¿Cómo medir el factor de potencia cos phi con un Arduino?

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de acuerdo con ¿Cómo se mide el factor de potencia? Puedo medir el factor de potencia (cos phi) comparando el Punto cero de cruce de tensión y corriente. Esto está claro.

El problema que tengo es ¿qué pasa si no puedo saber exactamente cuándo es el cruce por cero? Mi idea es medir el cos phi con un arduino usando un circuito muy simple.

Básicamente quiero usar Resistores para descomponer el voltaje a + - 5, luego usar un diodo para tener solo las ondas positivas. Con esto, puedo muestrear el voltaje usando la entrada analógica del Arduino, digamos al menos 2 más rápido que 50 Hz. El arduino nano, por ejemplo, tiene una velocidad de reloj de 16 MHz :-) (Nyqvist).

Ahora, con el actual planeo hacer lo mismo. Tome un transformador de corriente lineal barato y conviértalo a voltaje usando una resistencia, por lo que obtendré solo + 5V máx.

Calcularé las resistencias y los transformadores de modo que para el máximo V y A obtendré el rango que necesito, y también puedo asegurar mi Arduino con seguridad de sobretensión.

No necesito medir U y A exactamente. No necesito estos valores con precisión, por eso el uso de elementos baratos y un enfoque simple pueden ser suficientes.

Lo que necesito es calcular la fase. Por favor, mire la imagen:

Asumamos  1. Puedo medir la corriente y el voltaje solo como ondas positivas de 0 a 5 V máx.  2. Muestro lo suficientemente rápido  3. Puedo detectar el punto en el que van de cero a algún valor (también cometeré un error aquí ...)  4. Hay algún error en la medida (magnitud)  5. Puedo calcular dt entre V y A. Con él, puedo calcular cos phi

Mi pregunta es: ¿es esto posible / factible? ¿Es el error que cometo en 3 lo suficientemente grande como para que esta medición de cos phi no sea práctica? ¿Cómo puedo calcular este error?

Muchas gracias

    
pregunta otmezger

1 respuesta

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Vea los comentarios debajo de la publicación después de leer esto. Mi solución aquí solo sería precisa para los circuitos R-L-C y no si hubiera corrientes pulsadas debido a los rectificadores, etc.

No te preocupes por Nyquist. En su lugar:

  • Detecta el cruce por cero de la señal de voltaje. Note si es positivo o negativo.
  • Inicie dos temporizadores: uno para medir el tiempo hasta el próximo cruce por cero de voltaje (Vzc) y el siguiente para detectar el tiempo de medición hasta el actual cruce por cero (Izc).
  • Cuando se produzca el Izc, detenga el temporizador Izc.
  • Averigua si es positivo o negativo yendo.
  • En el próximo Vzc, detén el temporizador Vzc. (Esto le da el tiempo de medio ciclo).

A partir de toda la información anterior, puedes averiguar el ángulo entre las cruces por cero y si el ángulo de la fase está adelantando o retrasando.

Su principal problema será la precisión de las mediciones de ZC, particularmente en la forma de onda actual (que puede ser cero, no lo olvide). Yo sugeriría que esto podría hacerse mejor mediante circuitos externos discretos que activen entradas digitales. El wideband Zero-Cross Detector de Dave Johnson puede ser útil.

    
respondido por el Transistor

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