MEDIDOR DE FACTOR DE POTENCIA (FP) CON PIC

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MEDIDOR DE FACTOR DE POTENCIA (FP) CON PIC

Manuel Fernando Rincon Gonzalez, Kelvin José Manotas Mfernandorincon@unicesar.edu.co, kjmanotas@unicesar.edu.co

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Resumen – En el siguiente artículo científico encontraremos como es el funcionamiento de un prototipo simulado, que permite calcular el factor de potencia en los diferentes ELEMENTOS PASIVOS electrónicos, en este caso RESISTENCIAS, CAPACITORES E INDUCTORES, las señales de cada uno de los elementos se observara en un osciloscopio donde interpretaran hasta observa cómo se comporta la señal y el del factor de potencia de cada uno de ellos.

Se implementó un circuito integrado programable (PIC18F4620) en donde se explica cómo aporta su funcionamiento en el circuito simulado y también la interpretación de las líneas de código

Palabras clave: PIC, FACTOR DE POTENCIA.

Abstract- In the following scientific article we will find out how the simulated prototype works, which allows calculating the power factor in the different electronic PASSIVE ELEMENTS, in this case RESISTORS, CAPACITORS AND INDUCTORS,

the signals of each of the elements will be observed in a oscilloscope where they will even interpret how the signal and the power factor of each one behave.

A programmable integrated circuit (PIC) was implemented where it is explained how it contributes its operation in the simulated circuit and also the interpretation of the lines of code.

Key Word: PIC, POWER FACTOR.

1. INTRODUCCION[pic 5]

L factor de potencia es un término que se utiliza para determinar la cantidad de energía que se ha convertido en trabajo, se implementa en determinadas áreas industriales como por ejemplo en los inversores para instalaciones aisladas, en motores monofásicos o trifásicos el cual tiene como función calcular el consumo de los mismos,[1] para calcular el factor de potencia se utiliza la siguiente expresión

(Ecuación 1) matemática:

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Ecuación 1Factor de Potencia, SADIKU.

• El valor ideal del factor de potencia es 1, El factor de potencia se denota como el cociente entre la potencia

Promedio y la potencia aparente [2].

• POTENCIA PROMEDIO : Se obtiene la potencia promedio (Ecuación 2 ) hallando la integral de un periodo completo, la potencia promedio se expresa de la siguiente forma:

1[pic 7]

𝑃  =  𝑉  𝐼  cos(𝜑   − 𝜑[pic 8]

2

Ecuación 2. Potencia promedio SADIKU.

• POTENCIA APARENTE : Es el factor entre la magnitud del voltaje y la corriente Rms y de denota de la siguiente forma (Ecuación 3) :

|𝑠| = 𝑉𝑟𝑚𝑠 ∗ 𝐼𝑟𝑚𝑠

Ecuación 3.Potencia aparente, SADIKU.

1. OBJETIVOS

• Por medio de la Simulación hecha en PROTEUS (ilustración 1) medir el FACTOR DE POTENCIA y el desfase de ángulos , de las señales obtenidas por la exposición de los elementos pasivos del circuito por una magnitud de Voltaje y corriente Alterna.

1. MATERIALES.

En la siguiente tabla (tabla 1) se encontraran plasmado la lista de componentes utilizados para  construir el circuito simulado.

Tabla 1Componentes, Fuentes Autor.

1. METODOLOGIA[pic 9][pic 10]

Para la realización de este prototipo, se utilizó el simulador de circuitos electrónicos PROTEUS, a continuación se muestra el dibujo (ilustración 1) esquemático del mismo:

Ilustración 2 Comparador 1, Autor.[pic 11][pic 12]

Cuando se pulsaba el switch correspondiente al elemento, este solamente dejara pasar la señal de corriente (I-in) correspondiente al mismo, igualmente pasa con los demás elementos, el valor del voltaje será EL MISMO para todos los elementos ósea que el voltaje de entrada (V-in) sería igual a 3V.

Para el comparador (CCT004) (ilustración 3), sucede que tomaba los valores de Voltaje (V-in) y corriente (I-in) como entradas, los valores de la corriente se variaba depende de que elemento se utilizaba.

Ilustración 1Dibujo esquemático de la simulación, Autor

Para comenzar se utilizaron tres elementos pasivos, resistivos (2Ω), capacitivos (10mF) e inductivos (1.9mH) respectivamente, conectados  una fuente  AC con una amplitud de 3 volts y una frecuencia de 60 Hz estos elementos se utilizaron de prueba para obtener el valor del factor de potencia para cada uno, con ayuda de tres switches se puede escoger el elemento al cual queremos observar el valor del (FP), se utilizaron dos comparadores (CCT001) y el (CCT004).

El primer comparador está conectado a las señales de entrada de Voltaje y corriente de los elementos pasivos como se muestra en la (ilustración 2).

Teniendo en cuenta las entradas al (comparador 2) las  entradas (H_v), (H_D) Y la salida (FREC) de este estaban conectadas a los puertos (RC0) (RC1) y (RC2) respectivamente del circuito integrado PIC18F4620 (ilustración 4)[pic 13][pic 14][pic 15]

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Ilustración 4 Conexión comparador- PIC,

Fuentes del Autor.

A continuación las entradas que se conectan en los puertos (RC0) y (RC1) del PIC18F4620 (ilustración 4) es un circuito integrado programable, en el cual se cargó un código que permite obtener los cálculos de factor de potencia, frecuencia y ángulos de desfase, para ello se utilizó la interfaz de PIC C COMPILER

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