فیلتر هارمونیک فعال نوکر الکتریک مورد استفاده در بیمارستان

امروزه با پیشرفت سریع علم و فناوری و ارتقای مستمر سطح پزشکی، با معرفی انواع تجهیزات پزشکی پیشرفته در مقیاس بزرگ نیز همراه شده است که تعداد زیادی هارمونیک در این مراکز درمانی تولید می کند که آسیب های جدی به همراه دارد. به ایمنی الکتریکی و کار عادی تجهیزات پزشکی.دستگاه فیلتر فعال به دستگاه کلیدی برای حل این مشکل تبدیل شده است.

1.1 تجهیزات پزشکی

تعداد زیادی قطعات الکترونیکی قدرت در تجهیزات پزشکی وجود دارد و این دستگاه ها در حین کار تعداد زیادی هارمونیک تولید می کنند و باعث آلودگی می شوند.تجهیزات رایج تر MRI (ابزار تشدید مغناطیسی هسته ای)، دستگاه سی تی، دستگاه اشعه ایکس، DSA (دستگاه کنتراست قلبی عروقی) و غیره هستند.در میان آنها، پالس RF و میدان مغناطیسی متناوب در طول عملیات MRI برای تولید رزونانس مغناطیسی هسته ای تولید می شوند و هر دو پالس RF و میدان مغناطیسی متناوب آلودگی هارمونیک را به همراه خواهند داشت.پل یکسو کننده یکسو کننده ولتاژ بالا در دستگاه اشعه ایکس هنگام کار، هارمونیک های بزرگی تولید می کند، و دستگاه اشعه ایکس یک بار گذرا است، ولتاژ می تواند به ده ها هزار ولت برسد و سمت اصلی آن ترانسفورماتور بار لحظه ای 60 تا 70 کیلووات را افزایش می دهد که موج هارمونیک شبکه را نیز افزایش می دهد.

1.2 تجهیزات الکتریکی

تجهیزات تهویه در بیمارستان ها مانند کولر، پنکه و غیره و تجهیزات روشنایی مانند لامپ های فلورسنت تعداد زیادی هارمونیک تولید خواهند کرد.به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی، اکثر بیمارستان ها از فن های تبدیل فرکانس و تهویه مطبوع استفاده می کنند.مبدل فرکانس یک منبع هارمونیک بسیار مهم است، کل نرخ اعوجاج جریان هارمونیک آن THD-i به بیش از 33٪ می رسد، تعداد زیادی از 5، 7 شبکه برق آلودگی جریان هارمونیک تولید می کند.در تجهیزات روشنایی داخل بیمارستان تعداد زیادی لامپ فلورسنت وجود دارد که تعداد زیادی جریان هارمونیک را نیز تولید خواهد کرد.هنگامی که چندین لامپ فلورسنت به یک بار چهار سیمه سه فاز متصل می شود، خط وسط یک جریان هارمونیک بزرگ سوم جریان می یابد.

1.3 تجهیزات ارتباطی

در حال حاضر بیمارستان ها مدیریت شبکه کامپیوتری هستند، یعنی تعداد کامپیوترها، نظارت تصویری و تجهیزات صوتی زیاد است و اینها منابع هارمونیک معمولی هستند.به علاوه سروری که داده ها را در سیستم مدیریت شبکه کامپیوتری ذخیره می کند باید مجهز به برق پشتیبان مانند یو پی اس باشد.UPS ابتدا برق اصلی را به جریان مستقیم تبدیل می کند که بخشی از آن در باتری ذخیره می شود و قسمت دیگر از طریق اینورتر به برق AC تنظیم شده تبدیل می شود تا برق بار را تامین کند.هنگامی که ترمینال اصلی تامین می شود، باتری برای ادامه کار و اطمینان از عملکرد طبیعی بار، برق را به اینورتر می رساند.و ما می دانیم که یکسو کننده و اینورتر از فناوری IGBT و PWM استفاده می کنند، بنابراین UPS جریان هارمونیک 3، 5، 7 زیادی در محل کار تولید می کند.

2. آسیب هارمونیک ها به تجهیزات پزشکی

از توضیحات بالا می توان دریافت که منابع هارمونیک زیادی در سیستم توزیع بیمارستان وجود دارد که تعداد زیادی هارمونیک (با بیشترین هارمونیک 3، 5، 7) تولید می کند و شبکه برق را به شدت آلوده می کند و باعث مشکلات کیفیت توان مانند مازاد هارمونیک و اضافه بار هارمونیک خنثی.این مشکلات می تواند استفاده از تجهیزات پزشکی را تحت تاثیر قرار دهد.

2.1 آسیب هارمونیک ها به تجهیزات گرفتن تصویر

به دلیل تاثیر هارمونیک ها، کارکنان پزشکی اغلب با خرابی تجهیزات مواجه می شوند.این خطاها می توانند باعث خطای داده ها، تار شدن تصاویر، از دست دادن اطلاعات و مشکلات دیگر شوند یا به اجزای برد مدار آسیب وارد کنند و در نتیجه تجهیزات پزشکی نتوانند به طور عادی به کار خود ادامه دهند.به ویژه، هنگامی که برخی از تجهیزات تصویربرداری تحت تأثیر هارمونیک ها قرار می گیرند، قطعات الکترونیکی داخلی ممکن است نوسانات را ثبت کرده و خروجی را تغییر دهند، که منجر به تغییر شکل یا ابهام تصویر شکل موج می شود، که به راحتی باعث تشخیص اشتباه می شود.

2.2 آسیب هارمونیک ها به ابزار درمانی و پرستاری

ابزارهای الکترونیکی زیادی در درمان استفاده می شوند و ابزار جراحی بیشترین آسیب را در اثر هارمونیک ها می بیند.درمان جراحی به درمان لیزر، امواج الکترومغناطیسی با فرکانس بالا، اشعه، مایکروویو، اولتراسوند و غیره به تنهایی یا همراه با جراحی سنتی اطلاق می شود.تجهیزات مرتبط در معرض تداخل هارمونیک هستند، سیگنال خروجی حاوی درهم و برهم خواهد بود یا مستقیماً سیگنال هارمونیک را تقویت می کند و باعث تحریک الکتریکی قوی برای بیماران می شود و هنگام درمان برخی از قطعات مهم خطرات ایمنی عمده ای وجود دارد.ابزارهای پرستاری مانند ونتیلاتور، پیس میکر، مانیتور ECG و غیره ارتباط تنگاتنگی با زندگی قیم دارند و سیگنال برخی از وسایل بسیار ضعیف است که ممکن است در صورت قرار گرفتن در معرض هارمونیک منجر به جمع آوری اطلاعات نادرست یا حتی کار نکردن شود. تداخل، باعث خسارات سنگین به بیماران و بیمارستان ها می شود.

3. اقدامات کنترلی هارمونیک

با توجه به علل هارمونیک، اقدامات تصفیه را می توان به طور کلی به سه نوع زیر تقسیم کرد: کاهش امپدانس سیستم، محدود کردن منبع هارمونیک و نصب دستگاه فیلتر.

3.1 امپدانس سیستم را کاهش دهید

برای دستیابی به هدف کاهش امپدانس سیستم، لازم است فاصله الکتریکی بین تجهیزات الکتریکی غیرخطی و منبع تغذیه کاهش یابد، به عبارت دیگر، سطح ولتاژ تغذیه بهبود یابد.به عنوان مثال، تجهیزات اصلی یک کارخانه فولاد کوره قوس الکتریکی است که در ابتدا از منبع تغذیه 35 کیلوولت استفاده می کرد و به ترتیب منبع تغذیه خط ویژه 35 کیلوولت توسط دو پست 110 کیلوولت راه اندازی شد و مولفه هارمونیک در باس بار 35 کیلوولت بالاتر بود.پس از استفاده از مسافت 4 کیلومتری پست 220 کیلوولت راه اندازی 5 منبع تغذیه خط ویژه 35 کیلوولت، هارمونیک ها در اتوبوس به طور قابل توجهی بهبود یافت، علاوه بر این نیروگاه از ژنراتور سنکرون با ظرفیت بزرگتر نیز استفاده کرد، به طوری که فاصله الکتریکی این غیرخطی بارها به شدت کاهش می یابد، به طوری که کارخانه کاهش هارمونیک ایجاد می کند.این روش دارای بیشترین سرمایه گذاری است، نیاز به هماهنگی با برنامه ریزی توسعه شبکه برق دارد و برای پروژه های صنعتی در مقیاس بزرگ مناسب است و بیمارستان ها به منبع تغذیه پیوسته بدون وقفه نیاز دارند که به طور کلی توسط دو یا چند پست تغذیه می شود، بنابراین این روش یک روش نیست. اولویت.

3.2 محدود کردن منابع هارمونیک

این روش نیاز به تغییر پیکربندی منابع هارمونیک، محدود کردن حالت کار تولید هارمونیک در مقادیر زیاد، و تمرکز بر روی استفاده از دستگاه هایی با مکمل هارمونیک برای خنثی کردن یکدیگر دارد.فرکانس هارمونیک های مشخصه با افزایش تعداد فاز مبدل افزایش می یابد و مقدار موثر جریان هارمونیک به شدت کاهش می یابد.این روش نیاز به تنظیم مجدد مدار تجهیزات و هماهنگی استفاده از ابزار دارد که محدودیت های بالایی دارد.بیمارستان می تواند کمی با توجه به موقعیت خود تنظیم کند که می تواند میزان هارمونیک ها را تا حدی کاهش دهد.

3.3 نصب دستگاه فیلتر

در حال حاضر دو دستگاه فیلتر AC رایج وجود دارد: دستگاه فیلتر غیرفعال ودستگاه فیلتر فعال (APF).دستگاه فیلتر غیرفعال که به عنوان دستگاه فیلتر LC نیز شناخته می شود، از اصل تشدید LC برای ایجاد یک شاخه تشدید سری به صورت مصنوعی استفاده می کند تا یک کانال امپدانس بسیار کم برای تعداد خاصی از هارمونیک ها که باید فیلتر شوند، ارائه می دهد تا تزریق نشود. به شبکه برقدستگاه فیلتر غیرفعال ساختار ساده و اثر جذب هارمونیک آشکار دارد، اما محدود به هارمونیک های فرکانس طبیعی است و ویژگی های جبران تاثیر زیادی بر امپدانس شبکه (در یک فرکانس خاص، امپدانس شبکه و LC) دارند. دستگاه فیلتر ممکن است رزونانس موازی یا رزونانس سری داشته باشد).دستگاه فیلتر فعال (APF) نوع جدیدی از دستگاه الکترونیکی قدرت است که برای سرکوب دینامیکی هارمونیک ها و جبران توان راکتیو استفاده می شود.می تواند سیگنال جریان بار را در زمان واقعی جمع آوری و تجزیه و تحلیل کند، هر توان هارمونیک و راکتیو را جدا کند و خروجی مبدل را با جریان هارمونیک و راکتیو با دامنه برابر و جریان جبران معکوس از طریق کنترلر کنترل کند تا جریان هارمونیک در بار را جبران کند. تا به هدف کنترل هارمونیک دست یابد.فیلتر فعالدستگاه دارای مزایای ردیابی بلادرنگ، پاسخ سریع، جبران جامع است (توان راکتیو و 2 تا 31 هارمونیک را می توان همزمان جبران کرد).

4 کاربرد ویژه دستگاه فیلتر فعال APF در موسسات پزشکی

با بهبود مستمر استانداردهای زندگی مردم و تسریع روند پیری جمعیت، تقاضا برای خدمات پزشکی به طور پیوسته در حال افزایش است و صنعت خدمات پزشکی در آستانه ورود به دوره رشد سریع است و شاخص ترین و مهم ترین نماینده صنعت پزشکی است. بیمارستان استبه دلیل ارزش و اهمیت اجتماعی ویژه بیمارستان، حل مشکل کیفیت برق آن ضروری است.

4.1 انتخاب APF

مزایای کنترل هارمونیک، اول از همه، اطمینان از ایمنی شخصی بیماران و پرسنل پزشکی است، یعنی کاهش یا حذف تأثیر نامطلوب کنترل هارمونیک بر سیستم توزیع، اطمینان از عملکرد طبیعی ترانسفورماتورها و ابزار پزشکی. ;ثانیاً، به طور مستقیم مزایای اقتصادی را منعکس می کند، یعنی اطمینان از عملکرد عادی سیستم جبران ظرفیت ولتاژ پایین، ایفای نقش خود، کاهش محتوای هارمونیک در شبکه برق، و بهبود ضریب توان، کاهش تلفات توان راکتیو. ، و عمر مفید تجهیزات را افزایش دهید.

آسیب هارمونیک ها به صنعت پزشکی بسیار زیاد است، تعداد زیادی هارمونیک بر عملکرد و استفاده از ابزار دقیق تأثیر می گذارد و ممکن است ایمنی شخصی را در موارد جدی به خطر بیندازد.همچنین باعث افزایش تلفات برق خط و گرمای هادی، کاهش راندمان و عمر تجهیزات می شود، بنابراین اهمیت کنترل هارمونیک بدیهی است.از طریق نصبفیلتر فعالدستگاه، هدف از کنترل هارمونیک را می توان به خوبی به دست آورد تا از ایمنی افراد و تجهیزات اطمینان حاصل شود.در کوتاه مدت، کنترل هارمونیک ها در مراحل اولیه به مقدار مشخصی سرمایه گذاری نیاز دارد.با این حال، از نقطه نظر توسعه بلندمدت، APFدستگاه فیلتر فعالبرای نگهداری در دوره های بعدی راحت است و می تواند در زمان واقعی استفاده شود و مزایای اقتصادی آن برای کنترل هارمونیک ها و مزایای اجتماعی تصفیه شبکه برق نیز آشکار است.