Detectar Cero en red Trifásica

[jhozate]

hola a todos, resulta que estoy haciendo un arranque estrella-delta para un motor y necesito detectar el "cruce por cero" de la red trifásica para hacer la transición . Aunque aclarando términos en realidad en la red trifásica no encontramos el "cruce por cero" ya que las 3 redes no cruzan por cero al mismo tiempo, están desfasadas en 120°. El docente me ha indicado que para hacer la transicion estrella-delta hay que hacerlo cuando hay potencial cero en las bobinas, es decir cuando la suma de las 3 fases es igual a cero. Entonces, esa es la duda..cómo detecto dicho punto? la frecuencia es de 60Hz.  Pensaba en atenuar cada una de las fases en igual proporcion  y meterlas a un amplificador sumador..algo por el estilo
adjunto un diagrama de las fases

[Chenao]

hola a todos, resulta que estoy haciendo un arranque estrella-delta para un motor y necesito detectar el "cruce por cero" de la red trifásica para hacer la transición . Aunque aclarando términos en realidad en la red trifásica no encontramos el "cruce por cero" ya que las 3 redes no cruzan por cero al mismo tiempo, están desfasadas en 120°. El docente me ha indicado que para hacer la transicion estrella-delta hay que hacerlo cuando hay potencial cero en las bobinas, es decir cuando la suma de las 3 fases es igual a cero. Entonces, esa es la duda..cómo detecto dicho punto? la frecuencia es de 60Hz.  Pensaba en atenuar cada una de las fases en igual proporcion  y meterlas a un amplificador sumador..algo por el estilo
adjunto un diagrama de las fases

No sé si lo que voy decir es una barbaridad, se me ocurre rectificar la señal trifásica y al eliminar la componente dc que se origina por la rectificación tendría un señal referencia que tiene un cruce por cero general. La pregunta sería si es ese cruce se cumple la condición?

Saludos

[BrunoF]

La potencia aplicada será cero cuando cuando:

sen(x) + sen(x+2/3Pi) + sen(x+4/3Pi) = 0

Se me ocurre, que podrías sensar las 3 lineas por separado con un uC, y en base a sus transiciones y buen cálculo de tiempos, activar la carga en el momento de offset indicado por el resultado de dicha ecuación.

Otra opción, (puedo estar delirando pero...) tomando las 3 lineas de 110V(imagino que estas en red 110V por los 60Hz) podrías poner una resistencia en serie de 1Mohm a cada una de las fases y luego unir los otros extremos de las resistencias en un único punto común e inyectar ese valor en un uC por ejemplo. Si no me equivoco debería actuar como una especie de divisor de tensión y en esos niveles de corriente los diodos de protección del uC deberían impedir que se queme la entrada por los voltajes por debajo y encima de Vss y Vdd. En el momento en que el uC detecta un cambio de flanco en su pin, debería coincidir con el momento en que la suma de voltaje también se hace cero( y por ende también la potencia) en la señal trifásica.

Saludos.

[Chenao]

la solución a la ecuación no lineal

sen(x) + sen(x+2/3Pi) + sen(x+4/3Pi) = 0

da como resulta x = pi/6, el cual es el valor de cruce por cero de la señal rectificada, por lo tanto, si se detecta el cruce por cero de la señal rectificada se estaría garantizando la condición que necesitas.

Se me olvidaba,  lo anterior solamente es valido si el sistema se encuentra balanceado.

Saludos.

[tapi8]

es decir cuando la suma de las 3 fases es igual a cero

La suma de las tres fases SIEMPRE ES IGUAL A 0. Es condicion imprescindible para que sea un sistema trifasico equilibrado (balaceado). Puedes verlo en la onda que has puesto, al principio de todo fase una fase esta a 0, otra en +70% y la otra en -70% y si te fijas siempre es 0.
Para arranque estrella-delta no necesitas detectar cruce por 0, ya que regulas la potencia por cambio de conexion en el motor, no por recorte de onda esto seria un arrancador suave. ¿Que es con contactores?

[BrunoF]

es decir cuando la suma de las 3 fases es igual a cero

La suma de las tres fases SIEMPRE ES IGUAL A 0. Es condicion imprescindible para que sea un sistema trifasico equilibrado (balaceado). Puedes verlo en la onda que has puesto, al principio de todo fase una fase esta a 0, otra en +70% y la otra en -70% y si te fijas siempre es 0.
Para arranque estrella-delta no necesitas detectar cruce por 0, ya que regulas la potencia por cambio de conexion en el motor, no por recorte de onda esto seria un arrancador suave. ¿Que es con contactores?

Es verdad. Hemos cometido una gran burrada. Me concentré en plantear la ecuación pero no en pensar en sus resultados.

[jhozate]

he simulado la rectificacion poniendo diodos a cada una de las fases, pienso que se puede obtener de ahi el flanco para el micro. Ahí va la captura. la señal verde es la rectificada.
*Por otro lado, en la práctica con el motor no esta muy bien balanceado.
*no es con contactores, sino reles, tengo entendido que con los contactores no habría problema en pasar de estrella a delta ya que la contrafem producida por la desconexion de las bobinas las asumiría el contactor. Es por eso que con relés habría que tener en cuenta  el momento en que las bobina estén desenergizadas para hacer el cambio.

[Chenao]

he simulado la rectificacion poniendo diodos a cada una de las fases, pienso que se puede obtener de ahi el flanco para el micro. Ahí va la captura. la señal verde es la rectificada.

Pero le falta eliminar la componente dc que se genera al realizar la rectificación para de esa manera poder detectar el cruce por cero.

Saludos.

[jhozate]

como asi eliminar la componente DC?  todas estan en el origen 0 segun el osciloscopio de proteus, lo que tocaría hacer ahí seria probar en el real de cuanto es ese voltaje máximo y atenuarlo..no?

[KALLITOS]

Hola muchachos, una consulta, los calculos consideran el tiempo de respuesta mecánico, sea de relé o contactores? ya que estos no son como trias que responden inmediatamente.

saludos.

[Chenao]

como asi eliminar la componente DC?  todas estan en el origen 0 segun el osciloscopio de proteus, lo que tocaría hacer ahí seria probar en el real de cuanto es ese voltaje máximo y atenuarlo..no?

No compañero siempre que se hace una rectificación trifásica aparece una componente dc que es igual (3*raiz(3)/pi)*Vpico.

[tapi8]

Es que si rectificas la V, despues tienes que invertirla (volver a comvertirla en alterna), eso es lo que se hace en un variador de frecuencia, pero aqui no tiene objeto hacerlo.

Un arancador estrella-delta lleva un contactor (o rele) de linea, otro para estrella, otro para triangulo (delta) y un temporizador, que cuando el motor aaranca y coge velocidad hace el cambio de uno para otro., lo hace al cabo de unos segundos (depende de la potencia del motor y de la carga) cada senoide cruza por 0 cada 8,34ms, no tiene nada que ver.

El motor si es comercial debe estar equilibrado, otra cosa es que mete tanto ruido que distorsiona las ondas totalmente.

[jhozate]

si, la idea es que el cambio estrella delta se realice automático, entonces se debe tener en cuenta cuándo se pueden cambiar los estados de los relés y evitar la contrafem

[tapi8]

El cambio se hace una vez que coge velocidad, se arranca en estrella porque se da la tension de fase (tension simple entre fase y neutro, 230V. segun pais) para que consuma menos I en el arranque, al cambiar a delta se le da la V compuesta 230*raiz de 3=400V y se aumenta la potencia.

Los reles y contactores funcionan "igual" pero los contactores se usan en potencias mayores porque aislan mejor, trabajan con I y V mayores, los contactores suelen llevar contactos auxiliares para hacer los automatismos electricos.

¿no tienes un esquema a mano? ¿quieres que te busque uno?

[tapi8]

Mira aqui hay uno con un esquema de maniobra sencillo:

http://www.nichese.com/estrella-triangulo.html

¿Lo vas a controlar con un PIC? porque entonces no nesesitarias hacer la parte de maniobra, eso lo harias con el PIC??????