Estoy tratando de detectar el ángulo del factor de potencia usando un microcontrolador.
Hacer esto con cualquier grado de precisión y para condiciones de carga desconocidas es mucho más complicado de lo que cree. Considera lo siguiente: -
- Diga que la corriente de carga no se parece en nada a una onda sinusoidal. Digamos que se parece a la corriente consumida por un transformador convencional y un puente rectificador. ¿Cuándo comienza la corriente? Comienza justo cuando el voltaje está llegando a su punto máximo y termina. Justo después del pico de voltaje, el puente de diodo extrae un pulso de corriente delgado y fino para restablecer la carga en el condensador de suavizado. ¿Cuál será el ángulo de fase de la corriente en relación con la forma de onda del voltaje? ¿Se puede usar un temporizador simple basado en el cruce por cero? No, no puedes porque no se relacionará con los ángulos del factor de potencia real en absoluto.
- ¿Qué pasaría si su corriente se tambaleara cuando pasó a través de cero, es decir, pasó a través de cero y luego volvió a bajar y luego continuó subiendo hasta su pico normal? ¿Qué tomaría usted como la cruz de cero de referencia? ¿Reflejaría con precisión la potencia o el ángulo real asociado con el factor de potencia? No, no necesariamente.
- ¿Qué pasa con la amplitud de la forma de onda actual? Cuando es minúsculo, el ruido podría tener un rumbo. ¿Qué hará esto con respecto a los falsos disparadores en el cruce por cero? Probablemente tirar cualquier lectura significativa en la basura. Tal vez la histéresis del comaparotor ayude?
- La histéresis del comparador no ayudará: esto le dará un cruce por cero ligeramente por encima de cero y, por lo tanto, el cruce por cero dependerá de la amplitud.
Es difícil, seguro. Si lo estuviera haciendo, recordaría esa potencia, para una buena tensión de alimentación de onda sinusoidal es la tensión x la frecuencia fundamental de la corriente. Para un suministro de onda sinusoidal, todos los armónicos que distorsionan el NO actual contribuyen al poder según lo medido por las empresas de servicios públicos.
Sobre esta base, aplicaría el mismo filtro de paso bajo tanto a la tensión como a la corriente antes de hacer nada. No es necesario aplicar el filtrado a la tensión, pero aplicarlo a las formas de onda de la corriente y de la tensión en sincronía con respecto a los retrasos en el tiempo incurridos por dichos filtros y no debería decir por qué esto es importante.
¿Cuántas órdenes de filtrado de paso bajo? Diría un mínimo de 6 y de manera realista, para mantener los dos filtros en la posición correcta, no perdería el tiempo en el ámbito analógico. Me gustaría convertir conversiones de voltios y amperios a digital y aplicar la mayor cantidad posible de filtrado de LP digital. .
¿A dónde te lleva esto? En última instancia, estoy tratando de calcular la potencia real multiplicando V y I para obtener vatios reales. No necesito filtrar V y yo para hacer esto, pero si quiero entender cuál es el valor de RMS de la corriente en la frecuencia fundamental de la tensión de alimentación (la única frecuencia aplicable a los cálculos de potencia basados en una forma de onda de tensión decente) Necesito usar las formas de onda filtradas.
Por lo tanto, tengo potencia (muestra la forma de onda V muestreada la forma de onda muestreada I, luego promediado por ciclo) y tengo RMS voltios y RMS amperios (basados en muestras cuadradas, luego promediados y luego arraigados). No se quede cerca de nyquist: veamos mil muestras por ciclo para capturar todos los matices armónicos del aliasing actual y avois.
A continuación, divido la potencia por el producto de los valores rms de I y V, y esto me da un factor de potencia: un valor que es cero para la corriente que está 90 grados fuera de fase a voltaje y 1 para voltios y amperios totalmente en fase: recuerde que estoy hablando de que los fundamentos están en fase aquí, no todos los armónicos de la corriente; no tienen importancia cuando la tensión de activación es una onda sinusoidal.
El factor de potencia se convierte en ángulo de fase tomando el arco porque ahora tienes un ángulo de fase.
¡He diseñado medidores de electricidad para uso general en caso de que te lo preguntes!
