JPWO2005088814A1 - 電力変換装置、インバータx線高電圧装置、x線透視撮影装置、x線ct装置、mri装置 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、キャパシタ劣化の一つの対処法として[特許文献1]がある。
(1)電力変換装置では、キャパシタの劣化判定を頻繁に行い、キャパシタの劣化による故障が決定的となる前に対処しなければならない。
しかし、[特許文献1]では、キャパシタの劣化判定を時系列的に行うとだけしか記載されておらず、電力変換装置で用いる際のキャパシタの劣化判定の緊急性、重要性が説明されていないので、実効性がない。
(2)[特許文献1]において、キャパシタの劣化判定は、予めデータベースに蓄積してあるキャパシタの特性判定値を使うため、キャパシタの固有のばらつきがそのキャパシタ自身の劣化に及ぼす影響について考慮されていない。
(3)[特許文献1]では、キャパシタの劣化故障を判断した後、具体的な警告の報知方法について考慮されていない。
これによって、キャパシタの劣化に伴う故障を未然に防ぐことができるので、医用画像診断装置に供給する安定した電源として高い信頼性を確保できる。
Cアーム型X線透視撮影装置は、インバータX線高電圧装置100と、寝台101と、受像装置102と、受像装置102と接続されるモニタ103と、寝台101、受像装置102及びX線管107と接続される操作卓104と、受像装置102とX線管107を対向支持する支持装置106と、インバータX線高電圧装置100と高電圧ケーブル105によって接続されるX線管107と、を有している。
X線CT装置は、X線管201と、X線管201からのX線照射方向に設けられるX線フィルタ202及びコリメータ203と、寝台天板204と、X線検出器206の入力面方向に設けられるX線グリッド205と、X線検出器206と、回転板207と、ガントリ208と、計測条件設定手段211と、撮影制御手段212と、回転板駆動手段213と、寝台移動手段214と、画像収集手段215と、画像処理手段216と、画像表示手段217と、コリメータ制御手段218と、を有している。
ガントリ208の中央部には開口部210が設けられ、そこに被検者209が挿入配置される。
インバータ式X線高電圧装置は、商用電圧と接続される昇圧型コンバータ(Voltage step up Converter)301と、昇圧型コンバータ301と接続されるキャパシタ302と、キャパシタ302と接続される抵抗器303と、抵抗器303と接続されるインバータ304と、インバータ304と接続される高電圧変圧器305と、高電圧変圧器305と接続される高電圧整流器306と、高電圧整流器306と接続される管電圧検出器307及びX線管308と、昇圧型コンバータ301と接続されるコンバータ制御部309と、インバータ304と接続されるインバータ制御部311と、キャパシタ302及びインバータ制御部311と接続されキャパシタ劣化監視部310を含むデジタル制御回路312と、デジタル制御回路312と接続される操作部313と、を有している。
コンバータ制御部309は、昇圧型コンバータ301内のIGBTをスイッチ制御する。キャパシタ劣化監視部310はキャパシタ302の劣化を監視する。インバータ制御部311は相電流と昇圧型コンバータ301の出力電圧を検出し、管電圧を管電圧検出器307で検出してそれを目標値と一致させる機能を有している。
操作部313は、デジタル制御回路312に対して管電圧・管電流及びX線曝射時間をはじめとする動作条件やその指令等を設定する。また、電力変換装置の状態をモニタする機能を有している。
電力変換装置はその初期状態(出荷時あるいは据付時等)において昇圧型コンバータ301を動作した後、その動作を停止した(非昇圧状態)際、キャパシタ302は抵抗器303を介して放電され、全波整流の状態に移行する。キャパシタ劣化監視部310は、キャパシタ302の放電から全波整流の状態に移行した期間におけるキャパシタ302の両端の電圧降下の特性を検知する。さらに、キャパシタ劣化監視部310は、その検知された電圧降下特性を初期状態の電圧降下特性としてキャパシタ劣化診断部310内のメモリに記憶する。
(1)装置使用時の電圧降下速度が初期状態より所定値まで増加した場合
(2)装置使用時の電圧降下速度が使用時測定毎に所定の割合で増した場合
キャパシタ劣化監視部310は、キャパシタ302が劣化したと判定された場合、警告信号を生成する。その生成された警告信号は操作部313の警告表示部314に送信される。
この際の報知は、次の項目が単独又は組み合わせで行われる。
(1)警告表示部314は「キャパシタの劣化が認められます」との直接的なメッセージを表示する。また、警告表示部314は別途音声発生器とスピーカを設け、上記メッセージを音声で発生させてもよい。さらに、警告表示部314は上記メッセージの表示又は音声発生と共に、警告表示部314の筐体を振動させてもよい。
(2)警告表示部314は警告コードと共に「この警告コードを1週間以内にサービスセンタに連絡して下さい」との間接的なメッセージを表示する。また、警告表示部314は別途音声発生器とスピーカを設け、上記メッセージを音声で発生させてもよい。さらに、警告表示部314は上記メッセージの表示又は音声発生と共に、警告表示部314の筐体を振動させてもよい。
(3)警告表示部314は警告ランプを点灯させる。この警告ランプは電解キャパシタを模した形であれば直感的に理解しやすい。
(4)警告表示部314は、上記(1)〜(3)の表示又は非表示に拘らず、インターネットなどのネットワーク315に送信可能なインターフェースを介して前記キャパシタ302の劣化情報をネットワーク315に送信し、同様にネットワーク315に接続されたサービスセンタに設置された受信端末316(パーソナルコンピュータなど)が前記送信手段によって送信されたキャパシタ302の劣化情報を受信し、電力変換装置のキャパシタの劣化状況を知らせてもよい。
これにより、コンバータ回路が昇圧型コンバータであるため、キャパシタへの印加電圧に比例した高耐圧スイッチが不要となるので、装置の小型化に寄与できる。
このことにより、電力変換装置の動作中に起こる故障を未然に回避することが可能となる。
なぜならば、本発明の要点はキャパシタの劣化による電力変換装置への影響をなくすことにあるため、キャパシタの劣化診断の頻度が問題となるため、コンバータの種類は昇圧型に限定されないのである。
傾斜磁場発生用の電源装置701は、商用電源702と接続される電源型交流直流変換器703と、電源型交流直流変換器703と接続されるキャパシタ704と、キャパシタ704と接続される抵抗器705及び電流増幅器706と、を有している。
電源型交流直流変換器703は商用電源702の交流電流を直流電流に変換する。キャパシタ704は電源型交流直流変換器703によって変換された直流電流を平滑化する。抵抗器705はキャパシタ704に並列に接続され電圧検出器720の電圧検出を機能させる。電流増幅器706はキャパシタ704によって平滑された直流電流を増幅する。傾斜磁場コイル707は電流増幅器706によって増幅された電流によって駆動される。
Claims (17)
- 商用交流電圧を直流電圧に整流するコンバータと、
このコンバータによって整流された直流電圧を平滑するキャパシタと、
このキャパシタによって平滑された直流電圧を所定の周波数の交流電圧に変換するインバータと、
電力変換装置の使用時毎に前記キャパシタの充放電特性を測定する測定手段と、
予め初期状態の前記キャパシタの充放電特性を前記測定手段によって測定し、その測定された初期状態の前記キャパシタの充放電特性を記憶する記憶手段と、
この測定手段によって前記使用時毎に測定されたキャパシタの充放電特性と前記記憶手段によって記憶された初期状態のキャパシタの充放電特性を比較する比較手段と、
この比較手段によって比較された結果に基づき前記キャパシタの劣化状態を判定するキャパシタ劣化判定手段と、
このキャパシタ劣化判定手段によって判定されたキャパシタの劣化状態を報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 - 前記測定手段は、前記キャパシタの充電状態から放電状態にかけて前記キャパシタの両端の電圧降下特性を前記キャパシタの充放電特性として測定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記記憶手段は、前記測定手段によって測定された前記キャパシタの初期状態の充放電特性を記憶することを特徴とする請求項1、2の何れか一項に記載の電力変換装置。
- 前記コンバータが昇圧型コンバータであって、前記記憶手段は、その昇圧型コンバータの昇圧動作停止から所定時間後の電圧降下の値を記憶することを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記コンバータが昇圧型コンバータであって、前記記憶手段は、その昇圧型コンバータの昇圧動作停止から電圧降下して所定の電圧値に達するまでの経過時間を記憶することを特徴とする請求項3に記載の電力変換装置。
- 前記判定手段は、前記比較手段の結果が前記電力変換装置の使用時の電圧降下速度が初期状態より所定値まで増加した場合に前記キャパシタが劣化したと判定することを特徴とする請求項2〜5の何れか一項に記載の電力変換装置。
- 前記判定手段は、前記比較手段の結果が前記電力変換装置の使用時の電圧降下速度が使用時測定毎に所定の割合で増した場合に前記キャパシタが劣化したと判定することを特徴とする請求項2〜5の何れか一項に記載の電力変換装置。
- 前記報知手段は、前記判定手段によって前記キャパシタが劣化したと判定されたとき、その劣化情報をモニタに表示することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記報知手段は、前記劣化情報と共にその対策情報をモニタに表示することを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記報知手段は、前記劣化情報を前記キャパシタの形状を模式してモニタに表示することを特徴とする請求項8に記載の電力変換装置。
- 前記報知手段は、前記判定手段によって前記キャパシタが劣化したと判定されたとき、その劣化情報を音声により報知することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記報知手段は、前記判定手段によって前記キャパシタが劣化したと判定されたとき、その劣化情報を振動により報知することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 前記報知手段は、前記キャパシタの劣化情報をネットワークに送信する送信手段と、この送信手段と異なる場所のサービスセンタに設置され前記送信手段によって送信された前記キャパシタの劣化情報を受信する受信手段と、この受信手段によって受信されたキャパシタの劣化情報を表示する手段と、を備えたことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の電力変換装置。
- 請求項1〜13の何れか1項に記載の電力変換装置と、前記電力変換装置のインバータの出力側に接続され前記インバータの出力電圧を昇圧する高電圧変圧器と、この高電圧変圧器の出力を直流高電圧に変換する高電圧整流器と、この高電圧整流器の出力に接続され負荷であるX線管と、このX線管のX線の出力条件を設定する前記操作手段と、を備えたことを特徴とするインバータX線高電圧装置。
- 請求項14に記載のインバータX線高電圧装置と、このインバータX線高電圧装置からの高電圧が供給されX線を発生し、その発生されたX線を被検者に照射するX線源と、このX線源と対向配置され前記被検者の透過X線を受像する受像手段と、この受像手段によって受像されたX線像を表示する表示部と、前記X線源、前記寝台及び前記受像手段を制御するための制御量を入力する操作卓と、を備えたことを特徴とするX線透視撮影装置。
- 請求項14に記載のインバータX線高電圧装置と、このインバータX線高電圧装置からの高電圧が供給されX線を発生し、その発生されたX線を被検者に照射するX線源と、このX線源と前記被検者を挟んで対向配置され前記被検者の透過X線を投影データとして検出するX線検出器と、このX線検出器と前記X線源とを支持して回転する回転板と、この回転板によって回転され多数方向から得られた投影データから前記被検者の断層像を画像再構成する画像処理手段と、この画像処理手段によって画像再構成された前記被検者の断層像を表示する画像表示手段と、を備えたことを特徴とするX線CT装置。
- 被検者が置かれる空間に均一な静磁場を発生する静磁場磁石と、この空間に磁場勾配を形成する傾斜磁場コイルと、被検者の組織を構成する原子の原子核に、その共鳴周波数と同じ周波数の高周波磁場を照射する照射コイルと、被検者から発生するNMR信号を受信する受信コイルと、この受信コイルによって受信されたNMR信号を信号処理し前記被検者の断層像を画像再構成演算する画像処理手段と、この画像処理手段によって画像再構成された前記被検者の断層像を表示する画像表示手段とを備えたMRI装置において、前記傾斜磁場コイルに供給される傾斜磁場電源は、請求項1〜13の何れか1項に記載の電力変換装置であることを特徴とするMRI装置。
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