Control de Factor de Potencia

[fernandob]

estimado elvic, veo que estas haciendo y compartiendo un trabajo estupendo, por mi parte te agradezco, me pinta que estas en ING. electronica, no ? .

supongo que aqui hay un problema y confunden factor de potencia con cos fi.
yo tambien suelo hacerlo.

factor de potencia tiene en cuenta al coseno fi y a las armonicas y toda porqueria que vaya en contra de u buen seno (XXX ).

no comprendi esa pagina que pussite con curvas, te pido me tengas paciencia por que veo que sabes mucho mas que yo que solo se poner capacitores.
pero en el video algo pesque:
vi la curva de corriente de entrada, que solo tomas la primera parte de la senoide para tu fuente , consumes corriente desde el inicio de la onda hasta digamos 5 o 6 ms y luego abres el circuito ya que no hay mas consumo :
que usas ?
por que los triacs o diacs solo se abren al llegar al cruce por cero?

lo que mas me importa preguntarte y no comprendo :
dices que mejoras el FP con una resistencia y no comprendo eso, me lo puedes explicar con un dibujo ?ç
una R. en paralelo seria una carga inutil.
Una R. en serie estas poniendola en serie , bajas la tension util.

soy solo tecnico y oxidado, te agradezco el tiemp que me dediques.

te mando un saludo y de nuevo gracias por la dedicacion que has compartido, lo veo interesante y muy rico este informe.

 

[santiago]

a eso me refiero Karapalida

saludos

 

[Elvic]

hola fernandob

Con respecto a las gráficas que mencionas, pues son simplemente las señales de corriente de entrada a un punte de diodos no controlado

Pues bien, respecto a la explicación con un dibujo, puse un mensaje donde hay una simulación hay esta muy bien explicado lo que realizamos en forma física (El prototipo PFC)...

lo que mas me importa preguntarte y no comprendo :
dices que mejoras el FP con una resistencia y no comprendo eso, me lo puedes explicar con un dibujo ?ç
una R. en paralelo seria una carga inutil.
Una R. en serie estas poniendola en serie , bajas la tension util

No... no es que se corrija con agregando una resistencia lo que hacemos es crear un "emulador resistivo".

Pues si recordamos las cargas resistiva (carga lineal), y en la resistencia el factor de potencia es "la unidad", Por eso la necesidad del emulador resistivo... cosa que con un puente de diodos no es posible porque este ya NO ES una carga lineal.

Por ejemplo: los motores de corriente directa DC, todos necesitan que sea rectificada la AC y por lo tanto requieren un rectificado de onda completa o puente, para nuestro caso es el rectificador tipo puente.

Eso del desfase de la señal de corriente con respecto al voltaje mas bien sucede con cargas reactivas como ya muchos lo han mencionado aquí en el post, y se corrige de forma pasiva agregando bancos de capacitores pero aunque van de la mano, por tratarse del factor de potencia, es un poco diferente lo que nosotros realizamos...

Espero haber aclarado un poco mas este asunto... pero si no es así; Pueden dejar sus comentarios par darle continuidad al post.

Pues tampoco soy experto ademas de que solamete participe en la realización de este prototipo y que aun no acabo de comprender del todo.

Pero que mejor que todos los que puedan aportar o preguntar algo lo hagan aqui y asi aprendemos un poco mas

suerT

 

[fernandob]

gracias elvic.

yo creo que cuando te referis a que los diodos distorsionan o generan armonics........
poner diodos no creo, sera poner diodos controlados o sea SCR o algun tipo de semiconductor controlado que conmute la carga fuera del cruce por cero.
decime si estoy equivocado .

ahora bien, en funcion de eso vi la culva de corriente de entrada del principio que solo usaba el inicio de cada senoide y eso si genera armonicas.

como convertis esa onda de corriente en una senoidal ? o sea que para el generador parezca una carga resistiva, eso si que no lo entendi .

saludos

 

[Elvic]

hola otra ves

En este enlace que encontré, puedes leer una tesis sobre los PFC ...

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lem/montenegro_r_ed/indice.html

Que es prácticamente lo mismo que yo estaba hablando, solo es un poco diferente por el control propuesto..

En estos otros enlaces también se comenta lo mismo

http://www.depi.itchihuahua.edu.mx/electro/archivo/electro2001/mem2001/articulos/pot1.pdf

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/pfc_hilfe_e.html#application
http://www.ecnmag.com/Do-Silicon-Carbide-Schottky-Diodes-Make-Silicon-Rectifiers-Obsolete.aspx

Por lo de los diodos controlados, si se presta a una mala interpretación una disculpa por eso... Pero no se usan los SCRs en este caso, son simples diodos rectificadores;
En el primer enlace de este mensaje se explica mas claramente lo que yo trataba de decir.
suerT

 

[hazard_1998]

elvic. cuando hablas de corriente reactiva y THD en la linea por culpa de cargas no lineales y hablas de diodos, estamos mesclando un poco la cosa, las cargas no se vuelven alineales porque le coloques diodos, sino por lo que pongas despues de estos, si colocamos una carga resistiva luego de un puente de diodos, la carga seguira siendo resistiva, en cambio si colocamos un capacitor luego del puente de diodos este capacitor tendera a cargarse a la tension de pico de linea, entonces, cuando la tension de linea sea la maxima ( 90º ) no habra corriente circulando, y se mantendra la corriente en cero hasta que la tension de linea no vuelva a ser superior a la tension del capacitor, concecuencia, la corriente es de un pico muy alto y de corta duracion, con desplasamiento de fase adelantandose a la tension.
se ve perfectamente en el primer oscilograma que mostras elvic.

en un pfc lo que se hace es que a la salida del puente de diodos tenga una capacidad lo mas baja posible, y a traves de un circuito boost o flyback elevar la tension rectificada a un valor superior a la tension de pico de esta, cargando un capacitor donde la tension permanezca constante, sin que la linea lo "vea", seria una interfaz entre la linea y el capacitor de entrada del consumo de CC.
por eso se usan PFC en las fuentes conmutadas de mediana y alta potencia.
en los rectificadores controlados por SCR la reactiva y el THD se producen por causas completamente distintas, y no se puede usar PFC para esto, lo mismo que las compensaciones de factor de potencia por cargas inductivas, donde si se usan los compensadores automaticos con bancos de capacitores.

 

[Elvic]

hola hazard_1998

pues resulta que tienes razón...en parte, Sin embargo, para diferenciar,el término "carga" entonces llamaremos "dispositivo" al puente de diodos y estés NO es lineal
Como comentaba no soy un experto
Aunque me estoy alejando un poco de estos temas, porque me resultan un poco difíciles de comprender como decía solo participe de en su implementacion toda las técnicas de control y uso de topologias de convertidores cd-cd, no lo domino bien; aunque ya me estoy dando cuenta a través de los comentarios, de que y como se aplican los PFC...

gracias por la aclaración de estos detalles... ops:

suerT

 

[Ardogan]

Permitanme discrepar en cuanto a linealidad con un puente de diodos.
Pensando en un circuito que sea generador de alterna-> puente de diodos-> carga ; un capacitor no es una carga alineal, un inductor tampoco (ideales, debería haber dicho una capacidad y una inductancia). Sino fijense que al conectarlos sin mediar el puente de diodos el circuito es lineal (es decir, las formas de onda de tensión y corriente son sinusoides); si bien el factor de potencia no es 1.
Un puente de diodos sí es alineal (alineal = elemento que deforma la onda de tensión o corriente), solamente que con una carga resistiva no es alineal, pero sí con carga capacitiva o inductiva.
Un diodo por sí solo (pensando en un rectificador de media onda por ejemplo) es alineal ahí si no importa la carga que se le conecte, mirando la curva I-V de un diodo está clarito.
No quería dejar de mencionar eso

 

[gaston_ar44]

Hola, soy Gaston de Argentina, y soy nuevo en el foro.
Quisiera saber si alguien puede ayudarme con problema que tengo en un circuito en paralelo donde tengo un capacitor, una inductancia y una resistencia en cada rama (como muestra la figura), y mi fin es mejorar el factor de potencia del circuito utilizando unas resistencias variables, una conectada en serie con el capacitor y la otra en serie con la inductancia.
Obviamente que debo hallar la corriente total del circuito, y de ahi mejorar el factor de potencia.
Mi problema es que para hallar esa corriente total se hace un calculo un poco largo y denso, el cual lo obtube utilizando una resolucion compleja (numeros complejos) para obtener la inductancia total del circuito, pero el real problema es que por la gran expresion matematica que me queda finalmente, no puedo analizar nada concreto si con esas resistencias variables puedo mejorar el factor de potencia.

Mi primer pregunta es si se puede mejorar el factor de potencia utilizando esas resistencias variables. y de no ser asi, si la unica solucion seria conectar un capacitor para mejorar diho factor.
Si alguien me puede ayudar, desde ya le estoy agradecido....por cierto, el calculo es generico, y disculpen lo desprolijo de mi esquema. SALUDOS

 

[Ardogan]

Circuito paralelo -> una corriente por cada rama. La corriente por R no importa, porque no mete desfasaje (que feo suena) entre tensión y corriente.
En la rama del inductor la corriente atrasa, y en la del capacitor adelanta.
Será cuestión de elegir las resistencias serie para que la suma de la componente reactiva de las corrientes por C y por L sea 0, o el mínimo posible.
Cuentas es muy temprano para hacerlas, y sé que vos lo vas a disfrutar mucho más que yo, jaja.
Saludos

 

[gaston_ar44]

Gracias Ardogan por la ayuda...de algo me sirvio , es un trabajo para la facultad y es medio complicado, solo me falta hallar la solucion de ese problema para terminar el trabajo. Si alguien mas pueda contribuir con algo...se lo agradesco. Saludos

 

[Ardogan]

Que lo tiró, es trabajar con números imaginarios (que número no lo es? ).
Ahí va en bandeja:

Cuando digo anular la componente reactiva de las corrientes me refiero a

Im(iL) + Im (Ic) = 0;

con Im me refiero a parte imaginaria, iL es la corriente que circula por el inductor; Ic la que circula por el capacitor

iL = Vca / (Rv1 + j xL)
Ic = Vca / (Rv2 - j Xc)

xL = reactancia inductiva = w * L
Xc = reactancia capacitiva = 1/(w*C)

entonces calculamos la parte imaginaria de iL e Ic; o sea, las componentes reactivas de la corriente iL e Ic. Para eso tengo que sacar el número imaginario del denominador, que lo hago multiplicando por el conjugado:

iL = iL x (Rv1 - j xL)/(Rv1 - j xL) = Vca (Rv1 - j xL) / (Rv1 * Rv1 + xL * xL)
por lo tanto

Im(iL) = -xL / (Rv1 * Rv1 + xL * xL)

similarmente se llega a:

Im(Ic) = Xc / (Rv2 * Rv2 + Xc * Xc)

ahora volvemos a Im(iL) + Im (Ic) = 0;

que lleva a:

Xc (Rv1 * Rv1 + xL * xL) - xL (Rv2 * Rv2 + Xc * Xc) = 0

una ecuación dos incógnitas, elegí un valor para Rv1 o Rv2 y despejás el otro.

Yo directamente tomaria uno como cero, por ejemplo Rv2, y queda:

Xc (Rv1* Rv1 + xL * xL) = xL * Xc * Xc

Rv1 * Rv1 = xL * Xc - xL * xL

Rv1 = raiz (de lo de arriba)

Bueno, no era tan difícil no?.
Te dejo una pregunta para que me contestes, cuando no puedo elegir Rv2=0 como yo hice?.
Menos vagancia y más estudio...

 

[Elvic]

Que es el factor de potencia.. y los PFC activos

YouTube - Active Power Factor Correction Lecture (Part 1)

solo que esta en ingles, pero se le entiende poquito ops: ops:

suerT

 

[Elvic]

Pues aquí les muestro el ultimo vídeo que pude obtener

YouTube - Regulación de voltaje

para verlo con anotaciones: copiar el enlace y pegarlo en su navegador web.

YouTube - Regulación de voltaje

En el se muestra el comportamiento del voltaje, el cual se requiere que sea CD y regulado a 45v

y también la corriente que se incrementa o disminuye según la carga aplicada, la forma de onda de la corriente no se aprecia como debe ser; por que se aumento la escala de tiempo para lograr visualizar como regula el voltaje.

suerT

 

[gmkitty]

Para lograr la correccion perfecta f.p.=1 sin contactores y condensadores puedes diseñar un controlador automático de la corriente de campo de un motor síncrono, calcularias la potencia reactiva que necesitas y entonces colocas el motor sincrono en adelanto para corregirlo (o en atraso segun tu red). Necesitarias una señal que te sense el factor de potencia y haces un lazo cerrado.

 

[Javisco]

Estaria muy agradecido si me pudieran apoyar en forma de orientacion, estoy por empezar mi tesis de titulación y la quiero hacer sobre correccion de factor de potencia, aun no he recopilado informacion, dada su experiencia me podrian orientar sobre la electronica de potencia para corregir el FP, ya sea para la industria o en el hogar de manera general...agradezco la atencion prestada

 

[ecotronico]

Hola Javisco:

Para tal fin existe el emulador resistivo, capaz de corregir el factor de potencia dependiendo del tipo de carga (inductiva o capacitiva).

Y este pdf es una tarea hecha por mi y un compañero en años académicos:

http://www.mediafire.com/?q9b2wnp28h2ge91

(ojo con los derechos de autor, jeje)

Creo que te servirán de orientación.

 

[bondadoso]

gmkitty podrias abundar un poco mas tu explicacion que se ve interesante

 

[ecotronico]

Hola a todos!:

Creo que el emulador resistivo es más útil para corregir el factor de Potencia que la máquina sincrónica, debido a que esta última no corrije las corrientes armónicas.
En el caso de la red eléctrica trifásica, se imponen 3 tensiones sinusoidales y por lo tanto, las armónicas son sólo de corriente. Entonces:

No olvidar que el FP = Potencia consumida/Potencia demandada = PC/PD.

En donde PD es toda la energía que se le pide a la red, incluyendo las armónicas de corriente, incluyendo el desfase.
PC es la corriente realmente consumida, equivale a la energía que mide el wattímetro.
por lo tanto tiene mucho que ver con la eficiencia.

La empresas de distribución pasan multas por ello. Es lógico: no les conviene vender "a concesión" la energía: entregar a los clientes una cierta cantidad y luego que ellos te devuelvan un gran porcentaje. Lo que se traduce en que no les interesan los clientes ineficientes.... da para comentar mucho más.

 

[fermaxvga]

Que tal amigos, cito un tema que quizá le es mas inherente a nuestros primos-hermanos Eléctricos, pero como estudiante de electrónica debo rendir Instalaciones Eléctricas, y hay una pregunta que nos hacen y es, donde (lugar físico) debo ubicar el banco de capacitores de compensación. Busqué en los reglamentos pero no lo encontré, los se calcular, se los diferentes tipos de compensación, todo, pero por ejemplo si hago una compensación globlal (de toda la instalación) donde ubico el banco, arriba del tablero principal, abajo, se hace una caja aparte...., en la práctica tampoco me toco colocarlos. Si por ahí alguien lo hizo y me sabe decir donde los colocó y porque, les agradezco. Saludos cordiales. ...