Fasimetro

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.
ANTECEDENTES

Desde quese 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 servicios que allí segeneraban. 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 presente característicasreactivas 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 del cos ö, el cual debeestar 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 = VIsin(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 de capacitores a utilizar, según el cos öactual 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 en grados y también el cos ö en formasencilla 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, calculando y visualizando posteriormente los...