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L'invention concerne un appareil RSntgen avec un autotransformateur réglable monté avant le transformateur à haute tension.
La résistance interne de 1'autotransformateur, qui cause une chute de la tension de fonctionnement du transformateur à haute tension, est variable par déplacement de la prise de réglage d'une manière qui sera expliquée dans ce qui suit.
A la figure 1 est représente l'enroulement 1 d'un autotransformateur avec les connexions d'alimentation en courant et les conducteurs de prise de courant. La prise 3 est mobile sur l'enroulement 1. On a désigné par Il le courant absorbé au ré-
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seau et par 12 le courant amené à l'appareil de consommation.
La puissance perdue dans le transformateur pour les cou-
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rants,lz et 1z eompQ2;c-te alors; Ny = Il2 , k.wz . Q!2' - Il) Z...k."'''3 (1) Dans cette formule w2 et w3 sont les nombre, de. s2ffl, des parties de l'enroulement du transformateur parcourues pi 1-ee, courants Il et (12- Il) et k est une constante qui représente la valeur ohmique d'une spire du transformateur, de sorte que les valeurs k. w2 et k. we représentent les résistances des parties d'enroulement parcourues par les courants Il et (12- il).
Par transformation on obtient:
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Dans cette formule, l'expression entre crochets représente la résistance interne intéressante Ridu transformateur 1.
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Comme, dans le transformateur, le courant principal et le courant dérivé sont inversement proportionnels aux nombres des spires, avec l'équation (3) et en vertu de la relation:
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wu w2 1 - -2 m -- on obtient: wl wl
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où w, représente le nombre total de spires de l'autotransformateur 1.
La résistance interne Ri est représentée, à la figure 2, par la courbe a en fonction de la position de la prise de ré-
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glage 3 pour une résistance de l'enroulement de 1'autotrans-- formateur de 0,26 ohm. En abscisse, sont portés les rapports
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de réduction correspondant aux positions de la prise de régla- ge 3.Selon la technique des mesures, on détermine cette résis- tance interne en court-circuitant le côté primaire du trans- formateur et, pour une tension constante appliquée du côté secondaire, en mesurant le courant en fonction de la position de la prise de réglage. On voit que la résistance interne de l'autotransformateur devient nulle, quand le rapport de réduc- tion du transformateur prend la valeur un.
En vertu de cela, il est utile de choisir les raccordements à l'autotransforma- teur pour que, pour la plus grande puissance prélevée c'est-à- dire en règle générale pour la tension la plus élevée nécessitée par les tubes, la prise de réglage reliée au transformateur à haute tension prenne sur la spire de réglage de l'autotransfor- mateur à laquelle a également lieu l'arrivée de la tension du réseau. Dans ce cas, qui est montré à la figure 3, le courant de la charge ne passe pas par plusieurs spires de l'autotrans- formateur 1, mais directement du conducteur du réseau 2 à la prise réglable 3, par l'enroulement primaire du transformateur à haute tension 4 relié aux tubes Röntgen 5, et fait retour au conducteur du réseau 6.
Dans le circuit secondaire de 1'autotransformateur 1, la résistance du réseau RN symbolisée par la résistance 7, agit en outre selon une fraction qui dépend chaque fois du rapport de réduction établi à 1'autotransformateur et en fait la résis- w 2 tance du réseau transformée a la valeur (2/w) RN Cette résisw1 tance efficace du réseau, qui est égale à la résistance abso- lue RN du réseau pour un rapport de réduction égal à un, est représentée à la figure 2 par la courbe b pour une résistance absolue du réseau de 0,15 chm.
La courbe c, résultant de l'addi- tion des valeurs des fonctions des courbes a et b, montre la résistance totale efficace du circuit secondaire de l'autotrans- formateur et ainsi la chute de tension qui intervient-pour des mmes valeurs du courant avant le transformateur à haute ten-
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sion, en fonction du réglage de la tension résultant @ fajustage de la prise 3. Cette chute de tension croît donc fortement quand la tension croît. On souhaite cependant avoir une résistance interne si possible constante sur toute l'étendue du réglage. Dans ce cas, on peut par exemple simplifier les dispositifs indicateurs de tension car alors il ne faut introduire aucune tension de correction variable avec le réglage de la tension.
Selon l'invention, une résistance interne presque constante sur toute l'étendue du réglage peut être obtenue grâce à ce qu'une résistance, dont la valeur ohmique égale en ordre de gran-. deur la valeur ohmique trouvée de la résistance du réseau, est intercalée dans le conducteur de liaison commun pour l'arrivée du courant du réseau à 1'autotransformateur et pour l'amenée du courant de 1'autotransformateur au transformateur .à haute tension. Dans un autotransformateur couplé en étoile pour un transformateur triphasé, ce résultat est atteint normalement par trois¯résistances intercalées dans les conducteurs de liaison au point étoile, dont les valeurs ohmiques égalent en ordre de grandeur les valeurs des résistances disposées dans les phases.
Une disposition de montage selon l'invention est représentée à la figure 4. A l'exception de la résistance 8 conforme à l'invention, qui doit être facilement réglable pour s'accorder à la résistance trouvée du réseau, tous les éléments du montage correspondent à ceux de la disposition selon la figure 3.
En considérant la résistance 8 de valeur ohmique Rz l'équation 1) prend la forme suivante: NV = 112. k. w2 + (Il - I2)2. (k.w3+ RZ) (5)
On en tire, pour la résistance interne totale de la combinaison autotransformateur, plus résistance additionnelle 8, la valeur :
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Cette résistance montrée par la courbe d de la figure 2 corres- pond à la résistance additionnelle RZ pour un autotransforma- teur réglé entièrement vers le bas (2/w1= 1 et w3 0) et prend wl @ la valeur zéro pour un rapport de réduction 1. La courbe a qui résulte de l'addition des valeurs des fonctions des courbes d et b, représente la résistance totale agissant dans le cir- cuit secondaire de 1'autotransformateur.
On voit que l'on doit choisir la résistance additionnelle de l'ordre de grandeur de la résistance du réseau pour obtenir une courbe de la ré- . sistance totale d'allure presque horizontale. La flèche de la courbe 2 est déterminée par la forme de la courbe a, laquelle dépend à nouveau de la résistance ohmique k.w1 de l'enroule- ment du transformateur 1. Par un choix convenable de la résis- tance additionnelle, on peut également procurer une courbe de réglage s'assimilant particulièrement bien à l'horizontale dans une étendue de réglage déterminée aux dépens des autres étendues de réglage comme c'est indiqué, par exemple jour l'êtes due de réglage des hautes tensions, par la courbe en pointillé dont la partie horizontale est jointe à ce domaine de ten- sion.
Comme, après avoir dépassé le rapport de réduction un, la courbeb montetrèsrapidement,il est avantageux d'adjoin- dre la position de fonctionnement de la prise de réglage pour la plus haute tension à prélever à un rapport de réduction un peu plus petit que un. Ainsi, on reste encore dans la partie horizontale de la courhe de réglage, même après un réglage ul- térieur, parce que la tension du réseau a diminué.
A la figure 5, est représentée la disposition correspon- dante pour un appareil Röntaen à courant triphasé . Dans les conducteurs du réseau, les résistances du réseau sont à nou- veau symbolisées par des résistances 11, 12,13. Les trois spi- res de réglage de 1'autotransformateur sont désignées par 14,
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15,16 les trois prises de réglage par 17, 18, 19 et le transformateur à haute tension par 20. Le tube RSntgen avec système redresseur monté avant a été omis dans un but de simplification.
Les résistances selon l'invention 21, 22,23 se trouvent dans les conducteurs de liaison des spires de réglage 14, 15, 16 au point étoile. Pour que, indépendamment du réseau triphasé disponible (réseau à 220 V ou réseau 4 380 V) pour' la position optimum de la prise de réglage sur la spire de réglage directement reliée au réseau, la même tension maximum soit appliquée au tube, il est prévu un'dispositif de commutation non représenté pour les enroulements primaires du transformateur-à haute tension, au moyen duquel pour un réseau à 220 V on couple en triangle et en étoile pour un réseau à 380 V. Dans les deux cas, pour un réglage optimum de l'autotransformateur,.des tensions de 220 V sont alors appliquées aux bobines primaires du transformateur à haute tension.
De plus, dans les deux cas, la résistance interne efficace de tout le dispositif est la même dans le circuit secondaire du transformateur à haute tension, en,supposant, comme ce sera généralement le cas, que les résistances internes entrant en ligne de compte pour le fonctionnement sur des réseaux à 220 V et 380 V sont dans le rapport 1:3.
Revendicatio.n.
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An RSntgen apparatus with an adjustable autotransformer mounted before the high voltage transformer is provided.
The internal resistance of the autotransformer, which causes a drop in the operating voltage of the high voltage transformer, is varied by moving the tapping tap in a manner which will be explained in the following.
In FIG. 1 is shown the winding 1 of an autotransformer with the current supply connections and the socket conductors. The socket 3 is movable on the winding 1. We denote by II the current absorbed at the re-
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bucket and by 12 the current supplied to the consumption device.
The power lost in the transformer for the
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rants, lz and 1z eompQ2; c-te then; Ny = Il2, k.wz. Q! 2 '- Il) Z ... k. "' '' 3 (1) In this formula w2 and w3 are the number, of. S2ffl, of the parts of the transformer winding traversed pi 1-ee, currents Il and (12- Il) and k is a constant which represents the ohmic value of a turn of the transformer, so that the values k. W2 and k. We represent the resistances of the winding parts traversed by the currents Il and (12- he).
By transformation we get:
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In this formula, the expression in square brackets represents the interesting internal resistance Ridu transformer 1.
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As, in the transformer, the main current and the derivative current are inversely proportional to the numbers of turns, with equation (3) and by virtue of the relation:
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wu w2 1 - -2 m - we get: wl wl
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where w, represents the total number of turns of autotransformer 1.
The internal resistance Ri is represented, in figure 2, by the curve a as a function of the position of the re-connection.
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setting 3 for an autotransformer winding resistance of 0.26 ohm. On the x-axis, are the reports
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reduction corresponding to the positions of the adjustment tap 3.Depending on the measurement technique, this internal resistance is determined by short-circuiting the primary side of the transformer and, for a constant voltage applied to the secondary side, by measuring the current as a function of the position of the adjustment plug. We see that the internal resistance of the autotransformer becomes zero, when the reduction ratio of the transformer takes the value one.
By virtue of this, it is useful to choose the connections to the autotransformer so that, for the greatest power drawn, that is to say as a rule for the highest voltage required by the tubes, the outlet control connected to the high voltage transformer takes on the control coil of the autotransformer, which also takes place the arrival of the mains voltage. In this case, which is shown in figure 3, the load current does not pass through several turns of the autotransformer 1, but directly from the conductor of the network 2 to the adjustable tap 3, through the primary winding of the high voltage transformer 4 connected to the Röntgen tubes 5, and returns to the mains conductor 6.
In the secondary circuit of autotransformer 1, the resistance of the network RN, symbolized by resistor 7, also acts according to a fraction which depends each time on the reduction ratio established at the autotransformer and in fact the resistance of the autotransformer. transformed network has the value (2 / w) RN This effective network resistance, which is equal to the absolute resistance RN of the network for a reduction ratio equal to one, is represented in Figure 2 by the curve b for an absolute resistance of the network of 0.15 chm.
Curve c, resulting from the addition of the values of the functions of curves a and b, shows the total rms resistance of the secondary circuit of the autotransformer and thus the voltage drop which occurs for the same values of the current. before the high voltage transformer
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Zion, as a function of the resulting voltage adjustment @ the adjustment of tap 3. This voltage drop therefore increases sharply when the voltage increases. However, we want to have an internal resistance if possible constant over the entire range of adjustment. In this case, for example, it is possible to simplify the voltage indicating devices because then no variable correction voltage must be introduced with the voltage adjustment.
According to the invention, an almost constant internal resistance over the entire range of adjustment can be obtained by means of a resistance, the ohmic value of which is equal in order of gran-. The ohmic value found of the resistance of the network is inserted in the common connecting conductor for the supply of current from the network to the autotransformer and for the supply of current from the autotransformer to the high voltage transformer. In a star-coupled autotransformer for a three-phase transformer, this result is normally achieved by three ¯ resistors interposed in the connecting conductors at the star point, whose ohmic values equal in order of magnitude the values of the resistors arranged in the phases.
A mounting arrangement according to the invention is shown in Figure 4. With the exception of resistor 8 according to the invention, which must be easily adjustable to match the resistance found in the network, all the elements of the assembly correspond to those of the arrangement according to figure 3.
Considering the resistor 8 of ohmic value Rz, equation 1) takes the following form: NV = 112. k. w2 + (Il - I2) 2. (k.w3 + RZ) (5)
We get, for the total internal resistance of the autotransformer combination, plus additional resistance 8, the value:
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This resistance shown by curve d in figure 2 corresponds to the additional resistance RZ for an autotransformer set entirely down (2 / w1 = 1 and w3 0) and takes wl @ the value zero for a ratio of reduction 1. Curve a, which results from adding the values of the functions of curves d and b, represents the total resistance acting in the secondary circuit of the autotransformer.
We see that we must choose the additional resistance of the order of magnitude of the resistance of the network to obtain a curve of the d-. Total resistance almost horizontal. The arrow of curve 2 is determined by the shape of curve a, which again depends on the ohmic resistance k.w1 of the winding of transformer 1. By a suitable choice of the additional resistance, one can also provide an adjustment curve which assimilates particularly well to the horizontal in a given adjustment range at the expense of the other adjustment ranges as indicated, for example on the day the high voltage adjustment is due, by the curve in dotted lines, the horizontal part of which is joined to this domain of tension.
Since, after passing reduction ratio one, the curveb rises very quickly, it is advantageous to add the operating position of the adjustment tap for the highest voltage to be taken off at a reduction ratio a little smaller than one. . Thus, even after further adjustment, the horizontal part of the adjustment curve is still left because the mains voltage has decreased.
Figure 5 shows the corresponding arrangement for a three-phase Röntaen device. In the network conductors, the network resistances are again symbolized by resistors 11, 12, 13. The three adjustment coils of the autotransformer are designated 14,
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15,16 the three adjustment taps by 17, 18, 19 and the high voltage transformer by 20. The RSntgen tube with rectifier system mounted before has been omitted for the sake of simplification.
The resistors according to the invention 21, 22, 23 are located in the connecting conductors of the adjustment turns 14, 15, 16 at the star point. So that, independently of the three-phase network available (220 V network or 4380 V network) for the optimum position of the adjustment socket on the adjustment coil directly connected to the network, the same maximum voltage is applied to the tube, it is necessary provided a switching device not shown for the primary windings of the high-voltage transformer, by means of which for a 220 V network we couple in delta and star for a 380 V network. In both cases, for an adjustment optimum of the autotransformer, voltages of 220 V are then applied to the primary coils of the high voltage transformer.
In addition, in both cases, the effective internal resistance of the entire device is the same in the secondary circuit of the high voltage transformer, assuming, as will usually be the case, that the internal resistances being taken into account for this purpose. operation on networks at 220 V and 380 V are in the ratio 1: 3.
Claim.
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