Installation électrique. La présente invention a pour objet une installation électrique comportant une source de courant alternatif à. haute tension, une charge alimentée par une partie de l'onde de force électromotrice fournie par ladite source de courant, un dispositif pour absorber de l'énergie pendant le reste de la période de la dite onde et des moyens pour faire varier l'ef ficacité -du dispositif d'absorption en concor dance avec des variations d'énergie de la charge.
Le choix de la forme la plus appropriée de l'énergie électrique devant pourvoir à un certain besoin d'énergie est un problème qui est encore toujours d'actualité dans l'électro technique. Quand il faut produire des vol tages relativement élevés au moyen de sources à basse tension, l'emploi d'une variété de cou rant alternatif est presque obligatoire.
Il y a néanmoins bien des appareils pour lesquels on a besoin de voltages relativement élevés, mais qui ne fonctionnent pas de fa çon très satisfaisante avec du courant alterna- tif, et dans ces applications on produit alors généralement un courant alternatif au vol tage nécessaire à ces appareils, en se servant ensuite -de dispositifs redresseurs mécaniques. chimiques ou électriques.
Dans certains cas, ces dispositifs sont éta blis en forme d'unités séparées, mais dans un grand nombre de cas, l'opération de redres sement nécessaire est incorporée dans le dis positif consommateur d'énergie même, c'est- à-dire que le dispositif lui-même -est une valve permettant le passage de pulsations électriques formées par la moitié dite utile des ondes et rejetant les pulsations alternées qui constituent dans ce cas ,la partie indési rable ou inutilisée des ondes .du courant.
Un des plus importants dispositifs con sommateurs d'énergie qui est en lui-même un redresseur, est le tube à rayons X dit auto-redresseur. Par suite de la construction de ses électrodes et aussi par suite du vide élevé existant dans son enveloppe, ce tube ne permet -que le passage du courant .en une direction, laissant passer, d'une part, l'alter nance utile des ondes de courant de la pola rité choisie et rejetant, d'autre part, l'autre moitié des ondes, de façon que le tube se trouve alimenté par un courant pulsatoire de sens unique, qui ne comprend que les al ternances de polarité choisie.
La demi-période rejetée .est généralement appelée inverse, et elle n'accomplit dans un tube à rayons X aucune fonction utile, mais elle est au contraire au détriment prononcé du fonctionnement d'un tube et présente un fac teur dans les problèmes d'isolation dont il faut pleinement tenir compte dans la cons truction de l'appareillage devant être utilisé avec un pareil tube auto-redresseur à rayons X.
Dans la discussion de la présente inven tion, on appuie sur les appareils à rayons X parce que ce type d'appareil est employé ici pour fournir un exemple illustratif des avan tages qui peuvent être obtenus en raison des progrès décrits dans la suite.
La capacité de tout appareil à rayons X ou de tout autre appareil électrique à haute tension dépend de la possibilité pour le cons tructeur d'établir cet appareil au point de vue du problème d'isolement. Ceci est un facteur excessivement important. dans les appareils à rayons X actuels, en particulier dans ceux du type à bain d'huile, où le tube est disposé dans un récipient contenant de l'huile de transformateur pour l'isolation.
Il est un désidératum du constructeur d'éviter une augmentation excessive de la grandeur de ces récipients, parce qu'il en résulterait une aug mentation de la masse et du poids du réci pient, qui serait inadmissible, non seulement parce que le récipient deviendrait encom brant et difficile à manier, mais aussi parce qu'une pareille augmentation du poids du tube à rayons X et de son récipient adjoint obligerait le constructeur à établir pour ce récipient un mécanisme de support plus solide de façon correspondante, qui s-rait par con séquent plus coûteux et plus difficile à mani puler.
Il en résulte donc qu'il y a avantage dans la technique des appareils à rayons X à évi- ter la nécessité d'agrandir le type actuel des récipients employés pour les tubes à rayons X et en particulier pour les tubes à rayons X du type auto-redresseur, quand on y appli que une plus grande force électromotrice.
On comprendra facilement que le poten tiel de la partie utile,des ondes est inférieur au potentiel de la partie d'onde inutilisée. Ceci est dû au fait que le potentiel de la par tie utile des ondes qui est utilisée dans le tube à rayons X est diminué d'un montant égal à la-chute de voltage dans la source d'énergie qui dépend de la quantité ,de cou rant passant par le tube à rayons X.
Comme il ne passe point de courant lors que la demi-période "inverse" est envoyée par le tube, il ne se produit point de perte de vol tage et le potentiel total engendré par la source de courant est imprimé au tube à rayons X. Un oscillogramme établi pour éclaircir cette question montre toujours que l'amplitude de la partie utile des ondes est de dix à vingt pour cent inférieure à l'am plitude de la partie inverse des ondes.
Il faut prévoir un isolement convenable pour tenir compte du potentiel le plus élevé présent dans l'appareil, et comme le potentiel de la demi-onde inverse est de dix à vingt pour cent plus grand que celui de la partie utile de l'onde, il faut que le constructeur prévoie l'isolation pour un potentiel plus élevé -que celui qui est employé utilement à. la production de rayons X. De cette façon. les appareils à rayons X à bain d'huile ac tuels sont munis d'un isolement pour un vol tage plus élevé que celui qui est réellement utilisé dans le tube à rayons X de l'appareil.
La présente invention permet d'augmen ter le potentiel de fonctionnement qui peut être imprimé à un dispositif à décharge élec tronique ou à d'autres appareils électriques qui redressent leur propre courant, en aug mentant le potentiel de la partie d'onde ou demi-onde utile, c'est-à-dire l'amplitude de la partie de l'onde de voltage qui est utilisée dans l'appareil, sans augmentation Correspon dante de l'amplitude de la partie inutilisée ou inverse de l'onde, ou même avec une réduc- Lion importante de la partie inutilisée ou in verse .de l'onde.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple. au dessin annexé, dans lequel: La fia. 1 est un schéma. montrant le cir cuit d'alimentation d'un tube à rayons X du type pouvant redresser son propre courant; La fia. 2 représente un diagramme de courbes montrant le voltage appliqué aux bornes d'un tube à rayons X relié à un cir cuit tel que celui représenté à la fia. 1; La fia. 3 représente un diagramme de courbes montrant le voltage et le courant du côté primaire d'un transformateur à haute tension tel que celui représenté à la fia. 1, employé dans le circuit d'un tube à rayons X;
La fia. .1 est un schéma montrant un au tre circuit pour alimenter un tube à rayons X du type pouvant redresser son propre cou rant, et dans lequel on a prévu un circuit d'absorption séparé en vue d'augmenter le débit en rayons X d'un pareil tube; La fia. 5 montre une courbe représen tant le voltage appliqué aux bornes d'un tube à. rayons X alimenté dans un circuit tel que celui représenté à la fia. 4; La fia. 6 représente un diagramme de courbes montrant le voltage et le courant du côté primaire d'un transformateur à haute tension comme celui représenté à la fia. 4, employé dans un circuit de tube à rayons X; La fia. 7 est un schéma d'une installation suivant l'invention, dans laquelle la partie sélective du circuit d'absorption consiste en un redresseur mécanique actionné par un mo teur synchrone;
La fia. 8 est un schéma d'une installa tion similaire à celle représentée à la fia. 7, mais dans laquelle 1e redresseur mécanique est remplacé par un tube à vide thermioni- que.
A la fia. 1, on a représenté le schéma du couplage ordinaire utilisé dans les appareils à rayons X. On y a représenté un tube à, rayons X 20, muni d'une anode 21 et d'une cathode 22. Le tube à rayons X est du type à chauffage, connu sous le nom .de tube Coolidge; dont la cathode 22 est pourvue d'un filament chauffé qui est alimenté au moyen d'un transformateur 23. Le transformateur 23 est normalement un transformateur réduc teur de tension et son secondaire 24, qui est relié à la cathode 22, est isolé de son pri maire 25 par une isolation suffisante pour résister approximativement à -la moitié du voltage aux bornes du tube 20.
L'une des connexions entre la cathode 22 et le secondaire 24 est reliée à une borne du secondaire 27 .d'un transformateur à haute tension 26 constituant la source de courant alternatif à haute tension employée pour ali menter le tube à rayons X 20. L'autre borne du secondaire 27 est reliée de la manière usuelle à l'anode 21 du tube 20.
Le primaire 28 du transformateur à haute tension 26 est alimenté par l'intermédiaire d'un autotransformateur 29, qui, à son tour, est alimenté par une source de courant al ternatif 30. Une prise de courant réglable 31 est associée à l'auto-transformateur 29 pour permettre de faire varier le potentiel qui est envoyé au transformateur à haute tension 26. Par conséquent, le voltage imprimé au tube 20 est commandé et réglé en dépendancï du réglage de l'auto-transformateur 29.
Une variation du chauffage du filament 22 peut être obtenue au moyen d'un dispo sitif de réglage intercalé dans le circuit pri maire ou dans le circuit secondaire du trans formateur d'alimentation de filament 23. Dans la construction représentée, ce disposi tif comporte une résistance réglable 32 misa en série avec le primaire 25 du transforma teur d'alimentation de filament 23, lequel est à son tour alimenté par une source d'éner gie 30.
Le schéma de la fi g. 1 ne présente rien de nouveau, attendu que tous ces circuits sont bien connus dans la technique des appa reils à rayons X, et les éléments individuels de ce schéma peuvent subir des modifications différentes et des changements de connexion qui sont égalemet tous bien connus.
On a donné ce schéma uniquement pour montrer la disposition de circuit à rayons X usuelle dans sa plus simple forme et pour uti liser cette forme comme base d'explication pour indiquer de la manière la plus simple possible les circuits additionnels nécessaires pour.la mis-3 en aeuvre de l'invention, et dans le but additionnel de montrer les perfection nements et avantages qui sont obtenus par les circuits additionnels appartenant à l'in vention.
Lorsqu'un tube 20 est alimenté d'éner gie dans le circuit représenté à la fig. 1, et où du courant alternatif est imprimé aux bornes du tube 20, le tube choisit et utilise les alternances de polarité correcte et rejette celles de polarité-- inverse. Le potentiel aux bornes d'un pareil tube 20 pendant la période complète est représenté par la courbe 35 à la fig. 2. L'alternance 36 de la courbe 35 qui se trouve au-dessous de l'axe représente la par tie rejetée de la période. Celle-ci est norma lement appelée inverse et il en résulte natu rellement un potentiel inverse à travers le tube.
L'alternance 37 représente la partie d'onde de courant utile ou la partie de pola rité .correcte de la période pour alimenter le tube, qui est admise par le tube et qui tra verse celui-ci pour la production de rayons X. Il sera inutile de discuter en détail le fonc tionnement d'un tube auto-redresseur, parce qu'il est bien connu comment un tube à rayons X de ce genre choisit les alternances de même polarité.
L'alternance 38 dessinée en pointillé à. la fig. 2 représente l'image inversée de l'al ternance 37 et montre comparativement les différences en hauteur, en amplitude et en aire de la partie d'onde de voltage utile et de la partie d'onde de voltage inverse ou rejetée. 39 indique la différence de hauteur entre les sommets de la partie d'onde utile et de la partie d'onde rejetée. Dans ces condi tions normales, les hauteurs ou amplitudes de ces alternances sont dans un rapport approxi matif d-a 85 à 100 l'une par rapport à l'autre.
Autrement dit, pour chaque 85 kilovolis uti lisés dans le tube à rayons X 20, il faut pré voir dans le transformateur à haute tension 26 un isolement calculé pour 100 kilovolts. De cette façon, il faut également que le tube 20 soit construit dans des proportions conve nables pour résister à un potentiel de 100 kilovolts pour chaque 85 kilovolts utilisés dans ce tube. Ainsi, il s'est présenté la néces sité dans la construction d'un appareillag < . de ce genre, et pour des genres de travail donnés, d'augmenter la masse de l'appareil lage et, par conséquent, son prix de revient à peu près directement dans la proportion énoncée.
Par conséquent, le prix de revient et la masse d'un appareillage de ce genre seraient plus grands qu'autrement et cela dans la même proportion de 100 à 85.
L'énergie de débit en rayons X d'un tube étant proportionnelle au carré du voltage imprimé, le débit dans les circonstances énon cées serait donc le carré de 85 au carré de 100 ou de 7225 à 10.000, accusant ainsi une dif férence d'environ 28 %.
Comme il a été indiqué, on a prévu un schéma de fonctionnement et des moyens grâce auxquels on peut élimiter cette mau vaise utilisation du tube à rayons X et: réaliser la possibilité de faire fonctionner le tube à son potentiel maximum, c'est-à-dire au potentiel le plus élevé auquel il est ca pable de résister avec sûreté. Ces moyens ren dent aussi inutile d'isoler les transformateurs pour un voltage plus élevé que celui em ployé pour la charge utile.
Le moyen pour accomplir ces - résultats peut être représenté graphiquement par la réalisation d'une réduction de la hauteur ou amplitude de l'alternance 36, de façon qu'elle soit approximativement égale ou inférieure à la hauteur ou amplitude de l'alternance 37, ou vice-versa, par la réalisation d'une aug mentation de la hauteur ou amplitude de l'al ternance 37, jusqu'à ce qu'elle soit égale à. l'amplitude de l'alternance 36, et comme il a déjà été mentionné, on a donc prévu les moyens pour obtenir une réduction de l'am plitude de cette partie d'onde inverse à une quantité désirée, égale ou inférieure à celle du débit utile du transformateur.
Comme il sera montré dans la suite, cette réduction peut être obtenue en chargeant sé parément le transformateur au moyen d'un dispositif d'absorption d'énergie sélectif; la charge sera, choisie, de préférence, telle que la hauteur ou amplitude de la partie inverse 36 de l'onde de tension soit la même que la hauteur ou amplitude de la courbe de la par tie chargée de l'onde, à savoir 37.
A la fig. 4, on a représenté le schéma d'un circuit analogue à celui représenté à la fig. 1. On y a employé des chiffres de réfé rences similaires, et la description du circuit représenté à la fig. 1 peut être appliquée di rectement à la fig. 4. En outre, il y a toute fois un circuit de charge sélectif adjoint à ce circuit et connecté dir--ctement au transfor mateur à haute tension 26.
Dans cette forme d'exécution, le trans formateur à haute tension 26 est pourvu d'un deuxième secondaire 33 (désigné ci-après comme secondaire auxiliaire, bien qu'on ne puisse guère dire qu'il soit un auxiliaire, au strict sens du mot, du secondaire principal dudit transformateur) associé à un dispositif de charge sélectif 34. Ce dernier dispositif p--ut être de toute variété sélective. Il a pour fonction d'absorber suffisamment d'énergie pendant l'alternance, par laquelle le tube à rayons X n'absorbe pas de courant, pour ef fectuer le réglage voulu de cette alternance dite inverse.
Exprimé de manière différente; l'alternance 36 (fig. 2) doit être absorbée par la charge 34 à un tel degré que le voltage se condaire au tube soit réduit à une amplitude désirée.
Ce sélecteur peut être constitué par une résistance ou une inductance ou tout autre dispositif consommateur d'énergie associé à une variété de sélecteur qui permettra au cou rant de passer par le dispositif de charge 34 pendant l'alternance qui n'est pas utilisée dans le tube à rayons X.
Comme on le comprendra facilement, le sélecteur peut avoir la forme d'un interrup teur mécanique synchrone, d'un dispositif thermionique, d'un relais polarisé . à action vibratoire, d'un redresseur à cathode froide. d'un redresseur à vapeurs de mercure, d'un redresseur chimique, humide ou à sec, ou de tout autre dispositif bien connu dans l'élec trotechnique, ayant une conductivité dans un sens seulement.
Les courbes résultantes montrant le vol tage au tube à rayons X avec le circuit d'ab sorption susdécrit, en fonctionnement, sont représentées à la fig. 5 du dessin. Dans cette figure, 52 représente l'onde de potentiel to tale imprimée au tube à rayons X, 53 l'alter nance inutilisée et 54 l'alternance utile de l'onde. Cette figure montre que les hauteurs ou amplitudes des deux moitiés de l'onde sont presque identiques ou entièrement identiques.
Par un réglage des résistances de charge, ou d'un autre dispositif qui peut être em ployé à leur place, on peut modifier la hau teur ou amplitude relative de ces moitiés d'onde de façon qu'au besoin, la partie inu tilisée de l'onde puisse être réduite à une va leur inférieure à celle de la partie utilisée de l'onde, ou vice-versa. Il est apparent que grâce aux moyens représentés schématique ment à la fig. 4, et décrits plus complètement par la suite, on arrive à maîtriser complète ment la partie inutilisée de l'onde, et qu'elle peut être réglée au gré de l'opérateur pour être égale, inférieure ou supérieure à la hau teur ou amplitude de la partie utile de l'onde.
On peut encore réaliser un avantage ad ditionnel, grâce à un dispositif du caractère décrit ci-après, en ce sens que le facteur de puissance de l'énergie prélevée sur la ligne .est sensiblement amélioré par l'emploi du cir cuit d'absorption. Ceci est représenté aux fig. 3 et 6, la fig. 3 comprenant les ondes de voltage et de courant du côté primaire du transformateur 26 de la fig. 1.
A la fig. 3, 40 représente le voltage du primaire du transformateur à haute tension 26, 41 l'alternance inutilisée et 42 l'alter nance ou la partie utile de l'onde. L'onde de courant traversant le primaire du même transformateur à haute tension est désignée par 45, la partie inutilisée de cette onde par 46, et la partie utile par 47. A la fig. 6, on a représenté la même onde pour le dispositif représenté à la fig. 4. Dans cette fig. 6, l'onde de voltage est désignée par 55, la partie inutilisée par 56, et l'alternance utilisée par 57.
Le courant traversant le primaire du transformateur de la fig. 4 est représenté par la courbe 60, la courbe 61 montrant la par tie inutilisée de l'onde et la courbe 62 la par tie utile de celle-ci.
En examinant les formes de ces courbes, on constatera une amélioration marquée du facteur de puissance par suite de l'emploi d'un circuit d'absorption, ce qui peut facile ment être relevé par une comparaison des fig. 3 et 6.
Un dispositif tel que celui représenté à. la fig. 1 a un facteur de puissance d'environ 47 %. Le même dispositif avec le circuit d'ab sorption y compris possède un facteur de puissance d'environ 90 % . Le facteur de puis sance sur la partie utile de l'onde est ap proximativement le même dans les deux fig. 3 et 6, son changement se produisant dans la partie inutilisée de l'onde.
Les courbes en fig. 3 et 6 ne doivent pas être mises en rotation avec celles représen tées aux fig 2 et 5 au point de vue de la po sition des phases. Dans toutes ces figures, on a simplement placé, comme cela se fait or dinairement, l'alternance d'onde inutilisée la première, et au-dessous de la ligne de base, afin de rendre les courbes plus facilement li sibles.
Dans la discussion précédente, on a seu lement énoncé les considérations générales impliquées dans la présente invention. Dans la partie de la description qui suit, on ex pliquera en détail deux formes d'exécution de la présente invention. Dans l'une de celles-ci. celle représentée à, la fig. 7, la portion sé lective du circuit d'absorption consiste en un redresseur mécanique actionné par un moteur synchrone. A la fig. 8, on a représenté un dispositif similaire à celui représenté à la fig. 7, mais à la place d'un moteur synchrone.
on y a employé un tube thermionique. Afin d'éviter toute possibilité de confu sion, entre les différentes figures, les signes de référence employés à la fig. 7 sont diffé rents de ceux choisis pour les figures précé dentes.
67 désigne un tube à rayons X avec l'a node 68 et la cathode 69.A l'intérieur de la cathode 69 est monté, de manière usuelle, un filament qui est alimenté par un transforma teur d'alimentation de filament 70, dont le secondaire 71 est relié au filament. 72 dési gne le primaire de ce transformateur d'ali mentation de filament.
Au tube à rayons X est associé un trans formateur à haute tension 73 avec un secon daire 74 servant à alimenter le tube 67 et avec un secondaire auxiliaire 75 qui forme une partie du circuit d'absorption, ces deux secondaires étant excités par le primaire com mun 76 du transformateur 73. Dans le cir cuit d'alimentation du tube à haute tension est disposé un milliampèremètre 77.
Dans une branche du circuit allant au pri maire 76 est intercalé un autotransformateur 78 avec une série de prises de courant 79 dont chacune est reliée à un plot de contact 80. A l'autre branche du circuit sont reliées di rectement une extrémité de l'enroulement de l'auto-transformateur 78 et une extrémité de l'enroulement primaire 76.
Sur l'auto-transformateur 78 il y a un rail de contact arqué 81 relié à une borne du primaire 76 du transformateur 73 et ce rail de contact est combiné avec un levier de con tact 82 qui peut tourner autour d'un pivot 83. Un balai de contact 84 porté par le le vier .de contact 82 dont il est isolé sert à établir le contact. avec le rail 81. Un second balai de contact 85, porté par le levier de con tact 82 dont il est isolé sert à établir le con tact successivement. avec l'un -ou l'autre des plots de contact 80. Les balais de contact 84 et 85 sont reliés par une connexion élec trique 86.
Au circuit entre la source d'énergie et l'auto-transformateur 78 est adjoint un in terrupteur principal 87, par lequel on peut commander l'amenée d'énergie à l'auto- transformateur, cette énergie étant fournie par une source de courant alternatif 88.
Dans le présent exemple, on a aussi prévu un interrupteur de commande 89 pour alimen ter l'auto-transformateur 78, cet interrup teur comportant un plot de contact 90 servant à établir une connexion avec l'auto-transfor- mateur 78 par l'intermédiaire d'une résis tance 91. Lors de la mise en fonction du tube à rayons X, l'alimentation de l'auto-transfor- mateur 78 et, par conséquent, du tube est effectuée par l'intermédiaire de la résis tance 91 intercalée dans le circuit, un poten tiel plus faible étant d'abord imprimé au tube, jusqu'à ce que le tube ait fonctionné pendant quelque temps; par ce moyen, les perturbations dans le tube se trouvent consi dérablement réduites.
Cette résistance de dé marrage 91 peut être mise hors circuit au moyen d'un second plot de contact 92. La ma- naeuvre de l'interrupteur 89 pour l'amener dans les différentes positions de contact se fait à la main.
On a représenté au dessin un nombre de bobines de résistance 93 servant à absorber de l'énergie dans le circuit d'absorption. A ces bobines sont reliés des plots de contact 94, vis-à-vis desquels se trouve un rail de contact arqué 95 adjoint à l'auto-transforma- teur 78 et qui est relié d'un côté à la borne négative d'un dispositif sélectéur à sens uni que.
Le levier de contact 82 de l'auto-transfor- mateur est pourvu d'un balai de contact 96 faisant contact avec l'un ou l'autre des plots 94 et d'un second balai de contact, 97, qui fait contact avec le rail 95. Entre le balai de contact 96 et le balai de contact 97 il y a, une connexion électrique 98.
La partie sélective du circuit d'absorption est représentée par le dispositif 99. Une se- eonde résistance d'absorption dans le circuit d'absorption est désignée par 100. Elle est pourvue d'une série de plots de contact 101; et un rail de contact 102 est relié à l'autre borne dudit dispositif 99. On a également prévu dans le circuit du dispositif 99 un le- vier de contact<B>103</B> monté sur un pivot 104 et portant un balai de contact 105 agencé pour faire contact successivement avec l'un ou l'autre des plots 100 et un second balai de contact 106 qui s'appuie sur un rail arqué 102. Les balais 105 et 106 sont reliés par une connexion électrique 107.
Le primaire 72 du transformateur d'ali mentation de filament est relié à une résis tance subdivisée en série 1.08 permettant. de régler le potentiel du primaire 72 du trans formateur d'alimentation de filament et de régler par là le chauffage du filament de la cathode 69. La résistance 108 est disposée de façon à pouvoir être réglée par le levier 108 servant à régler la résistance 100. Dans ce but, on a prévu des plots de contact 109 re liés aux subdivisions de la résistance 108, et à ces plots est adjoint un rail de contact ar qué 110 relié à un côté de la ligne venant de la source d'énergie 88.
Un balai de contact 111 porté par le levier 103 vient toucher l'un ou l'autre des plots 109 et un balai de contact 112 porté par le même levier s'appuie sur le rail<B>110,</B> les deux balais de contact 111 et 112 étant reliés par une connexion électrique 113.
On a représenté en outre à la fig. 7 le dis positif conducteur à sens unique qui sert à la sélection de l'alternance à charger. Dans le présent cas, celui-ci est un dispositif méca nique 114 actionné par un moteur synchrone. Dans ce sélecteur mécanique, un balai de con tact 1l5 est relié électriquement au rail 95 et un second balai de contact 116 est relié au rail 102. Un commutateur rotatif 117 est actionné par un moteur synchrone à :quatre pôles 118, alimenté à partir des fils reliés à la source d'énergie 88 et marchant avec 1800 révolutions par minute à 60 périodes par seconde, ou avec 750 révolutions par minute à 25 périodes par seconde.
Les segments du commutateur qui sont sans connexion sont dé signés par<B>119,</B> tandis que les segments ac tifs du commutateur sont désignés par 120. Les segments 120 sont reliés entre eux par une connexion transversale 121.
Avec la disposition représentée à la fig. 7, le primaire 76 du transformateur 73 induit, pour chaque période du courant alternatif de la source d'énergie 88, une onde de force électromotrice dans chacun des secondaires 7 5 et 74. La partie utile du courant induit clans le secondaire 74 est utilisée pour alimen ter le tube à rayons X 67.
Sans le circuit d'absorption, il y aurait sur la moitié opposée de l'onde la production d'un courant inverse qui ne passerait pas par le tube 57, ce tube étant auto-redresseur, mais dont le voltage aurait une plus grande valeur de hauteur ou amplitude que la partie utile ou utilisée de l'onde. En réglant le com- inutateur 117, on peut arriver à ce que pen dant la période ou l'intervalle de temps pen dant lequel le courant inverse susmentionné serait, d'après les procédés antérieurs, im primé au tube, une charge soit intercalée en circuit avec le secondaire auxiliaire 75, les résistances 93 et 100 étant alors alimentées par la force électromotrice induite dans le secondaire auxiliaire 75.
Par conséquent, le primaire 76 est cons tamment adjoint à une charge, de façon qu'il n'y aura pas d'opportunité, pourvu que la charge pendant la période inverse soit assez grande, pour que la pointe ou sommet de la moitié inverse de l'onde de potentiel s'élève à une hauteur dépassant celle de la pointe qui est atteinte par la partie utile de l'onde de potentiel.
Comme on l'a déjà dit, le potentiel inverse devrait être abaissé à un degré tel que la pointe qu'il atteint ne dépasse pas la pointe de la partie utile de l'onde. Il va donc de soi que la résistance dans le circuit d'absorp tion d--vra être variée suivant la charge im posée au secondaire 74.
Par calculation mathématique, la valeur de la résistance nécessaire pour chaque charge donnée peut facilement être trouvée de façon que, la résistance 93 adjointe à l'auto-transfor- inateur 78 étant munie de plots de résistance 9.1 qui correspondent aux plots 80 des prises de courant 79 de l'auto-transformateur, lors qu'on procède à un réglage particulier quel conque de l'auto-transformateur 78, il y ait une augmentation ou diminution correspon- dante de la valeur de résistance dans le cir cuit d'absorption.
La valeur de résistance dans le circuit d'absorption pourra être ainsi toujours suffisante pour abaisser le courant inverse à un degré tel que la pointe de l'onde de potentiel inverse ne soit jamais plus haute que la pointe de la partie utilisée de l'onde.
Le réglage de compensation sus-indiqué de la résistance dans le circuit d'absorption ne se rapporte uniquement qu'à la charge qui peut être commandée par l'auto-transforma- teur. La température du filament dans un tube à rayons X est à même de commander. clans certaines limites, la quantité d'énergie qui y passe, et, par conséquent, la quantité de rayons X y produits.
Ceci étant le cas et comme on emploie ordinairement une com mande de réglage du courant de filament, il est désirable d'adjoindre à cette commande une seconde série de résistances qui forme aussi une partie du circuit d'absorption, et par calculation mathématique, on peut déter miner la valeur de la résistance nécessaire pour accomplir la fonction d'abaisser le poten tiel inverse à des degrés appropriés en coïn cidence avec les différents réglages possible du filament régulateur. La résistance 100 ainsi calculée est mise en circuit à l'aide des plots de contact 101 adjoints à la commande de filament 108. En raison du réglage de la. résistance de commande du filament et con jointement avec celui-ci des parties de la ré sistance 100 seront ajoutées au circuit d'ab sorption ou en seront retranchées.
De cette fa çon, la résistance convenable est introduite dans le circuit d'absorption, quel que soit l'organe employé pour le réglage du tube.
L'installation de la fig. 7 comporte, sui vant ce qui précède, un transformateur avec deux secondaires, l'un des secondaires étant disposé pour alimenter un appareillage effec tuant un travail utile, tandis que le second est établi pour alimenter une autre charge pendant la partie de l'alternance qui ne sert pas utilement, le but d'alimenter cette se conde charge étant simplement de réduire le potentiel inverse.
La disposition d'une charge pour la par tie inutilisée de l'onde obvie à tous les in convénients qui se sont présentés jusqu'à pré sent .en prévoyant, pour un transformateur, une charge comprenant un dispositif établi pour être alimenté seulement par un courant de sens unique par le fait qu'il y a alors tou jours des fluctuations par suite du manque de charge du transformateur, lorsque l'alter nance change en celle de polarité opposée.
En fia. 8, les circuits sont les mêmes que ceux de la fia. 7, sauf l'élimination du mo teur synchrone<B>118</B> et de son commutateur associé.
A la place de ce commutateur avec son moteur synchrone, on a prévu un dispositif disposé pour être alimenté par un courant de sens unique et dont la construction est telle que la polarité opposée ne peut pas le traver ser, comme par exemple un kénotron, ou un dispositif analogu--; pour alimenter un pareil dispositif thermionique, il est nécessaire d'a voir un transformateur d'alimentation de cou rant de filament d'un genre bien connu.
A la fia. 8, le sélecteur thermionique est désigné par 122 et comporte une plaque 123 reliée électriquement au rail 102. La cathode à filament 124 du sélecteur 122 est reliée électriquement au rail 95. Pour l'alimentation de la cathode à filament 124, on a prévu un transformateur de chauffage 125 avec se condaire l26 et primaire<B>127.</B> Le primaire 12"c est alimenté par une ligne reliée à la source d'énergie 88.
Dans la disposition représentée à la fia. 8. le fonctionnement de l'installation est sensi blement le même que celui décrit par rapport à la fia. 7. En ce qui concerne la partie uti lisée de l'onde, il n'est pas désirable qu'un courant quelconque passe dans le circuit d'ab sorption pendant le temps de ces courtes pé riodes intermittentes, pendant lesquelles le tube 67 est alimenté. Pendant ce temps, le dispositif thermionique 122 empêche le pas sage de l'énergie par ce circuit avec le résul tat que la totalité de l'énergie induite dans le secondaire 74 à partir du primaire 76 est employée pour engendrer les rayons X. L'é- nergie induite dans le secondaire auxiliaire 75 reste inutilisée parce qu'elle ne peut pas pas ser dans le tube 122.
Lorsque l'autre moitié de l'onde, c'est-à- dire la partie de polarité opposée, est in duite dans le secondaire 74, le courant peut passer par le dispositif thermionique 122, et pendant ce temps, le courant induit dans le transformateur auxiliaire 75 passe par celui- ci aux différentes séries de résistances. La quantité d'énergie passant par le dispositif 122 et absorbée par les résistances 93 et 100 est déterminée par le nombre des sections des résistances 93 et 100 en circuit avec le dis positif thermionique 122, pendant ce temps particulier.
Par conséquent, la charge du primaire 76 est rendue pratiquement constante par suite de l'emploi alterné de cette charge, en pre mière ligne pour un effet utile, à savoir la production de rayons X dans le tube<B>67,</B> sur une moitié de l'onde de courant, et sur l'au tre moitié de l'onde, la production d'énergie suffisante que la bobine 75 exige pour ali menter les résistances 93 et 100 dans une me sure telle que la pointe de la partie inverse de l'onde soit pratiquement à la même hau teur que la pointe de la partie utilisée de l'onde.
On peut facilement trouver des équiva lents électriques pour le redresseur mécani que, représenté à la fia. 7, et le tube ther- mionique représenté à la fia. 8, parce qu'on peut remplacer ces appareils par n'importe quel dispositif approprié ayant une conducti vité de sens unique, dont des exemples, d'ail leurs bien connus, ont été donnés plus haut. Des modifications des parties auxiliaires du circuit pourront être nécessaires si l'on em ploie un de ces dispositifs, mais elles se raient faciles à établir, le cas échéant.
Electrical Installation. The present invention relates to an electrical installation comprising an alternating current source. high voltage, a load supplied by a part of the electromotive force wave supplied by said current source, a device for absorbing energy during the remainder of the period of said wave and means for varying the ef efficiency -of the absorption device in concordance with variations in energy of the load.
The choice of the most suitable form of electrical energy to meet a certain energy requirement is a problem which is still still topical in electro technique. When relatively high voltages have to be produced by means of low voltage sources, the use of a variety of alternating currents is almost mandatory.
There are, however, many devices for which relatively high voltages are required, but which do not operate very satisfactorily with alternating current, and in these applications one then generally produces an alternating current to the vol tage necessary for these devices, then using -de mechanical rectifying devices. chemical or electrical.
In some cases these devices are set up as separate units, but in a large number of cases the necessary rectification operation is incorporated into the energy consuming device itself, i.e. that the device itself -is a valve allowing the passage of electrical pulses formed by the so-called useful half of the waves and rejecting the alternating pulses which in this case constitute the unwanted or unused part of the current waves.
One of the most important energy-consuming devices, which in itself is a rectifier, is the so-called self-rectifying x-ray tube. As a result of the construction of its electrodes and also as a result of the high vacuum existing in its envelope, this tube only allows the passage of current in one direction, allowing, on the one hand, the useful alternation of the waves. current of the chosen polarity and rejecting, on the other hand, the other half of the waves, so that the tube is supplied by a pulsating current of one direction, which comprises only the alternations of the chosen polarity.
The rejected half-period is generally called the inverse, and it does not perform any useful function in an x-ray tube, but on the contrary is to the pronounced detriment of the operation of a tube and is a factor in the problems of x-ray. insulation which must be fully taken into account in the construction of the apparatus to be used with such a self-rectifying x-ray tube.
In the discussion of the present invention, emphasis is placed on X-ray machines because this type of apparatus is employed here to provide an illustrative example of the advantages which can be obtained by virtue of the advances described below.
The capability of any x-ray apparatus or other high voltage electrical apparatus depends on the ability of the manufacturer to establish this apparatus from the point of view of the insulation problem. This is an exceedingly important factor. in current X-ray machines, especially in those of the oil bath type, where the tube is placed in a container containing transformer oil for insulation.
It is a manufacturer's wish to avoid an excessive increase in the size of these receptacles, because this would result in an increase in the mass and weight of the receptacle, which would be unacceptable, not only because the receptacle would become uncomfortable. brant and difficult to handle, but also because such an increase in the weight of the x-ray tube and its adjunct container would oblige the manufacturer to establish for this container a correspondingly stronger support mechanism, which would therefore be necessary. sequent more expensive and more difficult to handle.
It follows therefore that there is an advantage in the art of X-ray apparatus in avoiding the need to enlarge the present type of containers employed for X-ray tubes and in particular for X-ray tubes of the type. self-rectifying, when only a greater electromotive force is applied.
It will easily be understood that the potential of the useful part of the waves is less than the potential of the unused part of the wave. This is because the potential of the useful part of the waves which is used in the x-ray tube is decreased by an amount equal to the voltage drop in the power source which depends on the quantity, current passing through the x-ray tube.
As no current passes when the "reverse" half-period is sent through the tube, no loss of vol tage occurs and the total potential generated by the current source is imparted to the X-ray tube. An oscillogram established to clarify this question always shows that the amplitude of the useful part of the waves is ten to twenty percent less than the amplitude of the reverse part of the waves.
Appropriate insulation must be provided to take account of the highest potential present in the device, and as the potential of the reverse half-wave is ten to twenty percent greater than that of the useful part of the wave, the builder must provide the insulation for a higher potential -than that which is usefully employed at. X-ray production. This way. current oil bath x-ray machines have higher vol tage insulation than that actually used in the machine's x-ray tube.
The present invention makes it possible to increase the operating potential which can be imparted to an electronic discharge device or to other electrical devices which rectify their own current, by increasing the potential of the half or half wave part. useful wave, i.e. the amplitude of the part of the voltage wave which is used in the apparatus, without a corresponding increase in the amplitude of the unused or inverse part of the wave, or even with a significant reduction in the unused or reversed part of the wave.
Embodiments of the object of the invention are shown, by way of example. to the accompanying drawing, in which: La fia. 1 is a diagram. showing the power supply circuit of an x-ray tube of the type capable of rectifying its own current; The fia. 2 is a diagram of curves showing the voltage applied to the terminals of an x-ray tube connected to a circuit such as that shown in fig. 1; The fia. 3 is a curve diagram showing the voltage and current on the primary side of a high voltage transformer such as that shown in fig. 1, used in the circuit of an x-ray tube;
The fia. .1 is a diagram showing another circuit for supplying an X-ray tube of the type capable of rectifying its own current, and in which a separate absorption circuit has been provided in order to increase the X-ray flow rate of such a tube; The fia. 5 shows a curve representing the voltage applied across the terminals of a tube. X-rays fed into a circuit such as that shown in fia. 4; The fia. 6 is a curve diagram showing the voltage and current on the primary side of a high voltage transformer like the one shown in fig. 4, used in an X-ray tube circuit; The fia. 7 is a diagram of an installation according to the invention, in which the selective part of the absorption circuit consists of a mechanical rectifier actuated by a synchronous motor;
The fia. 8 is a diagram of an installation similar to that shown in fig. 7, but in which the mechanical rectifier is replaced by a thermionic vacuum tube.
A la fia. 1, there is shown the diagram of the ordinary coupling used in X-ray apparatus. There is shown an X-ray tube 20, provided with an anode 21 and a cathode 22. The X-ray tube is of heating type, known as a Coolidge tube; the cathode 22 of which is provided with a heated filament which is fed by means of a transformer 23. The transformer 23 is normally a voltage reducing transformer and its secondary 24, which is connected to the cathode 22, is isolated from its primary 25 with sufficient insulation to withstand approximately half the voltage across tube 20.
One of the connections between the cathode 22 and the secondary 24 is connected to a terminal of the secondary 27 of a high voltage transformer 26 constituting the high voltage alternating current source employed to supply the x-ray tube 20. The other terminal of the secondary 27 is connected in the usual way to the anode 21 of the tube 20.
The primary 28 of the high voltage transformer 26 is powered through an autotransformer 29, which in turn is powered by an alternating current source 30. An adjustable power outlet 31 is associated with the auto. -transformer 29 to allow varying the potential which is sent to the high voltage transformer 26. Therefore, the voltage printed to the tube 20 is controlled and adjusted in dependence on the setting of the auto-transformer 29.
A variation in the heating of the filament 22 can be obtained by means of an adjustment device interposed in the primary circuit or in the secondary circuit of the filament supply transformer 23. In the construction shown, this device comprises a adjustable resistor 32 placed in series with the primary 25 of the filament feed transformer 23, which in turn is supplied by a power source 30.
The diagram of fi g. 1 does not present anything new, since all of these circuits are well known in the art of x-ray apparatus, and the individual elements of this diagram may undergo different modifications and connection changes which are also all well known.
This diagram has been given only to show the usual x-ray circuit arrangement in its simplest form and to use this form as a basis of explanation to indicate in the simplest possible way the additional circuits necessary for the mis- sion. 3 in aeuvre of the invention, and with the additional aim of showing the improvements and advantages which are obtained by the additional circuits belonging to the invention.
When a tube 20 is supplied with energy in the circuit shown in FIG. 1, and where alternating current is printed across tube 20, the tube chooses and uses alternations of correct polarity and rejects those of reverse polarity. The potential at the terminals of such a tube 20 during the complete period is represented by curve 35 in FIG. 2. The alternation 36 of the curve 35 which lies below the axis represents the rejected part of the period. This is normally referred to as the inverse and naturally results in an inverse potential through the tube.
The alternation 37 represents the part of useful current wave or the part of correct polarity of the period for feeding the tube, which is admitted by the tube and which passes through it for the production of X-rays. It will be unnecessary to discuss in detail the operation of a self-rectifying tube, because it is well known how an X-ray tube of this kind chooses half-waves of the same polarity.
The alternation 38 drawn in dotted lines. fig. 2 shows the inverted image of alternance 37 and comparatively shows the differences in height, amplitude and area of the useful voltage wave portion and the reverse or rejected voltage wave portion. 39 indicates the height difference between the peaks of the useful wave portion and the rejected wave portion. Under these normal conditions, the heights or amplitudes of these vibrations are in an approximate ratio of 85 to 100 with respect to one another.
In other words, for each 85 kilovolts used in the X-ray tube 20, it is necessary to provide in the high voltage transformer 26 an insulation calculated per 100 kilovolts. In this way, the tube 20 must also be constructed in suitable proportions to withstand a potential of 100 kilovolts for every 85 kilovolts used in this tube. Thus, the necessity arose in the construction of an apparatus. of this kind, and for given kinds of work, to increase the mass of the apparatus and, consequently, its cost price almost directly in the stated proportion.
Consequently, the cost price and the mass of an apparatus of this kind would be greater than otherwise and that in the same proportion of 100 to 85.
Since the X-ray flow energy of a tube is proportional to the square of the printed voltage, the flow rate under the circumstances given would therefore be the square of 85 squared of 100 or of 7225 to 10,000, thus showing a dif ference of about 28%.
As has been indicated, an operating diagram has been provided and means by which this misuse of the x-ray tube can be eliminated and: realize the possibility of operating the tube at its maximum potential, i.e. - say to the highest potential which it is ca pable to resist with safety. These means also make it unnecessary to isolate transformers for a voltage higher than that used for the payload.
The means for accomplishing these results can be graphically represented by achieving a reduction in the height or amplitude of half-wave 36, so that it is approximately equal to or less than the height or amplitude of half-wave 37, or vice versa, by making an increase in the height or amplitude of alternance 37, until it is equal to. the amplitude of the alternation 36, and as has already been mentioned, the means have therefore been provided for obtaining a reduction in the amplitude of this part of the reverse wave to a desired quantity, equal to or less than that of the useful flow rate of the transformer.
As will be shown in the following, this reduction can be obtained by separately charging the transformer by means of a selective energy absorption device; the load will be, preferably chosen, such that the height or amplitude of the inverse part 36 of the voltage wave is the same as the height or amplitude of the curve of the charged part of the wave, namely 37 .
In fig. 4, there is shown the diagram of a circuit similar to that shown in FIG. 1. Similar reference figures have been used, and the description of the circuit shown in fig. 1 can be applied directly to fig. 4. In addition, however, there is a selective charging circuit attached to this circuit and connected directly to the high voltage transformer 26.
In this embodiment, the high voltage transformer 26 is provided with a second secondary 33 (hereinafter referred to as an auxiliary secondary, although it can hardly be said that it is an auxiliary, in the strict sense of the word. word, of the main secondary of said transformer) associated with a selective charging device 34. The latter device can be of any selective variety. Its function is to absorb sufficient energy during the alternation, by which the X-ray tube does not absorb current, to carry out the desired adjustment of this so-called reverse alternation.
Expressed differently; alternation 36 (Fig. 2) must be absorbed by load 34 to such an extent that the voltage to the tube is reduced to a desired amplitude.
This selector can be constituted by a resistor or an inductor or any other energy consuming device associated with a variety of selector which will allow the current to pass through the load device 34 during the alternation which is not used in the circuit. X-ray tube.
As will easily be understood, the selector may have the form of a synchronous mechanical switch, of a thermionic device, of a polarized relay. vibratory action, a cold cathode rectifier. a mercury vapor rectifier, a chemical rectifier, wet or dry, or any other device well known in the electrical engineering, having conductivity in one direction only.
The resulting curves showing the vol tage at the X-ray tube with the above-described absorption circuit in operation are shown in FIG. 5 of the drawing. In this figure, 52 represents the total potential wave printed on the x-ray tube, 53 the unused alternation and 54 the useful alternation of the wave. This figure shows that the heights or amplitudes of the two halves of the wave are almost identical or entirely the same.
By adjusting the load resistors, or some other device which can be used in their place, the relative height or amplitude of these wave halves can be varied so that, if necessary, the unused part of the wave the wave can be reduced to a value lower than that of the used part of the wave, or vice versa. It is apparent that thanks to the means shown schematically in FIG. 4, and described more fully below, it is possible to completely control the unused part of the wave, and that it can be adjusted at the discretion of the operator to be equal to, less than or greater than the height or amplitude of the useful part of the wave.
An additional advantage can still be achieved, by means of a device of the character described below, in that the power factor of the energy taken from the line is appreciably improved by the use of the absorption circuit . This is shown in fig. 3 and 6, fig. 3 comprising the voltage and current waves on the primary side of the transformer 26 of FIG. 1.
In fig. 3, 40 represents the voltage of the primary of the high voltage transformer 26, 41 the unused half-wave and 42 the alternation or the useful part of the wave. The current wave passing through the primary of the same high voltage transformer is designated by 45, the unused part of this wave by 46, and the useful part by 47. In fig. 6, the same wave has been shown for the device shown in FIG. 4. In this fig. 6, the voltage wave is designated by 55, the unused part by 56, and the alternation used by 57.
The current flowing through the primary of the transformer of fig. 4 is represented by curve 60, curve 61 showing the unused part of the wave and curve 62 the useful part thereof.
By examining the shapes of these curves, a marked improvement in the power factor will be seen as a result of the use of an absorption circuit, which can easily be seen by a comparison of Figs. 3 and 6.
A device such as that shown at. fig. 1 has a power factor of approximately 47%. The same device with the absorption circuit included has a power factor of about 90%. The power factor on the useful part of the wave is approximately the same in both figs. 3 and 6, its change occurring in the unused part of the wave.
The curves in fig. 3 and 6 must not be rotated with those shown in figs 2 and 5 from the point of view of the phase position. In all these figures, we have simply placed, as is usually done, the unused wave alternation first, and below the baseline, in order to make the curves more easily readable.
In the foregoing discussion, only the general considerations involved in the present invention have been stated. In the part of the description which follows, two embodiments of the present invention will be explained in detail. In one of these. that shown in, FIG. 7, the selective portion of the absorption circuit consists of a mechanical rectifier operated by a synchronous motor. In fig. 8, there is shown a device similar to that shown in FIG. 7, but instead of a synchronous motor.
a thermionic tube was used there. In order to avoid any possibility of confusion, between the different figures, the reference signs used in FIG. 7 are different from those chosen for the previous figures.
67 denotes an X-ray tube with node 68 and cathode 69. Inside cathode 69 is mounted, in the usual manner, a filament which is fed by a filament supply transformer 70, of which the secondary 71 is connected to the filament. 72 designates the primary of this filament supply transformer.
Associated with the X-ray tube is a high voltage transformer 73 with a secondary 74 serving to supply the tube 67 and with an auxiliary secondary 75 which forms part of the absorption circuit, these two secondaries being excited by the primary com mun 76 of transformer 73. In the circuit for supplying the high-voltage tube is placed a milli-ammeter 77.
In one branch of the circuit going to the primary 76 is interposed an autotransformer 78 with a series of sockets 79 each of which is connected to a contact pad 80. To the other branch of the circuit are directly connected one end of the winding of the auto-transformer 78 and one end of the primary winding 76.
On the auto-transformer 78 there is an arcuate contact rail 81 connected to a terminal of the primary 76 of the transformer 73 and this contact rail is combined with a contact lever 82 which can rotate around a pivot 83. A contact brush 84 carried by the contact lever 82 from which it is isolated serves to establish contact. with the rail 81. A second contact brush 85, carried by the contact lever 82 from which it is isolated, serves to establish contact successively. with one -or the other of the contact pads 80. The contact brushes 84 and 85 are connected by an electrical connection 86.
To the circuit between the energy source and the autotransformer 78 is added a main switch 87, by which it is possible to control the supply of energy to the autotransformer, this energy being supplied by a current source. alternative 88.
In the present example, a control switch 89 has also been provided for supplying the auto-transformer 78 with power, this switch comprising a contact pad 90 serving to establish a connection with the auto-transformer 78 by means of the switch. intermediary of a resistor 91. When switching on the x-ray tube, the supply of the auto-transformer 78 and, consequently, of the tube is effected through the intermediary of the resistor 91 interposed in the circuit, a lower potential being printed on the tube first, until the tube has been running for some time; by this means, the disturbances in the tube are considerably reduced.
This starting resistor 91 can be switched off by means of a second contact pad 92. The operation of the switch 89 to bring it into the different contact positions is done by hand.
There is shown in the drawing a number of resistance coils 93 serving to absorb energy in the absorption circuit. To these coils are connected contact pads 94, opposite which is an arcuate contact rail 95 attached to the auto-transformer 78 and which is connected on one side to the negative terminal of a. one-way selective device.
The contact lever 82 of the auto-transformer is provided with a contact brush 96 making contact with one or the other of the pads 94 and a second contact brush, 97, which makes contact with the rail 95. Between the contact brush 96 and the contact brush 97 there is an electrical connection 98.
The selective part of the absorption circuit is represented by the device 99. A second absorption resistance in the absorption circuit is designated by 100. It is provided with a series of contact pads 101; and a contact rail 102 is connected to the other terminal of said device 99. Also provided in the circuit of device 99 is a contact lever <B> 103 </B> mounted on a pivot 104 and carrying a brush. contact 105 arranged to make contact successively with one or other of the pads 100 and a second contact brush 106 which rests on an arcuate rail 102. The brushes 105 and 106 are connected by an electrical connection 107.
The primary 72 of the filament feed transformer is connected to a resistor subdivided into series 1.08 allowing. to adjust the potential of the primary 72 of the filament feed transformer and thereby regulate the heating of the filament of the cathode 69. The resistor 108 is arranged so that it can be adjusted by the lever 108 for adjusting the resistor 100 For this purpose, contact pads 109 re linked to the subdivisions of resistor 108 have been provided, and to these pads is added an arched contact rail 110 connected to one side of the line coming from the energy source 88. .
A contact brush 111 carried by the lever 103 touches one or the other of the pads 109 and a contact brush 112 carried by the same lever rests on the rail <B> 110, </B> both contact brushes 111 and 112 being connected by an electrical connection 113.
In addition, FIG. 7 the one-way conductive device which is used to select the alternation to be charged. In the present case, the latter is a mechanical device 114 actuated by a synchronous motor. In this mechanical selector, a contact brush 115 is electrically connected to rail 95 and a second contact brush 116 is connected to rail 102. A rotary switch 117 is operated by a four pole synchronous motor 118, powered from the terminals. wires connected to the power source 88 and running with 1800 revolutions per minute at 60 periods per second, or with 750 revolutions per minute at 25 periods per second.
The segments of the switch which are connectionless are designated by <B> 119, </B> while the active segments of the switch are designated by 120. The segments 120 are interconnected by a cross connection 121.
With the arrangement shown in FIG. 7, the primary 76 of the transformer 73 induces, for each period of the alternating current of the power source 88, an electromotive force wave in each of the secondaries 7 and 74. The useful part of the current induced in the secondary 74 is used. to feed the x-ray tube 67.
Without the absorption circuit, there would be on the opposite half of the wave the production of a reverse current which would not pass through tube 57, this tube being self-rectifying, but whose voltage would have a greater value. height or amplitude as the useful or used part of the wave. By setting the controller 117, it can be achieved that during the period or interval of time during which the aforementioned reverse current would, according to the prior methods, be printed on the tube, a charge is interposed in the tube. circuit with the auxiliary secondary 75, the resistors 93 and 100 then being supplied by the electromotive force induced in the auxiliary secondary 75.
Therefore, the primary 76 is constantly added to a load, so that there will be no opportunity, provided the load during the reverse period is large enough, so that the tip or vertex of the reverse half of the potential wave rises to a height exceeding that of the peak which is reached by the useful part of the potential wave.
As already said, the reverse potential should be lowered to such a degree that the peak it reaches does not exceed the peak of the useful part of the wave. It therefore goes without saying that the resistance in the absorption circuit must be varied according to the load imposed on the secondary 74.
By mathematical calculation, the value of the resistance necessary for each given load can easily be found so that, the resistor 93 added to the auto-transformer 78 being provided with resistance pads 9.1 which correspond to the pads 80 of the terminals. current 79 of the autotransformer, when any particular setting is made of the autotransformer 78, there is a corresponding increase or decrease in the resistance value in the absorption circuit .
The resistance value in the absorption circuit can thus always be sufficient to lower the reverse current to a degree such that the peak of the reverse potential wave is never higher than the peak of the used part of the wave. .
The above mentioned compensation setting of the resistance in the absorption circuit relates only to the load which can be controlled by the autotransformer. The temperature of the filament in an x-ray tube is able to control. within certain limits, the quantity of energy which passes through it, and, consequently, the quantity of X-rays produced there.
This being the case, and since a filament current adjustment control is ordinarily employed, it is desirable to add to this control a second series of resistors which also form part of the absorption circuit, and by mathematical calculation it is desirable to add to this control a second series of resistors which also form part of the absorption circuit. can determine the value of resistance necessary to accomplish the function of lowering the reverse potential to appropriate degrees in coincidence with the various possible settings of the regulating filament. The resistance 100 thus calculated is switched on using the contact pads 101 added to the filament control 108. Due to the setting of the. filament control resistor and together therewith parts of resistor 100 will be added to or removed from the absorption circuit.
In this way, the correct resistance is introduced into the absorption circuit, regardless of the component used for the adjustment of the tube.
The installation of fig. 7 comprises, following the foregoing, a transformer with two secondaries, one of the secondaries being arranged to supply an apparatus carrying out useful work, while the second is established to supply another load during the part of the alternation which is not useful, the aim of supplying this second charge is simply to reduce the reverse potential.
The provision of a load for the unused part of the wave obviates all the disadvantages which have hitherto arisen by providing, for a transformer, a load comprising a device established to be supplied only by a transformer. one-way current by the fact that there are then always fluctuations due to the lack of load of the transformer, when the alternance changes to that of the opposite polarity.
In fia. 8, the circuits are the same as those of the fia. 7, except the elimination of the synchronous motor <B> 118 </B> and its associated switch.
Instead of this switch with its synchronous motor, a device has been provided which is arranged to be supplied by a one-way current and whose construction is such that the opposite polarity cannot cross it, such as for example a kenotron, or an analogous device; to power such a thermionic device, it is necessary to see a filament current supply transformer of a well-known type.
A la fia. 8, the thermionic selector is designated 122 and has a plate 123 electrically connected to the rail 102. The filament cathode 124 of the selector 122 is electrically connected to the rail 95. For powering the filament cathode 124, there is provided a heating transformer 125 with condaire l26 and primary <B> 127. </B> The primary 12 "c is supplied by a line connected to the energy source 88.
In the arrangement shown in fia. 8. the operation of the installation is substantially the same as that described in relation to the fia. 7. With regard to the used part of the wave, it is undesirable that any current flow through the absorption circuit during the time of these short intermittent periods, during which the tube 67 is. powered. During this time, the thermionic device 122 prevents the passage of energy through this circuit with the result that all of the energy induced in the secondary 74 from the primary 76 is used to generate the x-rays. Energy induced in auxiliary secondary 75 remains unused because it cannot flow into tube 122.
When the other half of the wave, that is, the part of opposite polarity, is led into secondary 74, current can flow through thermionic device 122, and during this time, the current induced in the auxiliary transformer 75 passes through it to the different series of resistors. The amount of energy passing through device 122 and absorbed by resistors 93 and 100 is determined by the number of sections of resistors 93 and 100 in circuit with thermionic device 122, during that particular time.
Consequently, the load of the primer 76 is made practically constant as a result of the alternating use of this load, in the first line for a useful effect, namely the production of X-rays in the tube <B> 67, </ B > on one half of the current wave, and on the other half of the wave, the production of sufficient energy that the coil 75 requires to supply the resistors 93 and 100 in a measure such that the peak of the reverse part of the wave is practically at the same height as the tip of the used part of the wave.
Electrical equivalents can easily be found for the mechanical rectifier, shown in fia. 7, and the heat tube shown in fia. 8, because these devices can be replaced by any suitable device having a one-way conductivity, examples of which, of their well-known garlic, have been given above. Modifications to the auxiliary parts of the circuit may be necessary if one of these devices is employed, but they would be easy to establish, if necessary.