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Type: Monografias de Especialização
Title: Estudo de caso de sobretensões transitórias em sistema de acionamento de motor de indução por modulação PWM em equipamento médico-hospitalar de raios-x
Authors: Jacques Wagner Rodrigues de Almeida
First Advisor: Alberto Resende de Conti
First Referee: Silverio Visacro Filho
Abstract: Uma exigência permanente em equipamentos eletro-eletrônicos é a necessidade de confiabilidade e estabilidade máximas. O estudo aqui apresentado é motivado pela ocorrência de falhas operacionais e defeitos no motor de indução utilizado no sistema de raios-X de um equipamento de diagnóstico médico. Esse motor, denominado anodo giratório, é controlado por um inversor de freqüências que gera pulsos PWM. Tendo como base medições realizadas em laboratório, que indicaram a ocorrência de sobretensões elevadas nos terminais do motor em determinadas condições de operação, decidiu-se investigar o fenômeno de propagação dos pulsos PWM gerados pelo inversor ao longo dos cabos de conexão e a reflexão desses pulsos na junção cabo/motor. Para isso, foram realizadas análises teóricas com o auxílio da plataforma computacional ATP (Alternative Transients Program). Nessas análises, buscou-se identificar a influência do tempo de subida dos pulsos PWM e do comprimento dos cabos nas sobretensões geradas nos terminais do motor. Em seguida, foi implementado na plataforma ATP um modelo simplificado de um sistema real envolvendo inversor, cabo e motor, que foi validado por meio de comparações com dados experimentais. Tal modelo foi utilizado na investigação de medidas que pudessem minimizar as sobretensões verificadas nos terminais do motor. Os resultados obtidos indicam que a utilização de um filtro RC na junção cabo/motor é capaz de mitigar satisfatoriamente tais sobretensões. Espera-se que a instalação desse filtro no equipamento de diagnóstico médico investigado neste trabalho possa contribuir para um aumento da vida útil do motor de indução ali presente e, eventualmente, para uma redução nas falhas operacionais verificadas neste equipamento.
Abstract: A permanent requirement of electrical and electronic equipment is the need for maximum reliability and stability. The study presented here is motivated by the occurrence of operational failures and damages to an induction motor used in X-ray medical diagnostic equipment. This induction motor, which is identified as spinning anode, is controlled by a driver system that uses PWM pulses. Based on measurements performed in laboratory, which indicated the occurrence of high overvoltages at the motor terminals under certain operating conditions, it was decided to investigate the propagation of the pulses generated by the PWM driver over the connecting cable and the reflection of these pulses at the cable/motor junction. For this, theoretical analyses were performed with the aid of the Alternative Transients Program (ATP). Such analyses intended to identify the influence of the rise time of the PWM pulses and the length of the cables in the overvoltages generated at the motor terminals. Then, a simplified model was implemented in ATP to represent a system composed of driver, cables and motor. This model, which was validated through comparisons with experimental data, was used to investigate actions that could minimize overvoltages at the motor terminals. The obtained results indicate that an RC filter installed at the cable/motor junction is able to satisfactorily reduce such overvoltages. It is expected that the setup of this filter in the medical diagnostic equipment investigated in this study may help to increase the lifetime of the induction motor present there and possibly to reduce operational failures observed in this equipment.
Subject: Engenharia elétrica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A4KNHL
Issue Date: 13-Jul-2012
Appears in Collections:Especialização em Eng. de Sist. Elétricos de Potência

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