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案例研究:失灵的医疗机器

电能质量医疗保健
医疗机器故障

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测量工具:雷竞技appFluke 43B电能质量分析仪,Fluke 87真有效值DMM, Fluke 27 DMM
接线员:电气承包商
功能使用:真有效值电压,平均电压,电压波形

问题描述

这个案例历史是一个经典的例子,说明了系统方法解决问题的重要性。它涉及一名与几家高科技制造工厂合作的承包商。

案件始于对一名大楼经理的现场访问,他对他的电气系统感到沮丧。据这位经理说,他的大楼里似乎没有任何电器可以正常工作,没有人能够确定原因或提供解决方案。经理接着说,他的三个电工已经辞职了,他现在遇到了真正的麻烦。

承包商问了许多问题,试图更详细地了解这个问题。这一努力是徒劳的,所以承包商要求被带到大楼里问题最严重的地方。他遵循的公理是:“有疑问时,从受害者数量开始。”

在一个角落里,一台大型医疗机器正在进行一项关键的测试程序。这台机器配备了一个大显示屏,一个键盘和一个控制面板,还有几根电缆和软管连接到其他设备上。操作员显示屏显示测试程序正在进行中。

机器旁边有一个工作台,用来修理电路板。工作台上有一个烙铁,一个亮着的放大镜和一个风扇。工作台电源插条插在与大型医疗机器相同的插座上。就在承包商看着的时候,工作台上的人伸手打开了风扇。就在这时,操作员的显示屏突然一片空白,然后又亮了起来,上面用大字显示着“程序重置”。

测量

承包商测量了两个负载插座上的电压。他的Fl雷竞技appuke 87真有效值DMM测量到115 V。大楼经理用他的Fluke 27平均响应DMM重复测量,显示为118伏。雷竞技app为什么真均方根单位读数较低?

对于方波或看起来像方波的波形,真均方根仪器会给出正确但低于平均响应仪器的读数。承包商连接他的Fluke 43B并显示电压波形。雷竞技app显示显示,波形(如图1所示)在顶部被严重剪辑-使它更像一个方波而不是正弦波。测得的峰值仅为135v,而不是预期的162v。

承包商随后绘制了系统的单线图。单线显示为测试区域供电的变压器位于建筑物的另一端——大约500英尺远(见图2)。变压器上的大多数负载都是非线性的,并且在电压峰值处产生了峰值电流。高峰值电流和高阻抗的长期运行结合在一起,在电路的末端产生了严重的电压剪辑-就在测试区域。

理论与分析

由于医疗机器的内部电路工作在低压直流,内部电源将有一个二极管/电容器输入电路,需要一定的最小峰值电压才能正常工作。医疗机器上的铭牌显示,机器需要100到135 V rms ac之间的电源电压。设计机器和指定铭牌的工程师假设电源电压为正弦波,因此最小峰值为141 V峰值(100 x 1.41)。由于峰值输入电压的测量值只有135v,机器运行的峰值电压已经比所需的绝对最低电压低6v。当风扇打开时,风扇电机吸出的浪涌电流进一步降低电压,使机器电源失去调节。这就是导致机器复位的原因。

解决方案

电压峰值裁剪(平顶)问题在高科技建筑中很常见。现在使用的许多建筑物并不是为了处理大量计算机和非线性负载而设计的。

在这种情况下,大量的重新布线将是必要的,以减少变压器和负载之间的压降。另一种方法是将最敏感的负载移到离变压器更近的地方。

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