Рентгеновский аппарат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическик

Республик (ii)1003395 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01; 12.81 (2!) 3360279/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9 (51) М. Кп.

Н 05 С 1/32

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

t>3) УДК 621. 386 (088. 8) Дата опубликования описания. pjp383 (72) Авторы изобретения

Б.И. Леонов, А.С. Данчеев и Б.И. (7!) Заявитель (54) РЕНТГЕНОВСКИЙ АППАРАТ

Изобретение относится .к рентгенотехнике, а более конкретно к рентгеновским аппаратам, питание которых осуществляется выпрямленным высокочастотным напряжением.

Известен рентгеновский аппарат, содержащий сетевой выпрямитель, подключенный к нему тиристорный инвертор управляемый от задающего генератора через распределитель импульсов, подключенный к инвертору высокочастотный высоковольтный трансформатор, подключенный к вторичной обмотке трансформатора высоковольтный выпрямитель, подключенный к выпрямителю фильтр и рентгеновскую трубку, а также измеритель анодного напряжения и анодного тока и блок управления анодным напряжением и анодным током (1g .

Недостатками данного аппарата . являются ограниченный диапазон регулирования анодного напряжения и ограниченное быстродействие регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является рентгеновский аппарат, содержащий сетевой выпрямитель, подключенные к нему два высокочастотных тиристорных инвертора, подключенные к инверторам высоковольтные трансформаторы, высоковольтный выпря митель, к которому подключены втори ные обмотки трансформаторов, подключенную к выпрямителю непосредственно или через сглаживающий фильтр рентгеновскую трубку, измеритель анодного напряжения, задающий генератор, два распределителя импульсов, к входу одного иэ которых генератор подключен непосредственно, а к входу другого — через блок регулируемой задержки, к которому подключен измеритель анодного напряжения, причем выходы распределителей подключены !

5 к управляющим электродам тиристоров высокочастотных инверторов 2 .

Недостатком известного аппарата является ограниченная скорость регулирования анодного напряжения, обуо20 ловленная ограничениями, накладываемыми на величину изменения угла сдви-, га фазы в течение одного периода выходного напряжения инверторов возможностью срыва работы инверторов.

Цель изобретения — повышение быст родействия регулирования анодного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновский аппарат, содержащий сетевой выпрямитель, под1003395

Рентгеновский аппарат содержит сетевой выпрямитель 1, подключенные к нему два тиристорных инвертора 2 и 3 и два высоковольтных трансфор- матора 4 и 5, вторичные обмотки б и

7 которых подключены к высоковольтному выпрямителю 8, подключенному через фильтр 9 и блок 10 измерения анодного напряжения к рентгеновской трубке 11. б0 кдюченные к нему два высокочастотных тиристорных инвертора, подключенные к инверторам высоковольтные трансформаторы, высоковольтный выпрямитель,: к которому подключены вторичные обмотки трансформаторов, подключенную 5 к выпрямителю непосредственно или через сглаживающий фильтр рентгеновскую трубку, измеритель анодного наряжения, задающий генератор, два аспределителя импульсов, к входу одного из которых генератор подключен непосредственно, а к входу другого — через блок регулируемой задержки, к которому подключен измеритель анодного напряжения, причем выходы распределителей подключены к управляющим электродам тиристоров высокочастотных инверторав, дополнительно введены по меньшей мере одна измерительная обмотка, включенная на вторичной стороне одного из высоковольтных трансформаторов, подключенный к. измерительной обмотке блок выделения резонансной частоты, подключенные к тиристорам соединенного с укаэанным трансформатором инвертора блоки изме- 25 рения собственного времени отключения инвертора в положительной и отрицательный полупериоды напряжения, схема ИЛИ, к выходам которой подключены выходы блоков измерения времен 30 отключения, вычислительный блок для определения требуемого изменения рабочей частоты, к рабочим входам которого подключены выход блока выделе." ния резонансной частоты, выход сис- щ темы ИЛИ и сигнальный выход блока

:задержки, установочными параметрами которого служат задаваемая величина скорости регулирования анодного напряжения и время восстановления ти- 40 ристоров, и блок коррекции, к входам которого подключен выход блока ,выделения резонансной частоты и вы-. ход вычислительного блока, а выход которого подключен к дополнительным управляющим входам распределителей 45 импульсов.

Кроме того, между вычислительным блоком и блоком коррекции введен вентильный элемент, пропускающий только сигнал отрицательного изменения 50 частоты.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого рентгеновского аппарата, на фиг. 2 - напряжения на элементах инвертора. 55 управление работой инверторов 2 и 3 осуществляет схема, содержащая задающий генератор 12, два распределителя 13 и 14 импульсов, к одному из которых генератор 12 подключен непосредственно, а к другому— через блок 15 регулируемой задержки, к регулирующему входу которого подключен выход блока 10 измерения анодного напряжения. Выходы распределителей 13 и 14 импульсов подключены к управляющим электродам тиристоров инверторов 2 и 3.

Кроме того, в рентгеновский аппарат введены измерительная обмотка 16, включенная на вторичной стороне трансформатора 4, подключенный к ней блок 17 выделения резонансной частоты, блоки 18 и 19 измерения собственного времени отключения инвертора в положительный и отрицательный полупериоды напряжения, подключенные к тиристорам инвертора 2, схема

ИЛИ 20, к входам которой подключены выходы блоков 18 и 19, вычислительный блок 21 для определения требуемого измерения рабочей частоты параметрического типа, к входам которого подключены выход блока 17 выделения резонансной частоты, выход схемы ИЛИ

20 и сигнальный выход блока 15 регулируемой задержки, блок. 22 коррекции частоты, к входам которого подключены выходы блока 17 выделения резонансной частоты и через вентильный элемент 23 выход вычислительного блока 21. Выход блока 22 коррекции подключен к управляющим входам распределителей 13 и 14 импульсов.

При этом в качестве параметров, используемых для установки вычислительного блока, служат задаваемая скорость регулирования анодного напряжения (dU/dt=A) и время восстановления тиристоров (tz c t ) .

Рентгеновский аппарат работает следующим образом.

Сетевое напряжение выпрямляется сетевым выпрямителем 1 и поступает на тиристорные инверторы 2 и 3, которые управляются импульсами, поступающими с распределителей 13 и 14 импульсов со сдвигом фаз, задаваемым блоком 15 регулируемой задержки в зависимости от установки анодного напряжения. Выходные напряжения инверторов 2 и 3 усиливаются трансформаторами 4 и 5 и поступают с их вторичных обмоток б и 7 на вход высоковольтного выпрямителя 8, с кото рого это выпрямленное напряжение через фильтр 9 подается на рентгеновскую трубку 11.

При включении высокого напряжения и при глубоком регулировании анодного напряжения возникает ситуация, когда эа один полупериод бывает невозможно получить требуемОе иэмене1003395 ние угла фазового сдвига между выходными напряжениями тиристорных инверторов 2 и 3. Это объясняется следую-. щими причинами.

На фиг. 2 показаны активная составляющая напряжения 24 на выходе 5 инвертора 2 и напряжение 25 диагонали инвертора, которое сдвинуто по фазе относительно напряжения 24 (запаздывает относительно него) . Изменение напряжения на отключенном в этот положительный полупериод выходного напряжения тиристоре инвертора показано кривой 26, из которой видно, что. изменение полярности напряжения на отключенном тиристоре происходит в момент времени t которое называется собственным временем отключения . инвертора. В течение этого времени к тиристору прикладывается отрицательное напряжение, запирающее его.

Каждый тиристор обладает собственным временем восстановления которое для нормальной работы инвертора должно быть меньше й», т. е. ,tsccct

В результате этого, если требуемое t3 ) (t Еосст), то регулирование не может быть произведено за один полупериод. ьц т 72 (4) (5) )

Это изменение частоты приводит к тому, что полупериод напряжения должен быть равен — — + дт. (8) т т

2 2

35 Т = То +2 dt,, Пос коль ку 4 = —, то

Ь

Т

1 1 1 (10)

— f = — 2 4= — (< 2f ДЦ

40 или т 1 4о о д о — -1 =2f

Из выражений 6, 7 и 11 по45 лучаем

50 о . аБ и /2 . 36 О Ц У 0(x BoccT)

Поскольку т

55 формулы (12) получаем

Я / -А т ВО(ТО.-f, Èf, " ) "

Таким образом, для определения относительного изменения частоты необ.ходимо знать резонансную частоту инверторов f0 текущее значение угла .сдвига Чт ., собственное время отключения tz, время восстановления тиристоров t,и скорость регулирования

65 анодного напряжения dVp/dt. (9) Ур = 2U . cos P/2.

dUp . dq

-(1 „sin q/2. (2) (= gL ° t

В аппарате в укаэанных случаях производится изменение рабочей частоты инверторов одновременно с введением задержки, обуславливающей фазовый сдвиг между выходными напряжениями инверторов... Как известно, при наличии сложения выходных синусоидальных напряжений равной амплитуды По и со сдвиroM фаз Ч амплитуда результирующего напряжения Up равна

Изменение этого амплитудного значенил Up во времени, которое и является скоростью регулирования анодного напряжения, равно

Задавая линейный закон изменения (, т. е. где аь можно трактовать как среднюю скорость изменения угла сдвига за полупериод (То/2) выходного напряжения, т. е. где д (— изменение угла сдвига за полупериод, получим д ф может иметь положительные или отрицательные значения дОр 2UosfnV/2 Ьф — = 21оЦаьтп /г д(У. то

Из формулы 5 вытекает

du y д сР = /21о0о это У/2 . (6)

Соответствующая углу д q эадерж3 р

Дф Д4 о 1о о 6О f ЗЬа

Если t» (t х — tео«т), то величину (t3 t„ t>o«T) = д t необходимо отрабатывать эа счет изменения рабочей частоты инверторов.

Из выражения 8 получим

1003395

Формула и з обре те ни я

1. Рентгеновский аппарат, содержащий сетевой выпрямитель, подключенные к нему два высокочастотных тиристорных инвертора, подключенных к инверторам высоковольтные трансформаторы, высоковольтный выпрямитель, к которому подключены вторичные обмотки трансформаторов, подключенную к выпрямителю непосредственно или через сглаживающий фильтр рентгеновскую трубку, измеритель анодного напряжения, задающий генератор, два распределителя импульсов, к входу одного из которых ге,нератор подключен непосредственно а к входу другого — через блок регулируемой задержки, к которому под40

Величина t является известной для тиристоров, а величина ЙБ /dt задаваемым параметром.

Расчет величины и /f в генераторе производит вычислительный блок 21, на входы, которого в соответствующий полупериод поступают сигналы от одного из блоков 18 и 19 измерения собственного времени отключения инвертора, сигнал с блока 17 выделения резонансной частоты и текущее !О значение угла сдвига с сигнального . выхода блока 15 введения регулируемой задержки. Параметрически в блок 21 вводятся величины dUp/dt и t ccr .

Между блоком 21 и блоком 22 коррек 5 ции, который пройэводит определение действующего значения рабочей частоты инверторов и уцравление работой распределителей 13 и 14, может быть введена вентильная схема 23, пропус- О кающая- сигнал с вычислительного блока 21, который соответствует только уменьшению рабочей частоты..Это позволяет предотвратить воэможность вхождения инверторов в критический режим работы.

Таким образом, предлагаемый аппарат обеспечивает возможность регулирования анодного напряжения с любой Заданной заранее скоростью.

ЗО ключен измеритель анодного напряжения, причем выходы распределителей подключены к управляющим электродам тиристоров высокочастотных инверторов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия регулирования анодного напряжения, в него дополнительно введены по меньшей мере одна измерительная обмотка, включенная на вторичной стороне одного из высоковольтных трансформаторов, подключенный к измерительной обмотке блок выделения резонансной частоты, подключенные к тиристорам.соединенного с указанным трансформатором инвертора блоки измерения собственного времени отключения инвертора в положительный и отрицательный полупериоды напряжения, схема ИЛИ, к входам которой подключены выходы блоков измерения времен отключения, вычислительный блок для определения требуемого изменения рабочей частоты, к рабочим входам которого подключены выход блока выделения резонансной частоты, выход схемы ИЛИ и сигнальный выход блока задержки, .установочными параметрами которого служат задаваемая величина скорости регулирования анодного напряжения и время восстановления тиристоров, и блок коррекции, к входам которого подключены выход блока выделения резонансной частоты и выход вычислительного блока, а выход которого подключен к дополнительным управляющим входам распределителей импульсов.

2. Аппарат по п. 2, о т л и ч а ю шийся тем, что между вычислительным блоком и блоком коррек-. ции введен вентильный элемент, пропускающий только сигнал отрицательного изменения частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Выложенная заявка ФРГ

92128248, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р.2800751/18-25, кл. Н 05 G 1/32, 1979 (прототип).

1003395

Составитель К. Кононов

Редактор M. Рачкулинец Техред Г,Гергель КорректорЮ. Макаренко

Заказ 1594/48 Тираж 843 Подписное

ВН!!ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал П!П! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4