JP2002093596A

JP2002093596A - 回転陽極型ｘ線管のステータコイル駆動装置

Info

Publication number: JP2002093596A
Application number: JP2000280483A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishiyama; 文雄石山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-03-29

Abstract

(57)【要約】【課題】回転陽極型Ｘ線管のロータ始動時には、その
回転立ち上がり時間が短縮され、ロータ制動時には、Ｘ
線管の不要な発熱を抑えその寿命を延長可能なステータ
コイル駆動装置を提供する。【解決手段】本発明に係るステータコイル駆動装置
は、スイッチング素子たるＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆ、こ
れらを駆動する駆動回路１２ａ〜１２ｆ、そして駆動回
路１２ａ〜１２ｆに動作タイミング信号を送り前記ＩＧ
ＢＴ１１ａ〜１１ｆのスイッチングを制御する制御回路
１３等を備えたインバータ回路１１０を備えている。回
転陽極に係合されたロータ９は、このインバータ回路１
１０の出力により直接に制御される。したがって、ロー
タ回転駆動制御は、その回転速度・トルク特性に応じた
適切なものとなり得、結果その立ち上がり時間を短縮で
きる。またロータ９の制動時には、その回転エネルギが
変換された電気エネルギを回生電力蓄積コンデンサ１４
に蓄えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、診断用Ｘ線装置等
に係り、特に当該装置の構成要素となる回転陽極型Ｘ線
管のステータコイル駆動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線発生装置におけるＸ線の発生は、例
えば、加熱されたフィラメントから放出される熱電子
を、高電圧を印加したカソード及びアノード間で加速さ
せ、これを前記アノードに衝突させることで実現されて
いる（制動Ｘ線の発生）。そして従来、前記アノードに
ついては、固定陽極型と回転陽極型と呼ばれる二類型が
提案されていた。

【０００３】「固定陽極型」とは、前記アノードが固定
されたものであり、当該アノードに対する熱電子の衝突
が所定箇所に限局されたものとなるＸ線発生装置であ
る。したがって、これによれば大きなＸ線出力を得るこ
とが困難である。しかしながら、大出力を必要としない
場合等には実用上十分であるから、例えば歯科医が利用
する口腔付近撮影用の小型の装置等に搭載されている。
その代表的なものとしては、「Ｃｏｏｌｉｄｇｅ管」と
呼称されるもの等が知られている。

【０００４】一方、「回転陽極型」とは、前記アノード
のある決められた箇所（衝撃点）に熱電子を衝突させる
とともに、当該アノードを所定の回転数により回転させ
ることで、電子衝撃面の移動を行い、その許容負荷を増
大させたＸ線発生装置である。したがって、これによれ
ば大きなＸ線出力を得ることができる。このようなＸ線
発生装置は、各種存在するＸ線を発生させる手段とし
て、いまや主流になっているといって過言でない。

【０００５】ところで、上記回転陽極型においては、上
記アノード（回転陽極）の回転を実現するため、よく知
られたブラシレスモータの構成と同様に、ステータコイ
ルとロータ等からなる回転手段が採用される。すなわ
ち、ステータコイルの駆動位相等を制御することにより
ロータを回転させ、当該ロータに係合ないし接続された
前記アノードを回転させるのである。より詳しく、この
ような、いわゆる「回転陽極型Ｘ線管のステータコイル
駆動装置」としては、従来、例えば図８に示すような構
成を有するものが提案されている。

【０００６】図８において、商用電源等の交流電源１か
ら入力された交流電圧は、整流平滑回路２で直流電圧に
変換される。整流平滑回路２から出力された直流電圧
は、インバータ回路３で再び交流電圧に変換される。こ
のとき、交流電圧の周波数は、後述のロータ９を「通常
回転」させるときは６０Hｚ、「高速回転」させるとき
は１８０Hzに設定される。

【０００７】インバータ回路３から出力される交流電圧
は、制御回路４の作用に基づいて、ステータコイルを駆
動する基本周波数よりも十分に高い１０ｋHｚないし２
０ｋHｚの周波数でパルス幅変調がかけられ、出力の交
流電圧を擬似正弦波にするとともに、進相コンデンサ５
ａ及び５ｂ及び進相コンデンサ切り替えリレー６を介し
て補助コイル８に印加される。補助コイル８に流れる電
流は、進相コンデンサ５ａ及び５ｂによって９０度進み
位相となり、これによりロータ９が回転する。

【０００８】ちなみに、上記のような進相コンデンサ５
ａ及び５ｂによる駆動（ないしは、補助コイル８に進み
位相の電流を流す制御）では、Ｘ線管の種類や回転速度
によって当該進相コンデンサ５ａ及び５ｂの容量を切り
替える必要がある。そして、この場合、複数の進相コン
デンサ５ａ及び５ｂは、上記進相コンデンサ切り替えリ
レー６等によって切り替えられて使用されることとな
る。

【０００９】一方で、ロータ９の制動時には、インバー
タ回路３が直流電圧を出力し、ステータの主コイル７に
直流電圧を印加することで、ロータ９の回転エネルギは
熱として消費される。なお、このようにロータ９を制動
する理由は、高速回転と通常回転との間に存在する機械
的振動点（共振点）を短時間で通過するためである。こ
のような制動を実施しない場合には、Ｘ線管を破損する
虞がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなステータコイル駆動装置においては、次のような
二つの問題があった。すなわち第一に、ロータ９の立ち
上がり時間が長いという点である。これは、上記進相コ
ンデンサ５ａ及び５ｂの容量が、定常回転（通常回転又
は高速回転）時の特性に合わせて決められているため、
ロータ９の始動時においては、正確に９０度位相差の電
流を流すことができないことに大きな原因がある。この
ようなロータ９の回転立ち上がり時間の遅延は、Ｘ線写
真撮影時、不必要なタイムラグを生むこととなる。ま
た、このタイムラグが極端に長いと、写真撮影のタイミ
ングを逃す等の不具合が生じる可能性もあった。

【００１１】また第二に、ロータ９を高速回転させた
後、これを上述したように制動する場合には、上記駆動
装置では、ステータコイルに直流電流を流しているた
め、ロータ９の回転エネルギはロータ９で消費され、Ｘ
線管が発熱するという問題点があった。このようなＸ線
管の発熱は、ロータ９の回転機構に悪影響を及ぼし、ま
た、Ｘ線管の寿命を縮める原因にもなる。

【００１２】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、回転陽極型Ｘ線管の
ロータの回転立ち上がり時間を短縮するとともに、ロー
タ制動時の発熱を抑えることで、Ｘ線管の不要な発熱を
抑えその寿命を延長することが可能なステータコイル駆
動装置を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために以下の手段をとった。

【００１４】すなわち、請求項１記載の回転陽極型Ｘ線
管ステータコイル装置は、直流電源に接続された三相の
インバータ回路と、該インバータ回路のスイッチング素
子を駆動する駆動回路と、前記インバータ回路のスイッ
チングタイミングを制御する制御回路と、Ｘ線管の回転
陽極に係合され前記インバータ回路の負荷たるステータ
コイルにより駆動されるロータとを備えた回転陽極型Ｘ
線管ステータコイル駆動装置であって、前記ロータの始
動時には、前記インバータ回路の動作周波数より得られ
る同期速度を、当該ロータの回転速度よりも高く設定す
ることを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項２記載の回転陽極型Ｘ線管ス
テータコイル装置は、請求項１記載の同装置と同様な構
成を備え、前記ロータの制御時には、前記インバータ回
路の動作周波数より得られる同期速度を、当該ロータの
回転速度よりも低く設定することを特徴とするものであ
る。

【００１６】さらに、請求項３記載の回転陽極型Ｘ線管
ステータコイル装置は、請求項２記載の同装置におい
て、前記ロータの制動時、当該ロータの回転エネルギを
前記直流電源に回生することを特徴とする。

【００１７】加えて、請求項４記載の回転陽極型Ｘ線管
ステータコイル装置は、請求項１乃至３のいずれかに記
載の同装置において、前記ロータが二以上備えられると
ともに、そのうちの一のロータについては主コイル及び
補助コイルが、他の一のロータについては三相巻線コイ
ルが、前記ステータコイルとして各々付設され、これら
の別に応じた位相差を有する出力電圧を得るため前記イ
ンバータ回路の出力態様を切り替える切替手段を備えた
ことを特徴とするものである。

【００１８】最後に、請求項５記載の回転陽極型Ｘ線管
ステータコイル装置は、請求項１乃至４のいずれかに記
載の同装置において、前記直流電源として、交流電源を
有するＸ線高電圧装置のＡＣ／ＤＣ変換回路により変換
された主インバータ用直流電源を利用することを特徴と
するものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の第一の実施の
形態について図を参照しつつ説明する。図１は、本第一
実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管ステータコイル駆動装
置（以下、単に「ステータコイル駆動装置」と略す）Ｓ
Ｄの構成例を示す概要図である。なお、図１を初め、以
下の説明で参照する図面においては、図８に示した対象
と同一の対象を指し示す場合、図８におけるのと同一の
符合を使用することとする。

【００２０】図１において、ステータコイル駆動装置Ｓ
Ｄは、ステータコイルを構成する主コイル７及び補助コ
イル８、そして、これら主・補助コイル７及び８の作用
により回転するロータ９を備えている。このロータ９に
は、すぐ後に述べる回転陽極１００Ａが係合される。こ
れらの構成及び該構成に基づく当該回路の作用は、図８
を参照して説明したのと略同様である。なお、図１にお
いては、直流電源Ｄが備えられているが、これは図８に
おける整流平滑回路２以降得られる直流電力と同視して
差し支えない。

【００２１】上記回転陽極を含む回転陽極型Ｘ線管の構
成例は、例えば図２に示すようなものである。この図に
おいて、Ｘ線管１００には、傘型の形状とされた回転陽
極１００Ａ及びカソード１００Ｃが備えられている。こ
れら回転陽極１００Ａ及びカソード１００Ｃ間には高電
圧の印加が可能となっている。また、これらのうち回転
陽極１００Ａは、図２に示すように、ベアリング１０１
に回転自在に支持された前記ロータ９に係合されてい
る。一方、本Ｘ線管１００には、回転陽極１００Ａ及び
カソード１００Ｃ間の空間に導入される熱電子を発生さ
せるため、図示しないフィラメントが備えられている。

【００２２】このようなＸ線管１００において、Ｘ線は
次のように発生する。すなわち、上記フィラメントから
放出された熱電子が、カソード１００Ｃ及び回転陽極１
００Ａ間に印加された高電圧により加速され、回転陽極
１００Ａの衝撃点Ｐに打ち込まれることにより、Ｘ線は
発生する（制動Ｘ線）。この際、上記回転陽極１００Ａ
は、図中矢印に示すように、傘の「柄」に該当するシャ
フト部１０２を軸として高速で回転し、上記衝撃点Ｐを
当該傘形状の「周囲」辺縁部において時々刻々移動さ
せ、また、熱の拡散を促す。これにより、大出力Ｘ線の
発生を達成することが可能となる。

【００２３】なお、回転陽極１００Ａの回転は、上述し
たように、当該陽極１００Ａが、主コイル７及び補助コ
イル８の作用によって回転するロータ９とともに回転す
ることにより実現する。また、本第一実施形態において
は、回転陽極１００Ａを、「通常回転」及び「高速回
転」の二種の「定常状態」で動作（回転）させることを
想定する。

【００２４】ちなみに、これら通常回転又は高速回転の
別が設けられるのは、Ｘ線発生装置の発展に伴う歴史的
な所産であり、本発明において本質的な意味を有さな
い。つまり、本発明においては上記の他、多段階の回転
速度変更が行い得るような構成としてもよいし、逆に、
回転速度の変更を行わない構成としてもよい。

【００２５】さて本題に戻り、本第一実施形態に係る図
１が、従来例と異なるのは、図８との対比から明らかな
ように、当該図８の構成では、直流電圧を単に、上記し
た通常又は高速の二種の回転速度に応じた周波数（６０
Ｈｚ又は１８０Ｈｚ）の交流電圧に変換させるためのイ
ンバータ回路３と進相コンデンサ５ａ及び５ｂを備えて
いたのに代えて、図１の構成では、スイッチング素子た
る絶縁ゲートバイポーラモードトランジスタ（以下、
「ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐｏ
ｌａｒ mode Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）」と略す）１１
ａ〜１１ｆにより構成された三相ブリッジ回路となるイ
ンバータ回路１１０が備えられている点にある。ここ
に、「ＩＧＢＴ」とは、よく知られているように、パワ
ーＭＯＳ−ＦＥＴとバイポーラトランジスタの構造を併
せ持つスイッチング素子である。なお、本発明において
は、上記ＩＧＢＴの他、単なるＭＯＳ−ＦＥＴ等その他
種々のスイッチング素子を採用してよい。

【００２６】上記インバータ回路１１０は、図１に示す
ように、上記直流電源Ｄに接続されている。また、ＩＧ
ＢＴ１１ａ〜１１ｆにはＩＧＢＴドライブ回路（駆動回
路）１２ａ〜１２ｆが接続され、また、これらＩＧＢＴ
ドライブ回路１２ａ〜１２ｆには制御回路１３が接続さ
れている。インバータ回路１１０中のＩＧＢＴ１１ａ〜
１１ｆは、制御回路１３が発する動作タイミング信号を
受けたＩＧＢＴドライブ回路１２ａ〜１２ｆにより、そ
れぞれ駆動（スイッチングタイミングが制御）される。
この際、制御回路１３により、インバータ回路１１０全
体としての出力電圧と位相とが制御される。

【００２７】すなわち図１においては、ステータの補助
コイル８に、主コイル７に対して９０度位相の進んだ交
流電圧を印加するにあたり、これを従来のようにインバ
ータ回路３後段に備えられた進相コンデンサ５ａ及び５
ｂの作用によるのではなく、上記ＩＧＢＴ１１ａ〜１１
ｆ等からなるインバータ回路１１０の制御された出力に
よって、直接に、進み位相の交流電圧を印加することに
なる。

【００２８】なお、インバータ回路１１０の出力周波数
は、通常回転の定常時のとき６０Ｈｚ、高速回転の定常
時とのき１８０Ｈｚとされるが、ＩＧＢＴ１１ａ〜１１
ｆは、これらの周波数よりも十分高い周波数、例えば１
０ｋＨｚないし２０ｋＨｚでスイッチング動作を行い、
パルス幅を変えることで（ＰＷＭ（Pulse Width Modula
tion））、出力電圧を変化させる。

【００２９】また、本第一実施形態に係る図１は、上記
ＩＧＢＴ１１ａ〜１１ｆの他、図８との対比から分かる
ように、回生電力蓄積コンデンサ１４を備えている点で
異なる。この回生電力蓄積コンデンサ１４は、回転陽極
１０Ａないしロータ９の制動時、当該ロータ９と上記主
コイル７及び補助コイル８との間で発生する起電力に基
づく電力を蓄えるために設けられている。この起電力の
発生は、通常のモータにあってもよく知られているよう
に、ロータの回転エネルギが電気エネルギに変換される
ことによるものである。

【００３０】上記構成例となる本第一実施形態のステー
タコイル駆動装置ＳＤの作用効果は、以下のようにな
る。

【００３１】すなわちまず、ロータ９を回転させるため
には、上述したように、インバータ回路１１０の出力を
制御して、補助コイル８に対し、主コイル７から９０度
位相の進んだ交流電圧を直接に印加する。ただ、本第一
実施形態においては、補助コイル８に対する電圧印加に
ついて、ロータ９に対する同期速度を徐々に上げていく
ような制御を実施する。

【００３２】図３は、始動時におけるロータ９の回転速
度Ｎと同期速度Ｎｓとの関係を表したものである。この
図に示すように、本第一実施形態においては、ロータの
回転速度Ｎよりも早い同期速度Ｎｓでインバータ回路１
１０を運転し、ロータ９の回転を引き上げるようにす
る。このようにすることで、ロータ９の回転トルクを大
きくとることができ、その回転立ち上がり時間を短縮す
ることができる。

【００３３】このことをより詳細に、図４に示すロータ
９の回転速度とトルクとの一般的な関係を示すグラフを
用いて説明する。この図によれば、ロータ９の回転速度
ＮとトルクＴとの関係ないし両者の特性は、一般に、最
大回転速度付近に極大点Ｋを有する曲線Ｚのようなもの
となる。したがって、同期速度Ｎｓを、例えば図４に示
す原点Ｏから順次上昇させていくような制御を実施する
と、図４に併せて示すような回転速度・トルク特性曲線
Ｚ１、Ｚ２、…、Ｚが時々刻々実現されつつ、ロータ９
は次第にその回転を高めていくことになる。

【００３４】つまり、同期速度Ｎｓを、ロータ９のトル
クＴが上記各特性曲線Ｚ１、Ｚ２、…、Ｚにおける極大
点Ｋ１、Ｋ２、…、Ｋに一致ないしは一致する直前又は
直後に上昇させていくような調整・制御を実施すれば、
ロータ９は、その都度都度の最大トルクで回転力が加え
られていくことになるから、回転速度を効率よく高めて
いくことが可能となる。図３に示した同期速度Ｎｓとロ
ータ９の回転速度Ｎの関係は、いま述べたような背景を
有するものであり、また、ロータ９の立ち上がり時間が
短縮されるのは、このような事情に基づく。

【００３５】一方、ロータ９の制動を実施する場合は、
ロータ９の回転速度Ｎと同期速度Ｎｓとが、図５に示す
ような関係になるような制御を実施する。すなわち、同
期速度Ｎｓを、回転速度Ｎよりも低くすることで、ロー
タ９の回転エネルギを電気エネルギとして直流電源に回
生する。この発生した電力は、図１に示した回生電力蓄
積コンデンサ１４に蓄えられることになる。なお、ロー
タ９の回転が定常回転付近まで低下したならば、インバ
ータ回路１１０の動作を停止させロータ９を空転させ
る。

【００３６】このように本第一実施形態によれば、補助
コイル８に流れる電流の位相差を、従来のように進相コ
ンデンサによらず、インバータ回路１１０で直接発生さ
せるため、ロータ９の回転が定常値に達する途上におい
ても、確実な位相差の電流を供給することが可能とな
り、トルク低下が起こらず始動特性を改善できる。

【００３７】また、ロータ９の制動時には、その回転エ
ネルギが電気エネルギに変換されて回生電力蓄積コンデ
ンサ１４に蓄えられることにより、省エネルギ効果が得
られるとともに、従来のように、Ｘ線管１００の発熱に
より損傷させるおそれがない。

【００３８】以下では、本発明の第二の実施形態につい
て説明する。図６は、本第二実施形態に係る構成例を示
す概要図である。この図において、上記第一実施形態と
異なるのは、三相交流電源１５、整流回路１６、平滑コ
ンデンサ１７ａ〜１７ｎ、主インバータ１８等を備えた
Ｘ線高電圧装置が示されている点にある。なお、これら
三相交流電源１５、整流回路１６及び平滑コンデンサ１
７ａ〜１７ｎは、図８における交流電源１及び整流平滑
回路２とその作用を同様とするものである。また、これ
ら三者は、本発明にいう「ＡＣ／ＤＣ変換回路」に該当
する。

【００３９】すなわち、図６は、図１に示したステータ
コイル駆動装置ＳＤにおける直流電源Ｄとして、Ｘ線高
電圧装置の主インバータ１８用直流電源を使用する具体
例を示したものである。

【００４０】ここでは、図６に示される主インバータ１
８以降の構成について若干説明しておく。主インバータ
回路１８は、電力制御回路１８１のａ信号により動作を
開始し、整流回路１６及び平滑コンデンサ１７ａ〜１７
ｎを経て入力された直流電圧を、交流電圧に変換する。
この交流電圧は、高電圧トランス１８２の一次巻線に入
力される。高電圧トランス１８２で昇圧された交流電圧
は、二次巻線から出力され、高圧整流回路１８３ａ及び
１８３ｂにより整流されて高圧の直流電圧となる。この
とき、高圧整流回路１８３ａ側にはプラスの高圧が、ま
た、高圧整流回路１８３ｂ側にはマイナスの高圧が得ら
れる。そして、この直流電圧は、高圧ケーブルの浮遊容
量１８４ａ及び１８４ｂにより平滑化され、上記したＸ
線管１００の回転陽極１００Ａとカソード１００Ｃに印
加される。

【００４１】一方、電力制御回路１８１のｂ信号により
フィラメント加熱回路１８５が作動すると、該回路１８
５は交流電圧を発生し、フィラメントトランス１８６の
一次巻線を励磁する。フィラメントトランス１８６に電
流が流れると、フィラメントから熱電子が放出される。
以下は、上述したように、この熱電子がＸ線管１００に
おける回転陽極１００Ａとカソード１００Ｃ間で加速さ
れ、該回転陽極１００Ａに衝突することで、制動Ｘ線が
発生する。

【００４２】このような構成によれば、次のような効果
が得られる。すなわち、ロータ９の制動時は、上記第一
実施形態で述べたように、その回転エネルギを直流電源
に回生するため、上記回生電力蓄積コンデンサ１４の容
量が少ないと、当該コンデンサ１４の端子電圧が回生電
流により上昇し、許容電圧を超えてしまうおそれがあ
る。これを回避するには、別途、放電回路等を設けなけ
ればならない。

【００４３】この点、本第二実施形態のように、直流電
源として、非常に大きな容量を有する平滑コンデンサ１
７ａ〜１７ｎを備えたＸ線高電圧装置の主インバータ１
８用直流電源を、ステータコイルの駆動装置ＳＤの直流
電源として兼ねることで、上記放電回路等を設けなくて
も、回生した電力を吸収することができる。つまり、平
滑コンデンサ１７ａ〜１７ｎが、図１における回生電力
蓄積コンデンサ１４に相当する作用を発揮することにな
る。さらに、直流電源回路を主インバータ１８回路と兼
用することで、回路が簡素化されるとともに、回生した
エネルギをＸ線発生エネルギとして再利用することも可
能になる。

【００４４】以下では、本発明の第三の実施形態につい
て説明する。本第三実施形態は、図７に示すように、動
作モード切り替えスイッチ２１をステータコイル駆動装
置ＳＤに接続し、出力動作モードを切り替えられるよう
にしたものである。

【００４５】動作モード切り替えスイッチ２１がＯＦＦ
の場合には、９０度位相差の交流電圧を発生するモード
で動作する。この場合は、補助コイル８に印加する電圧
を、主コイル７に対して位相を９０度進める。

【００４６】また、動作モード切り替えスイッチ２１を
ＯＮにすると、三相巻線ステータコイル２４、２５及び
２６を備えたＸ線管のロータ９を回転させることができ
る。三相巻線コイル２４、２５及び２６を駆動する場合
には、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の順に１２０度ずつ位相のずれた交
流電圧を発生させる。なお、三相巻線コイル２４、２５
及び２６の結線は、図のようなデルタ配線でも、また、
スター配線でもよい。

【００４７】このような構成例となるステータコイル駆
動装置ＳＤを利用すれば、特に、多機能Ｘ線装置につい
て効果的である。ここに、多機能Ｘ線装置とは、例えば
一つのシステムで、血管造影を行う循環器診断と、骨折
部位等の撮影を行う一般診断との両機能が実現できるＸ
線装置等を想定している。そして、このような場合にお
いては、高出力用Ｘ線管又は低出力用Ｘ線管、というよ
うにＸ線管が二つ以上設けられる場合があり、また、前
者の高出力用Ｘ線管に対しては、大電力の供給が容易で
ある等の理由から、そのロータ９を回転させるための機
構としては三相装置によるのが好ましい。

【００４８】ここまで述べたことから明らかなように、
本第三実施形態におけるステータコイル駆動装置によれ
ば、上記高出力用Ｘ線管に対しては、スイッチ２１をＯ
Ｎにし、低出力用Ｘ線管に対してはスイッチ２１をＯＦ
Ｆとするような構成ないし制御を実現すれば、より適切
な制御となることが明らかである。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のステータ
コイル駆動装置によれば、ステータコイルをスイッチン
グ素子から構成されたインバータ回路により直接に駆動
・制御することにより、ロータの立ち上がり時間を短縮
できるとともに、ロータ制動時の発熱を抑えることがで
き、結果、Ｘ線管の寿命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係るステータコイ
ル駆動装置の構成例を示す概要図である。

【図２】回転陽極型Ｘ線管の構成例を示す概要図であ
る。

【図３】始動時におけるロータの回転速度Ｎと同期速
度Ｎｓとの関係を示すグラフである。

【図４】ロータの回転速度とそのトルクとの一般的な
関係を示すグラフである。

【図５】制動時におけるロータの回転速度Ｎと同期速
度Ｎｓとの関係を示すグラフである。

【図６】本発明の第二実施形態に係るステータコイル
駆動装置の構成例を示す概要図である。

【図７】本発明の第三実施形態に係るステータコイル
駆動装置の構成例を示す概要図である。

【図８】従来のステータコイル駆動装置の構成例を示
す概要図である。

【符号の説明】

１交流電源２整流平滑回路３インバータ回路４制御回路５ａ及び５ｂ進相コンデンサ６進相コンデンサ切り替えリレー７主コイル８補助コイル９ロータＳＤ回転陽極型Ｘ線管ステータコイル駆動装置Ｄ直流電源１１０インバータ回路１１ａ〜１１ｆ絶縁ゲートバイポーラモードトランジ
スタ（ＩＧＢＴ）１２ａ〜１２ｆＩＧＢＴドライブ回路（駆動回路）１３制御回路１４回生電力蓄積コンデンサ１５三相交流電源１６整流回路１７ａ〜１７ｎ平滑コンデンサ１８主インバータ２１動作モード切り替えスイッチ２４、２５及び２６三相巻線ステータコイル１００Ｘ線管１００Ａ回転陽極１００Ｃカソード１０１ベアリング１０２シャフト部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源に接続された三相のインバータ
回路と、該インバータ回路のスイッチング素子を駆動す
る駆動回路と、前記インバータ回路のスイッチングタイ
ミングを制御する制御回路と、Ｘ線管の回転陽極に係合
され前記インバータ回路の負荷たるステータコイルによ
り駆動されるロータとを備えた回転陽極型Ｘ線管ステー
タコイル駆動装置であって、前記ロータの始動時には、前記インバータ回路の動作周
波数より得られる同期速度を、当該ロータの回転速度よ
りも高く設定することを特徴とする回転陽極型Ｘ線管ス
テータコイル駆動装置。
【請求項２】直流電源に接続された三相のインバータ
回路と、該インバータ回路のスイッチング素子を駆動す
る駆動回路と、前記インバータ回路のスイッチングタイ
ミングを制御する制御回路と、Ｘ線管の回転陽極に係合
され前記インバータ回路の負荷たるステータコイルによ
り駆動されるロータとを備えた回転陽極型Ｘ線管ステー
タコイル駆動装置であって、前記ロータの制御時には、前記インバータ回路の動作周
波数より得られる同期速度を、当該ロータの回転速度よ
りも低く設定することを特徴とする回転陽極型Ｘ線管の
ステータコイル駆動装置。
【請求項３】前記ロータの制動時、当該ロータの回転
エネルギを前記直流電源に回生することを特徴とする請
求項２記載の回転陽極型Ｘ線管のステータコイル駆動装
置。
【請求項４】前記ロータが二以上備えられるととも
に、そのうちの一のロータについては主コイル及び補助
コイルが、他の一のロータについては三相巻線コイル
が、前記ステータコイルとして各々付設され、これらの別に応じた位相差を有する出力電圧を得るため
前記インバータ回路の出力態様を切り替える切替手段を
備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の回転陽極型Ｘ線管のステータコイル駆動装置。
【請求項５】前記直流電源として、交流電源を有する
Ｘ線高電圧装置のＡＣ／ＤＣ変換回路により変換された
主インバータ用直流電源を利用することを特徴とする請
求項１乃至４のいずれかに記載の回転陽極型Ｘ線管のス
テータコイル駆動装置。