Capacitores variáveis para a correção do fator de potência de forma automática: a viabilidade da utilização em indústrias e residências

Abstract

Este trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade da utilização de capacitores variáveis para a correção do fator de potência, tanto em indústrias como em residências de maneira automática utilizando a tecnologia de microcontroladores e programação em linguagem C++. Será utilizado de um motor de passo, combinado com o Arduino, para rotacionar o capacitor variável a fim de manter o fator de potência o mais próximo ao exigido. Com o auxílio de dispositivos que fazem a leitura de potência, tensão e corrente da entrada de energia, os sinais serão enviados as entradas analógicas do Arduino, que por meio da programação feita por um computador e conhecimentos adquiridos de cálculo de fator de potência, chegar-se-á um resultado de capacitância necessária para correção. O projeto está dividido da seguinte maneira: Entrada e leitura de sinais elétricos, processamento de dados, controle e atuação no sistema elétrico, e a montagem da simulação bem como sua atuação se dará da mesma maneira, a fim de reduzir as perdas de potência reativa no circuito elétrico. Foi simulado com algumas cargas simples e lineares para analisar se há a possibilidade de uso com potências mais elevadas, como residências ou até mesmo indústrias. De maneira geral, a ideia do trabalho é buscar reduzir o fator de potência de uma maneira menos agressiva ao sistema; ou seja, a injeção de um capacitor em rampa, onde a capacitância que será agregada ao circuito entre de forma lenta e programada, semelhante ao sistema de um soft starter, que atua no circuito de maneira continua, sem prejudicar o motor ou o sistema.

This work aims to analyze the feasibility of using variable capacitors to correct the power factor, both in industries and in homes, automatically using microcontroller technology and C ++ programming. Using a stepper motor, combined with the Arduino, the idea is to rotate the variable capacitor in order to keep the power factor as close as required. For this, we will have the help of devices that read the power, voltage and current of the energy input and these signals will be sent to the analog inputs of the Arduino, which, through the programming made by a computer, based on the knowledge acquired in the calculation of power factor we will arrive at a result of capacitance necessary for correction. The project is divided as follows: Input and reading of electrical signals, data processing, control and performance in the electrical system, and the construction of the prototype as well as its performance will take place in the same way, in order to reduce the reactive power losses in the electric circuit. It was simulated with some simple and linear loads to analyze if there is a possibility of use with higher powers, such as homes or even industries. In general, the idea of the work seeks to reduce the power factor in a less aggressive way to the system, that is, the injection of a ramp capacitor, where the capacitance that will be added to the circuit between slowly and programmed, similar to the system of a soft starter, which acts on the circuit in a continuous way, without harming the motor or the system.