Рентгеновский генератор Советский патент 1982 года по МПК H05G1/56 

Изобретениеотносится к рентгенотехнике, а именно к системам ком- мутации питающих устройств мощных рентгенодиагностических аппаратов.

Известны рентгеновские генераторы, содержащие высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель и рентгеновскую трубку, включенные во вторичную цепь высоковольтного трансформатора, низковольтный мостовой выпрямитель, расположенный в средней точке звезды первичных обмоток высоковольтного трансформаTopaj основной коммутирующий элемент, например тиристор, эс1мыкающий диагоНсшь низковольтного мостового выпрямителя; вспомогательный коммутирующий элемент, например тиристор, и гаСящий конденсатор, включенный между анодами коммутирующих элементов.

В этих устройствах осуществляется электронное выключение главной цепи аппаратов независимо от фазы питающей сети, что позволяет снизить : время длительности снимка и згшержгкй отключения U.

Однако при случайном включении основного коммутирующего элемента от помехи происходит аварийное включение генератора, и он работает до

тех пор, пока не сгорят предохранители. При обрыве анодной или управляющей цепи вспомогательного коммутирующего элемента или неисправности в схеме зарядки гасящего конденсатора отключение главной цепи так же не произойдет. Кроме того, гасящий конденсатор имеет большие габариты и вес, так как величина его ем10кости должна быть весьма значительной для обеспечения переходного процесса отключения без перенапряжений .

Наиболее близким к изобретению

15 техническим решением является рентгеновский генератор, содержащий высоковольтны) трехфазный трансформатор, подключенный к вторичным обмоткам трансформатора высоковольт20ный трехфазный выпрямитель, подключенную к выпрямителю рентгеновскую трубку, средства коммутации, включающие симметричные тиристоры, последовательно соединенные с первич25ными обмотками трансформатора и блок управления тиристорами.

В известном устройстве обрыв анодных или управлякяцих цепей тиристоров приводит к выключению главнойцепи 30 (полному или частичному). При случайном включении одного из симметричных тиристоров от помехи главная цепь не включается вообще, а при включении любых двух тиристоров одновременно выключается при первом же переходе тока через нуль (не позднее ем через 10 мс). Кроме того, в устройстве отсутствуют перенапряжения при переходном процессе отключения главной цепи, так как симметричные тиристоры выключаются при переходе тока через нуль t2. Однако время задержки отключения в известном устройстве зависит от момента прихода команды на отключение относительно фазы сети и может достигать 10 мс, что в ряде случаев совершенно неприемлемо (например, в аппаратах для педиатрии, когда требуется сделать снимок с малой динамической нёрезкостью). Цель изобретения - повышение быс родействия коммутации высокого напряжения и надежности работы рентге новского генератора. .Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновский генератор, содержащий высоковольтный трехфазны трансформатор, подключенный к втори ным обмоткам трансформатора высоковольтный трехфазный выпрямитель, по ключенную к выпрямителю рентгеновскую трубку, средства коммутации, включающие симме:рричные тиристоры, последовательно соединенные с перви ными обмотками трансформатора, и управления тиристорами, в сред ства коммутации введены отключающие тиристоры, закорачивающие первичные обмотки трансформатора и подключенн к блоку управления тиристорами. На чертеже представлена схема рентгеновского генератора. Рентгеновский генератор содержит трехфазный высоковольтный трансформатор 1, подключенный к его вторичным обмоткам высоковольтный трехфаз ный выпрямитель 2, подключенную к выпрямителю 2 рентгеновскую трубку симметричные тиристоры 4 и резистор 5, соединенные последовательно с первичными обмотками трансформатора 1, блок б управления тиристорами и отключающие тиристоры 7, закорачива щие первичные обмотки трансформатор 1 и совместно с тиристорами 4 подключенные к блоку б управления. Генератор работает следующим обр зом. В начале снимка включаются симме ричные тиристоры 4 (по очереди, с учетом фазы при предыдущем отключении, или при предварительном подмагнкчивании), и в течение всего времени снимка на них подается постоянное или импульсное напряжение отпирания с блока б управления тири торами. При этом напряжение сети через резисторы 5,тиристоры 4, высоковольтный трансформатор 1 и высоковольтный выпрямитель 2 приложено к рентгеновской трубке 3. Резисторы 5 в главной цепи предназначены, например, для регулирования анодного напряжения по внешней характеристике генератора. По сигналу об окончании снимка напряжение отпирания снимается с тиристоров 4 и подается с блока 6 управления на отключающие тиристоры 7 на время, достаточное для их включения (единицы-десятки микросекунд). В этом случае первичные обмотки высоковольтного трансформатора 1 оказываются закороченными и высокое напряжение снимается с трубки 3, Тиристоры 4 и 7 запираются при переходе тока через нуль, и снимок полностью заканчивается. С момента включения до момента запигания тиристоры 7 нагружены импульсом тока, несколько прев1лшающим ток короткого замыкания генератора. В этот же период времени такой же ток течет по тиристорг1М 4. Учитывая, что тиристоры и прочие элементы генератора должны выдерживать ток короткого замыкания и близкий к нему ток при минимальном анодном напряжении ( максимальном анодном токе) в течение десятых до-лей или единиц секунд, кратковременная перегрузка (не более 10 мс) несколько большим током вполне допустима. Кроме того, в случае обрыва анодных или управляющих цепей тиристоров 7 снимок все равно выключается не позднее чем через 10 мс. Для того, чтобы уменьшить ток перегрузки, можно включить последовательно с отключающими тиристорами 7 резисторы с сопротивлением, примерно равным сопротивлению главной цепи. При этом с момента прихода сигнала об окончании снимка анодное напряжение мгновенно падает примерно вдвое, а интенсивность рентгеновского излучения падает пропорционально пятой степени падения напряжения, т.е. в 32 раза, и снимок практически закончен . Откл:очающие тиристоры 7 могут быть подключены параллельно каждой из первичных обмоток высоковольтного трансформатора 1, но в этом случа их число увеличивается с двух до трех. Симметричные тиристоры 7 могут быть также заменены включенными встречно-параллельно обычными тиpиcтopalvlи, проводящими ток в одном направлении, или одним тиристором, включенным в диагональ низковольтного выпрямительного моста. Блок б управления тиристорг ми может быть выполнен таким образом, что при достаточно большом времени

снимки (более 30-5Q мс) , когда отсутствует необходимость в предельно малом -времени задержки отключения, напряжение отпирания на тиристоры 7 вообще не подается, за счет чего достигается отключение главной цепи аппарата без .увеличения нагрузки на ее элементы,

Использование изобретения позволяет повысить быстродействие и надежность коммутации главной цепи рентгеновских аппаратов.

Формула изобретения

Рентгеновский генератор, содержащий высоковольтный трехфазный трансформатор, подключенный к вторичным обмоткам трсшсформатора высоковольтный трехфазный выпрямитель, подклю;Ченную к выпрямителю )рентгеновскую

трубку, средства коммутации, включающие симметричные тиристоры, последовательно соединенные с первичными обмотками трансформатора, и блок управления тиристорами, о т л и чающийся тем , что, с целью повышения быстродействия коммутации высокого напряжения и надежности работы, в средства коммутации введены отключающие тиристоры, закорачивающие первичные обмотки трансформатора и подключенные к блоку управления тиристорами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Блинов Н.Н. Рентгеновские питающие устройства. М., Энергия, 1980, с. 142-143.

2. Рентгенотехника. Справочник. Под ред. д-ра техн. наук Клюева-В.В.,

книга I, М., Машиностроение, 1980, с. 270-272 (прототип).

/

in

ll