Frecuencia de red

[Picuino]

Buenas:
Les comento que en los sistemas eléctricos nacionales realmente existen protecciones contra bajas frecuencias ,pero por ejemplo en el caso de Argentina comenzan a actuar a los 49Hz. despejando carga para que la frecuencia no siga bajando .En el resto de paises seguramente tienen algún patrón similar .-
Picuino: realmente para medir bajas frecuencias lo que se trata es de medir el período de la frecuencia y luego invertir el valor.-
Por lo que yo veo de lo medido ,quizás hay menos de 1/2Hz de corrimiento en relación a 50Hz.
Otro comentario, con el tema de los relojes que se mantienen sincronizados con la linea eléctrica , en los despachos de carga nacionales ,aparte de algún reloj sincronizado por GPS y medidores de frecuencia ,existe algún instrumento que mide lo que se llama "hora eléctrica" y un instrumento que mide la diferencia entre la hora electrica y la hora oficial ,en función de esa diferencia se les pide a los generadores acelerar o frenar la frecuencia ,siempre en valores mínimos.-
Sds.
Jorge

He ojeado el documento anterior: http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/operacion-y-control-de-sistemas-electricos/regulacion-de-frecuencia-potencia
y en Europa es semejante.

Por lo visto la "Hora eléctrica" la coordinan en Suiza.

Saludos.

[fram_22]

Para disparar un triac, el cruce por cero es mas que suficiente como mencionas.
Si llegas a necesitar ayuda o decides adentrarte en el uso de un PLL o FFT no dude en preguntarme.

saludos!

Creo que voy a implementar un PLL, pero no en el micro. Voy a enviar al PC los datos de tiempo entre pulsos (en unidades de 0.2 microsegundos)
Cada 10ms enviaré al PC los us desde que comenzó la cuenta hasta el último cruce por cero.
Con estos datos puedo "fabricar" un PLL digital fuera de linea y aplicarlo para deducir las frecuencias.

¿Tienes algún esquema de un PLL digital?

Saludos.

Si tengo uno, te anexo el diagrama a bloques. Los filtros pasabajas se deben selecciona con su frecuencia de corte igual al doble de la frecuencia de la red *en tu caso 100 Hz)
La entrada al pll es la forma de onda de la red de distribucion. La salida es el angulo de dicha se;al. La frecuencia es el parámetro que se alimenta al integrador. (despues del control PI). Ahh y antes de olvidarlo. wff es la frecuencia de la linea, esta constante se pone para hacer el enganche mas rápido al momento de encender el PLL.

[fram_22]

la mala noticia es que este PLL esta pensado para usarse en linea. AUn así espero te sirva de algo.

[Picuino]

Gracias, no importa que sea para usarse en línea, lo adapto.

También he encontrado por internet una presentación interesante sobre PLL digitales:
http://www.cppsim.com/PLL_Lectures/digital_pll_cicc_tutorial_perrott.pdf

Saludos.

[Nocturno]

El circuito de paso por cero que estás usando dispara el pulso un poco antes del cruce por cero y lo baja un poco después del mismo.
No sé si por ahí puede que te venga un poco de error; creo que lo ideal sería que el pulso se disparase justo en el momento del cruce por cero.

[Picuino]

Según la página del circuito, el pulso es muy estable. Su amplitud es de 1ms y está perfectamente centrado en el cruce por cero. Casi no cambia su anchura con los cambios de tensión de red ni con la temperatura. Es muy estable.

Si hay alguna variación (por ejemplo si comienza 0.1ms antes de tiempo) esto provoca un error de 100ppm en una medición de un segundo de duración. Los errores de 600 ppm, sobre todo si se mantienen en varias lecturas, se deben a la red que no tiene una frecuencia fija.
En cualquier caso llevo tiempo pensando que la medida de frecuencia en intervalos cortos (1 segundo) puede tener un error grande si los flancos de la señal se adelantan o atrasan. Por eso estoy cambiando el algoritmo del frecuencímetro para tomar frecuencias con tiempos acumulados (de hasta 1 hora si hace falta).

Saludos.

[fram_22]

Gracias, no importa que sea para usarse en línea, lo adapto.

También he encontrado por internet una presentación interesante sobre PLL digitales:
http://www.cppsim.com/PLL_Lectures/digital_pll_cicc_tutorial_perrott.pdf

Saludos.

gracias por el dato. Creo que sera útil

[Picuino]

Copio las características del circuito de cruce por cero de la página original (en inglés).
Realmente es muy preciso:




"The oscilloscope screenshot shows the quality and symmetry of the output pulse. The "downhill" trace is the mains voltage at 20V/div vertical scale, zero volts is at the sceen centerline. The other trace is the output with a 5V/div scale factor. The timebase is 500µs per division. The output pulse is beautifully symmertic arount the mains zero crossing.

Even huge temperature variations have a minuscule effect on the zero crossing pulse, due to the “self-biasing” nature of the circuit. The tolerance of C1's capacitance has no effect either. The circuit’s resistor ratios set mainly the operation point, and that is the reason is why the output pulse is almost temperature independent."




"The picture on the right is a simulated responce for two extreme mains voltages (100VAC...240VAC). You can see that the pulse width variation is minuscule, being less than 100us over the whole mains voltage range. Real behaviour of the actual circuit is equal."


Saludos.

[RALF2]

Hola amigos!
Me parecio interesante el funcionamiento del detector de cruce por cero picuino 
Segun veo cuando el voltaje de entrada es positivo el capacitor C1 se carga a traves del diodo hasta alcanzar el maximo valor positivo de la señal de entrada y luego cuando este empiesa a descender el capacitor de descarga inicialmente a traves de la resistencia de 22K hasta que se encienda el transistor momento en el cual la descarga se hace mas rapida y se activa el optoacoplador 
Alli esta el truco segun veo de lo del cruce por dero de presicion 

Ahora bien segun entiendo la frecuencia de la red no es muy precisa ni en españa ni en mi pais asi que como comentaste no seria muy util para tomarla como señal de reloj   

Estare pendiente del tema si me es posible 

[Picuino]

Hola RALF,
La frecuencia de red si se puede utilizar como base de tiempos para un reloj.
La frecuencia no es buena, pero se corrige. Te dejo un fragmento del documento que colgué sobre el control de frecuencia-potencia de la red eléctrica en España y Europa:
En América será semejante:

"""
4.2. Control de tiempo
Algunos relojes miden el tiempo contando las pulsaciones eléctricas de la red, y asumiendo una frecuencia exacta de 50 Hz. El tiempo medido de esta forma se llama tiempo síncrono, pero las variaciones de frecuencia en el sistema eléctrico provocan que esta medición no sea exacta y que el tiempo síncrono se
desvíe respecto al tiempo UTC (Universal Time Coordinated). El objetivo del control de tiempo es limitar esta discrepancia.
En el sistema eléctrico de europa continental, el control de tiempo es responsabilidad del operador de sistema suizo ETRANS, desde su centro de control en Laufenburg.
Si la desviación de tiempo es superior a 20 segundos, ETRANS ordena al resto de operadores corregir la referencia de frecuencia a 49,99 Hz ó a 50,01 Hz durante 24 horas.
El control de tiempo es el lazo de regulación más lento en el esquema de control frecuencia-potencia.
"""

[Picuino]

Ya me ha llegado el frecuencímetro y me han clavado 21 euros por las tasas de aduana (4 de impuestos y 17 de gestión los muy cucos).
El caso es que estaba declarado por 30$ y como un sample. No se porqué lo han parado en aduana.

Saludos.

[jansuini]

El tema de usar como base de tiempo la frecuencia de linea viene de la época que los relojes tenían un motor sincrónico como máquina ,entonces eran bastantes exactos para el uso que se les daba que era hogareño , cuando salieron los cristales de cuarzo en los relojes como producto masivo ,ya el tema de los relojes eléctricos se volvió obsoleto .-
Asi mismo algunos TIMER eléctromecánicos tienen un cristal de frecuencia multiplo de 2 que dividido por un integrado particular da 50 pulsos por segundo .-
Con respecto a llevar la frecuencia de linea ,lo que se pretende es que a fin un año la diferencia entre la hora utc y la hora electrica tienda a cero .-
Sds.
Jorge

[Picuino]

Noticias nuevas.
He programado al microcontrolador con el modo de captura de datos:

    1.- Timer1 cuenta pulsos del reloj del sistema
    2.- El módulo CCP1 (de captura) toma muestras de tiempo en cada flanco de bajada y los envía por rs232.
    3.- El oscilador de cristal está ajustado con el frecuencímetro recién estrenado. Tiene un error de +2.9 ppm.


Los datos tomados y procesados son:

Milisegundos entre un flancos de bajada del detector de cruce por cero:
 9,988
10,016
 9,988
10,016
 9,989
10,013
 9,990
10,016

Esto indica que el detector de cruce por cero tiene un pequeño error y que los pulsos no se dan al mismo tiempo en la semionda positiva y en la semionda negativa.
El error desplaza el flanco de bajada del detector de cruce aproximadamente +-12us.

El siguiente paso es tomar datos entre dos flancos (para evitar el error de las dos semiondas) y calcular resultados.

Saludos.

[Nocturno]

 

[Picuino]

Tenías razón Nocturno.
Lo mejor es que se puede corregir con este nuevo modo de medir frecuencia y que este frecuencímetro permite ver estas cosas.
El error es del 0.1% del tiempo de ciclo y apenas afecta al ciclo de trabajo. El osciloscopio tiene que ser de la Nasa para poder ver estas diferencias.

Esto es lo que más me gusta de los PIC. Con un circuito de 20 euros puedes medir cosas que ya quisieran aparatos de 2000 euros.

Saludos.