Cosimetro Digital

Cofímetro
digital industrial
Marder, Felipe - Lombardero, Oscar G. - Aquino, Carlos
Dto. de Ingeniería Eléctrica - Facultad de Cs. Exactas y Naturales y Agrimensura - UNNE.
9 de Julio 1449 2º Piso Lab. Nº 7 - (3400) Corrientes - Argentina.
E-mail: fmarder@exa.unne.edu.ar
RESUMEN

El presente trabajo con carácter de desarrollo tecnológico, forma parte del proyecto PI Nº 673 aprobado por laSecretaría de Ciencia y Técnica de la UNNE, titulado “Aplicaciones Industriales basadas en Microcontroladores”. El
mismo consiste en el diseño e implementación de un dispositivo para la medición automática de la diferencia de fase
entre tensión y corriente sobre una carga reactiva, con determinación simultánea y señalización lumínica del carácter
inductivo o capacitivo de la misma. Realizaadicionalmente el cálculo del coseno del ángulo de desfasaje aplicando el
desarrollo en serie de Taylor. El sistema está basado en un microcontrolador PIC16F84 de Microchip, que realiza la
detección de las señales conformadas de tensión y corriente, midiendo el tiempo entre ambos cruces por cero y
presentando el resultado de la medición en un display de dos dígitos de 7 segmentos.
ANTECEDENTESDesde que se fijaron las nuevas tarifas eléctricas por parte de la Secretaría de Energía para los usuarios
propietarios de industrias con equipamientos medianos y grandes, se volvió una necesidad la medición continua de la
cantidad de energía consumida en la planta, como uno de los factores importantes en la determinación de los costos que
deben ser absorbidos por los productos o serviciosque allí se generaban. Este costo de la energía consumida, no sólo es
función de la cantidad de maquinaria electromecánica funcional instalada (calefactores, motores, transformadores,
iluminación, etc.), sino también y desde el punto de vista eléctrico, por el tipo de impedancia involucrada : resistiva
pura, reactiva pura o combinación de ambas. El hecho que los equipos en su conjunto presentecaracterísticas reactivas
implica un desfasaje entre tensión y corriente que trae como consecuencia una potencia que no es consumida o
traducida en trabajo mecánico sino que sólo está presente en la red, disminuyendo el rendimiento de la misma. Las
nuevas tarifas establecen beneficios o penalizaciones en función del valor de desfasaje entre tensión o corriente, lo que
se conoce como el valor delcos ö, el cual debe estar por encima de 0,95 para optar con bonificaciones que pueden
rondar el 2,5% del valor total del consumo registrado. Si recordamos los valores instantáneos de la tensión y corriente
senoidal sobre una carga reactiva que provoca un desfasaje de ö grados tenemos

v(t ) = 2V cos(ωt + ϕ )
i (t ) = 2I cos(ωt )

p (t ) = v(t ) ⋅ i (t ) = VI cos(ϕ ) + cos( 2ωt + ϕ )Pactiva = VI cos(ϕ )
P
= VI sin(ϕ )
reactiva

siendo V e I los valores eficaces de tensión y corriente respectivamente. Se define el factor de potencia como la relación
factor de potencia =

potencia real o activa[KWh
]
potencia total

[KVA]

Las empresas que ofrecen sistemas de corrección del factor de potencia, presentan tablas para el cálculo o estimación
del tipo de banco decapacitores a utilizar, según el cos ö actual y el deseado, y el consumo o carga instalada. El
presente trabajo es de cierta manera una continuación del proyecto titulado “Diseño de un fasímetro analógico
industrial” realizado previamente por los autores, el cual realizaba la medición de fase en forma analógica. Se presenta
aquí el diseño y la implementación de un sistema para medir el desfasaje engrados y también el cos ö en forma sencilla
y económica, pudiendo hacerse extensiva una corrección automática del factor de potencia agregando un mínimo de
electrónica adicional. Este dispositivo está basado en un microcontrolador PIC 16F84 de Microchip Inc. que realiza el
cálculo del desfasaje entre tensión y corriente traduciendo el tiempo dado en microsegundos a grados sexagesimales,...