Descripción del problema

Esta historia del caso es un ejemplo clásico de la importancia de un enfoque sistemático para resolver un problema,,en,Se trata de un contratista que trabaja con varias plantas de fabricación de alta tecnología,,en,El caso comenzó con una visita in situ a un administrador del edificio que estaba frustrado con su sistema eléctrico,,en,De acuerdo con el gerente,,en,nada eléctrico en su edificio parecía funcionar correctamente y nadie había sido capaz de determinar por qué u ofrecer una solución,,en,El gerente pasó a decir que tres de sus electricistas habían abandonado y que ahora estaba en serios problemas,,en,El contratista hizo muchas preguntas - tratar de obtener una imagen más detallada del problema,,en,Este esfuerzo resultó infructuosa,,en,por lo que el contratista pidió ser llevado a esa parte del edificio donde los problemas eran el peor,,en. It involves a contractor who works with several high-technology manufacturing plants.

The case began with an on-site visit to a building manager who was frustrated with his electrical system. According to the manager, nothing electrical in his building seemed to work properly and no one had been able to determine why or offer a solution. The manager went on to say that three of his electricians had quit and that he was now in real trouble.

The contractor asked many questions — trying to get a more detailed picture of the problem. This effort proved fruitless, so the contractor asked to be taken to that part of the building where the problems were the worst. Estaba siguiendo el axioma,,en,"En caso de duda,,en,arranque con la carga víctima “.,,en,En un rincón,,en,una gran máquina médica iba a través de un procedimiento de prueba crítica,,en,La máquina estaba equipada con una pantalla de visualización grande,,en,un teclado y un panel de control con varios cables y mangueras que conducen a otras piezas de equipo,,en,La pantalla de visualización del operador mostró el procedimiento de ensayo estaba en curso,,en,Al lado de la máquina era un banco de trabajo establecido para la reparación de circuitos,,en,El banco de trabajo tenía un soldador,,en,una lente de aumento con luz y un ventilador,,en,La tira de la energía banco de trabajo conectados en el mismo receptáculo como la máquina médica grande,,en,Como observó el contratista,,en,la persona en el banco de trabajo se acercó y encendió el ventilador,,en,En ese momento,,en, “When in doubt, start at the victim load.”

In a far corner, a large medical machine was going through a critical test procedure. The machine was equipped with a large display screen, a keyboard and a control panel with several cables and hoses leading to other pieces of equipment. The operator display screen showed the test procedure was in progress.

Next to the machine was a workbench set up for circuit board repair. The workbench had a soldering iron, a lighted magnifying lens and a fan. The workbench power strip plugged into the same receptacle as the large medical machine. As the contractor watched, the person at the workbench reached over and turned on the fan. At that moment, la pantalla del operador momentáneamente quedó en blanco, y luego regresó con las palabras “Programa RESET” que se muestran en letras grandes,,en,El contratista mide la tensión en el receptáculo de alimentación de ambas cargas,,en,su Fluke,,en,DMM verdadero valor eficaz medido,,en,El administrador del edificio repitió la medición con el Fluke,,en,promedio-responder DMM,,en,el que se muestra,,en,¿Por qué la unidad de verdadero valor eficaz leer más baja,,en,instrumentos de verdadero valor eficaz darán correcta,,en,pero las lecturas más bajas que los instrumentos de ondas cuadradas o formas de onda que se parecen a las ondas cuadradas o formas de onda que se parecen a las ondas cuadradas media-respuesta,,en,El contratista conectado a su Fluke 43B y muestra la forma de onda de voltaje,,en,La pantalla mostró que la forma de onda,,en,simulado en la figura,,en,fue severamente recortado en la parte superior - por lo que es más como una onda cuadrada de una onda sinusoidal,,en.

Medidas

The contractor measured the voltage at the receptacle feeding both loads. His Fluke 87 true-rms DMM measured 115 En. The building manager repeated the measurement with his Fluke 27 average-responding DMM, which displayed 118 En. Why did the true-rms unit read lower?

True-rms instruments will give correct, but lower readings than average-responding instruments on square waves or waveforms that look like square waves or waveforms that look like square waves. The contractor connected his Fluke 43B and displayed the voltage waveform. The display showed that the waveform (simulated in Fig. 1) was severely clipped at the top — making it more like a square wave than a sine wave. El valor de pico solamente mide,,en,en lugar de la esperada,,en,De forma de onda de la tensión de suministro de la máquina médica,,en,simulado,,en,El contratista entonces dibujó un diagrama de una sola línea del sistema,,en,La de una línea mostró que el transformador de suministro de la zona de ensayo estaba en el extremo opuesto del edificio - casi,,en,a un pie de distancia,,en,La mayoría de las cargas en que fueron transformador no lineal,,en,y dibujaban corrientes de pico alto en el pico de la tensión,,en,La combinación de altos picos de corriente y alta impedancia de la larga combinado para producir el recorte de tensión severa al final del circuito - justo donde estaba la zona de pruebas,,en,diagrama de una línea parcial de la planta de fabricación de alta tecnología,,en,Dado que los circuitos internos de la máquina médica operados en baja tensión de corriente continua,,en 135 En, rather than the expected 162 En.

The contractor then drew a one-line diagram of the system. The one-line showed that the transformer supplying the test area was at the opposite end of the building — almost 500 feet away (ver Fig.. 2). The majority of the loads on that transformer were non-linear, and they were drawing high peak currents at the peak of the voltage. The combination of high peak currents and high impedance of the long run combined to produce severe voltage clipping at the end of the circuit — right where the test area was.

Teoría y análisis

Since the medical machine’s internal circuits operated on low voltage dc, la fuente de alimentación interna tendría un circuito de entrada de diodo / condensador que requiere una cierta tensión de pico mínimo para la operación apropiada,,en,La placa de identificación en la máquina médico mostró que la máquina necesita una tensión de alimentación entre,,en,ac V rms,,en,Los ingenieros que diseñaron la máquina y la placa de identificación especificados asumieron la tensión de alimentación sería una onda sinusoidal,,en,por lo que el pico mínimo sería,,en,pico V,,en,x,,en,Dado que el valor medido de la tensión de entrada sólo pico era,,en,la máquina se ejecuta en un pico de tensión que ya estaba,,en,V por debajo del mínimo absoluto requerido,,en,Cuando el ventilador se enciende,,en,la corriente de choque absorbida por el motor del ventilador reduce aún más la tensión a un punto en el que la fuente de alimentación de la máquina salió de la regulación,,en,Esto es lo que hizo que la máquina restablecer,,en. The nameplate on the medical machine showed the machine needed a supply voltage between 100 y 135 V rms ac. The engineers who designed the machine and specified the nameplate assumed the supply voltage would be a sine wave, so the minimum peak would be 141 V peak (100 x 1.41). Since the measured value of the peak input voltage was only 135 En, the machine was running on a peak voltage that was already 6 V below the absolute minimum required. When the fan was turned on, the surge current drawn by the fan motor further reduced the voltage to a point where the power supply of the machine went out of regulation. This is what caused the machine to reset.

Solución

El problema de pico de tensión de recorte,,en,-Aplanamiento de cabezas,,en,es común en los edificios de alta tecnología,,en,Muchos de los edificios actualmente en uso no fueron diseñados para manejar la amplia gama de equipos y cargas no lineales hoy tan típico,,en,extensa cableado sería necesario reducir la caída de tensión entre el transformador y la carga,,en,Una alternativa sería la de mover las cargas más sensibles cerca del transformador,,en,Controlador de cifrado para dispositivos embebidos,,en (flat-topping) is common in high-tech buildings. Many of the buildings now in use were not designed to handle the vast array of computers and non-linear loads so typical today. En este caso, extensive rewiring would be necessary to reduce the voltage drop between the transformer and the load. An alternative would be to move the most sensitive loads closer to the transformer.

Fuente:

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