Comment dimensionner un onduleur pour un scanner CT

Un scanner CT n'est pas une charge stable, et sa plaque signalétique seule ne décrit pas entièrement ce que l'alimentation doit fournir. Entre les patients, la machine consomme de l'énergie de maintenance. Lorsque le tube s'allume, la demande augmente pendant quelques secondes puis diminue à nouveau. Si vous dimensionnez l'onduleur à partir de la plaque signalétique seule, vous obtiendrez l'un des deux résultats : il se déclenche lors de la première clinique chargée, ou vous payez pour une capacité que le scanner ne demande jamais.

Ce que l'alimentation voit réellement

Trois choses se produisent sur une alimentation CT, et elles doivent être séparées avant que toute estimation de capacité ait un sens.

Entre les scans, le scanner est silencieux : refroidissement, électronique, table et écrans. Cette demande continue est utile, mais elle ne décrit pas l'exigence électrique maximale du scanner.

Pendant le scan, la demande de puissance peut augmenter brusquement pendant une courte période. Ce qui compte pour le dimensionnement de l'onduleur, c'est la demande maximale, sa durée et sa fréquence de répétition.

Autour du scanner se trouve tout le reste dans la pièce : l'injecteur de contraste, le poste de travail de l'opérateur, les terminaux de reconstruction et PACS, parfois la salle de lecture, l'éclairage de la pièce et la climatisation. C'est une décision de portée plutôt qu'une décision électrique, et cela déplace la réponse plus loin que la puissance nominale du scanner lui-même.

Commencez par trois chiffres, pas seulement par l'étiquette

Le dimensionnement se fait à partir de trois chiffres : puissance réelle en kW, puissance apparente en kVA et courant de pointe. Ils répondent à des questions différentes, et un kVA de plaque signalétique seul ne suffit pas pour dimensionner l'onduleur. Le même onduleur peut être évalué à 120 kVA / 96 kW, les deux chiffres décrivant respectivement la capacité de puissance apparente et de puissance réelle. Les deux peuvent être trop petits pour un scanner dont la moyenne est bien en dessous.

Ce que vous voulez, c'est cette demande maximale, soit mesurée, soit déclarée. Enregistrez-la si le site fonctionne déjà. S'il s'agit d'une nouvelle installation, le document de planification d'installation du fabricant du scanner donne les exigences d'alimentation, y compris la demande instantanée maximale et la chute de tension autorisée — utilisez ce document plutôt qu'une fiche commerciale.

La capacité de surcharge décide avant la capacité

C'est la partie qui est négligée. Deux devis pour le même kVA ne sont pas le même produit, car la capacité de surcharge est indiquée en pourcentage et une durée, et l'association est la spécification complète.

La courbe de surcharge de cet onduleur basse fréquence de 120 kVA. La demande maximale du scanner et sa durée doivent toutes deux rester à l'intérieur de la région de surcharge applicable.

Lisez le tableau avec le schéma de scan à côté. Une exposition est quelques secondes de forte demande, répétée avec un intervalle suffisant pour que la batterie et l'onduleur récupèrent. Une courte durée ne place pas à elle seule la demande dans l'étape d'une minute — la hauteur de la demande doit également s'y trouver. Les deux chiffres vont à l'encontre du tableau : ce que le scanner demande, et combien de temps l'étape peut être maintenue. Une unité vendue uniquement sur sa puissance continue ne dit rien de l'un ou l'autre.

Deux questions à poser à tout fournisseur. Premièrement, la puissance de surcharge est-elle indiquée aux bornes de sortie avec la batterie supportant la charge, ou seulement lorsque le secteur est présent ? Deuxièmement, que se passe-t-il à la fin du temps indiqué — transfert vers le bypass, ou arrêt ? Un pourcentage de surcharge sans les secondes à côté n'est pas une spécification, et une puissance qui se termine par un transfert n'est pas la même qu'une qui se termine par un passage propre.

Autonomie : ce qui doit être terminé avant que les batteries ne soient vides

L'autonomie est une durée que quelqu'un doit justifier, et la justification pour une salle CT est généralement l'une des trois choses.

Terminer l'étude en cours. Un scan interrompu pendant l'acquisition peut devoir être répété, entraînant une exposition supplémentaire aux radiations et une perturbation du flux de travail. L'autonomie qui compte est suffisamment longue pour terminer une étude et arrêter le système proprement.

Transférer vers un générateur. Lorsque l'hôpital dispose d'une alimentation de secours, la batterie couvre l'intervalle jusqu'à ce qu'elle prenne la charge — démarrage du générateur, transfert et stabilisation. Demandez ce que cela prend réellement sur ce site plutôt que de supposer un chiffre.

Surmonter la perturbation. Lorsque les interruptions courtes et les baisses de tension sont plus fréquentes que les pannes prolongées, le cyclage de la batterie peut être aussi important que le temps de sauvegarde nominal — l'onduleur passe sa vie à entrer et sortir de la batterie, et le parc est dimensionné pour la durée de vie en cycles autant que pour les minutes.

Dans l'installation du Cameroun, le parc de 32 × 12 V 100 Ah a été conçu pour environ dix minutes. C'était le chiffre pour le scanner de cet hôpital et l'arrangement de transfert de ce site, pas une règle. Votre chiffre découle de ce qui doit être terminé, et du chemin DC — tension de la batterie, courant de décharge maximal et la distance unidirectionnelle jusqu'à l'armoire de batterie changent tous ce que le parc délivre réellement.

Isolation, mise à la terre et fuite

L'équipement d'imagerie apporte ses propres limites : courant de fuite, mise à la terre et exigences d'isolation définies par le fabricant de l'équipement ou la conception du site. Lorsque ces exigences l'exigent, un transformateur d'isolement fait partie de la spécification de l'onduleur plutôt qu'un accessoire, et l'onduleur et le transformateur sont considérés ensemble plutôt qu'achetés séparément.

Cette exigence est également l'argument pour une topologie basse fréquence basée sur transformateur. Le transformateur de sortie fournit une isolation galvanique entre l'onduleur et le scanner et peut aider à réduire certaines perturbations en mode commun, tandis que l'onduleur, l'étage DC, le transformateur et le système de protection déterminent ensemble la capacité de surcharge à court terme. Ce n'est pas une réponse à tous les problèmes de qualité de l'énergie — il ne retiendra pas une alimentation fluctuante ni ne corrigera une mauvaise terre — et là où rien n'exige d'isolation, c'est du poids et de l'espace au sol transportés pour rien. Les limites qui s'appliquent proviennent de la classification de la pièce et du code selon lequel l'hôpital est construit — une salle de radiographie générale et un laboratoire de cathétérisme cardiaque ne sont pas soumis aux mêmes exigences, et le document d'installation du fabricant du scanner indique généralement ce dont il a besoin.

Le comportement de transfert est également important ici. Une unité à double conversion maintient la sortie pendant le passage à la batterie, donc le scanner ne voit aucune interruption lorsque l'entrée échoue. Ce qui doit encore être vérifié, c'est le transfert vers et depuis le bypass statique, qui est un événement distinct avec son propre calendrier.

Un CT a-t-il besoin d'un onduleur basse fréquence ?

Pas automatiquement.

Les salles CT sont souvent associées à des unités basse fréquence basées sur transformateur car ces conceptions peuvent combiner une forte capacité de surcharge à courte durée avec une isolation galvanique lorsque l'installation l'exige.

C'est une raison, pas une règle. Une unité haute fréquence dont les caractéristiques électriques répondent aux exigences du fabricant du scanner est une réponse légitime, et sur un site sans exigence d'isolation et avec un pic modeste, elle peut être la meilleure — plus petite, plus légère et beaucoup plus facile à faire passer par la porte.

Laissez les chiffres décider plutôt que la topologie :

• demande maximale du scanner, et sa durée
• la courbe de surcharge, en pourcentage avec sa durée
• stabilité de la tension de sortie sous une charge par paliers
• courant de court-circuit, et comment la protection le dégage
• configuration d'entrée et de sortie — phases, neutre, terre
• comportement du bypass, y compris le transfert vers et depuis celui-ci
• si l'isolation est requise ou non
• l'alimentation en amont : transformateur, générateur, ou les deux
• les règles de conception électrique selon lesquelles le site est construit

Lorsque le scanner a une forte demande à courte durée et que le projet nécessite également une isolation galvanique, un onduleur basse fréquence basé sur transformateur est souvent une option pratique. Lorsque aucune des deux exigences ne s'applique, une conception haute fréquence plus légère peut offrir une utilisation plus efficace de l'espace et des coûts d'installation. Les deux sont comparés en détail dans notre guide des conceptions d'onduleurs basse fréquence et haute fréquence.

Décidez de la portée avant de dimensionner

Chaque anneau change la réponse. Dimensionner pour le scanner puis découvrir que l'injecteur et la salle de lecture sont sur le même onduleur est la façon la plus courante dont ce calcul échoue.

Écrivez la liste avant de demander un prix. Scanner seul est un calcul. Scanner plus injecteur, poste de travail et écrans est un autre. Ajoutez la salle de lecture, PACS et la modalité suivante et la taille de la machine, la batterie et la distribution se déplacent toutes.

Deux réponses changent également. Si la pièce a également besoin de régulation de tension car l'alimentation est instable, un onduleur ne remplace pas un stabilisateur sur une mauvaise alimentation. Si le scanner fait partie d'un département qui ne peut pas s'arrêter, la redondance entre en jeu et le choix entre N+1 et 2N est décidé par le fait que la charge a un cordon d'alimentation ou deux.

La pièce accueille la machine, ou pas

Une armoire basse fréquence de 120 kVA mesure 635 × 975 × 1326 mm et pèse environ 650 kg. Ce n'est pas une question d'ingénierie électrique ; c'est une question de savoir si elle passe par la porte, si le sol la supporte, et s'il y a un chemin depuis la zone de chargement jusqu'à la salle technique.

Décidez cela avant la commande, pas après la livraison. Une unité qui doit être levée par grue, ou un sol qui doit être renforcé, coûte plus cher que la différence entre deux devis. Laissez le bypass de maintenance accessible, laissez de la place pour tirer une armoire de batterie, et vérifiez la chaleur que la pièce doit rejeter. Les projets de cette taille échouent plus souvent en logistique qu'en capacité. Un onduleur correctement dimensionné qui ne peut pas être déplacé dans la pièce est toujours la mauvaise réponse.

Le fonctionnement en parallèle mérite d'être mentionné ici pour la même raison. TAFENG a fourni des systèmes d'onduleurs à unité unique pour plusieurs projets CT, y compris des installations de 120 kVA et 100 kVA, et TAFENG construit des unités basse fréquence uniques jusqu'à 800 kVA, donc les sites qui font fonctionner des machines en parallèle achètent généralement une continuité de maintenance ou une redondance plutôt qu'une capacité qui leur a manqué.

Où cela s'insère

Le dimensionnement se fait dans un ordre : la charge, puis la topologie, puis les chiffres sur la fiche technique, puis l'application, puis la redondance, puis la batterie, puis la pièce. Cette page couvre une application à l'intérieur de cette séquence. Pour l'ordre complet, voir Comment dimensionner et sélectionner un onduleur industriel ou médical.

FAQ

Quelle taille d'onduleur un scanner CT nécessite-t-il ? Il n'y a pas de chiffre standard. Les projets CT publiés ici ont été fournis à 100 kVA pour un Fujifilm Supria et à 120 kVA pour un Fujifilm CT au Guatemala et pour l'installation du Cameroun ci-dessus. Chacun a été dimensionné à partir du pic de ce scanner et de la portée de cette pièce, donc un scanner différent avec un pic différent atterrit ailleurs. Commencez par le document d'installation du fabricant plutôt que par une règle fixe CT-à-kVA.

Puis-je dimensionner à partir de la puissance nominale du scanner ? Pas seule. La plaque signalétique donne la puissance apparente dans des conditions spécifiées. La demande pendant le scan augmente bien au-dessus du chiffre entre les scans, donc la demande maximale et sa fréquence de répétition sont plus importantes que le chiffre stable, et l'équipement de la pièce sur le même onduleur doit être compté.

Quelle capacité de surcharge est suffisante pour un CT ? Comparez la demande maximale du scanner et sa durée directement avec la courbe de surcharge de l'onduleur. Une puissance nominale de 150 % / 1 minute n'est suffisante que si la demande réelle du scanner reste dans les 150 % de la capacité nominale de l'onduleur pendant cette période. Un pourcentage sans durée ne vous dit rien.

Quelle autonomie une salle CT nécessite-t-elle ? Assez pour terminer l'étude en cours et s'arrêter proprement, ou assez longtemps pour transférer vers une alimentation de secours. Dix minutes ont été suffisantes pour le scanner d'un hôpital et son arrangement de transfert. Votre chiffre découle de ce qui doit être terminé sur votre site.

Un onduleur CT a-t-il besoin d'un transformateur d'isolement ? Lorsque le fabricant de l'équipement ou la conception du site exige une isolation, elle fait partie de la spécification plutôt qu'une option. Les unités basse fréquence basées sur transformateur l'ont intégrée, ce qui est pratique — mais l'exigence décide de la topologie, pas l'inverse.

Un onduleur peut-il couvrir le scanner et la salle de lecture ? Il le peut, et cela change la taille, la batterie et la distribution. Écrivez la portée avant de demander un prix — l'erreur de dimensionnement la plus courante est de faire un devis pour le scanner et de découvrir ensuite le reste de la pièce sur la même alimentation.

Ce qu'il faut envoyer à un fournisseur d'onduleurs

Envoyez les entrées plutôt qu'un chiffre en kVA :

• Marque et modèle du CT
• les exigences électriques du document de planification du site du fabricant
• tension d'entrée, phases et arrangement de mise à la terre
• demande maximale, sa durée et sa fréquence de répétition
• charge continue entre les expositions
• tout le reste qui doit rester sur le même onduleur
• temps de sauvegarde requis, et ce qui doit être terminé pendant celui-ci
• puissance nominale du générateur, temps de démarrage et arrangement de transfert
• si l'isolation est requise
• exigences de bypass, y compris le bypass de maintenance
• emplacement de l'armoire de batterie et distance jusqu'à celle-ci
• agencement de la pièce, voie d'accès et restrictions d'installation

Avec cette liste, un fournisseur peut vérifier la capacité continue, l'enveloppe de surcharge, le parc de batteries et si l'armoire atteint la salle technique. Les ingénieurs TAFENG travaillent à partir de ces entrées plutôt qu'à partir d'un tableau CT-à-kVA — la charge, le pic, l'autonomie qui doit être justifiée, et le chemin que l'armoire doit emprunter. Commencez par la liste des charges.