DE2900623A1

DE2900623A1 - Roentgendiagnostikgenerator mit schaltmitteln zum ein- und ausschalten des hochspannungstransformators

Info

Publication number: DE2900623A1
Application number: DE19792900623
Authority: DE
Inventors: Heribert Ing Grad Amtmann; Klaus Dipl Ing Baeker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Amtmann Heribert Ing (grad) 8521 Langensendel
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1979-01-09
Publication date: 1980-07-17
Also published as: US4317999A; DE2900623C2; FR2446580B1; FR2446580A1

Description

SIEMENS AETIENGESEILSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 5003 BRD

Röntgendiagnostikgenerator mit Schaltmitteln zum Ein- und Ausschalten des Hochspannungstransformators

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikgenerator mit Schaltmitteln zum Ein- und Ausschalten des Hoch-Spannungstransformators in vorbestimmten Zeitpunkten.

Beim Einschalten eines Hochspannungstransformators tritt nach etwa einer halben Netzperiode ein Magnetisierungsspitzenstrom auf, der ein Vielfaches des stationären Magnetisierungsstromes betragen kann. Der ungünstigste Fall ist dabei dann gegeben, wenn eingeschaltet wird, wenn eine Phase durch Null geht. Ein hoher Einschaltstromstoß führt aber aufgrund des inneren Spannungsabfalles im Röntgendiagno-stikgenerator zu einem Spannungseinbruch, der unerwünscht ist.

Der EinschaltStromstoß kann gering gehalten werden, wenn als fester Ein- und Ausschaltzeitpunkt immer das positive oder negative Spannungsmaximum, bei einem Drehstromgenerator einer der drei Phasen, gewählt wird.

Tp 5 ler / 20.12.1978

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Dies hat jedoch den Nachteil, daß nur Einschaltzeiten von ganzzahligen Vielfachen der Netzperiodendauer · realisiert werden können und die kürzeste Schaltzeit auf die Periodendauer begrenzt ist. 5

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei Ein- und Ausschaltung in anderen Zeitpunkten als im Phasenmaximum der Einschalt-Stromstoß auf ein Minimum begrenzt ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schaltungsanordnung zum Speichern einer Information vorhanden ist, die dem Ausschaltphasenwinkel der Speisespannung entspricht, und die das Einschalten bei einer Phasenlage der Speisespannung bewirkt, die dem jeweils gespeicherten Phasenwinkel gleich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Röntgendiagnostikgenerator ist der Ausschaltphasenwinkel einer vorhergehenden Aufnahme oder Durchleuchtung immer gleich dem Einschaltphasenwinkel der nächsten Aufnahme oder Durchleuchtung. Damit ist immer gewährleistet, daß die von der vorhergehenden Aufnahme oder Durchleuchtung verbliebene Remanenz dem induzierten Fluß entgegenwirkt und selbst beim Einschalten im Nulldurchgang einer Phase nur ein " geringer Stromstoß und damit nur ein geringer Spannungseinbruch auftritt.

Bei Röntgendiagnostikgeneratoren tritt praktisch immer zwischen einem Eins ehalt signal und dem tatsächlichen Einschalten des Hochspannungstransformators eine Verzögerungszeit "auf. Diese Verzögerungszeit kann z.B. durch ein dem Schalter für den Hochspannungstransformator vorgeschaltetes Filter bestimmt sein, durch das Störungen ausgefiltert werden. Gemäß einer Ausge-

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staltung der Erfindung wird zur exakten Einschaltung beim gleichen Phasenwinkel, bei dem vorher ausgeschaltet wurde, vorgeschlagen, zwei um die Verzögerungszeit gegeneinander verschoben arbeitende Zeitsysteme vorzusehen, die die jeweilige Phasenlage der Speisespannung erkennen und mit einem Speicher und einem Komparator zusammenwirken, wo die im AusschaltZeitpunkt vorliegende Phasenlage unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit gespeichert wird, wobei der Komparator ein Freigabesignal für die Einschaltung des Hochspannungstransformators liefert, wenn die Speisespannung die um die Verzögerungszeit vorverschobene Abschalt-Phasenlage erreicht.

Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist ein Hochspannungstransformator 1 dargestellt, der eine Röntgenröhre 2 über zwei in Reihe geschaltete Hochspannungsgleichrichter 3, 4 speist. Die Primärwicklungen des Hochspannungstransformators 1 sind über einen Thyristorschalter 5 und einen Hauptsehalter

25- 6 ans Drehstromnetz anschaltbar. Der Hauptschalter 6 ist im allgemeinen geschlossen. Die Heizung der Röntgenröhre 2 erfolgt in bekannter Weise über einen nicht dargestellten Heiztransformator.

Die Bestimmung der Einschaltzeit der Röntgenröhre 2 und damit des Hochspannungstransformators 1 erfolgt bei dem Beispiel durch einen Zeitschalter 7, dem ein Aufnahmeauslöser 8 zugeordnet ist. Das Einschaltsignal liegt auf einer Leitung 9 und steuert den Thyristorschalter 5 über ein Filter 10. Das Filter 10 hat

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die Aufgabe, Störungen auf der Leitung 9 auszufiltern. ' Nach, dem Auftreten eines Einsehaltsignales auf der leitung 9 vergeht eine. Zeit Tv, die sich aus der Filterzeit und der Vorkontaktzeit des Thyristorschalters . 9 zusammensetzt, bis der Hochspannungstransformator 1 tatsächlich eingeschaltet wird.

Zwischen den Phasen R und S ist über einen Einphasentransformator 11 eine Spannung abgegriffen, die einem Analog-Digitalwandler 12 zugeführt ist. Der Analog-Digitalwandler 12 erzeugt bei jedem positiven Nulldurchgang der Spannung zwischen den Phasen R und S entsprechend der Kurve 13 an seinem Ausgang einen schmalen Nadelimpuls entsprechend der Kurve 14. Die Nadelimpulse 14 setzen einen ersten Zähler 15 unmittelbar und einen zweiten Zähler 16 über ein Verzögerungsglied 17 zurück (Kurve I4a). Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes ist Tv, also die Verzögerungszeit, mit der im Thyristorschalter 5 der Hauptkontakt anspricht. Die Zähler 15 und 16 werden durch einen Taktgeber 18 weitergeschaltet. Ein Speicher 19 dient zur Speicherung des Zählerstandes des Zählers 16 beim Beenden einer Durchleuchtung oder Aufnahme. Ein ■ Komparator 20 verglei^·.'. jeweils den gespeicherten Wert mit dem Stand des Zählers 15 und erzeugt bei Gleichheit einen Nadelimpuls, den er dem Eingang 22 eines Torglied^e 21 zuführt. Hat das Torglied 21 an seinem Eingang 23 vom Zeitschalter 7 ein Signal, das den Begirui einer Aufnahme anzeigt, so bewirkt es die Einschaltung des Hochspannnungs transformators 1, wenn ein Impuls des Komparators 20 an seinem Eingang 22 auftritt .

Die jeweiligen Stände der Zähler 15 und 16 entspreci_en dem jeweiligen Phasenwinkel der Netzspannung.

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Dabei ist der Stand.des Zählers 16 gegenüber dem Stand des Zählers 15 zeitlich um die Verzögerungszeit Tv verzögert. Wird eine Aufnahme beendet, so wird der Stand des Zählers 16 in den Speicher 19 übernommen. Der Inhalt des Speichers 19 entspricht demgemäß unter Berücksichtigung von Tv dem Phasenwinkel, bei dem.der Hochspannungstransformator 1 abgeschaltet worden ist. Soll danach der Hochspannungstransformator 1 für eine erneute Röntgenaufnahme eingeschaltet werden, so wird der Aufnahmeauslöser 8 betätigt und dem Eingang 23 des Torgliedes 21 ein Signal zugeführt. Dem Eingang 22 wird vom Eomparator 20 ein Signal zugeführt, das vom Abschaltphasenwinkel und von der Verzögerungszeit Tv abhängig ist, denn der Komparator 20 vergleicht den Inhalt des Speichers 19 mit dem Inhalt des Zählers 15- und liefert immer dann einen Ausgangsimpuls, wenn beide Inhalte gleich sind. Deshalb tritt ein Signal am Eingang 22 um die Zeit Tv früher auf, als es eigentlich aufgrund des Abschalt-Phasenwinkels der vorhergehenden Abschaltung auftreten sollte. Das Torglied 21 liefert dann ein Einsehaltsignal, das durch das Filter 10 wieder verzögert wird und im richtigen Zeitpunkt, d.h. zum selben Phasenwinkel, zu dem die vorhergehende Aufnahme beendet worden ist, die Einschaltung des Hochspannungstransformators 1 bewirkt.

Die erstmalige Einschaltung kann unter Inkaufnahme eines einmaligen Spannungsexnbruches nach dem Einschalten zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen. Es ist aber auch möglich, beim Schließen des Hauptschalters 6 dem Speicher 19 eine Information zu geben, die die erstmalige Einschaltung beim Maximum der Phase T bewirkt, wie dies durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist.

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Die Auflösung, innerhalb deren der Ausschaltphasenwinkel festgehalten und der Einschaltphasenwinkel festgelegt wird, hängt τοη der Frequenz des Taktgebers ab. Die erreichbare Genauigkeit hängt u.a. auch von der Breite der Rückstellimpulse für die .Zähler 15, 16 ab. Zur Anpassung der Verzögerungszeit Tv an Alterungsvorgänge kann diese im Verzögerungsglied 17 einstellbar sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel bilden die beiden Zähler 15, 16 zusammen mit dem Taktgeber 18 und dem Verzögerungsglied 17 zwei um die Verzögerungszeit Tv gegeneinander verschoben arbeitende Zeitsysteme, die die jeweilige Phasenlage der Speisespannung erkennen und mit dem Speicher 19 sowie dem Komparator 20 so zusammenwirken, daß die im AusschaltZeitpunkt vorliegende Phasenlage unter Berücksichtigung von Tv gespeichert wird. Die Freigabesignale des Komparators 20 hängen sowohl von der Phasenlage im Ausschaltzeitpunkt als auch von der Verzögerungszeit ab.

Zusammenfassend ergibt sich, daß beim beschriebenen Röntgendiagnostikgenerator die Einschaltstromspitzen und Spannungseinbrüche ohne zeitliche Einschränkung des Aufnahmebetriebes auf ein unschädliches Maß herabgesetzt sind. Auch für die Einschaltung nach zuvor erfolgter Durchleuchtung eignet sich die beschriebene Schaltung. Aufeinanderfolgende Schaltvorgänge werden mit Hilfe einer Logik so eingephast, daß der beliebige Ausschaltphasenwinkel einer vorhergehenden Aufnahme gleich dem Einschaltphasenwinkel der folgenden Aufnahme wird. Dabei ist die Remanenz dem induzierten Fluß entgegengerichtet, wodurch die beschriebene Verringerung von Einschaltstromspitzen bewirkt wird.

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Claims

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Patentansprüche

My Röntgendiagnostikgenerator mit Schaltmitteln zum Ein- und Ausschalten des Hochspannungstransformators in vorbestimmten Zeitpunkten, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (12 bis 21) zum Speichern einer Information, die dem Ausschaltphasenwinkel der Speisespannung entspricht und zum Einschalten bei einer Phasenlage der Speisespannung, die dem jeweils gespeicherten Phasenwinkel gleich ist.
2. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1, bei dem zwischen einem Einschaltsignal und dem tatsächlichen Einschalten des Hochspannungstransformators eine Verzögerungszeit vergeht, dadurch gekennzeichnet , daß zwei um die Verzögerungszeit gegeneinander verschoben arbeitende Zeitsysteme (15

■ bis 18) vorhanden sind, die die jeweilige Phasenlage der Speisespannung erkennen und mit einem Speicher

(19) sowie einem Komparator (20) zusammenwirken, wo die im AbsehaltZeitpunkt vorliegende Phasenlage unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit gespeichert wird, und daß der Komparator (20) ein Freigabesignal für

■ die Einschaltung des Hochspannungstransformators (1) liefert, wenn die Speisespannung die um die Verzögerungszeit vorverschobene Abschalt-Phasenlage erreicht.
3. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zeitsysteme (15 bis 18) von zwei durch einen Taktgeber (18) synchron weitergeschalteten Zählern (15j 16) gebildet sind, von denen der erste (15) immer beim Erreichen einer vorbestimmten Phasenlage der Speisespannung zurückgeschaltet und der zweite (16) durch die um die Verzögerungszeit (Tv) verzögerten

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Rückstellsignale des ersten Zählers (15) zurückgestellt wird·, daß der Speicher (19) am· zweiten Zähler · (16) für die Speicherung seines Standes im Ausschaltzeitpunkt des Hochspannungstransformators (1) angeschlossen ist und daß der Komparator (20) am' Speicher (19) und am ersten Zähler (15) angeschlossen ist und einen Ausgangsimpuls liefert, wenn der gespeicherte Zählerstand und der Stand des ersten Zählers (15) gleich sind. 10

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