Prototipo De Un Equipo De Instrumentación Electrónico Para Motores De Inducción Trifásicos
Páginas: 104 (25943 palabras)
Publicado: 2 de septiembre de 2011
PROTOTIPO DE UN EQUIPO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICO PARA MOTORES DE INDUCCIÓN TRIFÁSICOS
ROMERO LARROTA ADRIAN HERNANDEZ RODRIGUEZ IVÁN DARÍO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BUCARAMANGA 2006
PROTOTIPO DE UN EQUIPO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICO PARA MOTORES DE INDUCCIÓN TRIFÁSICOS
ROMERO LARROTA ADRIAN HERNANDEZRODRIGUEZ IVÁN DARÍO
Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Electrónico.
Director: JOSÉ GABRIEL PLATA CORDERO. Magíster en Ingeniería Eléctrica.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BUCARAMANGA 2006
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CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 1. MARCO TEÓRICO 1.1. MEDIDA DE TENSIÓN ELÉCTRICA. 1.2. MEDIDA DECORRIENTE ELÉCTRICA. 1.3. CONCEPTOS GENERALES SOBRE POTENCIA. 1.4. MEDIDA DEL FACTOR DE POTENCIA. 1.5. MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR. 1.6. CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA. 2. CONSTRUCCIÓN DEL EQUIPO. 2.1. SENSADO DE LA SEÑAL DE CORRIENTE. 2.1.1. Operación del integrado CS25-NPA. 2.1.2. Filtrado de la señal corriente 2.2. SENSADO DE LA SEÑAL DE TENSIÓN. 2.3 PROCESAMIENTO PARA EL CÁLCULO DELAS SEÑALES DE POTENCIA Y VALOR EFICAZ DE CORRIENTE Y TENSIÓN. 2.3.1. Canales de corriente y tensión. 2.3.1.1. Conversión analógica-digital de la señal de corriente. 2.3.1.2 Conversión analógica-digital en el canal de tensión. 2.3.2. Calculo de la potencia activa en el ADE7758. 2.3.3 Cálculo de la energía activa. 2.3.4. Cálculo de la potencia reactiva en el ADE7758. 2.3.5. Cálculo de la energíareactiva. 2.3.5. Cálculo de la potencia aparente. 2.3.6. Cálculo de la energía aparente. 2.3.7. Cálculo del valor eficaz de tensión. 2.3.8. Cálculo del valor eficaz de corriente. 2.4 MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR. 2.4.1 Funcionamiento general. 2.4.2. Selección del sensor. 2.4.3. Funcionamiento del sensor.
13 17 19 31 34 40 41 44 47 48 49 49 51 52 54 54 55 57 58 60 61 63 63 66 67 68 68 69 703
2.5. MANEJO DE PERIFÉRICOS Y CONTROL DEL SISTEMA. 2.6. VISUALIZACIÓN DE LOS DATOS. 2.6.1. Teclado. 2.7. ALMACENAMIENTO DE DATOS. 2.8. FUENTE PARA EL SUMINISTRO DE POTENCIA. 2.9 ESQUEMA DEL DISEÑO GENERAL DEL MEDIDOR. 3. CALIBRACIÓN Y OPERACIÓN DEL MEDIDOR. 3.1 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN DEL ADE7758. 3.1.1. Interrupciones. 3.1.2. Operación de escritura serial. 3.1.3. Operación de lecturaserial. 3.2. REGISTROS DEL ADE7758. 3.2.1. Registro de modo de operación (opmode 0x13). 3.2.2. Registro de modo de medición (mmode 0x14). 3.2.3. Registro de modo forma de onda (wavmode 0x15). 3.2.4. Registro de modo de cómputo (compmode 0x16). 3.2.5. Registro de modo de acumulación por ciclo de línea (lcycmode 0x17). 3.2.6. Registro máscara de interrupción (mask 0x18). 3.2.7. Registro de estados yestados con reset (status 0x19, rstatus 0x1a). 3.2.8. Checksum register (ox7e). 3.2 CALIBRACIÓN. 3.2.1. Calibración usando el modo de acumulación de línea en el ade7758. 3.2.1.1. Calibración offset Irms y Vrms. 3.2.1.2. Calibración de la ganancia de potencia. 3.2.1.3. Calibración de fase. 3.2.1.4. Calibración del offset de potencia. 3.3. DISEÑO GENERAL DEL PROGRAMA PARA LA NAVEGACIÓN EN EL MEDIDOR. 4.RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN Y MEDICIÓN DEL EQUIPO DESARROLLADO. 4.1. AJUSTE DEL EQUIPO.
72 73 74 75 77 79 80 80 82 82 84 85 85 86 86 86 87
87 89 89 89 90
92 94 96 98 101
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4.1.1. Ajuste de la tensión eficaz. 4.1.2 Ajuste de la corriente eficaz. 4.1.3. Ajuste de la potencia. 4.2 CARACTERIZACION DEL SENSOR DE CORRIENTE NPA-25. 4.3 RESULTADOS DE LA PRUEBAS. 4.3.1Tensión eficaz. 4.3.2 Corriente eficaz. 4.3.3 Potencia. 4.3.3.1 Potencia Activa. 4.3.3.2 Potencia Reactiva. 4.3.3.3 Pruebas variando el factor de potencia. 5. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES 6. BIBLIOGRAFÍA ANEXO A ADE7758 ANEXO B Sensor CS25-NPA ANEXO C Memoria EEPROM 24LC04B ANEXO D Fuente PT5062 ANEXO E MICROGP32
116 117 117 118 119 119 121 122 123 126 130 132 135 136 209 210 223 228
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ROMERO LARROTA ADRIAN HERNANDEZ RODRIGUEZ IVÁN DARÍO
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BUCARAMANGA 2006
PROTOTIPO DE UN EQUIPO DE INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICO PARA MOTORES DE INDUCCIÓN TRIFÁSICOS
ROMERO LARROTA ADRIAN HERNANDEZRODRIGUEZ IVÁN DARÍO
Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Electrónico.
Director: JOSÉ GABRIEL PLATA CORDERO. Magíster en Ingeniería Eléctrica.
UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIERÍAS ELÉCTRICA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES BUCARAMANGA 2006
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INTRODUCCIÓN 1. MARCO TEÓRICO 1.1. MEDIDA DE TENSIÓN ELÉCTRICA. 1.2. MEDIDA DECORRIENTE ELÉCTRICA. 1.3. CONCEPTOS GENERALES SOBRE POTENCIA. 1.4. MEDIDA DEL FACTOR DE POTENCIA. 1.5. MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR. 1.6. CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE MEDIDA. 2. CONSTRUCCIÓN DEL EQUIPO. 2.1. SENSADO DE LA SEÑAL DE CORRIENTE. 2.1.1. Operación del integrado CS25-NPA. 2.1.2. Filtrado de la señal corriente 2.2. SENSADO DE LA SEÑAL DE TENSIÓN. 2.3 PROCESAMIENTO PARA EL CÁLCULO DELAS SEÑALES DE POTENCIA Y VALOR EFICAZ DE CORRIENTE Y TENSIÓN. 2.3.1. Canales de corriente y tensión. 2.3.1.1. Conversión analógica-digital de la señal de corriente. 2.3.1.2 Conversión analógica-digital en el canal de tensión. 2.3.2. Calculo de la potencia activa en el ADE7758. 2.3.3 Cálculo de la energía activa. 2.3.4. Cálculo de la potencia reactiva en el ADE7758. 2.3.5. Cálculo de la energíareactiva. 2.3.5. Cálculo de la potencia aparente. 2.3.6. Cálculo de la energía aparente. 2.3.7. Cálculo del valor eficaz de tensión. 2.3.8. Cálculo del valor eficaz de corriente. 2.4 MEDICIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR. 2.4.1 Funcionamiento general. 2.4.2. Selección del sensor. 2.4.3. Funcionamiento del sensor.
13 17 19 31 34 40 41 44 47 48 49 49 51 52 54 54 55 57 58 60 61 63 63 66 67 68 68 69 703
2.5. MANEJO DE PERIFÉRICOS Y CONTROL DEL SISTEMA. 2.6. VISUALIZACIÓN DE LOS DATOS. 2.6.1. Teclado. 2.7. ALMACENAMIENTO DE DATOS. 2.8. FUENTE PARA EL SUMINISTRO DE POTENCIA. 2.9 ESQUEMA DEL DISEÑO GENERAL DEL MEDIDOR. 3. CALIBRACIÓN Y OPERACIÓN DEL MEDIDOR. 3.1 PROTOCOLO DE COMUNICACIÓN DEL ADE7758. 3.1.1. Interrupciones. 3.1.2. Operación de escritura serial. 3.1.3. Operación de lecturaserial. 3.2. REGISTROS DEL ADE7758. 3.2.1. Registro de modo de operación (opmode 0x13). 3.2.2. Registro de modo de medición (mmode 0x14). 3.2.3. Registro de modo forma de onda (wavmode 0x15). 3.2.4. Registro de modo de cómputo (compmode 0x16). 3.2.5. Registro de modo de acumulación por ciclo de línea (lcycmode 0x17). 3.2.6. Registro máscara de interrupción (mask 0x18). 3.2.7. Registro de estados yestados con reset (status 0x19, rstatus 0x1a). 3.2.8. Checksum register (ox7e). 3.2 CALIBRACIÓN. 3.2.1. Calibración usando el modo de acumulación de línea en el ade7758. 3.2.1.1. Calibración offset Irms y Vrms. 3.2.1.2. Calibración de la ganancia de potencia. 3.2.1.3. Calibración de fase. 3.2.1.4. Calibración del offset de potencia. 3.3. DISEÑO GENERAL DEL PROGRAMA PARA LA NAVEGACIÓN EN EL MEDIDOR. 4.RESULTADOS DE LA CALIBRACIÓN Y MEDICIÓN DEL EQUIPO DESARROLLADO. 4.1. AJUSTE DEL EQUIPO.
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4.1.1. Ajuste de la tensión eficaz. 4.1.2 Ajuste de la corriente eficaz. 4.1.3. Ajuste de la potencia. 4.2 CARACTERIZACION DEL SENSOR DE CORRIENTE NPA-25. 4.3 RESULTADOS DE LA PRUEBAS. 4.3.1Tensión eficaz. 4.3.2 Corriente eficaz. 4.3.3 Potencia. 4.3.3.1 Potencia Activa. 4.3.3.2 Potencia Reactiva. 4.3.3.3 Pruebas variando el factor de potencia. 5. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES 6. BIBLIOGRAFÍA ANEXO A ADE7758 ANEXO B Sensor CS25-NPA ANEXO C Memoria EEPROM 24LC04B ANEXO D Fuente PT5062 ANEXO E MICROGP32
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