Способ регулирования анодного напряжения на рентгеновской трубке

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКЕ В рентгеновсксмл аппарате, содержащем два параллельных вы окочастотных тиристорных инвертора, заключающийся в том, что напряжение одного инвертора сдригают по фазе отйосительно выходного напряжения другого инвертора, р т л и чающий .с я тем, что, с цель повышения быстродействия регулирования , дополнительно изменяют рабочую частоту инверторов на величину ,& j / -А . 5 , где Al/f- изменение рабочей частоты инверторов; fо резонансная частота инверторов ; f)- собственный угол отключения инвертора; Рвугол восстановления тирисСО торов ; А - заданная скорость изменения С анодного напряжения; Од - амплитудное значение выходного напряжения инверторов; V - угол сдвига начальных фаз. выходных напряжений инверторов .

СОКИ GOBETCHHX

NMWMI

РЕСГ1У БЛИН ае . (П) 9(51) Н 05 О 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я н автоРрЮМУ СВИдЕтеъствм

t Ф и ние одного инвертора сдвигают по фазе отйосительно выходного напряжения другого инвертора, р т л ич а ю щ и и .с я тем, что, с целью повышения быстродействия регулирования, дополнительно изменяют рабочую частоту инверторов на величину

-,6%

«+

% 180

" к Ь, где ЫИо изменение рабочей частоты инвертаров; резонансная частота инверторову собственный угол отключения инвертора;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3378897/18-25 (22) 01.12.81 (46) 15.07.83. Бюл. Р 26

{72) Б.И.Леонов, A.Ñ.Äàí÷ååâ и Б.И.Чирков (71) Специальное конструкторское бюро рентгеновской аппаратуры Производственного объединения Иосренгген 1 (53) 621, 386 (088. 8) (56) 1. Выложенная заявка ФРГ

Ф 2802424, кл. Н 05 G 1/32,. опублик. 1979.

2. Выложенная заявка ФРГ Р 2728563, кл. Н 05 G 1/10, ьпублик. 1979.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2800751/18-25, кл. Н 05 G 1/32, .1979 (прототип). (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ HA РЕНТГЕНОВСКОЙ

ТРУБКЕ в рентгеновском аппарате, содержащем два параллельных высокочастотных тиристорных инвертора., заключающийся в том, что напряжеугол восстановления тиристоров1 заданная скорость изменения анодного напряжения;. амплитудное значение выходнаго напряжения инверторов; угол сдвига начальных фаз выходных напряжений инверторов.

1029433

Изобретение относится к рентгенотехнике и может быть применено в рентгеновском аппарате, питание рентгеновской трубки которого осуществляют выпрямленным высокочастотным на« пряжением. Известен способ регулирования анодного напряжения на рентоеновс« кой трубке в рентгеновском аппарате, содержащем высокочастотный инвертор, заключающийся в том, что производят регулирование угла.обрезания напря-. жения, подаваемого на инвертар (13.

Известен также способ регулирования анодного напряжения на рентге новском аппарате, заключающийся в 15 том, что производят управление частотой инвертора (2 1.

Недостатком этих способов является ограниченный диапазон регулирования анодного напряжения. 20

Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования анодного напряжения на рентгеновской трубке в рентгеновском аппарате, содержащем два параллельных высокочас- .25 тотных THpHGTopHblx инвертора, заключающийся в том, что производят сдвиг по фазе выходного напряжения анодного инвертора относительно выходного напряжения другого инвертора 33 3Q

Недостатком этого способа является ограниченная скорость регулирования анодного напряжения, обусловленная ограничениями, накладываемыми на величину изменения угла сдвига фазы в течение одного пе. риода выходного напряжения инверторов с возможностью срыва работы инверторов.

Цель изобретения — повышение быстродействия регулирования. 40

Поставленная, цель достигается тем, что согласно способу регулирования анодного напряжения на рентгеновской трубке в рентгеновском аппарате, содержащем два параллельных высоко- 45 .частотных тиристорных инвертора, заключающемуся в том, что сдвигают .по фазе выходное напряжение одного инвертора относительно выходного напряжения другого инвертора, допол- 5() нительно.изменяют рабочую частоту инверторов на величину

-А ф, +(ъз " 0 о 1 ®

55 изменение рабочей частоты инверторов; резонансная частота инверторов; собственный угол отключения! 60 .! инвертора; угол восстановления тиристоров) заданная скорость изменения анодного напряжения;

0 2U сов9/2 (1) где U — амплитуда результирующего напряжения;

U — амплитуда выходных напряQ жений инверторов; .Я - угол сдвига между этими напряжениями.

Изменение результирующего напряжения во времени может быть представлено в виде

Мр Ф 6Ф

И 0си2 И

Допуская линейный закон изменения угла сдвига во времени имеем у =at t, т.е . — „=с(, Д где oL может быть выражено в виде с(.= - Т = 2 оД (4) где Д((- изменение угла фазового . сдвига за полупериоду

T0 - период, соответствующий резонансной частоте инвертора и

Тогда из (2) и (4) получим

80(4<

ЙgU Gfnpl2 (3) U< " амплитудное значение выходного напряжения инвертора

Щ - угол сдвига начальных фаз выходных напряжений инверторов °

На чертеже показаны временные диаграммы напряжений на элементах инвертора.

Способ реализуют следующим образом.

Напряжение 1 представляет собой активную составлянлцую напряжения на выходе инвертора, а напряжение 2напряжение на диагонали инвертора, которое запаздывает по фазе относительно напряжения 1. Напряжение 3 является разностью потенциалов между анодом и катодом и в течение этого полупериода запирает. отрицательным потенциалом. отключившийся тиристор инвертора, причем это напряжение 3 меняет свою полярность в точке pg которая называется собственным углом отключения инвертора.

Эта величина должна быть больше величины угла восстановления тиристора 8, которая определяется динами- ческими параметрами тиристора.

Величина Д(од = Q-pe представляет собой тот допустимый угол сдвига з а полуп ериод н апряжени я, который допускает инвертор без срыва его работы.

При регулировании анодного напряжения на рентгеновской трубке путем изменения сдвига фазы между выходными напряжениями двух инверторов имеем

1029433 ков, не приводящая к заметнаму ухудшению информативности рентгенограммы, равна ЬЗ = 0,5 при относительной погрешности по напряжению

< ь

$ K>= -ф- = 0,0798, которая может иметь место при рентгенографик..

Пренебрегая относительной погрешностью по току, определяют требуемое время выхода рентгеновского аппарата на-.рабочий режим в соответствии с формулой определения разности плотности почернения, аб=ф С ЬРЦ (1 йК„)+ацг(4+КьЦ !

5 где Ks-- 0,0798; и 5, ф С 3.

Решая зто выражение относительно

К, получают К = 0,001, т.е. время выхода на рабочий режим рентгеновского аппарата равно tp 1 мс. Прир() .нимая величину амплитуды требуемого -. анодного напряжения на рентгеновской

; трубке V. =110 кВ (что соответствует Максимальному выходному накряжению рентгенодиагностического комплекса

РУМ-20M), определяют. среднюю скорость изменения анодного напряжения иэ вы- ражения

)А = -- = 110 кВ/мс = 110000 кВ/с, U . К

В соответствии с максимальной seличиной анодного напряжения V =110кВ принимают выходное напряжение инвер тора ()А= 60 хВ. ,Учитывая, что изменение анодного напряжения происходит в диапазонах от О до 110 кВ, определяют соот-, ветствующее этому изменению изменеЪ ние угла сдвига начальных Фаз выходных напряжений ннверторов по выражению

40 Ор = 20д соя ф2 д для )7 = 0 Кв р= 180

0р =.110 кВ = 46. .

Задаваясь для серийньж тиристоров серии ТЧ (ТУ 16.529.142-68) В случае кбгдаЬ() f+cs г то величину

ЬМ -(ЬМ- дбз (6) отрабатывают путем изменения рабочей частоты инвертора. При этом уве-. личение полупериода составляет seличину 2

М1= ° (7) увеличение периода равно 2ь i i в результате чего новая рабочая частота определяется из выражения

2ЬЧ2 1Е (О+ Ь Ь (ВО)

560 î î

Из (8) получим

О < <% ЬЧЯ - (9)

% )ЯО

Из (9), (5) и определения Ь 9дой получим

Ь% ) г -А ц@ д. (> З)ядр N з) -(10> где А Й0р/dt - скорость регулирования анодного напряжения, которая может быть задана исходя из практическик требований (А - может иметь положительное нлк отрицательное значение) °

Прк реализации способа необходимо измерять фХ, т.е. величину собственного угла отключения инвертора которое осуществляется путем подключе ния к тиристорам, работающим s положительный и отрицательный полупериоды соответствующих измерителей на- кряжения, иииметь информацию о текущем значении угла сдвига фазы V.

Величины и ., О< и р» для инверторов и используемых в них тирксторов известны, Для большей точности можно измерять величины йо и U .

По измеренным величинам, известным величийам и. заданной скорости регулирования анодного напряжения А вычисляют относительное изменение рабочей частоты инверторов, после чего вводят полученную поправку в канал управления икверторами, а более точно - подают Скорректированный сигнал управления на распределители импульсов, подключенные к управляющим электродам тиристоров к управляющие частотой подачи щ4пульсов от задающего генератора .на управлякщие. электроды ткристоров кнверторов рентгеновского аппарата.

Пределы измерения рабочей частоты инверторов зависят от требований, предьявляемых к качеству полу- 60 чаемых рентгеновских снимков, а именно от требований к колебаниям плотности почернения снимков.

Пусть, например, допустимая по грешность плотности почернения сним- 6 временем. восстановления t sac =30 мкс, определяют угол восстановления управляемости тиристоров

Реостат =2 ИО Эо (=6,28 5000 ° 30к

«10 = 0,941.

При резонансной частоте инверто« ров fc = 5000 Гц.угол восстановления управляемости тирксторов в градусах равен

0 941 ° 53, боевит

Величину собственного угла отключения принимают для добротности контура Q *= 1,6

Р„ = 0)tl(= 0,85,.

Угол собственного времени отключения в градусах д»= 0,85 ° . — = 47.

180 о

10294

ВНИИПИ Заказ 5006/60 Тираж 845 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4

Изменение угла фазового сдвига за полупериод Af в соответствии с формулой (5) О

Подставляя в это выражение граничные значения угла Ю(180 и 48 ), требуемую скорбсть изменения анодного напряжения A (110000 кВ/c)/

--значение выходного напряжения инвертора Чд (60 Кв) и значение резонансной частоты инвертора

f (5000 Гц) получают

„! "110000 кВ с

/ =46 2 500 р 69 кВ О/37 (величина А — берется с отрицате.«.

dU

dt льным значением, поскольку в случае повышения напряжения необходимо про» Ю . изводить уменьшение рабочей частотьф

ЬЧ в градусах определяется иэ выражения

110000 «« а

0 1

2 - 5000 — ° 60 кВ 1 с 30 зз б .

X9 s градусах для этого случая определяется иэ выражения

Щ 0,185,а IO/5/ 9о Ю

Подставляя полученные результаты в основную формулу, получают значения отклонения рабочей частоты инвертора от его резонансной частоты

f@ для угла g 180 И @г1

У %

И 0 ИМ-,Ц+ВЗ 2. —, =0,Ода, — = а /е.

Этому соответствует значение рабочей частоты f 4500 Гц,, Для угла 46

:И 4,, М а|

% 48î <ео (29-И + 53е)= Щфф — = (ф4 9

Этому соответствует значение рабочей частоты f = 4000 Гц.

Такйм образом,. рабочая частота инвертора f изменяется в,пределах

4000-4500 Гц в диапазоне изменения анодного напряжения от 0 до 110 Кв.

Изобретение позволяет производить регулирование анодного напряжения в рентгеновских аппаратах с пи" танием от двух высокочастотных тиристорных инверторов с любой заданной скоростью, что позволяет новысить качество рентгеновских снимков.