C, já tentei o próprio do CCS, mas não deu, já tentei MPLAB mas não acontece nada, já tentei no Proteus mas não dá pra ver o programa sendo testado linha à linha, muito menos no multsim... é complicado...

[RAguiar]

"Nesse caso, você poderia interpolar uma reta, dos pontos obtidos, e prever onde ocorreria a passagem dos sinais pelo zero volt. Aí sua medição da defasagem seria mais consistente. "

Boa idéia cara vc mudou minha maneira de pensar sobre as amostras, basicamente eu trabalharia com várias janelas de tempo pré estabelecidas...tipo assim:

Colho amostras do zero tensão, até encontrá-lo na linha do tempo.
Quando achar o zero tensão, passo à instrução seguinte:
Colho amostras do zero corrente, até encontrá-lo na linha tempo...como disse, com janelas pré estabelecidas, imaginemos que a corrente "pulsou o zero" na janela "0,85", seria este o FP, não de forma exata, mas já ajudaria em muito na correção do FP...se eu quiser mais precisão, crio N janelas curtas, só com estas janelas já evita bastante os flickers...
...sendo que para cada janela, levo em consideração os uS que o PIC leva para passar entre as instruções...ou seja tenho de ficar esperto com a velocidade do PIC, pois trabalharia em cima disso.

Parece ser mais fácil, se funcionar como a gente pensa, pois PIC nunca pensa de forma fácil como nós, por isso que dizem que máquina na verdade é burra .

[Andre_Cruz]

RAguiar,

Com o PROTEUS é possível ver o programa executando linha a linha, usando o botão ao lado do start, o botão step.
Ja usei em assembler e com o compilador Hitech Picc, e executa linha a linha.

Projeto interessante.

Abraço

André Cruz

[RAguiar]

RAguiar,

Com o PROTEUS é possível ver o programa executando linha a linha, usando o botão ao lado do start, o botão step.
Ja usei em assembler e com o compilador Hitech Picc, e executa linha a linha.

Projeto interessante.

Abraço

André Cruz

Então André, ontem segui um Tutorial que ensina como usar o Proteus para simular o programa, consegui, porém ao executar linha à linha com o "step", o mesmo não segue uma lógica, derrepente pula lá pra cima, vai pro meio, não segue a leitura "vista" pelo PIC...

[KrafT]

... no momento o x da questão é apenas como programar o pic para executar a coleta das amostras e calcular o tempo entre os dois sinais...quantos à as harmonicas, é mais fácil basta o banco de Indutores...

Também acho isso fácil. Tanto é que meu inversor vetorial que projetei com PIC16C84 está em processo de homologação CE e UL.

No início me bati um pouco pois não conheco os timers do PIC, mas depois que resolvi programar o PIC em Java, abstraí tudo isso e ainda coloquei um joguinho em Java como "easter egg" no equipamento.

A maior dificuldade que estou tendo é que os europeus estão alegando indice inaceitavel de chumbo no verniz que usei para impregnar os transformadores.. Ve se pode...

[RAguiar]

... no momento o x da questão é apenas como programar o pic para executar a coleta das amostras e calcular o tempo entre os dois sinais...quantos à as harmonicas, é mais fácil basta o banco de Indutores...

Também acho isso fácil. Tanto é que meu inversor vetorial que projetei com PIC16C84 está em processo de homologação CE e UL.

No início me bati um pouco pois não conheco os timers do PIC, mas depois que resolvi programar o PIC em Java, abstraí tudo isso e ainda coloquei um joguinho em Java como "easter egg" no equipamento.

A maior dificuldade que estou tendo é que os europeus estão alegando indice inaceitavel de chumbo no verniz que usei para impregnar os transformadores.. Ve se pode...

Chik heim...

[leoabubauru]

RAguiar

Segue link interessante sobre FP. Ele abrange, inclusive, a distorção harmônica, muito relevante num estudo como este. Digo isto pois, em alguns casos, banco de capacitores que foram projetados para corrigir o fator de potência explodem por não levarem em conta a distorção harmônica.

Bom divertimento


Laercio Barbosa