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MatheusLPS

Medir tensão de um capacitor

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Pessoal, estou carregando um capacitor com o circuito abaixo:

 

carga_capacitor.png

 

Até aí tudo bem. Consigo variar a tensão do capacitor de acordo com o ângulo de disparo do SCR.

 

O problema que preciso monitorar essa tensão no capacitor.

 

Só que não posso usar um divisor resistivo para medir. Pois quando não há tensão sobre o capacitor, ele acaba de descarregando pelo divisor resistivo.

 

Alguém tem alguma ideia de como fazer isso? Parece ser tão simples mas não me veio nada na cabeça uma forma de medir sem descarregar ele.

 

Falou

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você pensou que um divisor iria descarregar o capacitor... Mas e a fuga interna dele? E a fuga do proprio scr?...

Pode ser insignificante mas não se faz circuito desse jeito justamente por causa desses pepinos hehe

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Coloca um relé conectando o divisor resistivo momentaneamente. O tempo suficiente para fazer a medição.

Com a resistência total do divisor em aprox. 1M ohm, a constante de tempo é de aprox, 4.600 segundos!!!!

A medida pode durar tranquilos um minuto, que a tensão quase não cai devido ao divisor resistivo. Aliás nem vai precisar do relé...

Por outro lado, o mroberto98 está certo. A fuga nos capacitores eletrolíticos é o maior problema.

Olhando o seu circuito e o seu intento, é de se pensar que você não está no caminho certo, qualquer que seja ele.

Se a medida da tensão em um capacitor com este valor é tão importante, tente se explicar melhor, pois acho alguma inconsistência geral.

MOR_AL

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@mroberto98 e @MOR,

 

A  ideia é a seguinte:

 

Irei carregar esse capacitor até certa tensão e depois descarregar em uma bobina. Imaginem uma imantadora.

 

Enquanto ele carrega, a bobina fica isolada por outro SCR. Quando o capacitor se carrega, o SCR dele será cortado e o da bobina, ativado.

 

Esse é um projeto de um cliente. Ele me enviou o circuito "pronto" e estou trabalhando em cima dele. Por isso segui essa vertente. pelo que ele me disse. Ele já possui uma máquina assim, só que ela carregada tudo de uma vez. Ou seja, não há o controle da tensão sobre o capacitor. E depois ele é descarregado na bobina.

 

Ele me informou que observando a placa que ele possui, ele tirou o circuito e me enviou.

 

A descarga do capacitor por meio interno ou do SCR não vejo problema. Pois a tensão sobre o mesmo será sempre monitorada e posso sempre recarregá-lo em caso de perda. Mas o tempo que ele ficará carregado é curto. Pois logo em seguida será descarregado.

 

Sobre a ideia do relé. Na placa atual, possui um relé justamente para isso. Para ler a tensão. mas eu gostaria de eliminar esse relé. Nesse caso, a ideia de conectar o divisor resistivo só para ler seria uma boa.

 

Falou

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você quer controlar a tensão no capacitor através de uma realimentaçao? Do jeito q ta ai não vai dar certo... mesmo que a tensão no capacitor passe do que você quer como vai cortar o scr?

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@mroberto98

 

Vou utilizar a técnica de corte natural do SCR. Quando a tensão se aproxima do zero, ele se corta automaticamente. Acredito que farei algo do tipo:

 

Com um detector de passagem por zero, sei onde a onda inicia. Vamos considerar meio ciclo igual a 8.3mS. Começo dando pulsos a partir de 7mS e esse pulso fica alto até os 8.3mS. No total terei 1.3mS de pulso. Com isso chego em um valor X de tensão em cima do capacitor. Leio a tensão. Se estiver menor do que o esperado, aumento a duração do pulso até atingir o valor pré determinado.

 

Com isso, imagino eu que não passarei do valor determinado. Quando chega no valor esperado, desligo o SCR de carga e ativo o SCR de descarga em cima da bobina.

 

Quando a senoide passa por zero e inverte o sentido, o SCR é desativado automaticamente. 

 

Dessa forma, irei controlar apenas o disparo entre 45º e 90º. Sempre começando de 90 para 45. 

 

Na imagem acima, a senoide vermelha é a que entra, antes do diodo. A tensão no capacitor é a linha preta.

 

O que me dizem? estou viajando demais?

 

Imagem ilustrando como o capacitor está se carregando (imagem enorme. 4MB). Tem uma lupa que se clica duas vezes e se consegue visualizar a imagem completa.

 

http://img.photobucket.com/albums/v222/ahhh/grafico_cap_teste.png~original

 

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@MatheusLPS,

 

Acho que voce está querendo dizer controlar entre os 180 graus e 135 graus, certo ? porque o Scr corta nos 180.

 

Olha, acho que voce pode usar um divisor resistivo de alta impedância, acoplado a um relé.... como o MOR falou, os capacitores são bem grandinhos.... quando for iniciar a carga, voce primeiro liga o relé, e enquanto estiver carregando o capacitor, a carga do divisor resistivo é muito, muito pequena frente à corrente de carga, dá para voce medir e quando atingir o valor que você quer, voce desliga o relé , tirando o divisor resistor do circuito.

Aí, para monitorar, pode ligar o relé a cada meio minuto, espera tipo 200 milésimos de segundo para tirar os ruídos, faza a medição, e desliga de novo.

 

Veja o que voce acha. 

 

Pela constante de tempo, creio que a fuga do capacitor é bem mais significativa do que um divisor resistivo de alto valor.....

 

Ah, e acho que o mroberto tem razão... acho que voce não vai conseguir desligar o SCR desse jeito não... faz um teste na bancada com um valor altinho de capacitor.

 

Paulo

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@aphawk

 

Você tem razão paulo, confundi aqui e imaginei o ciclo como tendo 180º. Na verdade é 360º. Então seria controlar dos 180 até os 135º como você falou. Bola fora minha.

 

Pois é. Eu nunca trabalhei com SCR. Pelo que li na net, ele se desliga sozinho quando a tensão inverte pois não há corrente de manutenção.

 

Vou tentar achar um SCR aqui e testar de fato.

 

Ahhh, serão 5 capacitores de 4700uF. Totalizando 23500 uF.

 

Falou

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Agora eu entendi... Ta o scr vai cortar do jeito que você disse... Mas não entendi qual éa preocupação com a descarga do capscitor?

Quando o capacitor chegar em tal valor essa bobina ja nao sera ativada com q carga dele? então vejo preocupaçao com a descarga dele...

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@MatheusLPS,

Num esquenta hehehe eu entendí direitinho, só achei melhor corrigir caso alguém leia isso e depois aprenda errado kkkkk !

Escolhe um SCR que aguente uma bela corrente.... É muito capacitor ligado nos 220volts, a corrente de surto vai ser bem grandinha... Ah, e o diodo retificador também tem de aguentar bem.

Paulo

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@aphawk

 

Pela simulação, está dando ~ 20A de corrente de carga. Pulsante...

 

Falou

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É isso aí:

1 - Coloque um resistor limitador de corrente de carga do capacitor, para que o diodo possa ser do tipo comum. Calcule a potência do resistor, pois deve ficar compreendida entre 5 a 10W.

2 - O SCR de carga pode ser um de pequena corrente, uma vez que o resistor vai limitar essa corrente.

3 - O SCR de carga deve ser conduzido dos 180º até os 135º, quando a maior tensão ocorre.

4 - O SCR de descarga tem que aguentar uma altíssima corrente.

5 - O SCR de descarga vai desligar quando a corrente no capacitor/indutor inverter.

6 - Cuidado com essas tensões altas.

MOR_AL

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@MOR,

 

Eu pensei no resistor também, mas tem o problema da potência.... precisamos saber qual vai ser o ciclo de trabalho desse processo de carga do capacitor, para poder calcular a potência média nele, e também verificar se um valor excessivamente alto não vai fazer demorar demais o processo de carga.

 

Tá ficando complicadinho isso kkkkkk !

 

Paulo

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Hehhe calcular os valores não vai ser problema.. Vai ser meio ciclo a retificação? Supondo que sera dos 180 a 135 graus no max, o resistor deve ser de um valor que ele possa carregar tudo isso de capacitor com 150V em no max 4,1666ms...

Tarefa meio difícil pra tudo isso de capacitor...

O resistor teria de ser de uns 0,15ohms :D :D ai é que eu te pergunto: eai?????????????? :D :D

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Calma pessoal.

 

Nesse projeto, não preciso de que o capacitor se carrega muito rápido não. Estou pensando em torno de 10 ~15 segundos de carga.

 

Tenho resistores aqui de 8.2ohms e 20W. Acho que vão segurar de boa. Aja vista que a corrente é pulsante.

 

Depois irei postar todos os cálculos aqui para o pessoal.

 

O grande desafio para mim está sendo ler a tensão no capacitor.

 

Veja que a perna de baixo do capacitor vai no SCR. Mas quando o SCR corta, o capacitor não tem mais "contato" com a terra e fica flutuando Dessa forma, quando utilizo o divisor resistivo, ele apenas lê a entrada da rede, pois o resistor de cima vai na ponta de cima do capacitor e o resistor de baixo vai ao terra.

 

Com isso, apenas leio uma tensão pulsante na proporção de 100:1. Nesse aso, estou lendo 0 ou 3,1V pois a entrada vai a 310V de pico.

 

Para ler essa tensão, terei que ler a tensão na parte de cima do capacitor e na parte de baixo dele antes do SCR. Depois subtraio uma da outra. Ou seja, um amplificador operacional diferencial de alta tensão seria perfeito se não fosse impossível de encontrar por aqui.

 

E vamo que vamo.

 

Falou

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você pode carregar ele de forma mais lenta mas vai precisar de varios ciclos conpletos para isso... A bobina vai ser ativada de vez em quando ou a cada ciclo?

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@mroberto98

 

você está correto. Precisarei de vários ciclos.

 

A bobina só entra no circuito quando o capacitor estiver carregado na tensão programada.

 

Falou

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Pessoal, lendo esse site:

 

http://www.tablix.org/~avian/blog/archives/2011/03/trigger_happy/

 

Tive novas ideias.

 

Troquei o SCR de lugar. Ele fica antes da carga.

 

Bem mais fácil agora:

 

http://img.photobucket.com/albums/v222/ahhh/scr_3.png~original

 

Falou

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