Sistema microcontrolado para correção de fator de potência

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo apresentar um estudo seguido de desenvolvimento de um sistema microcontrolado para correção de fator de potência, visando a elaboração de um dispositivo em malha fechada que trabalha com análises em tempo real do ângulo de defasagem entre tensão e corrente, processa estes sinais e aciona os respectivos bancos de capacitores necessários para corrigir a relação de potências ativa, aparente e reativa do circuito com base nos dados obtidos previamente. O acionamento deste circuito funciona de forma automatizada, de acordo com as cargas acionadas ou desativadas no sistema. Este processo ocorre com constantes varreduras, de forma que o microcontrolador ESP32 possa colher dados do medidor de grandezas elétricas PZEM016, processá-los e tomar decisões. Os dados aquisitados durante esse processo serão indicados em tempo real por um software supervisório projetado via Excel em Visual Basics que conta com dashboards e indicações importantes do processo, tais como tensão, corrente, fator de potência atual do circuito e status de fator de corrente baixo ou adequado. No dispositivo haverá uma chave que habilita e desabilita a correção do fator de potência, com a finalidade de apresentar ambas as condições de operação, e as variações das grandezas elétricas envolvidas neste estudo. As cargas, sendo estas dois motores monofásicos de 1/5CV e 1/20CV, serão acionadas por um painel de comandos elétricos. Palavras-chave: Fator de potência

The present work aims to present a study followed by the development of a microcontrolled system for power factor correction, aiming at the elaboration of a closed-loop device that works with real-time analysis of the phase angle between voltage and current, processes these signals, and activates the respective capacitor banks necessary to correct the active, apparent, and reactive power relationship of the circuit based on previously obtained data. The activation of this circuit operates in an automated manner, according to the loads activated or deactivated in the system. This process occurs with constant scans, so that the ESP32 microcontroller can collect data from the PZEM016 electrical quantities meter, process them, and make decisions. The data acquired during this process will be indicated in real-time by a supervisory software designed via Excel in Visual Basics, which includes dashboards and important indications of the process, such as voltage, current, current power factor of the circuit, and status of low or adequate current factor. In the device, there will be a switch that enables and disables power factor correction, with the purpose of presenting both operating conditions, and the variations of the electrical quantities involved in this study. The loads, consisting of two single-phase motors of 1/5HP and 1/20HP, will be activated by an electrical control panel.