CN202172278U - 一种削弱ct启动对电网冲击的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种削弱CT启动对电网冲击的装置，包括整流桥、逆变器和CT扫描机架驱动电机；所述整流桥输入端连有交流电源，输出端连有滤波电容，所述逆变器与CT扫描机架驱动电机相连，所述装置还包括PFC电路，所述PFC电路的输入端与滤波电容相连，输出端与逆变器相连；所述PFC电路的输出端与逆变器之间还设有局部储能元件，所述局部储能元件并联在PFC电路的输出端，并与逆变器并联。本实用新型满足CT扫描机架启动时所需的电能，减小了CT扫描机架启动时对电网容量的需求，削弱了对电网的冲击。

Description

一种削弱CT启动对电网冲击的装置

技术领域

本实用新型涉及CT电力驱动领域，特别是涉及一种削弱CT启动对电网冲击的装置。

背景技术

电子计算机X射线断层扫描(CT：computed tomography，以下简称CT)为三维影像引导工具，在影像引导下放疗概念的革新和应用中扮演着重要的角色，CT具有突出的信息采集能力，同时也造成了CT扫描机架体重过重；使得CT在启动、正常工作时需求的功率差别较大，迫使电网供给大电流而造成电网压降增大；CT启动时对电网造成的冲击过大，增加了CT对电网容量的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种削弱CT启动对电网冲击的装置，在CT启动时降低对电网造成的冲击。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种削弱CT启动对电网冲击的装置，包括整流桥、逆变器和CT扫描机架驱动电机；所述整流桥输入端连有交流电源，输出端连有滤波电容，所述逆变器与CT扫描机架驱动电机相连，所述装置还包括PFC电路，所述PFC电路的输入端与滤波电容相连，输出端与逆变器相连；所述PFC电路的输出端与逆变器之间还设有局部储能元件，所述局部储能元件并联在PFC电路的输出端，并与逆变器并联。

所述局部储能元件为超级电容或蓄电池。

所述交流电源为220V的交流电源。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本实用新型采用局部储能元件安装在PFC电路与逆变器之间，在扫描机架启动过程中，通过PFC电路与局部储能元件放电同时驱动电机，以满足CT扫描机架启动时所需的电能，减小了CT扫描机架启动时对电网容量的需求，削弱了对电网的冲击。

附图说明

图1是本实用新型的CT扫描机架电力驱动结构示意图；

图2是扫描机架驱动电机的工作循环图；

图3是本实用新型实施例1的CT扫描机架电力驱动的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2的CT扫描机架电力驱动的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本实用新型的实施方式涉及一种削弱CT启动对电网冲击的装置，如图1所示，包括整流桥1、逆变器2和CT扫描机架驱动电机3；所述整流桥1输入端连有交流电源4，输出端连有滤波电容5，所述逆变器2与CT扫描机架驱动电机3相连，所述装置还包括PFC电路6，所述PFC电路6的输入端与滤波电容5相连，输出端与逆变器2相连；所述PFC电路6的输出端与逆变器2之间还设有局部储能元件7，所述局部储能元件7并联在PFC电路6的输出端，并与逆变器2并联。

在开机预热CT扫描机架时，通过PFC电路对局部储能元件进行充电储能。启动CT扫描机架驱动电机，由于扫描机架承载诸多采集器件，使得扫描机架的转动惯量很大，CT扫描机架启动时对其驱动电机的功率要求很高。本实用新型通过PFC电路和利用局部储能元件放电，同时给CT扫描机架驱动电机供电，加速CT扫描机架驱动电机启动。待CT扫描机架正常运行后，其驱动电机转速趋于稳定；此时PFC电路可直接通过逆变器来驱动CT扫描机架驱动电机，同时给局部储能元件充电。

由此可见，本实用新型在不改变原有CT扫描机架性能、构造的基础上，通过添加一个局部储能元件(例如超级电容或者蓄电池)，通过该局部储能元件来削去启动扫描机架式功率需求的尖峰，改善驱动电源在CT启动时功率输出能力，即在扫描机架启动过程中，通过PFC电路与局部储能元件放电同时驱动电机，以满足CT扫描机架启动时所需的电能，减小了CT扫描机架启动时对电网容量的需求，削弱了对电网的冲击。

下面以两个实施例对本实用新型进一步进行说明。

实施例1：一种基于超级电容的削弱CT启动对电网冲击的装置，如图3所示，包括整流桥1、逆变器2和CT扫描机架驱动电机3；所述整流桥1输入端连有220V交流电源4，输出端连有滤波电容5，所述逆变器2与CT扫描机架驱动电机3相连，所述装置还包括PFC电路6，所述PFC电路6的输入端与滤波电容5相连，输出端与逆变器2相连；所述PFC电路6的输出端与逆变器2之间还设有超级电容7-1，所述超级电容7-1并联在PFC电路6的输出端，并同时与逆变器2并联。

图2采用本实用新型后的扫描机架驱动电机的工作循环图，以美国GE公司生产的Discovery ST CT为实施对象，得知Discovery ST CT扫描机架驱动电机在一个周期内，图中，粗实线为逆变器的输出功率，细实线为电机工作电流，虚线为电网输入电流，方框线为超级电容的电压值。启动时间为t₁，启动功率为p₁，即CT扫描机架启动阶段；稳定运行时间为t₂，稳定运行功率为p₂，即CT扫描机架稳定运行阶段；再生制动时间为t₃，再生制动功率为p₃，即CT扫描机架再生制动阶段；上电停机时间为t₄，上电停机功率为p₄(假设接近为0)，即CT扫描机架怠速停机阶段。从图中可看出在CT扫描机架启动阶段，CT扫描机架驱动电机工作电流要大于电网输入电流。

超级电容连接在PFC电路与逆变器之间，通过超级电容的放电，来辅助PFC电路来启动CT扫描机架，以弥补PFC电路输出动力不足的弊端，使得CT扫描机架更加平稳、迅速的启动，从图2可知超级电容存储的电压值与电网输入电流叠加后恰好与电机的工作电流相互吻合。其中，超级电容和PFC电路的主要参数可根据以下等式求出。

$p_1{t}_1=(0.5*C*U_2^2-0.5*C*U_1^2)*{\mathrm{\η}}_1+P_{\mathrm{PFC}}*t_1$

E_all＝p₁t₁+p₂t₂-p₃p₃

$P_{\mathrm{PFC}}=\frac{E_{\mathrm{all}}}{t_1+t_2+t_3+t_4}$

上式中，C为超级电容的额定容量；η₁为超级电容的充放电效率；E_all为扫描机架在一个完整工作周期内所需求的总能量；P_PFC为扫描机架在一个完整工作周期内，PFC电路的平均输出功率；U₁，U₂依次为电容在一个工作周期内的开始电压和启动结束时的电压。在实际应用中，为缩短开机预热等待时间或满足怠机状态下的功率需求，PFC电路的平均输出功率P_PFC可以选为较大一点的数值。

实施例2：一种基于蓄电池的削弱CT启动对电网冲击的装置，如图4所示，包括整流桥1、逆变器2和CT扫描机架驱动电机3；所述整流桥1输入端连有220V交流电源4，输出端连有滤波电容5，所述逆变器2与CT扫描机架驱动电机3相连，所述装置还包括PFC电路6，所述PFC电路6的输入端与滤波电容5相连，输出端与逆变器2相连；所述PFC电路6的输出端与逆变器2之间还设有蓄电池7-2，所述蓄电池7-2并联在PFC电路6的输出端，并同时与逆变器2并联。

图2采用本实用新型后的扫描机架驱动电机的工作循环图，以美国GE公司生产的Discovery ST CT为实施对象，得知Discovery ST CT扫描机架驱动电机在一个周期内，图中，粗实线为逆变器的输出功率，细实线为电机工作电流，虚线为电网输入电流，方框线为蓄电池的剩余电量。启动时间为t₁，启动功率为p₁，即CT扫描机架启动阶段；稳定运行时间为t₂，稳定运行功率为p₂，即CT扫描机架稳定运行阶段；再生制动时间为t₃，再生制动功率为p₃，即CT扫描机架再生制动阶段；上电停机时间为t₄，上电停机功率为p₄(假设接近为0)，即CT扫描机架怠速停机阶段。从图中可看出在CT扫描机架启动阶段，CT扫描机架驱动电机工作电流要大于电网输入电流。

蓄电池连接在PFC电路与逆变器之间，通过蓄电池5的放电，来辅助PFC电路启动CT扫描机架，以弥补PFC电路输出动力不足的弊端，使得CT扫描机架更加平稳、迅速的启动，从图2可知蓄电池的剩余电量与电网输入电流叠加后恰好与电机的工作电流相互吻合。蓄电池和PFC电路的主要参数可根据以下等式求出。

p₁*t₁＝U*C_n*η₁+P_PFC*t₁

E_all＝p₁t₁+p₂t₂-p₃t₃

$P_{\mathrm{PFC}}=\frac{E_{\mathrm{all}}}{t_1+t_2+t_3+t_4}$

上式中，U为蓄电池的输出电压；C_n为蓄电池额定容量；η₁为蓄电池的充放电效率；E_all为扫描机架在一个完整工作周期内所需求的总能量；P_PFC为扫描机架在一个完整工作周期内，PFC电路的平均输出功率。

Claims (3)

1.一种削弱CT启动对电网冲击的装置，包括整流桥(1)、逆变器(2)和CT扫描机架驱动电机(3)；所述整流桥(1)输入端连有交流电源(4)，输出端连有滤波电容(5)，所述逆变器(2)与CT扫描机架驱动电机(3)相连，其特征在于，所述装置还包括PFC电路(6)，所述PFC电路(6)的输入端与滤波电容(5)相连，输出端与逆变器(2)相连；所述PFC电路(6)的输出端与逆变器(2)之间还设有局部储能元件(7)，所述局部储能元件(7)并联在PFC电路(6)的输出端，并与逆变器(2)并联。

2.根据权利要求1所述的削弱CT启动对电网冲击的装置，其特征在于，所述局部储能元件(7)为超级电容(7-1)或蓄电池(7-2)。

3.根据权利要求1所述的削弱CT启动对电网冲击的装置，其特征在于，所述交流电源(4)为220V的交流电源。

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