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Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung für einen Einphasen-Regeltransformator zur Spannungsversorgung einer Röntgenröhre, bei welchem die Primärwicklung aus einer Grundwicklung und aus in Abhängigkeit von der Grösse der Netzspannung zuschaltbaren Teilwicklungen besteht und die Netzspannung, vorzugsweise unter Zwischenschaltung eines Frequenzwandlers, am Eingang des Einphasen-Regeltransformators anliegt und bei welchem die Primärteilwicklungen an Stufenschalter angeschlossen sind, die von einem Analog-Digital-Umsetzer gesteuert sind, der eingangsseitig über einen Gleichrichter an der Netzspannung liegt.
Durch die DE-OS 1952796 ist ein Netzanschlussgerät zum Abgleich der Spannungsschwankungen einer Eingangswechselspannung mit einem Einphasen-Regeltransformator bereits bekannt, bei dem neben der Primärwicklung Teilwicklungen primärseitig verbunden sind, wobei deren Anzapfungen an Stufenschaltern angeschlossen sind, die über eine Auswerteschaltung mit von dem jeweiligen Wert der Eingangswechselspannung geschalteten Binärausgängen derart gesteuert sind, dass bei steigender Eingangsspannung die zur Transformation der Eingangswechselspannung ausgenutzte Windungszahl der Primärwicklung grösser wird ; die als Analog-Digital-Umsetzer arbeitende Auswerteschaltung ist eingangsseitig über einen Gleichrichter an die Netzspannung angeschlossen.
Weiters ist durch die DE-OS 1934630 eine Steuerungseinrichtung für einen Einphasen-Regeltransformator zur Spannungsversorgung einer Röntgenröhre bekannt ; hiebei weist der Regeltransformator zuschaltbare Sekundärwicklungen auf, durch deren Windungszahlen die Ausgangsspannungen den Werten der binären Glieder einer geometrischen Reihe proportional sind.
Da in einem Röntgengenerator enge Toleranzen bezüglich der Anodenspannung an der Röntgenröhre eingehalten werden müssen, ist man bestrebt, eine feste Bezugsspannung als Ausgangspunkt zu haben. Bekanntlich unterliegt die Leerlaufklemmenspannung eines elektrischen Netzes Schwankungen, wodurch die Spannung an der Röhre und eventuell auch an der Heizung bei gleicher Einstellung des Generators unterschiedlich wäre. Auf diese Weise können Fehlbelichtungen von Röntgenaufnahmen, Überlastungen von Röntgenröhren und unnötige Dosisbelastungen von Patienten und Bedienungspersonal auftreten. Um diese Nachteile zu vermeiden, wurde bisher, bei Vorhandensein eines Eingangstransformators eine Messung der Windungsspannung durchgeführt und etwaige Abweichungen der Spannung durch Zu- bzw. Wegschalten von Wicklungsteilen korrigiert.
Aus der DE-AS 2308319 ist bekannt, durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses eines Spartransformators, die Spannung am Ausgang dieses als Eingangstransformator benutzbaren Regeltransformators konstant zu halten. Dies erfolgt derart, dass nach Messung der Eingangsspannung des Eingangstransformators eine etwaige Abweichung der Spannung vom Sollwert durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses dieses Eingangstransformators kompensiert wird. Erst durch einen weiteren Transformator kann die Röhrenspannung dann eindeutig gestellt werden.
Bei Anlagen ohne Eingangstransformator ist es bekannt, abhängig von der Einstellung der beispielsweise elektronischen Steuerung einer gesteuerten Gleichrichterbrücke und der tatsächlichen Netzleerlaufspannung die für die Anordnung wirksame Leerlaufspannung anzuzeigen und in Abhängigkeit von der Abweichung eine Korrektur der Speisespannung händisch durchzuführen.
Diese bekannten Methoden zum Ausgleich der Schwankungen in einem elektrischen Netz sind aber keinesfalls befriedigend.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Steuerungseinrichtung für einen Einphasen-Regeltransformator zur Spannungsversorgung einer Röntgenröhre zu schaffen, mit der die Netzspannungsschwankungen mit grosser Genauigkeit ohne besonderen Aufwand von zusätzlichen elektrischen Bauelementen ausgeglichen werden.
Die Steuerungseinrichtung der eingangs angeführten Art, mit der die obige Aufgabe gelöst wird, ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass an die Eingangsklemmen des Analog-DigitalUmsetzers eine Zenerdiode in Serie mit einem Kondensator eines Spannungsteilers geschaltet ist, der eingangsseitig mit dem Gleichrichter verbunden ist, wobei ferner sich die Windungszahlen aufeinanderfolgender, zuschaltbarer Primärteilwicklungen des Einphasen-Regeltransformators wie 1 : 2 verhalten.
Durch die Ausgestaltung des Analog-Digital-Umsetzers mit einem eingangsseitigen Spannungsteiler mit einem Kondensator wird die Regelspannung geglättet und über die Zenerdiode reduziert ; diese Differenzspannung bildet die Eingangsspannung des Analog-Digital-Umsetzers, so dass Netz-
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spannungsschwankungen über die Analog-Digital-Umsetzung mit höherer Genauigkeit aufgelöst werden und eine geringe Anzahl von Ausgängen am Analog-Digital-Umsetzer zur Primärregelung des Einphasen-Regeltransformators ausreicht.
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen automatischen Netzspannungsausgleich bei einem 3-phasigen Netz und Fig. 2 bei einer 1-phasigen Anspeisung.
Gemäss Fig. 1 wird die Netzspannung R, S, T, Mp über einen Gleichrichter --1-- gleichgerichtet. Diese gleichgerichtete Spannung wird mittels eines Wechselrichters --2-- wieder in eine einphasige Wechselspannung, vorzugsweise hoher Frequenz, umgewandelt und dem Regeltrafo --4-- zugeführt. Die durch den Gleichrichter-l-erzeugte Gleichspannung wird als Regelspannung einem Spannungsteiler-Ri, R t-zugeführt.
Nach Fig. 2 wird die einphasige Netzspannung R, Mp über einen speziellen Eingangsregelspan-
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nachgeschalteten Kondensator-C-geglättet. Durch die nachgeschaltete Zenerdiode --ZD-- wird die Zenerspannung von der am Kondensator --C,-- auftretenden Spannung subtrahiert, so dass am Analog-Digital-Umsetzer --A/D-- die Differenzspannung anliegt. Dabei muss die Zenerspannung der Zenerdiode --ZD-- kleiner sein, als die kleinste am Kondensator --C 1 -- auftretende Spannung, damit die Subtraktion auch tatsächlich durchgeführt wird. Diese Schaltungsanordnung ist deshalb zweckmässig, damit die Differenzspannung am Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers --A/D-- mit vorgegebener Genauigkeit als Dualzahl in Form der Bit-Ausgänge dargestellt wird.
Ohne diese Massnahme müsste mit der durch die Bit-Ausgänge zur Verfügung stehenden Genauigkeit die gesamte Spannung dargestellt werden, wodurch in diesem Fall die Netzschwankungen mit geringerer Genauigkeit aufgelöst würden bzw. eine grössere Anzahl von Ausgängen am Analog-Digital-Umsetzer --A/D-erforderlich wäre.
Diese am Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers --A/D-- durch eine Dualzahl dargestellte Spannung wird einem Spannungssteller zugeführt.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Spannungssteller dargestellt, der mit der vom Analog-DigitalUmsetzer --A/D-- gelieferten Dualzahl die Spannungssteuerung für den Röntgengenerator vornimmt.
Der Spannungssteller besteht aus dem Regeltransformator --4-- mit primärseitig zu- und wegschaltbaren Wicklungsteilen--W,, W :,- usw. Diese Wicklungsteile --W1, W2...-- können z.B. über Relais, Triacs, Thyristoren oder sonstige Stellglieder zu-bzw. weggeschaltet werden. An der Primärseite des Regeltransformators --4-- liegt, insbesondere über einen Frequenzwandler (Fig. l), die Versorgungsspannung, deren Spitzenwert dem Wert der am Kondensator --C,-- gemessenen Spannung proportional ist.
Die Primärwicklung des Regeltransformators --4-- besteht aus einer Grundwicklung --W--, deren Spannungsabfall der Zenerspannung proportional ist und schaltbaren Wicklungsteilen-W W....-. Die Windungszahlen von aufeinanderfolgenden, zuschaltbaren Wicklungsteilen --W 1, W....- verhalten sich wie 1 : 2.
Werden alle vorhandenen Wicklungsteile --W1. W2...-in Serie mit der Grundwicklung --W-geschaltet, so kann die grösste auftretende Spannung an den Regeltransformator --4-- gelegt werden und es entsteht derselbe Kernfluss, wie wenn kein Wicklungsteil--W,, W,....--mit der Grundwicklung --W-- in Serie geschaltet und eine Spannung an die Primärseite gelegt wäre, bei der am Kondensator --C 1 -- die Zenerspannung anliegt. Dadurch läge am Eingang des Analog-Digital-Umsetzers --A/D-- die Differenzspannung Null.
Die zuschaltbaren Wicklungsteile W....-sind den Bit-Ausgängen des Analog-DigitalUmsetzers --A/D-- derart zugeordnet, dass mit dem entsprechenden i-ten Bit der i-te Wicklungsteil zugeschaltet werden kann. Somit ist die gesamte zugeschaltete Windungszahl der Dualzahl am Ausgang des Analog-Digital-Umsetzers --A/D-- proportional. Da diese Dualzahl wieder der Spannungsschwankung des Netzes zugeordnet ist, wird für jede Primärspannung somit derselbe Kernfluss im Regeltransformator erreicht.