-
Anordnung zur Speisung von Röntgentransformatoren Es ist bekannt,
Röntgentransformatoren mit induktiver oder kapazitiver Blindleistung, deren Nennspannung
höher ist als die Netzspannung, über einen Vortransformator an das Netz anzuschließen.
Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die vorn Netz- gelieferte Scheinleistung
stets größer ist als die vom Röntgentransformator benötigte Scheinleistung. Bei
Röntgentransformatoren, die an sich schon eine im Vergleich zur Wirkleistung große
Scheinleistung benötigen (niedriger Leistungsfaktor), macht sich dieser Nachteil
schon mit Rücksicht auf die Querschnitte der zu verlegenden Leitungen und die in
den Leitungen auftretenden Spannungsabfälle oft sehr störend bemerkbar.
-
Gemäß der Erfindung wird dieser der be= kannten Anordnung anhaftende
Nachteil dadurch vermieden, daß in Reihe mit dem Röntgentransformator bei induktiver
Blindleistung eine Kapazität und bei kapazitiver Blindleistung eine Induktivität
solcher Größe geschaltet wird, daß durch Verringerung der Phasenverschiebung zwischen
Netzspannung und Speisestrom das gewünschte Übersetzungsverhältnis zwischen Transformator
und Netzspannung erzielt wird.
-
Mit besonderem Vorteil läßt sich die Erfindung bei Kleinröntgenapparaten
anwenden. Da bei diesen Apparaten ein möglichst kleines Gewicht angestrebt wird,
wird der Hochspannungstransformator stets mit hoher Sättigung ausgeführt. Dies hat
jedoch zur Folge, daß derartige Transformatoren immer eine im Vergleich zu der Wirkleistung
sehr hohe induktive Blindleistung benötigen, d. h. einen verhältnismäßig niedrigen
Leistungsfaktor aufweisen.
-
Die Wirkungsweise der Anordnung gemäß der Erfindung wird im folgenden
an Hand eines Ausführungsbeispieles, dessen Schaltung in Fig. i wiedergegeben ist,
erläutert.
-
Der die Röntgenröhre R speisende Hochspannungstransformator T ist
über den Kondensator C an das Netz N angeschlossen. Die Netzspannung EN,
die dem Transformator T zugeführte Verbraucherspannung Ev und die am Kondensator
C liegende Spannung EC sind in Fig. z zusammen mit dem Strom I in einem Vektordiagramm
dargestellt. Aus diesem ersieht man ohne weiteres, daß man bei konstant gehaltener
Verbraucherspannung Ev beliebige Netzspannungen verwenden kann, wenn man die Spannung
EC an dem Kondensator C, d. h. die Kapazität des Kondensators C entsprechend bemißt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die am Transformator 7' liegende Verbraucherspannung
Ev beträchtlich höher als die Netzspannung EN. Beispielsweise kann man den
Kondensator C so bemessen, daß ein für die Primärspannung von 220 Volt gewickelter
Transformator T ohne Schwierigkeiten auch an ein Netz von der Spannung iio Volt
angeschlossen werden kann. In manchen Fällen, z. B. wenn der Verbraueher
an
Netze verschiedener Spannung anschließbar sein oder wenn die am Verbraucher liegende
Spannung geändert werden soll, kann es zweckmäßig sein, die Kapazität des Kondensators
C regelbar auszubilden. , .' Da es schwer ist, den Kondensator C gcnügend feinstufig
zu unterteilen, um beispielsweise Netzspannungsschwankungen ausregeln zu können,
kann gemäß der Erfindung die Anordnung weiterhin, wie aus Fig. 3 hervorgeht, so
getroffen werden, daß die Phasenverschiebung zwischen Netzspannung und Speisestrom
bei konstant gehaltener Kapazität des Kondensators C durch einen parallel zum Kondensator
C geschalteten, gegebenenfalls regelbaren Ohmschen Widerstand W geändert wird. Die
Wirkungsweise des Ohmsehen Widerstandes W ist aus dem Vektordiagramm der Fig. q.
ohne weiteres ersichtlich.
-
Bei der Anordnung gemäß der Fig. 3 ist es besonders vorteilhaft, parallel
zu der Primärwicklung des Transformators T einen Spannungsmesser 117 zu schalten,
der durch den Schalter S vom Transformator T getrennt werden kann. Bei geschlossenem
Schalter S mißt der Spannungsmesser M die dem Transformator T zugeführte Primärspannung;
ist dagegen der Schalter S geöffnet, so zeigt der Spannungsmesser ill die Höhe der
Netzspannung an.
-
Der mit der Anordnung gemäß der Erfindung erzielbare Vorteil ist besonders
anschaulich an Hand des folgenden Zahlenbeispiels für die Ausführungsform gemäß
Fig. i ersichtlich.
-
Die primäre .Stromaufnahme des Transformators T beträgt bei einer
Primärspannung von 22o Volt sowie einer sekundären Belastung von 42 kV(eff.
und io m(A etwa 6,5 Amp. Der Leistungsfaktor kann ungefähr mit o,4 angesetzt werden.
Würde man den Transformator T, wenn die Netzspannung nur i io Volt beträgt, über
einen Vortransformator an das Netz anschließen, so inüßte die Stromaufnahme aus
dein Netz mindestens das Doppelte, d. h. also 13 Amp., betragen; in Wirklichkeit
würde sie sogar noch höher sein, weil j a der. Vortransformator selbst zu seiner
Magnetisierung auch noch einen zusätzlichen Blindstrom erfordert. Bei der Anordnung
gemäß der Erfindung wird der Transformator T dagegen über einen Kondensator C von
etwa go ,u/F an das Netz angeschlossen und entnimmt dem Netz dabei auch nur 6,5
Amp. Der scheinbare Widerspruch, daß die vom Transformator benötigte Scheinleistung
von 22o Volt X 6,5 Amp. durch eine dem -Netz. entnommene Scheinleistung von i io
Volt X 6,5 Amp. aufgebracht wird, erklärt sich daraus, daß der Leistttngsfaktor
der dem Netz entnommenen Leistung 'beträchtlich größer ist als der Leistungs-.@1@tor
der vom Verbraucher (Transformator) b..#mötigten Leistung (vgl. die Vektordiagramme
der Fig. 2 und 4).
-
In dem Vektordiagramm der Fig. d. setzt sich der Strom I vektoriell
aus den Komponenten IC und Iw zusammen. IC ist der durch den Kondensator C und Iw
der durch den Widerstand W fließende Strom. Int Vektordiagramm müssen die beiden
Ströme I,i, und IC aufeinander senkrecht stehen. Je nach dem Verhältnis der beiden
Ströme IC und Iw ändert sich die Richtung des Vektors I,v und damit auch die Richtung
des Vektors E0 bzw. Ew, die mit dem Vektor Iw phasengleich sind. Eine Änderung der
Richtung des Vektors EC bedingt aber auch eine Änderung der Größe des Vektors Ev
und damit auch eine Änderung des Verhältnisses der '.#7etzspannung EN zu
der Verbraucherspannung Ey: Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung
besteht noch darin, daß Netzspannungsschwankungen sich prozentual wesentlich weniger
auf die Transformatorspannung auswirken als bei Verwendung eines Vortransformators.
, So würde bei dem angegebenen Zahlenbeispiel eine Änderung der Netzspannung um
etwa 2o0%0 mir eine entsprechende Änderung der Transformatorspannung um etwa 511,
bewirken.