JPH01112700A - インバータ式x線装置 - Google Patents
インバータ式x線装置Info
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- JPH01112700A JPH01112700A JP62268110A JP26811087A JPH01112700A JP H01112700 A JPH01112700 A JP H01112700A JP 62268110 A JP62268110 A JP 62268110A JP 26811087 A JP26811087 A JP 26811087A JP H01112700 A JPH01112700 A JP H01112700A
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Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、インバータを具偏したX線装置に関し、特に
インバータの出力交流電圧を昇圧する高圧変圧器の鉄心
の偏磁化を防止することができるインバータ式X線装置
に関する。
インバータの出力交流電圧を昇圧する高圧変圧器の鉄心
の偏磁化を防止することができるインバータ式X線装置
に関する。
従来のインバータ式X線装置は、第6図に示すように、
直流電圧源1と、四つのスイッチング素子2,3,4.
5及びこれらのスイッチング素子2〜5にそれぞれ逆並
列接続された6、7,8゜9から成り上記直流電圧源1
の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ10と、こ
のインバータ10のスイッチング素子2〜5をそれぞれ
動作させる四つの駆動回路11,12,13.14と、
これらのルy動回路11〜14に制御信号を送出するイ
ンバータ制御回路15と、上記インバータ10の出力交
流電圧を昇圧する高圧変圧器16と、この高圧変圧器1
6の出力を直流に変換する高圧整流器17と、この高圧
整流器17の出力直流電圧を印加される負荷としてのX
線管18とを有して成っていた。
直流電圧源1と、四つのスイッチング素子2,3,4.
5及びこれらのスイッチング素子2〜5にそれぞれ逆並
列接続された6、7,8゜9から成り上記直流電圧源1
の出力電圧を交流電圧に変換するインバータ10と、こ
のインバータ10のスイッチング素子2〜5をそれぞれ
動作させる四つの駆動回路11,12,13.14と、
これらのルy動回路11〜14に制御信号を送出するイ
ンバータ制御回路15と、上記インバータ10の出力交
流電圧を昇圧する高圧変圧器16と、この高圧変圧器1
6の出力を直流に変換する高圧整流器17と、この高圧
整流器17の出力直流電圧を印加される負荷としてのX
線管18とを有して成っていた。
ここで、一般に、変圧器の一次側に交流電圧を印加する
場合、前回の負荷に対する電圧遮断時の最終の交流パル
スの方向と1次に負荷に電圧を印加する際の最初の交流
パルスの方向とを同一として投入をする(これを「同一
位相投入」という)と、電圧印加時の変圧器鉄心の励磁
方向が前回の電圧遮断時と同一方向となる。このとき、
変圧器鉄心には前回の電圧遮断時の交流パルス方向で定
まる励磁方向に応じた残留磁化が存在し、次に印加する
電圧の最初の交流パルスが前回の電圧遮断時と同一位相
の場合、上記変圧器鉄心は容易に飽和状態となり、過大
な励磁電流が流れる。このため、変圧器の一次側のスイ
ッチング素子が過大電流により破損したり、変圧器の二
次側電圧が降下するという偏磁化現象が起こる。
場合、前回の負荷に対する電圧遮断時の最終の交流パル
スの方向と1次に負荷に電圧を印加する際の最初の交流
パルスの方向とを同一として投入をする(これを「同一
位相投入」という)と、電圧印加時の変圧器鉄心の励磁
方向が前回の電圧遮断時と同一方向となる。このとき、
変圧器鉄心には前回の電圧遮断時の交流パルス方向で定
まる励磁方向に応じた残留磁化が存在し、次に印加する
電圧の最初の交流パルスが前回の電圧遮断時と同一位相
の場合、上記変圧器鉄心は容易に飽和状態となり、過大
な励磁電流が流れる。このため、変圧器の一次側のスイ
ッチング素子が過大電流により破損したり、変圧器の二
次側電圧が降下するという偏磁化現象が起こる。
このような変圧器鉄心の磁気飽和による偏磁化現象を防
止するために、第6図に示す従来のインバータ式X線装
置においては、電圧遮断時の交流パルスの方向と、次回
の電圧印加時の交流パルスの方向とが逆方向になるよう
に投入位相を設定しておき、前回の電圧遮断時の変圧器
鉄心の励磁方向と逆の励磁方向から次回の投入をする(
これを「逆位相投入」という)ことが行われていた。
止するために、第6図に示す従来のインバータ式X線装
置においては、電圧遮断時の交流パルスの方向と、次回
の電圧印加時の交流パルスの方向とが逆方向になるよう
に投入位相を設定しておき、前回の電圧遮断時の変圧器
鉄心の励磁方向と逆の励磁方向から次回の投入をする(
これを「逆位相投入」という)ことが行われていた。
このような逆位相投入をした場合の高圧変圧器16の入
力電圧Vinの波形とその鉄心の磁束密度の変化を示す
と、第7図及び第8図のようになる。
力電圧Vinの波形とその鉄心の磁束密度の変化を示す
と、第7図及び第8図のようになる。
まず、第7図はインバータ10が停止して高圧変圧器1
6の入力電圧Vinを遮断した位相がインバータ動作周
期の0°または180°の場合の状態を示している。例
えば、第7図(a)に示すように時刻t1にて遮断位相
180°で遮断した場合、高圧変圧器16の鉄心の残留
磁束密度は同図(b)に示すように印加電圧値で定まる
最大値十Bmになる。次に、時刻t2でインバータ10
を動作させて高圧変圧器16に入力電圧Vinを印加す
る。
6の入力電圧Vinを遮断した位相がインバータ動作周
期の0°または180°の場合の状態を示している。例
えば、第7図(a)に示すように時刻t1にて遮断位相
180°で遮断した場合、高圧変圧器16の鉄心の残留
磁束密度は同図(b)に示すように印加電圧値で定まる
最大値十Bmになる。次に、時刻t2でインバータ10
を動作させて高圧変圧器16に入力電圧Vinを印加す
る。
このとき、投入位相は逆位相投入であるから、第7図(
a)に示すように180°から投入する。
a)に示すように180°から投入する。
この場合は、同図(b)に示すように、磁束密度は上記
の最大値十Bmから減少する方向であり。
の最大値十Bmから減少する方向であり。
時刻t、で負の最大値−Bmになる。以後は、+Bmと
−Bmとの間を変化し、最大値の変動はない。
−Bmとの間を変化し、最大値の変動はない。
次に、第8図はインバータ10が停止して高圧変圧器1
6の入力電圧Vinを遮断した位相がインバータ動作周
期の0°または180°ではなく、任意の位相の場合を
示している。例えば、第8図(a)に示すように時刻t
4にて遮断位相90゜で遮断した場合、高圧変圧器16
の鉄心の残留磁束密度は同図(b)に示すようにtt
OI+となる。
6の入力電圧Vinを遮断した位相がインバータ動作周
期の0°または180°ではなく、任意の位相の場合を
示している。例えば、第8図(a)に示すように時刻t
4にて遮断位相90゜で遮断した場合、高圧変圧器16
の鉄心の残留磁束密度は同図(b)に示すようにtt
OI+となる。
次に、時刻t5でインバータ10を動作させて高圧変圧
器16に入力電圧Vinを印加する。このとき、投入位
相は逆位相投入であるから、第8図(a)に示すように
180’から投入する。この場合、同図(b)に示すよ
うに、磁束密度は残留磁束を打ち消す方向で増大し1時
刻1Gで負側の最大値となる。その値は、定常時の最大
値−Bmの2倍で、−2Bmとなる。ここで、高圧変圧
器16の鉄心の飽和磁束密度をBsとすると、Bs<
2 B mである場合には上記鉄心は磁気飽和を生じ、
上記高圧変圧器16は空心リアクトルと等価になり、過
大な励磁電流が流れる。さらに、インバータ動作周期の
1周期後の時刻1sにおいて再び磁束密度は大きくなる
。このように、偏磁化現象はインバータ動作周期毎に現
われ、最大磁束密度は系統のインピーダンスにより減衰
し、最終的には定常時の最大値B’mになる。
器16に入力電圧Vinを印加する。このとき、投入位
相は逆位相投入であるから、第8図(a)に示すように
180’から投入する。この場合、同図(b)に示すよ
うに、磁束密度は残留磁束を打ち消す方向で増大し1時
刻1Gで負側の最大値となる。その値は、定常時の最大
値−Bmの2倍で、−2Bmとなる。ここで、高圧変圧
器16の鉄心の飽和磁束密度をBsとすると、Bs<
2 B mである場合には上記鉄心は磁気飽和を生じ、
上記高圧変圧器16は空心リアクトルと等価になり、過
大な励磁電流が流れる。さらに、インバータ動作周期の
1周期後の時刻1sにおいて再び磁束密度は大きくなる
。このように、偏磁化現象はインバータ動作周期毎に現
われ、最大磁束密度は系統のインピーダンスにより減衰
し、最終的には定常時の最大値B’mになる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような従来のインバータ式X線装置においては、第
7図に示すように、インバータ動作周期のOoまたは1
80°で高圧変圧器16の入力電圧Vinを遮断するこ
とにより、鉄心の偏磁化gl象を防止することができる
が、第8図に示すように、インバータ動作周期のOoま
たは180°以外の任意の位相で高圧変圧器16の入力
電圧Vinを遮断した場合は、単純に逆位相投入をする
だけでは鉄心の偏磁化現象を防止することはできないも
のであった。従って、通常は0°または180°で高圧
変圧器16の入力電圧Vinを遮断することにより鉄心
の偏磁化現象を防止することとなり、インバータ式X線
装置の大きな特徴である任意位相遮断が可能である点を
犠牲にすることがあった。
7図に示すように、インバータ動作周期のOoまたは1
80°で高圧変圧器16の入力電圧Vinを遮断するこ
とにより、鉄心の偏磁化gl象を防止することができる
が、第8図に示すように、インバータ動作周期のOoま
たは180°以外の任意の位相で高圧変圧器16の入力
電圧Vinを遮断した場合は、単純に逆位相投入をする
だけでは鉄心の偏磁化現象を防止することはできないも
のであった。従って、通常は0°または180°で高圧
変圧器16の入力電圧Vinを遮断することにより鉄心
の偏磁化現象を防止することとなり、インバータ式X線
装置の大きな特徴である任意位相遮断が可能である点を
犠牲にすることがあった。
これでは、インバータ式X線装置の有用性を著しく低下
させるものであった。
させるものであった。
そこで、本発明は、このような問題点を解決することが
できるインバータ式X線装置を提供することを目的とす
る。
できるインバータ式X線装置を提供することを目的とす
る。
上記の問題点を解決する本発明の手段は、直流電圧源と
、この直流電圧源の出力電圧を交流電圧に変換するイン
バータと、このインバータのスイッチング素子を動作さ
せる駆動回路と、この駆動回路に制御信号を送出するイ
ンバータ制御回路と、上記インバータの出力交流電圧を
昇圧する高圧変圧器と、この高圧変圧器の出力を直流に
変換する高圧整流器と、この高圧整流器の出力直流電圧
を印加されるX線管とを有してなるインバータ式X線装
置において、上記インバータ制御回路に対しインバータ
の動作期間を決定して動作信号を送出する部分に、上記
高圧変圧器に入力する電圧の任意の遮断位相における高
圧変圧器の鉄心の残留磁束密度に対してその残留磁束密
度を打ち消す方向に同一の磁束密度を発生させる電圧の
投入位相を決定すると共に電圧遮断後もその投入位相を
記憶する投入位相信号発生部を設け、この投入位相信号
発生部からの投入位相信号により上記インバータ制御回
路に動作信号を送出して次回のインバータの投入を制御
するようにしたインバータ式X線装置によってなされる
。
、この直流電圧源の出力電圧を交流電圧に変換するイン
バータと、このインバータのスイッチング素子を動作さ
せる駆動回路と、この駆動回路に制御信号を送出するイ
ンバータ制御回路と、上記インバータの出力交流電圧を
昇圧する高圧変圧器と、この高圧変圧器の出力を直流に
変換する高圧整流器と、この高圧整流器の出力直流電圧
を印加されるX線管とを有してなるインバータ式X線装
置において、上記インバータ制御回路に対しインバータ
の動作期間を決定して動作信号を送出する部分に、上記
高圧変圧器に入力する電圧の任意の遮断位相における高
圧変圧器の鉄心の残留磁束密度に対してその残留磁束密
度を打ち消す方向に同一の磁束密度を発生させる電圧の
投入位相を決定すると共に電圧遮断後もその投入位相を
記憶する投入位相信号発生部を設け、この投入位相信号
発生部からの投入位相信号により上記インバータ制御回
路に動作信号を送出して次回のインバータの投入を制御
するようにしたインバータ式X線装置によってなされる
。
このように構成されたインバータ式X線装置は、インバ
ータ制御回路に対しインバータの動作周期を決定して動
作信号を送出する部分に設けられた投入位相信号発生部
により、高圧変圧器に入力する電圧の任意の遮断位相に
おけるその高圧変圧器の鉄心の残留磁束密度に対し、そ
の残留磁束密度を打ち消す方向に同一の磁束密度を発生
させる電圧の投入位相を決定すると共に、電圧遮断後も
その投入位相信号を記憶しておく。そして、上記投入位
相信号発生部からの投入位相信号により上記インバータ
制御回路に動作信号を送出して次回のインバータの投入
を制御するものである。
ータ制御回路に対しインバータの動作周期を決定して動
作信号を送出する部分に設けられた投入位相信号発生部
により、高圧変圧器に入力する電圧の任意の遮断位相に
おけるその高圧変圧器の鉄心の残留磁束密度に対し、そ
の残留磁束密度を打ち消す方向に同一の磁束密度を発生
させる電圧の投入位相を決定すると共に、電圧遮断後も
その投入位相信号を記憶しておく。そして、上記投入位
相信号発生部からの投入位相信号により上記インバータ
制御回路に動作信号を送出して次回のインバータの投入
を制御するものである。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第1図は本発明によるインバータ式X線装置の実施例を
示す回路図である。このインバータ式X線装置は、X線
管に印加すべき高電圧を得るもので、第1図に示すよう
に、直流電圧源1と、インバータ10と、駆動回路11
,12,13,14と、インバータ制御回路15と、高
圧変圧器16と、高圧整流器17と、X線管18とを有
している。
示す回路図である。このインバータ式X線装置は、X線
管に印加すべき高電圧を得るもので、第1図に示すよう
に、直流電圧源1と、インバータ10と、駆動回路11
,12,13,14と、インバータ制御回路15と、高
圧変圧器16と、高圧整流器17と、X線管18とを有
している。
上記直流電圧源1は、直流電圧を供給するもの′で、例
えば商用交流電源と整流器とを組み合わせてなる。イン
バータ10は、上記直流電圧源1の出力電圧を交流電圧
に変換するもので、四つのスイッチング素子2,3,4
,5及びこれらのスイッチング素子2〜5にそれぞれ逆
並列接続されたフライホイールダイオード6.7,8.
9からなる。駆動回路11〜14は、上記インバータ1
0のスイッチング素子2〜5をそれぞれ動作させるもの
で、各スイッチング素子2〜5に対応してそれぞれ一つ
ずつ合計口つ設けられている。インバータ制御回路15
は、上記駆動回路11〜14にそれぞれ制御信号D工、
D2を送出するものである。
えば商用交流電源と整流器とを組み合わせてなる。イン
バータ10は、上記直流電圧源1の出力電圧を交流電圧
に変換するもので、四つのスイッチング素子2,3,4
,5及びこれらのスイッチング素子2〜5にそれぞれ逆
並列接続されたフライホイールダイオード6.7,8.
9からなる。駆動回路11〜14は、上記インバータ1
0のスイッチング素子2〜5をそれぞれ動作させるもの
で、各スイッチング素子2〜5に対応してそれぞれ一つ
ずつ合計口つ設けられている。インバータ制御回路15
は、上記駆動回路11〜14にそれぞれ制御信号D工、
D2を送出するものである。
高圧変圧器16は、上記インバータ10の出力交流電圧
を昇圧するものである。また、高圧整流器17は、上記
高圧変圧器16の出力を直流に変換するものである。さ
らに、X線管18は、上記高圧整流器17の出力直流電
圧を印加される負荷である、 そして、上記インバータ制御回路15及び四つのスイッ
チング素子2〜5にそれぞれ接続された駆動回路11〜
14により、第一のスイッチング素子2と第四のスイッ
チング素子5の組、または第二のスイッチング素子3と
第三のスイッチング素子4の組の二対を互いに相補的に
動作させることによって、高圧変圧器16の一次側巻線
に交流電圧を発生させ、この交流電圧(Vin)を該高
圧変圧器16で昇圧した後、高圧整流器17で直流に変
換し、負荷としてのX線管18に印加する。
を昇圧するものである。また、高圧整流器17は、上記
高圧変圧器16の出力を直流に変換するものである。さ
らに、X線管18は、上記高圧整流器17の出力直流電
圧を印加される負荷である、 そして、上記インバータ制御回路15及び四つのスイッ
チング素子2〜5にそれぞれ接続された駆動回路11〜
14により、第一のスイッチング素子2と第四のスイッ
チング素子5の組、または第二のスイッチング素子3と
第三のスイッチング素子4の組の二対を互いに相補的に
動作させることによって、高圧変圧器16の一次側巻線
に交流電圧を発生させ、この交流電圧(Vin)を該高
圧変圧器16で昇圧した後、高圧整流器17で直流に変
換し、負荷としてのX線管18に印加する。
ここで、本発明においては、上記インバータ制御回路1
5に対しインバータ10の動作期間を決定して動作信号
を送出する動作信号生成部19内に、投入位相信号発生
部20が設けられている。
5に対しインバータ10の動作期間を決定して動作信号
を送出する動作信号生成部19内に、投入位相信号発生
部20が設けられている。
上記動作信号生成部19は、インバータ10の動作周波
数よりはるかに高い周波数の信号を発生する第一の発振
器21の出力信号からインバータ動作周波数の信号を発
生させる第二の発振器22と、投入位相信号発生部20
からの信号を受けてX線曝射時間を設定するタイマ24
を動作させる同期投入部23と、この同期投入部23か
らの信号を受けて予め設定された撮影時間の積算をする
タイマ24と、上記第二の発振器22からのインバータ
動作周波数を入力してタイマ積算終了しインバータ10
が停止する位相に同期した信号を発生する遮断位相信号
発生部25と、投入位相信号発生部20とから成る。な
お、上記同期投入部23には1図示外のX線装置の撮影
用ハンドスイッチ等の操作により発生する投入開始信号
E1が入力するようになっている。そして、上記投入位
相信号発生部20は、遮断位相信号発生部25からの信
号を受けて、前記高圧変圧器16に入力する電圧の任意
の遮断位相における該高圧変圧器16の鉄心の残留磁束
密度に対し、その残留磁束密度を打ち消す方向に同一の
磁束密度を発生させる電圧の投入位相を決定すると共に
、電圧遮断後もその投入位相を記憶するものである。
数よりはるかに高い周波数の信号を発生する第一の発振
器21の出力信号からインバータ動作周波数の信号を発
生させる第二の発振器22と、投入位相信号発生部20
からの信号を受けてX線曝射時間を設定するタイマ24
を動作させる同期投入部23と、この同期投入部23か
らの信号を受けて予め設定された撮影時間の積算をする
タイマ24と、上記第二の発振器22からのインバータ
動作周波数を入力してタイマ積算終了しインバータ10
が停止する位相に同期した信号を発生する遮断位相信号
発生部25と、投入位相信号発生部20とから成る。な
お、上記同期投入部23には1図示外のX線装置の撮影
用ハンドスイッチ等の操作により発生する投入開始信号
E1が入力するようになっている。そして、上記投入位
相信号発生部20は、遮断位相信号発生部25からの信
号を受けて、前記高圧変圧器16に入力する電圧の任意
の遮断位相における該高圧変圧器16の鉄心の残留磁束
密度に対し、その残留磁束密度を打ち消す方向に同一の
磁束密度を発生させる電圧の投入位相を決定すると共に
、電圧遮断後もその投入位相を記憶するものである。
次に、上記投入位相信号発生部20における最適の投入
位相を決定する際の原理について、第2図を参照して説
明する。この第2図は、第1図に示す高圧変圧器16の
入力電圧Vinを遮断したときの鉄心の磁束密度をヒス
テリシス曲線上の位置に示したものである。ここで、B
は磁束密度、Hは磁化力、φは遮断位相である。この場
合、磁化力Hがtt OItになったときの磁束密度B
を残留磁束密度Brといい、この残留磁束密度Brは次
の四つのケースに分けて定まると仮定する。ここで、磁
束密度Bの波高値をBmとし、その正側の波高値をBm
工とし、負側の波高値をBm2とすると。
位相を決定する際の原理について、第2図を参照して説
明する。この第2図は、第1図に示す高圧変圧器16の
入力電圧Vinを遮断したときの鉄心の磁束密度をヒス
テリシス曲線上の位置に示したものである。ここで、B
は磁束密度、Hは磁化力、φは遮断位相である。この場
合、磁化力Hがtt OItになったときの磁束密度B
を残留磁束密度Brといい、この残留磁束密度Brは次
の四つのケースに分けて定まると仮定する。ここで、磁
束密度Bの波高値をBmとし、その正側の波高値をBm
工とし、負側の波高値をBm2とすると。
Bml−Bm、=2Bm
である。また、B′は任意の遮断位相で入力電圧Vin
を遮断したときのその時点における磁束密度(以下「遮
断時の磁束密度」という)である。
を遮断したときのその時点における磁束密度(以下「遮
断時の磁束密度」という)である。
(1)ケースト・・第2図において磁化力Hが正で一点
鎖線abcの範囲で遮断した場合は、B r =0.8
89B’ +0.111Bm、−0,2Bn+−(1)
の式で残留磁束密度Brが求まる。これは、上記−点鎖
線abc上のある点で遮断した時の磁束密度がB′であ
る場合に、磁化力HがIt OItになったときの残留
磁束密度Brを表している。
鎖線abcの範囲で遮断した場合は、B r =0.8
89B’ +0.111Bm、−0,2Bn+−(1)
の式で残留磁束密度Brが求まる。これは、上記−点鎖
線abc上のある点で遮断した時の磁束密度がB′であ
る場合に、磁化力HがIt OItになったときの残留
磁束密度Brを表している。
そして、上記第(1)式の係数は高圧変圧器16の鉄心
の特性により変化するが、通常の変圧器に使用している
鉄心の特性の場合は、上記第(1)式で示すような係数
となる。
の特性により変化するが、通常の変圧器に使用している
鉄心の特性の場合は、上記第(1)式で示すような係数
となる。
(2)ケース2・・・第2図において磁化力Hが正で実
線cdの範囲で遮断した場合は、 B r=Bm、−0,2B+n−(2)の式で残留磁束
密度Brが求まる。これは、上記実線cd上のある点で
遮断したときの磁束密度がB′である場合に、磁化力H
が#l Ouになったときの残留磁束密度Brを表して
いる。ここで、0点で遮断したときの磁束密度B′はB
m工となるので、上記第(1)式の右辺の第1項及び第
2項の全体をBm工と置いて第(2)式が得られる。
線cdの範囲で遮断した場合は、 B r=Bm、−0,2B+n−(2)の式で残留磁束
密度Brが求まる。これは、上記実線cd上のある点で
遮断したときの磁束密度がB′である場合に、磁化力H
が#l Ouになったときの残留磁束密度Brを表して
いる。ここで、0点で遮断したときの磁束密度B′はB
m工となるので、上記第(1)式の右辺の第1項及び第
2項の全体をBm工と置いて第(2)式が得られる。
(3)ケース3・・・第2図において磁化力Hが負で破
線defの範囲で遮断した場合は、 Br=0.889B’ +0.111B+n、+0.2
B+n−(3)の式で残留磁束密度Brが求まる。これ
は、上記破線def上のある点で遮断したときの磁束密
度がB′である場合に、磁化力HがIt OIPになっ
たときの残留磁束密度Brを表している。
線defの範囲で遮断した場合は、 Br=0.889B’ +0.111B+n、+0.2
B+n−(3)の式で残留磁束密度Brが求まる。これ
は、上記破線def上のある点で遮断したときの磁束密
度がB′である場合に、磁化力HがIt OIPになっ
たときの残留磁束密度Brを表している。
(4)ケース4・・・第2図において磁化力Hが負で実
線faの範囲で遮断した場合は。
線faの範囲で遮断した場合は。
Br=Bmz+0.2Bm−(4)
の式で残留磁束密度Brが求まる。これは、上記実線f
a上のある点で遮断したときの磁束密度がB′である場
合に、磁化力Hが“0”になったときの残留磁束密度B
rを表している。ここで、f点で遮断したときの磁束密
度B′は3m2となるので、上記第(3)式の右辺の第
1項及び第2項の全体を3m2と置いて第(4)式が得
られる。
a上のある点で遮断したときの磁束密度がB′である場
合に、磁化力Hが“0”になったときの残留磁束密度B
rを表している。ここで、f点で遮断したときの磁束密
度B′は3m2となるので、上記第(3)式の右辺の第
1項及び第2項の全体を3m2と置いて第(4)式が得
られる。
すなわち、第2図のヒステリシス曲線において、正側の
ピークの位fiZc点にある場合はB’ (=Bmt
)より0.2Bmだけ低下して残留磁束密度Brが定ま
り、磁化力H=OのB軸との交点dにある場合は低下分
なしくB’ =Br)で残留磁束密度Brが定まる。ま
た、負側のピークの位置f点にある場合はB’ (=
Bm2)より0.2Bmだけ上昇して残留磁束密度Br
が定まり、磁化力H=OのB軸との交点aにある場合は
上昇分なしくB’ =B r)で残留磁束密度Brが定
まる。そして、それらの点の間にある場合は、遮断時の
磁束密度B′の位置によりそれぞれ低下分または上昇分
が求められる。このように、電圧遮断後の残留磁束密度
Brは、遮断時の磁束密度B′とは異なるものである。
ピークの位fiZc点にある場合はB’ (=Bmt
)より0.2Bmだけ低下して残留磁束密度Brが定ま
り、磁化力H=OのB軸との交点dにある場合は低下分
なしくB’ =Br)で残留磁束密度Brが定まる。ま
た、負側のピークの位置f点にある場合はB’ (=
Bm2)より0.2Bmだけ上昇して残留磁束密度Br
が定まり、磁化力H=OのB軸との交点aにある場合は
上昇分なしくB’ =B r)で残留磁束密度Brが定
まる。そして、それらの点の間にある場合は、遮断時の
磁束密度B′の位置によりそれぞれ低下分または上昇分
が求められる。このように、電圧遮断後の残留磁束密度
Brは、遮断時の磁束密度B′とは異なるものである。
次に、高圧変圧器16の入力電圧Vinの遮断位相φに
対する遮断時の磁束密度B′と残留磁束密度Brの関係
について、第3図を参照して説明する。第3図において
、(a)は遮断位相と入力電圧Vinの波形とを示して
おり、(b)は磁束密度の変化を示しており、(b)で
実線は遮断時の磁束密度B′を示し、破線は残留磁束密
度Brを示している。ここで、任意の遮断位相φに対し
最適な投入位相は、遮断による残留磁束密度Brを打ち
消す方向に、同一の大きさの遮断時の磁束密度B′を発
生させる位相である6例えば、第3図(b)において、
遮断時の磁束密度B′と残留磁束密度Brとが同一とな
る任意の位相φ1で遮断した場合には、最適な投入位相
はφ1となる。また、任意の位相φ2で遮断した場合に
は、そのときの残留磁束密度Brに対し同一の大きさの
磁束密度B′を発生させる位相φ、(遮断位相φ2より
適宜の位相だけ進んでいる)が最適の投入位相となる。
対する遮断時の磁束密度B′と残留磁束密度Brの関係
について、第3図を参照して説明する。第3図において
、(a)は遮断位相と入力電圧Vinの波形とを示して
おり、(b)は磁束密度の変化を示しており、(b)で
実線は遮断時の磁束密度B′を示し、破線は残留磁束密
度Brを示している。ここで、任意の遮断位相φに対し
最適な投入位相は、遮断による残留磁束密度Brを打ち
消す方向に、同一の大きさの遮断時の磁束密度B′を発
生させる位相である6例えば、第3図(b)において、
遮断時の磁束密度B′と残留磁束密度Brとが同一とな
る任意の位相φ1で遮断した場合には、最適な投入位相
はφ1となる。また、任意の位相φ2で遮断した場合に
は、そのときの残留磁束密度Brに対し同一の大きさの
磁束密度B′を発生させる位相φ、(遮断位相φ2より
適宜の位相だけ進んでいる)が最適の投入位相となる。
さらに、磁束密度B′が最大になる位相φ4 (i s
o ’ )で遮断した場合には、そのときの残留磁束
密度Brに対し同一の大きさの磁束密度B′、すなわち
0.8Bm工を発生させる位相φ5が最適の投入位相と
なる。このように、任意の遮断位相φに対し、遮断時の
磁束密度B′のカーブと残留磁束密度Brのカーブとの
関係から、鉄心の偏磁化を防止する最適の投入位相が求
まる。
o ’ )で遮断した場合には、そのときの残留磁束
密度Brに対し同一の大きさの磁束密度B′、すなわち
0.8Bm工を発生させる位相φ5が最適の投入位相と
なる。このように、任意の遮断位相φに対し、遮断時の
磁束密度B′のカーブと残留磁束密度Brのカーブとの
関係から、鉄心の偏磁化を防止する最適の投入位相が求
まる。
そして、このようにして求まる最適の投入位相と任意の
遮断位相との関係を示すと、第4図に示すグラフのよう
になる。第4図において、横軸が前回の遮断位相φを示
し、縦軸が次回の最適の投入位相θを示しており、実線
で示す折れ線Q1が両者の関係を表している。なお、破
線Q2は上記折れ線Q□の傾斜の中心を表しているだけ
である。
遮断位相との関係を示すと、第4図に示すグラフのよう
になる。第4図において、横軸が前回の遮断位相φを示
し、縦軸が次回の最適の投入位相θを示しており、実線
で示す折れ線Q1が両者の関係を表している。なお、破
線Q2は上記折れ線Q□の傾斜の中心を表しているだけ
である。
従って、任意の遮断位相φを検知し、第4図に示すグラ
フの関係から次回の投入位相θを選択すれば、高圧変圧
器16の鉄心の偏磁化を防止することができる。そこで
、第1図に示す動作信号生成部19内に設けられた投入
位相信号発生部20に、第4図に示すグラフの内容を予
め計算して求めた結果をその内部の記憶部に格納してお
くこととする。すると、例えば任意の遮断位相φ=30
°で遮断したときは、その次の投入位相θは28°と決
定され、任意の遮断位相φ=90°で遮断したときは、
その次の投入位相θは80°と決定される。
フの関係から次回の投入位相θを選択すれば、高圧変圧
器16の鉄心の偏磁化を防止することができる。そこで
、第1図に示す動作信号生成部19内に設けられた投入
位相信号発生部20に、第4図に示すグラフの内容を予
め計算して求めた結果をその内部の記憶部に格納してお
くこととする。すると、例えば任意の遮断位相φ=30
°で遮断したときは、その次の投入位相θは28°と決
定され、任意の遮断位相φ=90°で遮断したときは、
その次の投入位相θは80°と決定される。
次に1以上のように構成されたインバータ式X線装置の
動作について、第5図に示すタイミング線図を参照して
説明する。まず、X線装置の撮影用ハンドスイッチ等の
操作により、第5図(c)に示すように、時刻t1で投
入開始信号E1が発生したとする。すると、この投入開
始信号E工は。
動作について、第5図に示すタイミング線図を参照して
説明する。まず、X線装置の撮影用ハンドスイッチ等の
操作により、第5図(c)に示すように、時刻t1で投
入開始信号E1が発生したとする。すると、この投入開
始信号E工は。
第1図に示す動作信号生成部19内の同期投入部23へ
入力する。この同期投入部23は、上記投入開始信号E
工を入力した後に第二の発振器22から発生する最初の
出力信号02を受けて、第5図(d)に示すように、時
刻t2でインバータ同期投入信号E2を発生する。次に
、第5図(e)に示すように1時刻t、で投入位相信号
発生部20から発生される投入位相信号Ei(例えば投
入位相θ、)に同期して、タイマ24を動作させる。
入力する。この同期投入部23は、上記投入開始信号E
工を入力した後に第二の発振器22から発生する最初の
出力信号02を受けて、第5図(d)に示すように、時
刻t2でインバータ同期投入信号E2を発生する。次に
、第5図(e)に示すように1時刻t、で投入位相信号
発生部20から発生される投入位相信号Ei(例えば投
入位相θ、)に同期して、タイマ24を動作させる。
すると、このタイマ24からは、第5図(f)に示すよ
うに、インバータ1oの動作期間を決定するタイマ信号
Tが時刻t、で発生する。そして、このタイマ24がオ
ンしてタイマ信号Tが発生すると同時に、このタイマ信
号Tはインバータ制御回路15にその動作信号として入
力し、上記インバータ制御回路15を動作させる。する
と、このインバータ制御回路15からは、第5図(g)
に示すように、第1図に示すインバータ10の第一のス
イッチング素子2及び第四のスイッチング素子5の駆動
回路11.14に制御信号D1が送出されると共に、第
5図(h)に示すように、上記インバータ1oの第二の
スイッチング素子3及び第三のスイッチング素子4の駆
動回路12.13に制御信号D2が送出される。これに
より、第1図に示すインバータ1−0が動作すると、第
5図(i)に示すように、高圧変圧器16の一次側に入
力電圧Vinを出力する。そして、この高圧変圧器16
で昇圧した後、高圧整流器17に入力して直流に変換さ
れ、第5図(j)に示す管電圧KVがX線管18に印加
される。
うに、インバータ1oの動作期間を決定するタイマ信号
Tが時刻t、で発生する。そして、このタイマ24がオ
ンしてタイマ信号Tが発生すると同時に、このタイマ信
号Tはインバータ制御回路15にその動作信号として入
力し、上記インバータ制御回路15を動作させる。する
と、このインバータ制御回路15からは、第5図(g)
に示すように、第1図に示すインバータ10の第一のス
イッチング素子2及び第四のスイッチング素子5の駆動
回路11.14に制御信号D1が送出されると共に、第
5図(h)に示すように、上記インバータ1oの第二の
スイッチング素子3及び第三のスイッチング素子4の駆
動回路12.13に制御信号D2が送出される。これに
より、第1図に示すインバータ1−0が動作すると、第
5図(i)に示すように、高圧変圧器16の一次側に入
力電圧Vinを出力する。そして、この高圧変圧器16
で昇圧した後、高圧整流器17に入力して直流に変換さ
れ、第5図(j)に示す管電圧KVがX線管18に印加
される。
その後、第5図(f)に示すように、時刻t4で設定し
た撮影時間になると第1図に示すタイマ24は停止する
。すると、インバータ制御回路15は、第5図(g)、
(h)に示すように、制御信号D1及び制御信号D2を
停止する。そして、四つの駆動回路11〜14が停止し
て、インバータ10は動作を停止する。この結果、第5
図(i)に示すように時刻t4で高圧変圧器16の入力
電圧Vinが停止し、第5図(j)に示すように時刻t
4でX線管18の管電圧KVが降下して撮影終了するが
、高電圧ケーブル等の浮遊容量のため急速には零になら
ない。
た撮影時間になると第1図に示すタイマ24は停止する
。すると、インバータ制御回路15は、第5図(g)、
(h)に示すように、制御信号D1及び制御信号D2を
停止する。そして、四つの駆動回路11〜14が停止し
て、インバータ10は動作を停止する。この結果、第5
図(i)に示すように時刻t4で高圧変圧器16の入力
電圧Vinが停止し、第5図(j)に示すように時刻t
4でX線管18の管電圧KVが降下して撮影終了するが
、高電圧ケーブル等の浮遊容量のため急速には零になら
ない。
ここで、上記のようにタイマ24が停止すると、第1図
に示す動作信号生成部19内の遮断位相信号発生部25
が動作し、第5図(k)に示すように、入力電圧Vin
を停止したときの遮断位相信号E4を発生する。すると
、この遮断位相信号E4は投入位相信号発生部20へ入
力し、この投入位相信号発生部20では、第4図に示す
ように任意の遮断位相φとこれに対応する最適の投入位
相θとの関係を予め求めたデータから1次回の撮影の最
適な投入位相θを決定すると共に、その投入位相θを記
憶する。そして、第5図(e)に示すように、時刻t、
で投入位相信号E3の内容を、前回の投入位相θ1から
次回の投入位相θ2に変化させる。
に示す動作信号生成部19内の遮断位相信号発生部25
が動作し、第5図(k)に示すように、入力電圧Vin
を停止したときの遮断位相信号E4を発生する。すると
、この遮断位相信号E4は投入位相信号発生部20へ入
力し、この投入位相信号発生部20では、第4図に示す
ように任意の遮断位相φとこれに対応する最適の投入位
相θとの関係を予め求めたデータから1次回の撮影の最
適な投入位相θを決定すると共に、その投入位相θを記
憶する。そして、第5図(e)に示すように、時刻t、
で投入位相信号E3の内容を、前回の投入位相θ1から
次回の投入位相θ2に変化させる。
これにより、次回の撮影の入力電圧Vinの投入位相は
0□として投入される。
0□として投入される。
なお、第1図においてインバータ制御回路15に対しイ
ンバータ10の動作期間を決定して動作信号を送出する
動作信号生成部19は、電子回路で構成してもよいし、
マイクロコンピュータ等を利用してその機能の大部分を
ソフトウェアに置換してもよい。
ンバータ10の動作期間を決定して動作信号を送出する
動作信号生成部19は、電子回路で構成してもよいし、
マイクロコンピュータ等を利用してその機能の大部分を
ソフトウェアに置換してもよい。
本発明は以上のように構成されたので、投入位相信号発
生部20により、高圧変圧器16に入力する電圧Vin
の任意の遮断位相φにおけるその高圧変圧器16の鉄心
の残留磁束密度Brに対し、その残留磁束密度Brを打
ち消す方向に同一の磁束密度を発生させる電圧の投入位
相θを決定することができる。そして、上記投入位相信
号発生部20からの投入位相信号E3によりインバータ
制御回路15に動作信号を送出して、次回のインバータ
10の投入を最適の位相に制御することができる。従っ
て1次回の投入時に、前回の遮断による残留磁束密度B
rと次回の投入により発生する磁束密度が大きな変動を
生じないで移行できるため、高圧変圧器16の鉄心は磁
気飽和を生じることなく、過大な励磁電流の発生を防止
することができる。このことから、上記高圧変圧器16
の鉄心の偏磁化を防止することができ、インバータ式X
線装置の大きな特徴である任意位相遮断を可能とするこ
とができる。これにより、インバータ式X線装置の有用
性を格段に向上することができる。
生部20により、高圧変圧器16に入力する電圧Vin
の任意の遮断位相φにおけるその高圧変圧器16の鉄心
の残留磁束密度Brに対し、その残留磁束密度Brを打
ち消す方向に同一の磁束密度を発生させる電圧の投入位
相θを決定することができる。そして、上記投入位相信
号発生部20からの投入位相信号E3によりインバータ
制御回路15に動作信号を送出して、次回のインバータ
10の投入を最適の位相に制御することができる。従っ
て1次回の投入時に、前回の遮断による残留磁束密度B
rと次回の投入により発生する磁束密度が大きな変動を
生じないで移行できるため、高圧変圧器16の鉄心は磁
気飽和を生じることなく、過大な励磁電流の発生を防止
することができる。このことから、上記高圧変圧器16
の鉄心の偏磁化を防止することができ、インバータ式X
線装置の大きな特徴である任意位相遮断を可能とするこ
とができる。これにより、インバータ式X線装置の有用
性を格段に向上することができる。
第1図は本発明によるインバータ式X線装置の実施例を
示す回路図、第2図は高圧変圧器の入力電圧を遮断した
ときの鉄心の磁束密度が変化する状態を示すヒステリシ
ス曲線、第3図は高圧変圧器の入力電圧の遮断位相に対
する遮断時の磁束密度と残留磁束密度の関係を示すタイ
ミング線図、第4図は任意の遮断位相とこれに対応する
最適の投入位相との関係を示すグラフ、第5図は本発明
のインバータ式X線装置の動作を説明するためのタイミ
ング線図、第6図は従来のインバータ式X線装置を示す
回路図、第7図及び第8図は従来装置において逆位相投
入をした場合の高圧変圧器の入力電圧の波形とその鉄心
の磁束密度の変化を示すタイミング線図である。 1・・・直流電圧源、 2〜5・・・スイッチング素子
。 6〜9・・・フライホイールダイオード、 1o・・
・インバータ、 11〜14・・・駆動回路、 1
5・・・インバータ制御回路、 16・・・高圧変圧
器、 17・・・高圧整流器、 18・・・X線管、
19・・・動作信号生成部、 20・・・投入位相信
号発生部、25・・・遮断位相信号発生部、 Dよ、D
2・・・制御信号、Vin・・・入力電圧、 φ・・・
遮断位相、 θ・・・投入位相、 B′・・・遮断時
の磁束密度、 Br・・・残留磁束密度、 E、・・
・投入位相信号、 E4・・・遮断位相信号。
示す回路図、第2図は高圧変圧器の入力電圧を遮断した
ときの鉄心の磁束密度が変化する状態を示すヒステリシ
ス曲線、第3図は高圧変圧器の入力電圧の遮断位相に対
する遮断時の磁束密度と残留磁束密度の関係を示すタイ
ミング線図、第4図は任意の遮断位相とこれに対応する
最適の投入位相との関係を示すグラフ、第5図は本発明
のインバータ式X線装置の動作を説明するためのタイミ
ング線図、第6図は従来のインバータ式X線装置を示す
回路図、第7図及び第8図は従来装置において逆位相投
入をした場合の高圧変圧器の入力電圧の波形とその鉄心
の磁束密度の変化を示すタイミング線図である。 1・・・直流電圧源、 2〜5・・・スイッチング素子
。 6〜9・・・フライホイールダイオード、 1o・・
・インバータ、 11〜14・・・駆動回路、 1
5・・・インバータ制御回路、 16・・・高圧変圧
器、 17・・・高圧整流器、 18・・・X線管、
19・・・動作信号生成部、 20・・・投入位相信
号発生部、25・・・遮断位相信号発生部、 Dよ、D
2・・・制御信号、Vin・・・入力電圧、 φ・・・
遮断位相、 θ・・・投入位相、 B′・・・遮断時
の磁束密度、 Br・・・残留磁束密度、 E、・・
・投入位相信号、 E4・・・遮断位相信号。
Claims (1)
- 直流電圧源と、この直流電圧源の出力電圧を交流電圧に
変換するインバータと、このインバータのスイッチング
素子を動作させる駆動回路と、この駆動回路に制御信号
を送出するインバータ制御回路と、上記インバータの出
力交流電圧を昇圧する高圧変圧器と、この高圧変圧器の
出力を直流に変換する高圧整流器と、この高圧整流器の
出力直流電圧を印加されるX線管とを有してなるインバ
ータ式X線装置において、上記インバータ制御回路に対
しインバータの動作期間を決定して動作信号を送出する
部分に、上記高圧変圧器に入力する電圧の任意の遮断位
相における高圧変圧器の鉄心の残留磁束密度に対してそ
の残留磁束密度を打ち消す方向に同一の磁束密度を発生
させる電圧の投入位相を決定すると共に電圧遮断後もそ
の投入位相を記憶する投入位相信号発生部を設け、この
投入位相信号発生部からの投入位相信号により上記イン
バータ制御回路に動作信号を送出して次回のインバータ
の投入を制御するようにしたことを特徴とするインバー
タ式X線装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62268110A JPH01112700A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | インバータ式x線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62268110A JPH01112700A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | インバータ式x線装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01112700A true JPH01112700A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17454033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62268110A Pending JPH01112700A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | インバータ式x線装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01112700A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1318627C (zh) * | 2001-06-28 | 2007-05-30 | 杰富意钢铁株式会社 | 无方向性电磁钢板及其制造方法 |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP62268110A patent/JPH01112700A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1318627C (zh) * | 2001-06-28 | 2007-05-30 | 杰富意钢铁株式会社 | 无方向性电磁钢板及其制造方法 |
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