Descrição do problema
Este histórico de caso é um exemplo clássico da importância de uma abordagem sistemática para resolver um problema. Envolve um empreiteiro que trabalha com diversas fábricas de alta tecnologia.
O caso começou com uma visita in loco a um gerente de prédio que estava frustrado com seu sistema elétrico. Segundo o gerente, nada elétrico em seu prédio parecia funcionar corretamente e ninguém foi capaz de determinar o motivo ou oferecer uma solução. O gerente prosseguiu dizendo que três de seus eletricistas haviam pedido demissão e que ele agora estava em sérios apuros..
O empreiteiro fez muitas perguntas – tentando obter uma imagem mais detalhada do problema. Este esforço revelou-se infrutífero, então o empreiteiro pediu para ser levado para a parte do prédio onde os problemas eram piores. Ele estava seguindo o axioma, “Na dúvida, comece com a carga de vítimas.”
Em um canto distante, uma grande máquina médica estava passando por um procedimento de teste crítico. A máquina estava equipada com uma grande tela, um teclado e um painel de controle com diversos cabos e mangueiras que levam a outros equipamentos. A tela do operador mostrou que o procedimento de teste estava em andamento.
Ao lado da máquina havia uma bancada montada para reparo de placas de circuito. A bancada tinha um ferro de solda, uma lente de aumento iluminada e um ventilador. O filtro de linha da bancada conectado ao mesmo receptáculo que a grande máquina médica. Enquanto o empreiteiro observava, a pessoa na bancada estendeu a mão e ligou o ventilador. Naquele momento, a tela do display do operador ficou momentaneamente em branco e depois voltou com as palavras “Program Reset” exibidas em letras grandes.
Medidas
O empreiteiro mediu a tensão no receptáculo que alimenta ambas as cargas. Sua sorte 87 DMM True-RMS medido 115 Em. O gestor do edifício repetiu a medição com o seu Fluke 27 DMM de resposta média, que exibiu 118 Em. Por que a unidade True-RMS leu mais baixo?
Os instrumentos True-RMS fornecerão, mas leituras mais baixas do que instrumentos de resposta média em ondas quadradas ou formas de onda que se parecem com ondas quadradas ou formas de onda que se parecem com ondas quadradas. O empreiteiro conectou seu Fluke 43B e exibiu a forma de onda da tensão. O display mostrou que a forma de onda (simulado na Fig. 1) foi severamente cortado na parte superior - tornando-o mais parecido com uma onda quadrada do que com uma onda senoidal. O valor de pico medido apenas 135 Em, em vez do esperado 162 Em.
O empreiteiro então desenhou um diagrama unifilar do sistema. O unifilar mostrou que o transformador que alimentava a área de teste estava na extremidade oposta do edifício – quase 500 pés de distância (ver Fig.. 2). A maioria das cargas naquele transformador eram não lineares, e eles estavam consumindo altas correntes de pico no pico da tensão. A combinação de altas correntes de pico e alta impedância de longo prazo combinadas para produzir severo corte de tensão no final do circuito - exatamente onde estava a área de teste.
Teoria e análise
Como os circuitos internos da máquina médica operavam em corrente contínua de baixa tensão, a fonte de alimentação interna teria um circuito de entrada de diodo/capacitor que exigia uma certa tensão de pico mínima para operação adequada. A placa de identificação da máquina médica mostrava que a máquina precisava de uma tensão de alimentação entre 100 e 135 V eficaz CA. Os engenheiros que projetaram a máquina e especificaram a placa de identificação presumiram que a tensão de alimentação seria uma onda senoidal., então o pico mínimo seria 141 Pico V (100 x 1.41). Como o valor medido da tensão de entrada de pico foi apenas 135 Em, a máquina estava funcionando com uma tensão de pico que já estava 6 V abaixo do mínimo absoluto exigido. Quando o ventilador foi ligado, a corrente de pico consumida pelo motor do ventilador reduziu ainda mais a tensão a um ponto em que a fonte de alimentação da máquina ficou fora de regulação. Foi isso que fez a máquina reiniciar.
Solução
O problema do corte de pico de tensão (cobertura plana) é comum em edifícios de alta tecnologia. Muitos dos edifícios atualmente em uso não foram projetados para lidar com a vasta gama de computadores e cargas não lineares tão típicas hoje em dia.. Neste caso, seria necessária uma extensa religação para reduzir a queda de tensão entre o transformador e a carga. Uma alternativa seria aproximar as cargas mais sensíveis do transformador.
Fonte:
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