Corrector

Pouce Luciano Miguel 2

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA

NACIONAL

FACULTAD REGIONAL VILLA MARIA

Índice

Introducción ------------------------------------------------------------------------ 3 Descripción ------------------------------------------------------------------------ 6 Diagrama de los circuito ------------------------------------------------------- 10 Programación --------------------------------------------------------------------- 13 Diagrama de flujo ----------------------------------------------------------------- 14 Programa en assembler -------------------------------------------------------- 15 Presentación del proyecto terminado -------------------------------------- 23 Problemas en la realización del proyecto -------------------------------- 24 Conclusión ------------------------------------------------------------------------- 25



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Introducción Este proyecto surge por una inquietud personal de obtener un valor aproximado del factor de potencia y poder corregirlo. La aplicación de este proyecto apunta a la optimización de una instalación eléctrica domiciliaria, la cual teniendo un factor de potencia cercano a la unidad se mejora el rendimiento de la misma. Esto se debe a que cuando el desfasaje entre tensión y corriente es cero (Cos φ = 1) la potencia que deben soportar los conductores es la potencia real consumida por la instalación, mientras que con un factor de potencia menor que la unidad, la instalación debe estar sobredimensionada para soportar la potencia reactiva y la activa. Por otro lado, EPEC (Empresa Provincial de Energía de Córdoba) a los grandes consumidores le cobra una multa por tener el factor de potencia por debajo de 0.95. Estas razones son las que me motivaron para comenzar con este proyecto ya que de ser posible en un futuro se lo puede fabricar en serie para la comercialización debido a que se lo puede instalar en instalaciones trifásica, siempre y cuando se cuente con un sistema de cargas equilibradas. El equipo estará constituido por una etapa de sensado, una de control y una de potencia. El usuario podrá controlar el desfasaje admisible por el sistema con solo regular un “preset”. Por otro lado, en un visualizador LCD se podrá constatar el factor de potencia en cualquier momento; también si por algún motivo la corriente eléctrica se ha interrumpido el LCD mostrará, como no existe potencia consumida, corriente igual a cero (I=0). El proyecto queda limitado sólo por la carga capacitiva instalada, esto quiere decir que basta con agrandar el banco de capacitores para poder controlar el factor de potencia en instalaciones de gran porte.



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Aspectos teóricos

Factor de potencia: se denomina así a la relación entre la potencia activa y la aparente. Factor de potencia = P / S P = potencia activa S = potencia aparente Para comprender mejor la diferencia que existe entre las dos vamos a realizar un ejemplo con una carga reactiva para luego calcular capacidad que hay que colocar y analizar el comportamiento de la corriente en el circuito. Ejemplo: se conecta un motor de 1 Hp. con un factor de potencia de 0.80 a una red domiciliaria. Para facilitar los cálculos se supone que el motor posee un rendimiento del 100%. Datos: Fp = 0.80 = cos φ Potencia 1Hp = 745.6 [VA] Esta potencia es la aparente ya que es la potencia total que se suministra al motor. Si realizamos un triangulo de potencia este se vería de la siguiente forma:

P φ Q S

Donde Q es la potencia reactiva S = V.I = (220 / 0º). (I / φ )= 745.6 / φ I = (745.6 / φ ) / (220 / 0º)= 3.39 / φ [A] Fp = cos φ = P / S P = S . cos φ = (745,6) . (0.8) = 596.48 [W] φ = arcos 0.8 = 36,8 º Q = S. sen φ = (745,6).(sen 36,8 º) = 447,36 [VAR]

De estos valores se puede deducir que solo una fracción de energía que demanda el motor es convertida en trabajo, 596.48 W, mientras que por otro lado entretiene 447,36 VAR. Esta es la causa que motiva la corrección del factor de potencia, ya que si este fuera de “1” toda la energía demandada seria convertida en trabajo. Ahora surge la necesidad de llevar este ángulo φ lo más cercano a cero que se pueda. Para esto hay que analizar la causa genera un ángulo de 36,8 º.



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De acuerdo al la ley de Ohms: V = I . Zm Donde Zm es la impedancia del motor. Tenemos la tensión y la corriente, es decir que podemos hallar la impedancia del motor. Zm = V / I = (220 / 0º) / (3.39 / -36,8º) = 64.89 / 36,8º = 51.95 +J 38,87 [ Ω ] En este valor se observa que la impedancia posee una parte real y otra imaginaria. Esta ultima es la que causa el desfasaje entre tensión y corriente. Por lo tanto si anulamos la parte imaginaria tendremos un factor de potencia igual a uno. En el circuito de conexión del motor solo pueden conectarse cargas en paralelo ya que de otra manera al conectar o desconectar estas se interrumpirían el paso de la corriente. Para facilitar los cálculos podemos convertir esta impedancia en admitancias, ya que estas cuando están en paralelo se suman: Ym = 1 / Zm = 0.01234 – j 0.009233 [mho] Por lo tanto tenemos que lograr que la suma de esta admitancia con otra, nos anule la parte imaginaria quedándonos una carga real. Yt = Ym + Yx = 0.01234 [mho] Yx = Yt – Ym = 0.01234 – (0.01234 – j 0.00923) = j 0.009233 [mho] Zx = 1 / Yx = - j 108.34 [ Ω ] Este es el valor de carga que hay que conecta en paralelo al motor para obtener un factor de potencia igual a la unidad. Como puede verse esta carga es del tipo capacitiva, debido al signo negativo y tiene un valor que viene dado por la siguiente expresión: Xc = Zx Xc = 1 / (2 π F C) C = 1/ (2 π F Xc)= 29.38 μF Ahora podemos observar que pasa con la corriente, cuando al motor le conectamos esta carga capcitiva en paralelo. Zt = 1 / Yt = 81,037 [ Ω ] Al ser real no bamos a tener desfasaje entre tensión y corriente. I = V / Zt = (220 / 0º) / 81,037 = 2,711 [A] Como puede verse al corregir el factor de potencia se disminuye la corriente que circula por los conductores que alimenta al circuito formado por el capacitor y el motor. Por otro lado al ser el ángulo φ igual a cero , la potencia activa y la aparente coinciden tomando una valor de: P = S = V . I = 220 . 2,714 = 597.08 [W]



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Descripción El objetivo del corrector de factor de potencia es minimizar la potencia reactiva llevando tanto como sea posible el cos φ igual a uno. Para tal fin tiene que equilibrar las cargas inductivas agregando cargas capacitivas, pero debido a la imposibilidad de obtener un equilibrio perfecto entre ambas cargas es que se fija un punto de trabajo llamado “set-point”. Este punto es fijado por el usuario, pero es necesario mencionar que EPEC exige un factor de potencia igual o mayor a 0.95 y que su forma de aplicar sanciones económicas depende de este valor de la siguiente manera.

Fp

EcEp

95.0

Ep = Energía que cobra EPEC al consumidor. Ec = Energía activa consumida. Fp = Factor de potencia de la instalación. De esta expresión se desprende que al consumidor, que posee medidor de cos φ, le conviene tener el factor de potencia lo más próximo a uno que se pueda. Por otro lado cuanto mejor sea la corrección será más elevado el costo del banco de capacitores que se coloca. Por lo tanto es necesaria una solución de compromiso entre una buena corrección y un costo razonable de la instalación. En nuestro caso sólo utilizaremos un pequeño banco de capacitores ya que sólo disponemos de cargas pequeñas para hacer la demostración del funcionamiento. Por otro lado como nuestro banco tiene cuatro capacitores los saltos de carga entre un valor y otro son muy grandes para cargas asociadas a una instalación domiciliaria, produciendo en algunos casos oscilaciones. Este problema se puede solucionar agregando saltos intermedios entre estos valores. El proyecto esta compuesto de las siguientes partes:

Sensado

Control

Banco

LCD



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Sensado: Esta etapa se encarga de obtener las señales correspondientes a la tensión y corriente. Para adquirir la fase de la tensión sólo se colocó un divisor resistivo y posteriormente se amplificó la señal tomada del punto medio del divisor a un valor mil veces más grande dando como resultado una señal cuadrada, debido a la saturación del operacional. Esta señal tiene un ciclo útil del 50%, lo cual es poco segura para la medición de fase ya que el microcontrolador puede tomar la muestra en cualquier lugar del ciclo activo dando como resultado una medición errónea. Para solucionar este inconveniente se colocó un monoestable disparado por flanco a la salida del operacional.

En la figura 2-A se puede observar la salida del operacional y en la figura 2-B vemos la salida del monoestable, puede deducirse de las figuras que al ser más corto el ciclo útil existe menor probabilidad de cometer un error en la medición ya que el microcontrolador detecta un uno en las entradas por nivel y no por flancos.



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Para obtener la fase de la corriente se utilizó como sensor un transformador. El cual se construyo de manera tal que la inserción en la línea produzca el menor defasaje posible. Para este fin se hizo el primario lo suficientemente chico para que la inductancia vista por la línea sea despreciable con respecto a la carga. El secundario se construyo pensando en amplificar la señal de corriente, es por eso que se lo bobinó con 500 vueltas de alambre de cobre, sin importar demasiado el diámetro teniendo en cuenta que solo tiene que excitar la entrada de un amplificador operacional. En cuanto al núcleo del transformador se buscó algún material que sea robusto, con una buena permeabilidad magnética y que su forma favorezca la concatenación del flujo magnético generado por el primario, ya que este solo esta formado por una vuelta del conductor que ingresa a la vivienda o por una barra que alimenta a la instalación.

Es por esto que elegimos un núcleo de ferrita con forma de “ ” para cumplir con los requisitos anteriormente mencionados.

La salida del transformador se la conectó a un amplificador operacional en configuración diferencial, como se puede observar en la figura 3. Ello se debe a que esta configuración tiene un alto rechazo al ruido (rechazo al modo común) y una muy buena sensibilidad.



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A la salida de esta etapa, por los mismos motivos que expusimos en la de sensado de tensión, se colocó un amplificador operacional y un monoestable con la configuración que se muestra en la figura 1. Estas dos etapas nos proporcionan las señales de tensión y corriente con la forma y nivel de tensión óptimo para excitar las entradas del microcontrolador. Por otro lado, cabe mencionar que las señales se encuentran desfasadas entre si 180º, esto se debe a la conexión del transformador, que para facilitar las medición de las fases se lo conectó de esa manera. Esto es porque si las señales se encuentran en fase se dificulta determinar si el sistema es inductivo o capacitivo, mientras que de esta manera, al estar los pulsos separados entre si 10 ms. se facilita la medición. Una vez que estas señales están acondicionadas y desfasadas 180º entre si, solo vasta medir el tiempo de separación entre el pulso de corriente y el de tensión, ya que si se sabe este se puede calcular la fase de la siguiente forma: φ = Tm.180º . Done Tm es el tiempo medido 10ms Control: Esta etapa se basa en un microcontrolador PIC 16F873, el cual se encarga de la fijación del “set-point”, medición del desfasaje, visualización del factor de potencia y corrección del mismo. El microcontrolador y los componentes periféricos necesarios para su funcionamiento se pueden observar en la siguiente fotografía.

1. Fijación del “set-point”:

Para realizar esta operación el microcontrolador sensa una de sus entradas analógicas la cual está conectada a un “preset”. De esta manera, a través del conversor analógico digital, el microcontrolador lee el valor del “set-point” fijado en el “preset”. El usuario tiene acceso a este regulador a través de un orificio que posee el gabinete en la parte inferior. Una vez calibrado el microcontrolador se encarga que el factor de potencia se halle en un valor igual o superior al fijado por el usuario.



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2. Medición del desfasaje: A través de RA1 y RA2 ingresan las señales de corriente y tensión al micro. Cuando este detecta un nivel alto en la entrada digital RA2, entonces borra el temporizador principal y entra en un ciclo de lectura de la entrada RA1. A medida que el tiempo pasa, hasta que llega el pulso de corriente, se va incrementando el TMR0. Una vez que llega un uno a la entrada RA1, la cuenta alcanzada en el TMR0 se acumula en un variable denominada PROM0. Esta variable fue previamente puesta en cero y se encarga de acumular 32 mediciones. Una vez alcanzada esta cantidad de medidas se divide por la misma cantidad obteniendo así el promedio del desfasaje a lo largo de un tiempo de 640 ms, que es el tiempo que transcurre a lo largo de 32 ciclos de la señal de red. Este promedio se utiliza para ingresar a una tabla de valores que contiene en cada posición el coseno del ángulo equivalente al desfasaje medido. Por ejemplo: Si el promedio calculado es 12 ms, le restamos los 10 ms que me desfasa el transformador y me da el desfasaje real que estoy midiendo. En este caso tengo un desfasaje de 2 ms. Por otro lado se que tener un desfasaje de cero milisegundos equivale a un ángulo de 0º y por lo tanto un cos φ = 1. Así, de esta manera, puedo construir una tabla para cada valor de desfasaje, para luego entrar en la misma con un valor de tiempo y salir con su equivalente al coseno del ángulo que representa. En nuestro ejemplo, al ingresar a la tabla con un valor de 2 ms, la salida de la misma nos dará 0.80, que es el coseno del angulo equivalente a 2 ms. 2 ms ≡ 36º Cos 36º = 0.80 Es importante mencionar que puede ocurrir una ausencia de consumo en la instalación y por ende el sensor de corriente no podrá sensar nada. De esta manera el TMR0 se desbordará y producirá una interrupción en la medición del desfasaje, para saltar a un subprograma que escribe en el LCD “I = 0 “, ya que en ese momento no existe flujo de corriente.



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3. Visualización del factor de potencia: Para este fin se utiliza un LCD (display de cristal líquido) que es comandado por el microcontrolador. Este dispositivo posee una memoria interna la cual tiene almacenada una tabla de valores ASCII. De esta manera solo basta con enviar un código para ir escribiendo los caracteres que se deseen visualizar. El microcontrolador se encarga de enviar la rutina de inicialización como así también los datos a escribir. Debido a que la letra griega “φ” no se encuentra en la tabla de caracteres; el microcontrolador al comienzo del programa, graba en la memoria CGRAM del LCD una serie de datos que permiten formar dicho carácter de forma puntual. Este símbolo se forma, como podemos ver en la figura 4, enviando al LCD la siguiente secuencia de datos: MOVLW H'40' ; apunto a la dirección cero de la CGRAM CALL CONTROL MOVLW H'12' CALL DATO MOVLW H'15' CALL DATO MOVLW H'15' CALL DATO MOVLW H'0E' CALL DATO MOVLW H'04' CALL DATO MOVLW H'04' CALL DATO MOVLW H'04' CALL DATO MOVLW H'04' CALL DATO En el LCD se puede visualizar el factor de potencia como así también si este es producido por cargas capacitivas o inductivas.



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4. Corrección del factor de potencia: Como se mencionó anteriormente es necesario compensar las cargas inductivas con cargas capacitivas equivalentes. Por otro lado se sabe que no es posible equilibrar exactamente las cargas, debido a la variación de las mismas, ya sea por su régimen de funcionamiento o por las diversas conexiones simultaneas que se pueden producir en una instalación. Para solucionar este inconveniente se colocan bancos de capacitores, los cuales poseen una estructura de interconexión que hace posible hallar diferentes valores de carga con solo variar su conexión. Este banco debe ser lo más eficiente posible, es decir, debe alcanzar el valor de la carga necesario en la menor cantidad de maniobras posibles. Esto se debe a que la vida útil de los contactores está íntimamente ligada con el número de maniobras que deben realizar. En nuestro caso colocamos cuatro capacitores dispuestos como se puede observar en la figura 5 y en lugar de contactores utilizamos reles debido a las cargas pequeñas que deben comandar. C1 = 1µF C2 = 2µF C3 = 2µF C4 = 2µF Este banco es controlado por el microcontrolador, el cual se encarga de encontrar una conexión que equilibre a la carga inductiva a compensar. Para esto, comienza conectando C2 y luego, al estar sensando el desfasaje comprueba si esta carga es suficiente, excesiva o escasa. Si esta carga corrigió el desfasaje, quedará conectada hasta una nueva variación de las cargas inductivas de la instalación. Si en cambio no fue suficiente también se conectará C3 y luego del sensado el micro tomará la decisión si es necesario agregar más carga o no. Por otro lado si al conectar C2, esta carga excede a la carga a compensar entonces se desconectará C2 y se conectara C1. Como puede verse de esta manera, el número de maniobras siempre está por debajo de dos, optimizando así el funcionamiento del banco. Por otro lado, como puede observarse, este banco realiza saltos de valor de capacidad, de uno en uno causando en algunos casos oscilaciones. Estas se deben a que el set-point esta muy cerca de 1 provocando que cualquier conexión de capacitores, al ser los saltos tan grandes, se exceda en capacidad o sea insuficiente. Para solucionar este problema se puede colocar el set-point a un valor más bajo o agrandar el banco de capacitores colocando valores intermedios entre los ya existentes. El banco y los elementos de maniobra se pueden ver en la siguiente fotografía:



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Inicialización

de Variables

Inicialización del

LCD

Medición del

Desfasaje

Conexión

de

Capacitores

Desconexión

de

Capacitores

Inicialización

del LCD

Inicialización

del LCD

Inicialización del

LCD

Inicialización del

LCD

Diagramas en bloque del circuito Circuito completo:



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Diagrama de los circuito Convertidor de pulsos:



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Control y visualización:



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Banco de capacitores:



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Programación En este proyecto el programa del microcontrolador es de vital importancia, ya que este se encarga de todas las tareas de control del sistema, del cálculo del factor de potencia, la visualización del mismo y produce el algoritmo de conexión y desconexión de capacitores. Para su mejor comprensión vamos a detallar aquellas partes del programa que son las más importantes para este proyecto: Como se explicó en el tema de sensado, al microcontrolador le llegan dos señales desfasadas entre si. El programa en este punto solo tiene que medir el tiempo del desfasaje. Luego que se calculó este tiempo se lo promedia con 32 muestras más. Esto se realiza para evitar que algún ruido eléctrico nos de un valor inexistente de desfasaje. El promedio hallado está íntimamente ligado con el factor de potencia, solo basta convertir esta magnitud de tiempo a una relación de potencias. Por otro lado se sabe que el factor de potencia es igual al coseno del ángulo que forman la tensión y la corriente.

Fp = COS φ

Como nuestra señal tiene un período de 20 ms, este tiempo será equivalente a un ángulo de 360º. La siguiente relación nos permitirá calcular el ángulo de desfasaje.

φ = Td.360º 20ms

Donde Td es el tiempo de desfasaje entre tensión y corriente expresado en ms. En esta expresión puede verse que el ángulo de desfasaje φ y Td, siguen una relación lineal. Luego es necesario calcular el coseno de este ángulo pero como se sabe no es posible realizar esta operación con instrucciones tan simples como sumas y restas, por lo tanto acudimos a una tabla que nos proporcione el coseno del ángulo deseado. De esta manera, entramos a la tabla directamente con el valor de Td y salimos de la misma con el coseno de φ. Este valor se descompone en sus dígitos y se lo envía al LCD. Luego el programa tiene que tomar la decisión si es necesario o no hacer una corrección. Para esto el microcontrolador compara el Td con el valor que se desea tomar como referencia para hacer la corrección. El programa hace la resta entre el valor de Td y el resultado de la conversión del A/D. Luego si el resultado de la resta es positivo indica que no es necesario hacer una corrección, si por el contrario da negativo el programa procederá a analizar la causa del desfasaje para la corrección.



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Inicialización

de

Variables

Inicialización

del LCD

Conversión

A/D

Medición del

Desfasaje

Visualización

del

Resultado

Td ≤ Set-point

Ind. – Cap.

Conexión

de

Capacitores

Desconexión

de

Capacitores

I = 0

Diagrama de flujo



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Programa en assembler LIST P=16F870 Include "P16F870.inc" ORG 0x0000 __CONFIG _CP_OFF & _WDT_OFF & _XT_OSC UNI EQU 0X20 ; inicialización de variables CANT EQU 0X25 PROM0 EQU 0X27 PROM1 EQU 0X28 SIG EQU 0X2A CANT EQU 0X25 DIVI EQU 0X26 BUFER EQU 0X29 CEN EQU 0X22 DEC EQU 0X21 CAPACIDAD EQU 0X2B TIEMPO1 EQU 0X23 TIEMPO2 EQU 0X24 GOTO INICIO MEDIDA BCF STATUS , RP0 BCF STATUS , RP1 BSF ADCON0 , 02 BTFSC ADCON0 , 02 GOTO $-1 MOVLW 0xFC ANDWF ADRESH , f BCF STATUS , C RRF ADRESH , f MOVLW 0x40 MOVWF CANT CLRF PROM0 CLRF PROM1 CLRF SIG SIGNO BTFSS PORTA , 02 GOTO SIGNO CLRF TMR0 BCF INTCON , T0IF BTFSC INTCON , T0IF CALL NOCOR BTFSS PORTA , 01 GOTO $-3 MOVF TMR0 , W ADDWF PROM0 , f BTFSC STATUS , C INCF PROM1 , f DECFSZ CANT , f



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GOTO SIGNO MOVLW 0x06 MOVWF DIVI DIVISOR RRF PROM1 , f RRF PROM0 , f DECFSZ DIVI , f GOTO DIVISOR MOVLW 0x82 CALL CONTROL MOVLW "C" CALL DATO MOVLW "O" CALL DATO MOVLW "S" CALL DATO MOVLW " " CALL DATO MOVLW H'00' CALL DATO MOVLW " " CALL DATO MOVLW "=" CALL DATO MOVF PROM0 , W SUBLW 0x4E ; CONTROLAMOS COTAS BTFSS STATUS,C GOTO SIGUE2 MOVLW D'78' MOVWF PROM0 GOTO SIGUE SIGUE2 MOVF PROM0 , W SUBLW D'234' ; CONTROLAMOS COTAS BTFSS STATUS,C GOTO $+2 GOTO SIGUE MOVLW D'234' MOVWF PROM0 SIGUE MOVLW 0x4E SUBWF PROM0 , W MOVWF PROM0 SUBLW 0x4E ; COMPRUEBO SI EL DESFASAJE ES MAYOR QUE 78 BTFSS STATUS , C GOTO CAPACITIVO



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INDUCTIVO BCF CANT , 00 MOVF PROM0 , W MOVWF SIG CALL TABLA GOTO MUESTRA CAPACITIVO BSF CANT , 00 MOVLW 0x4E MOVWF SIG SUBWF PROM0 , W SUBWF SIG , W CAPACIFUS MOVWF SIG CALL TABLA MUESTRA MOVWF BUFER MOVF BUFER , W CALL DECIMAL MOVLW " " CALL DATO MOVF CEN , W CALL DATO MOVLW 0x2C CALL DATO MOVF DEC , W CALL DATO MOVF UNI , W CALL DATO MOVLW 0xC7 CALL CONTROL BTFSC CEN , 00 GOTO COS1 BTFSC CANT , 00 GOTO IND MOVLW 0x43 CALL DATO MOVLW 0x41 CALL DATO MOVLW 0x50 CALL DATO GOTO COMPROBAR COS1 MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO GOTO MEDIDA IND MOVLW 0x49 CALL DATO MOVLW 0x4E CALL DATO



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MOVLW 0x44 CALL DATO COMPROBAR MOVF SIG , W SUBWF ADRESH , f BTFSC STATUS , C GOTO CORRECCION GOTO MEDIDA CORRECCION BTFSC CANT , 00 GOTO AGREGA BCF STATUS , C BTFSS CAPACIDAD , 01 GOTO CAPMIN RRF CAPACIDAD , f GOTO SALIDA CAPMIN BCF CAPACIDAD , 00 GOTO SALIDA AGREGA BCF STATUS , C BTFSC CAPACIDAD , 03 GOTO MAXCAP RLF CAPACIDAD , f BSF CAPACIDAD , 01 GOTO SALIDA MAXCAP BSF CAPACIDAD , 00 SALIDA MOVF CAPACIDAD , W MOVWF PORTC MOVLW D'255' CALL DEMORA GOTO MEDIDA TABLA ADDWF PCL,1 RETLW D'0' RETLW D'2' RETLW D'4' RETLW D'6' RETLW D'8' RETLW D'10' RETLW D'12' RETLW D'14' RETLW D'16' RETLW D'18' RETLW D'20' RETLW D'22' RETLW D'24' RETLW D'26' RETLW D'28' RETLW D'30' RETLW D'32' RETLW D'34' RETLW D'35'



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RETLW D'37' RETLW D'39' RETLW D'41' RETLW D'43' RETLW D'45' RETLW D'46' RETLW D'48' RETLW D'50' RETLW D'52' RETLW D'53' RETLW D'55' RETLW D'57' RETLW D'58' RETLW D'60' RETLW D'62' RETLW D'63' RETLW D'65' RETLW D'66' RETLW D'68' RETLW D'69' RETLW D'71' RETLW D'72' RETLW D'73' RETLW D'75' RETLW D'76' RETLW D'77' RETLW D'79' RETLW D'80' RETLW D'81' RETLW D'82' RETLW D'83' RETLW D'85' RETLW D'86' RETLW D'87' RETLW D'88' RETLW D'89' RETLW D'90' RETLW D'91' RETLW D'92' RETLW D'93' RETLW D'93' RETLW D'94' RETLW D'95' RETLW D'95' RETLW D'96' RETLW D'97' RETLW D'97' RETLW D'98' RETLW D'98'



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RETLW D'98' RETLW D'99' RETLW D'99' RETLW D'99' RETLW D'99' RETLW D'100' RETLW D'100' RETLW D'100' RETLW D'100' RETLW D'100' RETLW D'100' CONTROL BCF PORTC , 07 GOTO ENVIAR DATO BSF PORTC , 07 ENVIAR MOVWF PORTB MOVLW 0x01 CALL DEMORA BSF PORTC , 06 MOVLW 0x01 CALL DEMORA BCF PORTC , 06 MOVLW 0x01 CALL DEMORA RETURN DECIMAL MOVWF UNI CLRF DEC CLRF CEN MOVLW 0x64 CENTENA SUBWF UNI , f BTFSS STATUS , C GOTO CIEN INCF CEN , f GOTO CENTENA CIEN ADDWF UNI , f MOVLW 0x0A DECENA SUBWF UNI , f BTFSS STATUS , C GOTO DIEZ INCF DEC , f GOTO DECENA DIEZ ADDWF UNI , f MOVLW 0x30 ADDWF UNI , f ADDWF DEC , f ADDWF CEN , f RETURN



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DEMORA MOVWF TIEMPO2 TOP2 MOVLW 0x6E MOVWF TIEMPO1 TOP1 NOP NOP NOP NOP NOP NOP DECFSZ TIEMPO1 , f GOTO TOP1 DECFSZ TIEMPO2 , f GOTO TOP2 RETURN INICIO BSF STATUS , RP0 BCF STATUS , RP1 MOVLW 0xC5 MOVWF OPTION_REG MOVLW 0x87 MOVWF ADCON0 MOVLW 0xFF MOVWF TRISA MOVLW 0x00 MOVWF TRISB MOVLW 0x00 MOVWF PORTC MOVLW 0x0E MOVWF ADCON0 BCF STATUS , RP0 BCF STATUS , RP1 MOVLW 0x41 MOVWF ADCON0 CLRF PORTB CLRF PORTC MOVLW 0x3C CALL CONTROL MOVLW 0x02 CALL DEMORA MOVLW 0x06 CALL CONTROL MOVLW 0x02 CALL DEMORA MOVLW 0x0C CALL CONTROL MOVLW 0x02 CALL DEMORA MOVLW 0x01 CALL CONTROL MOVLW 0x02



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CALL DEMORA MOVLW 0x40 CALL CONTROL ; apunto a la dirección cero de la CGRAM MOVLW 0x12 CALL DATO MOVLW 0x15 CALL DATO MOVLW 0x15 CALL DATO MOVLW 0x0E CALL DATO MOVLW 0x04 CALL DATO MOVLW 0x04 CALL DATO MOVLW 0x04 CALL DATO MOVLW 0x04 CALL DATO GOTO MEDIDA NOCOR MOVLW 0x01 CALL CONTROL MOVLW 0x02 CALL DEMORA MOVLW 0x85 CALL CONTROL MOVLW 0x49 CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x3D CALL DATO MOVLW 0x20 CALL DATO MOVLW 0x30 CALL DATO BTFSS PORTA , 01 GOTO $-1 MOVLW 0x01 CALL CONTROL MOVLW 0x02 CALL DEMORA CLRF TMR0 BCF INTCON , T0IF RETURN GOTO MEDIDA END



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Presentación del proyecto terminado Para ver el funcionamiento del corrector de factor de potencia es necesario conectarlo a una instalación determinada. Por eso hicimos un pequeño modelo que simula lo que sería una instalación domiciliaria.

En esta maqueta se puede observar la forma de conexión del corrector de factor de potencia. A la izquierda se puede ver el transformador de señal. Este tiene el primario conectado en serie con la instalación y el secundario a la plaqueta de control. En la parte inferior se observan todos los toma corrientes que simulan las cargas de una instalación domiciliaria y a la derecha está situada una conexión de un punto, para facilitar la demostración, cuando se quiere simular la conexión y desconexión de cargas. En el centro esta ubicado el corrector de factor de potencia y el banco de capacitores. En este caso se puede ver como llegan las distintas señales a cada parte del circuito, por el lado del corrector le llegan la señales de alimentación, tensión y corriente y por el lado de banco de capacitores llegan la señal de control y tensión.



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Problemas en la realización del proyecto En primer lugar me topé con el inconveniente de medir la fase de la corriente, ya que esta medición no podía alterar la misma. Para solucionar este inconveniente probé utilizar un sensor de campo magnético, pero el mismo se saturaba cuando la corriente a sensar era elevada. Luego probé con distintos transformadores, pero los resultados no eran buenos debido a la falta de sensibilidad de los mismos y la alteración de la fase de la señal. Por esto opté por la construcción de un transformador que satisfaga mis necesidades. Otro problema que surgió fue la distorsión que sufría la señal de corriente cuando la carga conectada era en su mayoría reactiva. Esta distorsión hacia que el sensado de corriente a veces sea erróneo produciendo que el programa del microcontrolador saliera de su curso normal y se quedara en ciclos infinitos. Para solucionar este problema tuve que limitar el tiempo de desfasaje medido, haciendo uso de dos cotas de tiempo, es decir, si el tiempo era menor que el mínimo admisible para una carga capacitiva pura, se lo cambia por un tiempo proporcional a dicho desfasaje. Si por el contrario el tiempo de desfasaje medido supera al tiempo real admisible para una carga inductiva pura, se lo reemplaza por un tiempo proporcional a dicha carga. Por último cuando el circuito estaba funcionando correctamente me encontré con oscilaciones en el banco de capacitores. Estas eran causadas por cargas reactivas que el circuito de control no podía compensar debido a la falta de valores intermedios en el banco. Estos problemas que surgieron, creo que es debido a mi falta de experiencia en trabajos en los que intervienen grandes corrientes y en los cuales se desea tener una medida real de los parámetros a controlar.



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Conclusión La realización de este trabajo ha sido positiva para mi formación ya que he aprendido a volcar mis conocimientos sobre electrónica para realizar un proyecto y ganar experiencia en la práctica, también me he visto obligado a investigar, lo cual me ha producido una gran motivación, logrando despertar en mí nuevas inquietudes. Por otro lado creo que este proyecto puede seguir mejorando y pulir aquellos defectos que aún posee, para luego, si se desea, poder utilizar este equipo en instalaciones reales y por que no, una futura comercialización del producto.

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