DE966814C

DE966814C - Fuse circuit for an X-ray device

Info

Publication number: DE966814C
Application number: DEN4410A
Authority: DE
Inventors: Matthew Berindei; William Tennet
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1950-09-11
Filing date: 1951-09-09
Publication date: 1957-09-12

Description

Wenn infolge einer Störung in dem Stromkreis zum Antreiben der Drehanode einer Röntgenröhre diese Röhre stehengeblieben ist, kann die Röhre bei Belastung beschädigt oder zerstört werden. Es wurden deshalb Schaltungsanordnungen erdacht, welche die Belastung der Röhre nur zulassen, wenn die Anode umläuft. Diese Schaltungen wirken nur bei gewissen Störungen, sprechen aber auf andere nicht an.When as a result of a fault in the circuit for driving the rotating anode of an X-ray tube If this tube is left standing, the tube can be damaged or destroyed under stress. It circuit arrangements were therefore devised which only allow the tube to be loaded if the anode rotates. These circuits only work with certain disturbances, but speak to others not on.

Es ist üblich, einen Kondensator in Reihe mit einem Teil der Feldwicklung (des Ständers) zu schalten, die das magnetische Drehfeld zum Antreiben der Anode erzeugt, um diese Feldwicklung mit einphasigem Wechselstrom speisen zu können.It is common to have a capacitor in series with part of the field winding (of the stator) switch that generates the rotating magnetic field to drive the anode to this field winding to be able to feed with single-phase alternating current.

Ferner ist es üblich, die Anlaufzeit der Drehanode dadurch abzukürzen, daß der Ständer mit einem stärkeren Strom belastet wird, als die Wicklung auf die Dauer vertragen kann. Auch werden Maßnahmen getroffen, den Strom zu schwächen, sobald die Anode die erforderliche Umlaufgeschwindigkeit erreicht hat, so daß der Ständer trotzdem nicht überhitzt wird.It is also customary to shorten the start-up time of the rotating anode by having the stator with is loaded with a higher current than the winding can handle in the long run. Also be Measures are taken to weaken the current as soon as the anode has the required rotational speed has reached so that the stand will still not overheat.

Es wurde schon eine Sicherungsschaltung für die Drehanode in einem Röntgengerät vorgeschlagen, bei der ein vom Statorstrom betätigter Relaisschalter und ein parallel zum Hilfskondensator ge-There was already a safety circuit for the Proposed rotating anode in an X-ray device, in which a relay switch actuated by the stator current and a parallel to the auxiliary capacitor

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schalteter Relaisschalter den Steuerstrom für den Betrieb des Gerätes beeinflussen. Durch diese Anordnung wird in einer Anzahl von Störungsfällen verhindert, daß das Röntgengerät eingeschaltet S wird. Eine direkte Unterbrechung in einem Leitungszug, mit Ausnahme der Kondensatorzuleitungen, verhindert die Einschaltung des Hauptstromrelais ebenso wie eine Unterbrechung in der Statorwicklung. Bei Kurzschluß der Statorzuleitungen und beim Kondensatorsc'hluß wird der parallel zum Hilfskondensator geschaltete Relaisschalter nicht betätigt. Für die Einschaltung des Gerätes ist ein dritter Relaisschalter vorgesehen, der gleichzeitig eine gegenüber dem Einschaltzeitpunkt des Statorstromes verzögerte Einschaltung einer Drosselspule im Statorkreis herbeiführt.Switched relay switches influence the control current for the operation of the device. Through this arrangement the x-ray apparatus is prevented from being switched on in a number of malfunctions S will. A direct interruption in a cable run, with the exception of the capacitor feed lines, prevents the activation of the main current relay as well as an interruption in the Stator winding. In the event of a short circuit in the stator leads and in the event of a capacitor connection, the Relay switch connected in parallel to the auxiliary capacitor not actuated. To activate the A third relay switch is provided for the device, which at the same time has one opposite the switch-on time of the stator current causes delayed activation of a choke coil in the stator circuit.

Die Erfindung betrifft eine Sicherungsschaltung für Röntgenröhren mit Drehanode, die bei entsprechendem Aufwand von Schaltmitteln ein größeres Maß der Sicherung bietet als die beschriebene Anordnung. Erfindungsgemäß ist in einer Sicherungsschaltung dieser Gattung die Betätigungsspule des dritten Relaisschalters parallel zur Hilfswicklung des Anodenstators geschaltet, und es wird durch den Schalter eine Vorrichtung zur verzögerten Einschaltung der Drosselspule betätigt. The invention relates to a fuse circuit for X-ray tubes with a rotating anode, which in the corresponding Cost of switching means offers a greater degree of protection than the one described Arrangement. According to the invention, the actuating coil is in a fuse circuit of this type of the third relay switch connected in parallel to the auxiliary winding of the anode stator, and a device for delayed activation of the choke coil is actuated by the switch.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung entsteht eine Sicherheitsschaltung, bei der sich die Schutzwirkung auf Kurzschluß und Unterbrechung der Hauptwicklung, auf Kurzschluß und Unterbrechung der Nebenwicklung und auf Kurzschluß und Unterbrechung des Kondensatorkreises erstreckt. The inventive design creates a safety circuit in which the protective effect for short-circuit and interruption of the main winding, for short-circuit and interruption the secondary winding and extends to short-circuit and interruption of the capacitor circuit.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, in derThe invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which

Fig. ι eine Schaltskizze darstellt, wodurch die Anordnung der Relaisschalter gezeigt ist, und ■ Fig. 2 die Sicherheitsschaltung entsprechend der Erfindung zeigt.Fig. Ι represents a circuit diagram, whereby the arrangement of the relay switch is shown, and ■ Fig. 2 shows the safety circuit according to the invention.

Entsprechende Elemente sind in beiden Figuren mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.Corresponding elements are denoted by the same reference numerals in both figures.

Die Feldwicklung zum Antreiben der Drehanode einer Röntgenröhre besteht aus zwei an einem Ende miteinander verbundenen Teilen 5 und 6. Der Verbindungspunkt der Wicklungsteile S und 6 ist über eine Schmelzsicherung 3 mit dem einen Anschluß ι einer Wechselstromquelle verbunden. Das andere Ende des Wicklungsteiles 6 ist über die Spule eines Stromrelais 10 und eine Schmelzsicherung 4 mit dem anderen Anschluß 2 der Wechselstromquelle verbunden, mit dem das andere Ende des Wicklungsteiles 5 über einen Kondensator 7 verbunden ist. Die Spule eines Spannungsrelais 8 ist zu dem Wicklungsteil 5 und die Spule eines zweiten Spannungsrelais 9 zu dem Kondensator 7 parallel geschaltet.The field winding for driving the rotating anode of an X-ray tube consists of two on one End interconnected parts 5 and 6. The connection point of the winding parts S and 6 is Connected via a fuse 3 to one terminal of an alternating current source. That the other end of the winding part 6 is via the coil of a current relay 10 and a fuse 4 is connected to the other terminal 2 of the AC power source, to which the other The end of the winding part 5 is connected via a capacitor 7. The coil of a voltage relay 8 is to the winding part 5 and the coil of a second voltage relay 9 to the Capacitor 7 connected in parallel.

Die Relais 8, 9 und 10 wirken mit den Schaltern 13, 11 und 12 zusammen, die zwischen den An-Schlüssen 14 und 15 in Reihe liegen und einen Teil eines Hilfsstromkreises bilden, der die Hochspannung an die Röntgenröhre anlegen soll. Dieser Hilfsstromkreis enthält einen (nicht dargestellten) Zeitschalter, der nach Ablauf einer zuvor bestimmten Zeit die Hochspannungsquelle wieder außer Betrieb setzt.The relays 8, 9 and 10 interact with the switches 13, 11 and 12 between the connections 14 and 15 are in series and form part of an auxiliary circuit that supplies the high voltage should apply to the X-ray tube. This auxiliary circuit contains a (not shown) Time switch that disconnects the high voltage source after a predetermined time has elapsed Operation continues.

In normalen Fällen wird, wenn Wechselspannung zwischen die Anschlüsse 1 und 2 gelegt wird, das Relais 8 unter der Einwirkung des Spannungsgefälles am Wicklungsteil 5, das Relais 9 unter der Einwirkung der Kondensatorspannung, und das Relais 10 unter der Einwirkung des den Wicklungsteil 6 durchfließenden Stromes erregt. Infolgedessen werden die Hochspannungsrelais in Betrieb gesetzt und die Schalter 11, 12 und 13 geschlossen. In normal cases, AC voltage is applied between terminals 1 and 2 the relay 8 under the action of the voltage gradient on the winding part 5, the relay 9 under the action of the capacitor voltage, and the relay 10 under the action of the Winding part 6 excited current flowing through. As a result, the high voltage relays in Operation set and switches 11, 12 and 13 closed.

Tritt eine Störung des Ständerstromkreises ein, so können eines oder mehrere der erwähnten Relais nicht arbeiten, und die zugeordneten Schalter bleiben oder werden geöffnet, so daß die Hoch-Spannungsquelle außer Betrieb bleibt oder kommt. Entsteht z. B. eine Unterbrechung zwischen dem Anschluß ι und dem Verbindungspunkt der Wicklungsteile 5 und 6, so wird keines der drei Relais erregt. Entsteht eine Unterbrechung zwischen dem Kondensator 7 und dem Relais 9 auf der Seite des Relais 8, so kann· letzteres nicht arbeiten. Ist die Verbindung zwischen dem Ralais 9 und dem Wicklungsteil 5 unterbrochen, so ist das Relais 9 unwirksam. Eine unterbrochene Verbindung zwischen dem Anschluß 2 und dem Relais 9 hat zur Folge, daß die Relais 9 und 10 nicht arbeiten, und das Relais 9 wird ausgeschaltet, wenn eine Unterbrechung in der Verbindung zwistihen den Relais 9 und 10 entsteht. Für den Fall, daß eine Störung des Wicklungsteiles 5 eintritt, setzt das Relais 9 aus, wenn es sich um eine Unterbrechung, und das Relais 8, wenn es sich um einen Kurzschluß handelt. Bei Schäden des Wicklungsteiles 6 gilt das gleiche bezüglich der Relais 10 bzw. 8 und 9. Ein Kurzschluß im Wicklungsteil 6 bewirkt im übrigen auch, daß die Sicherungen 3 und 4 durchschmelzen. Ferner könnte noch der Fall eintreten, daß sich einer der Anschlüsse des Kondensators 7 lockert. In diesem Fall wirkt das Relais 8 nicht. Tritt ¹QS Kurzschluß im Kondensator 7 auf, so wird das Relais 9 außer Betrieb gesetzt.If the stator circuit is disturbed, one or more of the relays mentioned cannot work and the associated switches remain or are opened, so that the high-voltage source remains or comes out of operation. Is created z. B. an interruption between the terminal ι and the connection point of the winding parts 5 and 6, none of the three relays is energized. If there is an interruption between the capacitor 7 and the relay 9 on the side of the relay 8, the latter cannot work. If the connection between the relay 9 and the winding part 5 is interrupted, the relay 9 is ineffective. An interrupted connection between the terminal 2 and the relay 9 has the consequence that the relays 9 and 10 do not work, and the relay 9 is switched off if an interruption in the connection between the relays 9 and 10 occurs. In the event that a fault in the winding part 5 occurs, the relay 9 stops if there is an interruption, and the relay 8 if it is a short circuit. If the winding part 6 is damaged, the same applies to the relays 10 or 8 and 9. A short circuit in the winding part 6 also causes the fuses 3 and 4 to melt. Furthermore, the case could also arise that one of the connections of the capacitor 7 becomes loose. In this case the relay 8 does not work. If ¹ QS short circuit occurs in capacitor 7, relay 9 is put out of operation.

Die Schaltung nach Fig. 1 gibt somit einen Schutz gegen die Überlastung der Röntgenröhre mit Hochspannung in zahlreichen möglichen Fällen, in denen infolge einer Störung in dem Stromkreis des Motors die Anode nicht in Bewegung gesetzt oder angehalten wird.The circuit according to FIG. 1 thus provides protection against overloading of the X-ray tube with high voltage in numerous possible cases where as a result of a fault in the circuit of the motor, the anode is not set in motion or stopped.

In der Schaltskizze nach Fig. 2 sind die Anschlüsse ι und 2 der Wechselstromquelle mit den Enden eines Autotransformators 16 verbunden, bei dem ein Abzweig 17 über die Schmelzsicherung 3 mit dem einen Ende einer Drosselspule 18 verbunden ist. Ein Abzweig dieser Drosselspule ist mit dem Verbindungspunkt der Wicklungsteile 5 und 6 des Ständers verbunden. Ähnlich wie in Fig. 1 sind der Wicklungsteil 5 (über den Kondensator 7) und der Wicklungsteil 6 (über die Spule des Stromrelais 10 und die Schmelzsicherung 4) mit dem Anschluß 2 verbunden. Der zwischen dem mit der Schmelzsicherung 3 verbundenen Ende und demIn the circuit diagram of Fig. 2, the connections ι and 2 of the AC power source with the Connected to the ends of an autotransformer 16, in which a branch 17 via the fuse 3 with one end of a choke coil 18 is connected. A branch of this inductor is with connected to the connection point of the winding parts 5 and 6 of the stator. Similar to FIG. 1 are the winding part 5 (via the capacitor 7) and the winding part 6 (via the coil of the current relay 10 and the fuse 4) connected to terminal 2. The one between the one with the Fuse 3 connected end and the

Abzweig 19 liegende Teil der Drosselspule 18 ist durch einen Schalter 20 überbrückt. Dieser Schalter ist in der Ruhelage geschlossen und wird durch das Relais 9 geöffnet, wenn dessen Spule erregt wird. Die Drosselspule 18 hat noch eine Zwischenanzapfung 21, die mit dem einen Ende der Spule des Spannungsrelais 8 verbunden ist. Das andere Ende dieser Spule ist über einen veränderlichen Widerstand 22 an das Ende des Wicklungsteiles 5 angeschlossen.Branch 19 is part of the choke coil 18 bridged by a switch 20. This switch is closed in the rest position and is activated by the Relay 9 open when its coil is energized. The choke coil 18 also has an intermediate tap 21 connected to one end of the coil of the voltage relay 8. The other The end of this coil is connected to the end of the winding part 5 via a variable resistor 22 connected.

In diesem Fall ist die Spule des Spannungsrelais 8 also nicht wie bei Fig. 1 mit ihren Enden unmittelbar mit denen des Wicklungsteiles 5 verbunden, sondern einerseits über einen Teil der Drosselspule 18 und andererseits über den Widerstand 22.In this case, the coil of the voltage relay 8 is not as in Fig. 1 with its ends directly connected to those of the winding part 5, but on the one hand via part of the Choke coil 18 and, on the other hand, via resistor 22.

Die Spule des Relais 9 ist einerseits mit dem Wicklungsteil 5 und andererseits über zwei Schalter 23 und 24 an dasjenige Ende der Spule des Relais 10 angeschlossen, das mit der Schmelzsicherung 4 verbunden ist. Schalter 24 ist in der Ruhelage offen und wird durch das Relais 9 geschlossen, wenn dessen Spule erregt wird.The coil of the relay 9 is on the one hand with the winding part 5 and on the other hand via two switches 23 and 24 connected to that end of the coil of the relay 10, the one with the fuse 4 is connected. Switch 24 is open in the rest position and is closed by relay 9, when its coil is energized.

Klemmen 25 und 27 dienen zum Anschluß einer Wechselstromquelle, die beispielsweise eine Spannung von 220 V hat. Ein Motor 29 ist an die Klemmen 25 und 27 angeschlossen, einerseits über eine Drosselspule 28 und andererseits über einen durch zwei Schalter 31 und 32 in Reihe überbrückten Schalter 33. Dieser Motor betätigt mit verzögerter Wirkung den Schalter 23. Er ist nicht nur über die Drosselspule 28 mit der Klemme 25, sondern auch unmittelbar mit der Klemme 26 verbunden, die eine Klemme für eine niedrigere Spannung, z. B.Terminals 25 and 27 are used to connect an alternating current source, for example a voltage of 220 V. A motor 29 is connected to terminals 25 and 27, on the one hand via a Choke coil 28 and, on the other hand, bridged by two switches 31 and 32 in series Switch 33. This motor actuates switch 23 with a delayed effect. It is not only about the Choke coil 28 connected to the terminal 25, but also directly to the terminal 26, the a clamp for a lower voltage, e.g. B.

125 V, ist.125 V is.

Wenn der Motor 29 in Betrieb ist, treibt er eine Welle, die einen Nocken 30 trägt. Diese Welle wirkt auf die Schalter 23 und 33 (s. weiter unten). In der Ruhelage ist Schalter 31 geschlossen und Schalter 32 offen. Wenn die Spule des Relais 9 erregt wird, öffnet sie den Schalter 31 und schließt den Schalter 24.When the motor 29 is in operation, it drives a shaft which carries a cam 30. This wave acts on switches 23 and 33 (see below). In the rest position switch 31 is closed and Switch 32 open. When the coil of relay 9 is energized, it opens switch 31 and closes the switch 24.

Die Wirkung und die Funktion der Schalter 11, r2 und 13 sind die gleichen, wie bei der Be-Schreibung der Fig. 1 erwähnt.The effect and function of the switches 11, r2 and 13 are the same as mentioned in the description of FIG.

Die Schaltung, von der Fig. 2 die Skizze bildet, wirkt folgendermaßen:The circuit of which Fig. 2 forms the sketch works as follows:

Wenn an den Autotransformator 16 Wechselspannung gelegt wird, nimmt die aus den Teilen 5 und 6 bestehende Feldwicklung anfangs die volle Netzspannung an, denn die Drosselspule 18 ist durch Schalter 20 kurzgeschlossen. Der Drehanodenmotor entwickelt somit ein starkes Drehmoment, und die Anode kommt schneller auf Touren.If AC voltage is applied to the autotransformer 16, the voltage from parts 5 and 6 existing field winding initially the full line voltage, because the choke coil 18 is short-circuited by switch 20. The rotating anode motor thus develops a strong torque, and the anode revs up faster.

Der den Wicklungsteil 6 durchfließende Strom erregt die Spule des Relais 10. Dieses Relais schließt infolgedessen Schalter 12. Auch, die Spule des Relais 8 wird erregt, und Schalter 13 und 32 werden somit geschlossen.The current flowing through the winding part 6 excites the coil of the relay 10. This relay consequently switch 12 closes. Also, the coil of relay 8 is energized, and switches 13 and 32 are thus closed.

Das Schließen des Schalters 32 hat zur Folge, daß der Motor 29 eingeschaltet wird und der Nocken 30 sich zu drehen beginnt. Sofort nachdem der Nocken 30 in Bewegung gekommen ist, schließt sich Schalter 33 und übernimmt die Funktion der Schalter 31 und 32.Closing the switch 32 has the consequence that the motor 29 is turned on and the Cam 30 begins to rotate. Immediately after the cam 30 has started moving, it closes switch 33 and takes over the function of switches 31 and 32.

Nach einem zuvor bestimmten Zeitverlauf von z. B. 0,8 oder 1 Sekunde, währenddessen Schalter 33 stets geschlossen bleibt, bewirkt der umlaufende Nocken 30, daß sich der Schalter 23 schließt. Dies bewirkt die Erregung der Spule des Relais 9 und somit das Schließen des Schalters 11 dieses Relais. Schalter 11, 12 und 13 sind jetzt alle drei geschlossen, so daß der Strom, der die Hochspannungsquelle in Betrieb setzt, fließen kann.After a predetermined time lapse of z. B. 0.8 or 1 second, meanwhile switch 33 remains closed, the rotating cam 30 causes the switch 23 to close. this causes the coil of the relay 9 to be excited and thus the switch 11 of this relay to close. Switches 11, 12 and 13 are now all three closed, so that the current that puts the high voltage source into operation can flow.

Auch wird durch das Relais 9 Schalter 20 geöffnet, und daher der Kurzschluß der Drosselspule 18 unterbrochen. An dieser Drosselspule, die mit der Feldwicklung 5, 6 in Reihe liegt, entsteht nun ein Spannungsabfall, um den die Arbeitsspannung des Drehanodenmotors verringert wird. Da jedoch die Drehanode inzwischen die erforderliche Umlaufgeschwindigkeit erreicht hat, darf diese Arbeitsspannung niedriger werden, und dies ist sogar erforderlich, wenn als Anlaufspannung eine höhere Spannung verwendet wird als die dauernd zulässige.The relay 9 also opens switch 20, and therefore the short circuit of the choke coil 18 interrupted. At this choke coil, which is in series with the field winding 5, 6, now arises a voltage drop by which the working voltage of the rotating anode motor is reduced. However, since the rotating anode has meanwhile reached the required speed, this working voltage may be lower, and this is even necessary, if a higher voltage than the continuously permissible one is used as the starting voltage.

Schalter 24 schließlich wird auch durch das Relais 9 geschlossen. Dies macht die Wirkung dieses Relais unabhängig von der Stellung des Schalters 23. Motor 29 setzt seinen Umlauf fort, bis Nocken 30 eine vollständige Umdrehung gemacht hat, für die er z. B. einer Zeit von 2 Sekunden bedarf. In seine Ruhelage zurückgekehrt, öffnet dieser Nocken den Schalter 33 und schaltet infolgedessen den Motor 29 aus.Finally, switch 24 is also closed by relay 9. This is what makes the effect this relay regardless of the position of switch 23.Motor 29 continues its rotation, until cam 30 has made a complete revolution, for which he z. B. a time of Takes 2 seconds. Returned to its rest position, this cam opens the switch 33 and As a result, the motor 29 switches off.

Die Röntgenröhre kann dann noch ihren Betrieb fortsetzen und wird erst zu der Zeit ausgeschaltet, zu der durch den in den Kreis der Schalter 12, 11 und 13 eingefügten Zeitschalter oder durch einen handbetätigten Schalter (beim Durchleuchten) der Strom unterbrochen wird, der die Hochspannungsquelle in Betrieb setzt. Die Dauer der Belastung der Röntgenröhre ist unabhängig von der Umdrehungszeit des Nockens 30. Die Umdrehungszahl der Drehanode nach dem Anlauf kann mittels des Abgriffes 19 eingestellt werden.The X-ray tube can then continue its operation and is only switched off at the time to the by the in the circle of switches 12, 11 and 13 inserted timer or by a manually operated switch (when candling) the Current is interrupted, which puts the high voltage source into operation. The duration of the load of the X-ray tube is independent of the rotation time of the cam 30. The number of rotations the rotating anode after start-up can be adjusted by means of the tap 19.

Im übrigen wirkt die Schaltung nach der in Fig. 2 dargestellten Skizze in gleicher Weise wie die, auf die sich Fig. 1 bezieht, und liefert die gleichen Vorteile, die damit erhalten werden.Otherwise, the circuit according to the sketch shown in FIG. 2 acts in the same way as that to which Fig. 1 relates and provides the same advantages obtained therewith.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Safety circuit for a rotating anode tube in an X-ray machine in which a relay switch actuated by the stator current and a the control current for the relay switch actuated by the voltage at the auxiliary capacitor Influence the operation of the device as well as a third relay switch, the one opposite the switch-on instant of the stator current, delayed activation of a choke coil in the stator circuit brings about, is provided, characterized in that the excitation coil of the third Relay switch is connected in parallel to the auxiliary winding of the anode stator and a pre

Direction for delayed activation of the choke coil actuated.

2. Fuse circuit according to claim i, characterized in that the device is a Is the electric motor and the third relay switch closes the actuation circuit of the motor, whereby after a predetermined time the connected in parallel to the auxiliary capacitor Relay switch operated and a short circuit in the choke coil is eliminated.

For this purpose ι sheet of drawings