Cálculo del nodo de capacitancia

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Estoy tratando de calcular la capacitancia equivalente a tierra de un filtro LCL trifásico con condensadores a tierra. Los inductores se retiraron del circuito, ya que asumo que serán ignorados por el medidor ...

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Ignorando C3, sería simplemente 2 redes de la serie en paralelo con C4. Específicamente:

C4 + 1/(1/C1 + 1/C5) + 1/(1/C2 + 1/C6)

Esto casi encaja con las mediciones del circuito real (3% menos), lo suficientemente pequeño como para que puedan explicarse por los condensadores + -10% de tolerancia. Sin embargo, ¿qué efecto tiene C3 en tal cálculo?

Actualizar Los inductores han vuelto al esquema a partir de sugerencias de comentarios, a costa de un esquema mucho más feo. Creo que esto no es necesario ya que la sonda solo debería enviar una corriente de muy baja frecuencia y luego medir el cambio de voltaje. Y cuando la frecuencia se aproxima a cero, la reactancia de los inductores también se aproxima a cero, mientras que la reactancia de los condensadores se aproxima al infinito. En efecto, haciendo que los valores del inductor sean despreciables. Por lo tanto, creo que este circuito simplificado está bien para usar:

simular este circuito

    
pregunta Imbrondir

2 respuestas

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Su circuito, eliminando inductores debido a la baja frecuencia, debería tener este aspecto:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Vamos a volver a dibujarlo de una manera más clara.

simular este circuito

Los pares de capacitores en paralelo tienen una capacitancia equivalente dada por la suma de sus valores. Así que esto se simplifica a este bonito circuito:

simular este circuito

Ahora implementaré una transformación delta-estrella en los condensadores C1, C2 y C3, en la forma de los nuevos condensadores Cx, Cy y Cz, que terminarán con un circuito como este:

simular este circuito

La capacitancia vista desde la sonda es entonces:

$$ C_ {sonda} = C4 + \ frac {1} {\ frac {1} {Cx} + \ frac {1} {C_ {eq}}} $$

Donde Ceq está dado por:

$$ C_ {eq} = \ frac {1} {\ frac {1} {Cy} + \ frac {1} {C5}} + \ frac {1} {\ frac {1} {Cz} + \ frac {1} {C6}} $$

Ok, ahora bajamos a calcular Cx, Cy y Cz. La impedancia del condensador Z es inversamente proporcional a la capacitancia:

$$ Z = \ frac {1} {sC} $$

Por lo tanto, las ecuaciones en estrella-delta para capacitancia deben "voltearse" al revés (es decir, desde aquí , donde uno lee R, cámbielo a 1 / C). Esto, a su vez, tiene el mismo efecto que se observa en la dualidad de series paralelas. Los resistores de estrella a triángulo son equivalentes a los condensadores delta a estrella. Dado que hemos realizado un delta-wye, las ecuaciones son tales:

$$ C_x = \ frac {C_1 C_2 + C_2 C_3 + C_3 C_1} {C_3} = \ frac {3 * 204 ^ 2} {204} = 612 \ mu F $$

$$ C_y = \ frac {C_1 C_2 + C_2 C_3 + C_3 C_1} {C_2} = \ frac {3 * 204 ^ 2} {204} = 612 \ mu F $$

$$ C_z = \ frac {C_1 C_2 + C_2 C_3 + C_3 C_1} {C_1} = \ frac {3 * 204 ^ 2} {204} = 612 \ mu F $$

Finalmente, llegando a nuestras respuestas:

$$ C_ {eq} = \ frac {1} {\ frac {1} {612} + \ frac {1} {25}} + \ frac {1} {\ frac {1} {612} + \ frac {1} {25}} = \ frac {30600} {637} \ mu F $$

$$ C_ {sonda} = 25 + \ frac {1} {\ frac {1} {612} + \ frac {637} {30600}} = \ frac {15925} {229} = 69.54 \ mu F $$

Espero que esto ayude.

    
respondido por el Vicente Cunha
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Intentaré responder mi propia pregunta con la sugerencia de Vicents. La aplicación de la transformación en estrella delta obtiene un circuito analizable:

Ca = Coposite/(C1*C2 + C1*C3 + C2*C3)
Or since C1 = C2 = C3 = Cd (delta):
Cy = Cdelta*3

Further simplifications
Cg = C4 = C5 = C6
leads to 
Ctotal = Cg + 1/(1/Cy + 1/(2/(1/Cg + 1/Cy)))

Lo que casualmente da exactamente el resultado con mis valores como mi ingenuo enfoque de fingir que el C3 original no existía.

Espero que alguien en los comentarios me corrija si los inductores distorsionan mis resultados de cualquier manera.

    
respondido por el Imbrondir

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