Midiendo el poder real y aparente

4

Espero que mi pregunta esté de acuerdo con las reglas del sitio.

Estoy haciendo un medidor de potencia usando un transformador de voltaje, un transformador de corriente y un arduino, además de los componentes para crear la interfaz para los transformadores para el arduino. Para esto, confío en un proyecto de código abierto llamado OpenEnergyMonitor .

Realizo un muestreo regular de voltaje y corriente, y luego puedo calcular el voltaje RMS y la corriente RMS para luego calcular la potencia aparente como el producto de estas dos cantidades.

Pero estoy confundido al calcular el poder real. Mis referencias indican que este cálculo es bastante simple: es el producto promedio de las muestras de voltaje y corriente. Pero en el firmware disponible en el proyecto, el voltaje se considera "alterado".

Este voltaje se calcula de la siguiente manera:

shiftedV = lastFilteredV + PHASECAL * (filteredV - lastFilteredV);

Donde:

  • ShiftedV es el voltaje utilizado para calcular la potencia real.
  • lastFilteredV es el voltaje instantáneo de la muestra que lo precede inmediatamente.
  • filteredV es el voltaje instantáneo de la muestra actual.
  • PHASECAL es un coeficiente calibrado por fuerza bruta. No pude encontrar ninguna explicación de su significado.

Después de buscar en todo el sitio en busca de explicaciones, he podido recopilar la siguiente información:

shiftedV removed the phase offset associate with the different hardware components.

Phase calibration goes here.

Simplemente no puedo entender la motivación para hacer algo así. ¿Alguien podría ayudarme?

EDIT

Veamos dos gráficos que representan dos circuitos, el primero es completamente resistivo y el segundo es reactivo. ( fuente de las imágenes )

En el primer gráfico, debido a que es una carga resistiva, se usa toda la potencia, lo que nos da un PF de 1. ¿Por qué PF es igual a 1? Debido a que la potencia real (el promedio del producto de voltaje y corriente instantáneos) es máxima (y por lo tanto igual a la potencia aparente) porque las señales son siempre las mismas (positiva y positiva o negativa y negativa). De esa manera, no se elimina ninguna energía (negativo).

En el segundo gráfico, porque es una carga reactiva, toda la potencia se absorbe y luego se devuelve al circuito, lo que nos da un PF de 0. Debido a la potencia real (el promedio de los productos de voltaje y corriente instantáneos) es solo cero porque las señales se cambian y lo que se pierde ahora se gana justo delante.

¿Ves mi punto? Mi "teoría" es que no necesita hacer nada demasiado sofisticado (por ejemplo, use shiftedV) para calcular la potencia real, solo tome una gran cantidad de pares de muestras y promedie su producto.

Lo que quiero es solo una confirmación de lo que pienso que es correcto, o porque el método utilizado en el proyecto es correcto.

Después de todo, lo que quiero saber es: ¿hay alguna razón por la cual el proyecto haya utilizado ese voltaje diferente (cuya comprensión se me escapa por completo) para calcular la potencia real? Y lo más importante, ¿debería hacer lo mismo? ¿O debería simplemente multiplicar las muestras instantáneas y calcular el promedio?

Lo siento por cualquier error en inglés, no es mi idioma principal.

    
pregunta borges

1 respuesta

3

La potencia real se basa en la diferencia de fase entre el voltaje y las formas de onda actuales. Principalmente lo ve en el cálculo del factor de potencia . De wikipedia:

  

La relación entre potencia real y potencia aparente en un circuito se denomina   El factor de potencia. Es una medida práctica de la eficiencia de un   Sistema de distribución de energía. Para dos sistemas que transmiten el mismo   cantidad de potencia real, el sistema con el factor de potencia más bajo tendrá   Mayores corrientes circulantes debido a la energía que regresa a la fuente.   Del almacenamiento de energía en la carga. Estas corrientes superiores producen mayor   pérdidas y reducir la eficiencia global de transmisión. Una menor potencia   circuito de factor tendrá una mayor potencia aparente y mayores pérdidas para   La misma cantidad de poder real. El factor de potencia es uno cuando el   El voltaje y la corriente están en fase. Es cero cuando la corriente lleva o   se retrasa la tensión de 90 grados. Los factores de poder son usualmente declarados como   "adelante" o "retrasado" para mostrar el signo del ángulo de fase de la corriente   con respecto a la tensión.

En su aplicación, creo que están usando shiftedV como una forma de ver cuánto ha cambiado la fase desde el último valor. Con una carga puramente resistiva, el factor de potencia sería 1 ... entonces la potencia real = potencia aparente. Por lo tanto, probablemente deba utilizar una carga resistiva para determinar su número fasecal (configúrelo de manera real = aparente). Luego puede encontrar el factor de potencia para varias cargas.

Editar: Si toma el promedio de tiempo del producto instantáneo de voltaje y corriente, seguramente tendrá una medición de potencia real. Como lo he indicado (pobremente) más arriba, creo que el V cambiado se usa para ajustar cualquier elemento de reactancia introducido por el proceso de medición. Como una forma de anular los efectos de la electrónica, usted obtiene la potencia real de la carga. Aquí hay buenas lecturas e imágenes National Instruments

    
respondido por el Matt

Lea otras preguntas en las etiquetas