DE930464C

DE930464C - Anordnung zur Voreinstellung der Sekundaerspannung von Hochspannungstransformatoren

Info

Publication number: DE930464C
Application number: DES29309A
Authority: DE
Inventors: Joseph Dipl-Ing Meiler
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1952-07-15
Filing date: 1952-07-15
Publication date: 1955-07-18

Description

Anordnung zur Voreinstellung der Sekundärspannung von Hochspannungstransformatoren Bei Röntgenapparaten mit Mitteln zur Voreinstellung der Röhrenspannung sind Anordnungen bekannt, die einen dem Röhrenstrom proportionalen Spannungsabfall berücksichtigen. Es .ist jedoch nur der Spannungsabfall auf der Sekundärseite des Hochspannungstransformators dem Röhrenstrom direkt proportional, während der primärseitige Spannungsabfall, der im wesentlichen am Netzwiderstand und dem Widerstand .der Primärwicklung des Hochspannungstransformators und eines eventuellen Regeltransformators erfolgt, von der eingestellten Leistung abhängig ist.
Es ist daher bei einem über einen Autotransformator geregelten Hochspannungstransformator bereits bekannt, zur Berücksichtigung des leistungsabhängigen Spannungsabfalls die dem Hochspannungstransformator zugeführte Spannung um einen leistungsabhängigen Betrag zu erhöhen, wobei die Widerstände vor und hinter dem Autotransformator in ein bestimmtes Verhältnis zueinander gebracht werden müssen, damit der bei einer Belastung auftretende Spannungsabfall der Röhrenleistung proportional ist und in dieser Weise bei einer Voreinstellung berücksichtigt werden kann. Dieses Verfahren bedingt aber zur Erzielung des passenden Abgleichs der Widerstände vor und hinter dem Autotransformator die Anordnung eines zusätzlichen Einstellwiderstandes in einer der Netzanschlußleitungen. Das bedeutet aber eine Verschlechterung des wirksamen Netzwiderstandes und verhindert daher eine volle Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Leistung des Anschlußnetzes.
Die Erfindung hat daher zur Aufgabe, in einer Vorrichtung zur Voreinstellung bzw. Voranzeige der Röntgen.röhrenspannung zusätzlich zu der röhrenstromabhängigen Korrektionsspannung eine leistungsabhängige Korrektionsspannung auf d:ie Schaltmittel zur Voreinstellung bzw. Voranzeige einwirken zu lassen, um dadurch bei, jeder voreingestellten Belastung eine .gewünschte Spannung an der Röhre ohne die Einschaltung zusätzlicher Widerstände in die Stromzuführungsleitungen des Hochspannungstransformators zu erhalten.
Erfindungsgemäß wird dieseKorrektionsspannung dadurch gewonnen, daß einerseits ein gegenüber der gewünschten Solleinstellung für die Sekundärspannung fester Spannungswert und andererseits ein sich mit der Solleinstellung selbsttätig ändernder Spannungswert, der im Hinblick auf die Netzgüte einstellbar ist, über sich mit dem veränderbaren Sekundärstrom verändernde Widerstände entweder zur Verminderung der Anzeige eines an der Primärspannung des Hochspannungstransformators liegenden Meßinstrumentes oder zur zusätzlichen selbsttätigen Steuerung einer solchen Vorrichtung für die Einstellung der Sekundärspannung benutzt sind, die in Abhängigkeit von der gewünschten Solleinstellung für die Sekundärspannung gesteuert wird.
Die dadurch gewonnene Korrektionsspannung setzt sich somit aus einem stromabhängigen und einem leistungsabhängigen Anteil zusammen. In den Fig. i bis 3 werden drei verschiedene Möglichkeiten zur Erzielung dieser Korrektion.sspannung dargestellt. Die Fig. i zeigt zwei hintereinander geschaltete Spannungsteiler, von denen der eine an einer festen Spannung Ui liegt, während der andere an einer der voreingestellten Sekundärspannung proportionalen Spannung U2 liegt. Die Widerstände i und 2 werden dabei zugleich mit der Regelung des Röhrenheizstromes derart geregelt, daß die an den Widerständen 3 und: 4 auftretenden Spannungsabfälle dem Röhrenstrom proportional sind. Die an den beiden Widerständen 3 und 4 abgegriffene Spannung U3 ist somit dem Ausdruck (IR -I- UR - IR) proportional, worin IR dem voreingestellten Röhrenstrom und UR der voreingestellten Sekundärspannung des Hochspannungstransformators entspricht.
Die Fig. 2 zeigt einen aus den Widerständen 5 und 6 bestehenden Spannungsteiler, der an einer Spannung U4 liegt, die demAusdruck (Cl -I- C2 - UR) proportional ist, worin UR wieder der voreingestellten Röhrenspannung entspricht und. C1 undC2 konstante Größen sind. Der Widerstand 6 wird bei dieser Anordnung zugleich mit der Einstellung des Röntgenröhrenheizstromes derart geregelt, daß die an ihm auftretende Spannung dem Röhrenstrom proportional ist. Auf diese Weise wi.rtl die an diesem Spannungsteiler abgegriffene Spannung U., dem Produkt IR - (Cl -I- C2- UR) proportional und enthält daher ebenfalls ein Strom- und ein leistungsabhängiges Glied.
Die Fig.3 zeigt einen an einer konstanten Spannung U, liegenden Spannungsteiler, bestelend aus den Widerständen 7, 8 und 9, wobei der Widerstand 9 zugleich mit der Einstellung des Röntgenröhren'heiz-stromes derart geregelt wird, daß die an den Widerständen 7 und 8 auftretenden Spannungsabfälle dem voreingestellten Röhrenstrom proportional sind. Parallel zu dem Widerstand 8 liegt ein weiterer Spannungsteiler io, dessen Schleifer bei der Voreinstellung der Röntgenröhrenspannung derart bewegt wird, daß der abgegriffene Widerstand dieser Röntgenröhrenspannung proportional ist. Somit ist die an dem Widerstand 7 und dem abgegriffenen Ende des Spannungsteilers io auftretende Spannung U7 wiederum dem Ausdruck (IR + IR - UR) proportional.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen praktische Ausführungsbeispiele der Schaltungen nach den Fig. i bis 3, und zwar dienen die Schaltungen der Fi.g. 4 und 5 zur Korrektur der Anzeige eines Meßinstrumentes zur Voranzeige der. Sekundärspannung eines Hochspannungstransformators und die Schaltung der Fig. 6 zur automatischen Einstellung der Sekundärspannung eines Hochspannungstransformators.
In den Fig.4 und 5 ist ein über einen Regeltransformator i i gespeister Hochspannungstransformator 12 -dargestellt, der auf übliche Weise durch Schaltmittel 13 an Spannung gelegt werden kann. Die Heizung der Röntgenröhre 14 erfolgt über einen Transformator 15, dessen Spannung durch einen Regelwiderstand 16 geregelt werden kann.
Die gemäß dem eingestellten Röhrenheizstrom und der vom Regeltransformator i i abgegriffenen Spannung im Falle einer Belastung des Transformators ia an der Röhre 14 zu erwartenden Spannung soll. durch ein mit einer kV-Skala gemäß dem Übersetzungsverhältnis des Hochspannungstransformators versehenen Meßinstrument vorangezeigt werden.
Nach der Fig. 4 liegt an der abgegriffenen Spannung des Regeltransformators i i ein Spannungsteiler 18, i9 in Reihe mit einem Regelwiderstand 20, während ein zweiter Spannungsteiler, der aus einem festen Widerstand 21 und einem Regelwiderstand 22 besteht, an einer festen Spannung des Regeltransformators ii liegt.
Die von dem Meßinstrument 17 angezeigte Spannung entspricht daher der um die Spannungsabfälle an .dem Widerstand i8 und dem Widerstand 21 verminderten abgegriffenen Spannung des Regeltransformators. Der Abgriff 27 des Spannungsteilers 18, i9 kann gemäß der Netzgüte eingestellt werden. Die' Widerstände 20, 22 werden zugleich mit der Einstellung der Röhrenheizung derart geregelt, daß die an den Widerständen 18 und 21 auftretenden Spannungsabfälle dem voreingestellten Röhrenstrom proportional sind.
Nach der Fig. 5 liegt an der abgegriffenen Spannung des Regeltransformators ein Spannungsteiler 23, 24, der wiederum gemäß der Netzgüte eingestellt werden kann. Die an dem Widerstand 24 auftretende Spannung bildet zusammen mit einer konstanten, von einem Transformator 25 gewonnenen Spannung die Spannung für einen Spannungsteiler, die damit dem Ausdruck (C -f- UR) proportional ist. Der Spannungsteiler 26 wird zugleich mit .der Einstellung des Röhrenheizstromes derart geregelt, daß die von ihm abgenommene Spannung dem voreingestellten Röhrenstrom proportional ist.
Die Fig. 6 stellt eine Röntgenschaltung mit einer Röntgenröhre 1.4, einem Heiztransformator 15 und einem Hochspannungstransformator 30 dar, bei der die Regelung der Sekundärspannung durch eine veränderbare Anzapfung der Primärwicklung des Hochspannungstransformators 30 erfolgt, die von einer konstanten Spannung erregt wird. Diese Regelung erfolgt im angeführten Beispiel automatisch durch einen Motor 31, der in Abhängigkeit von einer Brückenanordnung so lange erregt wird, bis das Gleichgewicht dieser Brücke hergestellt ist. Diese Brücke besteht im wesentlichen aus den Potentiometern 32 und 33, wovon das Potentiometer 32 an Hand einer Skala auf einen bestimmten kV-Wert eingestellt wird, während der Schleifer des Potentiometers 33 durch den Motor 3 i bewegt wird.
Solange zwischen den Potentiometerabgriffen 34 und 35 ein Potentialunterschied herrscht, wird der Motor 31 infolge der Erregung eines in der Brückendiagonalen angeordneten polarisierten Relais 36 in der einen oder der anderen Richtung angetrieben werden und die Einstellung der Sekundärspannung nachgeregelt.
Erfindungsgemäß enthält diese Brückenanordnung zwischen den unteren Enden 37, 38 der oben beschriebenen Potentiometer 3? und 33 eine Schaltanordnung nach der Fig. 3. An dem Widerstand 39 liegt eine konstante Spannung, und parallel zu diesem Widerstand liegt ein Spannungsteiler mit den Widerständen 40, 41, 4a, wobei der Widerstand 42 mit der Einstellung des Röhrenheizwi.derstandes 45 derart verändert wird, daß die Spannungsabfälle an den Widerständen 40 und 41 dem eingestellten Röhrenstrom proportional sind. Parallel zu dem Widerstand 41 liegt ein gegenüber diesem hochohmiger Spannungsteiler 43, 44, wobei der Widerstand 43 zur Berücksichtigung des Netzwiderstandes einstellbar ist. Der Schleifer des Widerstandes 44 wird zugleich mit dem Schleifer des Potentiometers 3a derart bewegt, daß der daran abgegriffene Widerstand der eingestellten Röhrenspannung proportional ist.
Je nach der Einstellung der rtöhrenspannung und des Röhrenstromes wird daher der Potentialunterschied zwischen den Punkten 37 und. 38 schwanken und' damit eine strom- und leistungsabhängige Korrektur der Einstellung der Sekundärspannung zur Folge haben.
Es sei erwähnt, daß bei Benutzung einer stabilisierten Stromquelle für das Potentiometer 32 und einer Spannung für das Potentiometer 33 die der an die Primärwicklung des Hochspannungstransformators anzulegenden Netzspannung entspricht, ein automatischer Angleich der Sekundärspannung des Transformators gegenüber Netzspannungsschwankungen erzielt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Voreinstellung der Sekundärspannung von Hochspannungstransformatoren, insbesondere bei Röntgenapparaten, mit Mitteln zur Berücksichtigung eines stromabhängigen und eines leistungsabhängigen Anteils des bei Belastung zu erwartenden Spannungsabfalls, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits ein gegenüber der gewünschten Solleinstellung für die Sekundärspannung fester Spannungswert und andererseits ein sich mit der Solleinstellung selbsttätig ändernder Spannungswert, der im Hinblick auf die -Netzgüte einstellbar ist, über sich mit dem veränderbaren Sekundärstrom verändernde Widerstände entweder zur Verrüinderung der Anzeige eines an der Primärspannung des Hochspannungstransformators liegenden Meßinstrumentes oder zur zusätzlichen selbsttätigen Steuerung einer solchen Vorrichtung für die Einstellung der Sekundärspannung benutzt sind, die in Abhängigkeit von der gewünschten Solleinstellung für die Sekundärspannung gesteuert wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur- bzw. Steuerspannung von zwei Spannungsteilern abgegriffen wird, die sich mit dem Sekundärstrom ändernde Widerstände enthalten, wobei der eine Spannungsteiler an einer festen Spannung und der andere an einer sich mit der Solleinstellung der Sekundärspannung ändernden Spannung liegt.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur- bzw. Steuerspannung von einem Spannungsteiler abgegriffen wird, der einen sich mit dem Sekundärstrom ändernden Widerstand enthält und an einer Spannung liegt, die aus einer konstanten Spannung und einer sich mit der Solleinstellung der Sekundärspannung ändernden Spannung zusammengesetzt ist.
4. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur- bz-%v. Steuerspannung aus der Summe der Teilspannungen eines einen veränderbaren Widerstand enthaltenden Spannungsteilers und einer mit der Solleinstellung der Sekundärspannung veränderbaren Teilspannung eines zweiten Spannungsteilers gewonnen wird, wobei der letztere an einer Teilspan,nu.ng des ersten Spannungsteilers liegt.
5. Anordnung nach Anspruch i und 2, bei der die Primärspannung für den Hochspannungstransformator einem Regeltransformator über einen (zur Solleinstellung) einstellbaren Abgriff entnommen wird und ein an der abgegriffenen Spannung des Regeltransformators angelegtes Meßinstrument zur Voranzeige der Sekund'ürspannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler an der von dem Regeltransformator abgegriffenen veränderbaren Spannung liegt und ein zweiter Spannungsteiler an einer festen vom Regeltransformator abgegriffenen Spannung liegt, wobei das Meßi.nstrument an die Abgriffe der Spannungsteiler .gelegt ist.
6. Anordnung nach Anspruch z und 3, bei der die Primärspannung für den Hochspannungstransformator einem Regeltransformator über einen (zur Solleinstellung) einstellbaren Abgriff entnommen wird und ein an der abgegriffenen Spannung des Regeltransformators angelegtes Meßinstrument zur Voranzeige der Sekundärspannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß :das Meßinstrument unter Zwischenschaltung eines mit. dem Sekundärstrom veränderbaren Teilwiderstandes eines Spannungsteilers an die vom Regelwiderstand abgegriffene Spannung geschaltet ist und daß die diesem Spannungsteiler zugeführte Spannung aus der Summe der an einem Teilwiderstand eines parallel zur abgegriffenen Wicklung des Regeltransformators liegenden Spannungsteilers auftretenden Spannung und einer da-mit in Reihe liegenden Spannung eines Transformators besteht.
7. Anordnung nach Anspruch r, 2, 3 oder ¢ mit einer in Abhängigkeit von der gewünschten Solleinstellung gesteuerten Vorrichtung zur selbsttätigen Einstelllung der Sekundärspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturspannung zur Beeinflussung dieser Einstellung dient. B. Anordnung nach Anspruch r, 2, 3, q. oder 5, dadurch gekennzeichnet, d.aß die Korrekturspannung das Spannungsgleichgewicht einer Brückenanordnung beeinflußt, in deren Diagonalen ein polarisiertes Relais zur Steuerung eines Einstellmotors angeordnet ist. g. Anordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenzweige mit einem Ende an einer gemeinsamen Spannung liegen und daß ihre beiden anderen Enden über Widerstände, an denen die Korrekturspannung erzeugt wird, verbunden sind. ro. Anordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brückenzweig an einer stabilisierten Spannung liegt und der andere Brückenzweig an einer Spannung liegt, die der zur Erregung der Primärwicklung des Hochspannungstransformators dienenden Spannung entspricht, und daß je ein Pol dieser beiden Spannungsquellen über Widerstände, an denen die Korrekturspannung erzeugt wird, verbunden sind. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung K q.022 VIIIc/2z g.