KR101630495B1 - 전압 균등화 장치 및 전압 균등화 장치를 갖는 의료 영상화 장치 - Google Patents

전압 균등화 장치 및 전압 균등화 장치를 갖는 의료 영상화 장치 Download PDF

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Abstract

전압 균등화 장치 및 전압 균등화 장치를 갖는 의료 영상화 장치가 개시된다.
본 발명은, 가능한 한 일정한 전기 전압(U2)을 갖는 전원을 제공하기 위해 전압 변동을 균등화하기 위한 목적의 전압 균등화 장치로서, 1차 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403) 및 2차 권선 유닛(33, 108, 208, 308, 408)을 갖고, 2개의 권선 유닛들(32, 104, 204, 304, 403, 408) 중 하나에, 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403)의 권선(36, 109, 209, 309, 406)을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 적어도 3개 이상의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 적어도 하나의 변압기 유닛(31, 101, 201, 301, 401)을 포함하고, 여기서, 2개의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)은, 소정 개수(N, M)의 권선(36, 109, 209, 309, 406)을 포함하는 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 409)만큼 서로로부터 분리되도록 각 경우에 배열되고, 2개의 처음 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수(N, M)는 2개의 추가의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수(N, M)와는 상이한, 전압 균등화 장치를 시발점으로 취한다.

Description

전압 균등화 장치 및 전압 균등화 장치를 갖는 의료 영상화 장치{VOLTAGE EQUALIZATION DEVICE AND A MEDICAL IMAGING DEVICE HAVING A VOLTAGE EQUALIZATION DEVICE}
본 발명은 가능한 한 일정한 전기 전압을 갖는 전압 공급을 제공하기 위하여 전압 변동을 균등화시키기 위한 목적의 전압 균등화 장치를 시발점으로서 취하며, 상기 전압 균등화 장치는, 1차 권선 유닛과 2차 권선 유닛을 갖고, 이 2개 권선 유닛들 중 하나에, 선택 수단을 갖는 권선 유닛의 권선을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 적어도 3개 이상의 선택 수단을 갖는 적어도 하나의 변압기 유닛을 포함하고, 여기서, 2개의 인접한 선택 수단은 각 경우에 소정 개수의 권선을 포함하는 거리만큼 서로로부터 분리되도록 배열되어 있다.
예를 들어, 자기 공진 영상화 장치와 같은 의료 영상화 장치는 전세계를 통틀어 상이한 전압 공급망, 예를 들어, 공칭 전압 380V 내지 480V를 갖는 전압 공급망에 접속될 것이 요구된다. 그러나, 이들 전압 공급망의 실제 전압은 이 경우 매일매일의 동작 동안에 공칭 전압으로부터 10%까지 벗어날 수 있다. 이들 전압 공급망에서 전류가 인출될 때 단지 유한하게 작은 내부 간선(mains) 공급 저항으로 인해 추가의 전압 강하가 발생한다는 점에서 추가 문제가 존재한다. 상기 추가의 전압 강하는 예를 들어 공칭 전압의 5%인 것으로 추정된다.
이 문제를 해결하기 위해, 2차 권선 유닛에 나타나는 공급 전압이 가능한 한 일정하게 유지되도록 하는 방식으로 1차 권선 유닛의 권선들을 스위칭인 또는 스위칭아웃하는 수단에 의해 전원 변압기의 전달 비율이 변경되는 자기 공명 영상화 장치를 위한 전원 장비가 종래기술에 이미 공지되어 있다. 이 목적을 위해, 간선 공급 변압기는 서로로부터 등거리로 배열된 탭(tap)들을 가진다. 이 경우 1차 권선 유닛의 개개 권선의 스위칭인 및/또는 스위칭아웃은, 탭 연결부를 변경하거나 또는 조절된 전자적 간선 공급 컴포넌트들을 이용하거나 및/또는 전동으로 및/또는 자동으로 작동될 수 있는 전자적 스위칭 수단에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제어기는 현재 존재하는 간선 공급 전압을 측정하거나 및/또는 변압기의 2차측에 나타나는 전압을 기준값과 비교함으로써 스위칭 수단에 대한 선택을 이룰 수 있다. 그러나, 전압 안정화의 품질은 스위칭될 수 있는 스위칭 수단의 개수에 의존한다.
또한, 대부분의 경우 기울기 코일 유닛 및/또는 무선 주파수 안테나 유닛에서 리던던시를 구성함으로써, 예를 들어, 공급망에서의 변동과 같은, 설정된 공칭 전압으로부터의 동적인 편차를 견디는 것이 알려져 있다. 따라서, 예를 들어, 기울기 코일 유닛 및/또는 무선 주파수 안테나 유닛은, 최소한의 부족 전압의 경우 회전률(slew rate) 또는 펄스 전력의 관점에서 충분한 전력 예비량이 여전히 존재하면서, 최대 과전압에서 기울기 코일 유닛 및/또는 무선 주파수 안테나 유닛의 동작을 여전히 허용하는 최대 허용 전압을 위해 설계될 수 있다. 그러나, 기울기 코일 유닛 및/또는 무선 주파수 안테나 유닛의 과다설계(overdimensioning)에는, 기울기 코일 유닛 및/또는 무선 주파수 안테나 유닛의 최적 설계에 비해 상당한 추가 비용이 수반된다.
본 발명의 목적은, 특히, 전압 변동시에 일정하게 설정될 것이 요구되는 전압에 대한 넓은 균등화 범위를 갖는 컴팩트하고 경제적인 전압 균등화 장치를 제공하는 것이다. 이 목적은 청구항 1에 기재된 특징들에 의하여 달성된다. 종속항들에서는 유익한 실시형태들이 기술된다.
본 발명은 가능한 한 일정한 전기 전압을 갖는 전압 공급을 제공하기 위하여 전압 변동을 균등화시키기 위한 목적의 전압 균등화 장치를 시발점으로서 취하며, 상기 전압 균등화 장치는, 1차 권선 유닛과 2차 권선 유닛을 갖고, 2개 권선 유닛들 중 하나에, 선택 수단을 갖는 권선 유닛의 권선을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 적어도 3개 이상의 선택 수단을 갖는 적어도 하나의 변압기 유닛을 포함하고, 여기서, 2개의 인접한 선택 수단은 각 경우에 소정 개수의 권선을 포함하는 거리만큼 서로로부터 분리되도록 배열되어 있다.
2개의 제1 인접한 선택 수단들 사이의 권선 개수는 2개의 추가의 인접한 선택 수단들 사이의 권선 개수와는 상이할 것을 제안한다. 본 발명에 따른 실시형태에 의해 2개의 선택 수단들 사이의 상이한 거리 - 특히, 상이한 권선 개수 - 를 스위칭하는 것이 가능하다. 따라서, 이것은, 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서의 적어도 3개 이상의 선택 수단에 의해 추가 권선 유닛에서의 상이한 전압값이 설정될 수 있다는 것을 의미한다. 추가 권선 유닛에 나타나는 전압 U2는 다음과 같이 결정된다:
U2 = U1*N2/N1,
여기서, N2는 추가 권선 유닛에서의 권선 개수이고, N1은 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서의 활성 권선 또는 스위칭인된 권선 개수이며, U1은 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서의 스위칭인된 권선 또는 활성 권선에 나타나는 전압이다. 따라서 개개의 선택 수단들 사이의 상이한 거리에 의해, 추가 권선 유닛에 나타나는 전압에 대해 특히 넓고 특히 가변적인 조정 범위를 달성하는 것이 가능하다. 추가 권선 유닛에 나타나는 전압의 설정 범위 및/또는 조정 범위는 이 경우에는 선택 수단의 개수와 서로에 관한 개개의 선택 수단들 사이의 권선 개수에 의존한다. 여기서 개개 선택 수단들 사이의 거리 또는 권선 개수가 작을수록, 이 경우에는 선택 수단을 이용하여 권선을 스위칭인 및/또는 스위칭아웃함으로써 추가 권선 유닛에서 나타나는 전압을 더욱 정교하게 설정하는 것이 가능하다. 이것 외에도, 개개 선택 수단의 서로에 관한 상이한 거리 덕택에 전압 균등화 장치는 컴팩트하게 유지될 수 있음으로써, 추가 제조 비용을 절감한다. 처음 2개의 인접한 선택 수단들 및 2개의 추가의 인접한 선택 수단들은 이 경우에는 기껏해야 하나의 공유된 선택 수단을 가질 수 있다. 개개의 선택 수단은 유익하게도 이 경우에는 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛을 가짐으로써, 추가 권선 유닛에서 전압값(특히 일정한 전압)의 신속한 설정이 달성될 수 있도록, 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서 권선들의 특히 신속한 스위칭인 또는 스위칭아웃을 허용한다.
선택 수단은 1차 권선 유닛 또는 2차 권선 유닛에 배열될 수 있다. 그러나, 특히 유익한 전개에서, 선택 수단은, 2차 권선 유닛에 나타나는 전압을 설정하기 위한 설정 범위가 효과적으로 확장될 수 있도록, 1차 권선 유닛에 배열된다. 예를 들어, 2차 권선 유닛이 1차 권선 유닛보다 많은 수의 권선을 가진다면, 2차 권선 유닛에서의 배열은 이득이 거의 없다.
선택 수단을 갖는 권선 유닛이 상부 권선단과 하부 권선단을 가지며, 선택 수단들 중 적어도 2개는 상부 권선단에 배열되고, 선택 수단들 중 적어도 2개는 하부 권선단에 배열되는 것을 추가로 제안한다. 이것은 상부 권선단에 배열된 선택 수단 및/또는 하부 권선단에 배열된 선택 수단 사이의 가능한 조합들 때문에 특별히 넓은 조정 범위가 실현되는 것을 허용한다.
본 발명의 유익한 전개에서, 상부 권선단에 배열된 선택 수단이 동일한 권선 개수에 의해 서로로부터 분리되도록 배열되고, 하부 권선단에 배열된 선택 수단도 동일한 권선 개수에 의해 서로로부터 분리되도록 배열되며, 상부 권선단에 배열된 선택 수단들 사이의 권선 개수는 하부 권선단에 배열된 선택 수단들 사이의 권선 개수와는 상이한 것을 제안한다. 따라서, 상부 권선단에 배열된 선택 수단들 중 하나 이상 및/또는 하부 권선단에 배열된 선택 수단들 중 하나 이상의 조합을 이용하여, 특히 미세한 단계적 변화를 갖는 특히 넓은 설정 범위가 달성될 수 있다.
특히 유익한 전개에서, 하부 권선단에 배열된 개개의 선택 수단들 사이의 권선 개수는, 상부 권선단에 배열된 선택 수단들의 개수와 상부 권선단에 배열된 2개의 인접한 선택 수단들 사이의 권선 개수를 곱한 것에 의해 형성된다. 이런 방식으로 유익하게도, 각 경우에 상부 권선단에 배열된 스위칭인된 선택 수단과 각 경우에 하부 권선단에 배열된 스위칭인된 선택 수단을 포함하는 상이한 조합에 의해 동일한 권선 개수를 방지하는 것이 가능하다. 게다가, 추가의 권선 유닛, 특히 2차 권선 유닛에 나타나는 전압, 특히 일정한 전압을 설정하기 위한 목적으로, 활성 권선 개수 및/또는 권선 - 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서 이 권선들 사이에서 전압이 나타남 - 의 개수의 관점에서의 변동에 대한 최대 범위를 제공하는 최대 설정 범위를 달성하는 것이 가능하다.
본 발명의 추가 실시형태에서, 선택 수단이 각 경우에 저임피던스 스위치 위치와 고임피던스 스위치 위치 사이에서 스위칭될 수 있는 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛을 가짐으로써, 구조적으로 간단하고 경제적인 전압 균등화 장치를 달성될 수 있게 하는 것을 제안한다. 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서 권선 개수의 특히 신속한 설정을 달성하여, 추가 권선 유닛, 특히 2차 권선 유닛에 나타나는 전압, 특히 일정한 전압의 설정을 달성하는 것이 가능하다. 이 정황에서, 저임피던스 스위치 위치란 특히, 이 스위치 위치의 선택 수단이, 이 선택 수단을 이용하여 스위칭될 수 있는 권선으로의 접속 - 전압 균등화 장치의 동작 동안에 도전되는 접속 - 을 확립하여, 이 선택 수단을 갖는 권선 유닛에 나타나는 전압이 전압 균등화 장치의 동작 동안에 이들 권선에 나타나도록 하는 위치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이 정황에서, 고임피던스 스위치 위치란 특히, 이 스위치 위치의 선택 수단이, 이 선택 수단을 이용하여 스위칭될 수 있는 권선으로의 접속 - 전압 균등화 장치의 동작 동안에 도전되는 접속 - 을 차단하여, 이 선택 수단을 갖는 권선 유닛에 나타나는 전압이 이들 권선에 나타나지 않도록 하는 위치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
전압을 효과적으로 설정하기 위하여, 상부 권선단에 배열된 선택 수단들 중 단 하나와 하부 권선단에 배열된 선택 수단들 중 단 하나가 각 경우에 전압 공급에 대해 저임피던스 스위치 위치로 배치되는 것이 바람직하다. 이런 방식으로, 선택 수단을 갖는 권선 유닛 내에서 효과적인 전류 흐름을 달성하고, 또한 유익하게도, 예를 들어 상부 권선단의 스위칭인된 선택 수단들 중 2개 이상 및/또는 하부 권선단의 스위칭인된 선택 수단들 중 2개 이상을 접속한 결과로서 단락 회로를 방지하는 것이 가능하다.
선택 수단을 갖는 권선 유닛에서 상부 권선단에 배열된 선택 수단들 중 하나와 하부 권선단에 배열된 선택 수단들 중 하나 사이의 상이한 권선 개수를 위해 설정될 수 있는 조합들의 최대 개수가, 권선 유닛의 상부 권선단에 배열된 선택 수단들의 개수와 권선 유닛의 하부 권선단에 배열된 선택 수단의 개수를 곱한 것에 의해 형성된다면, 개개의 선택 수단을 결합하기 위한 가능한 조합들의 특히 넓은 범위가 달성될 수 있다. 상부 권선단에 배열된 선택 수단과 하부 권선단에 배열된 선택 수단 사이의 상이한 권선 개수를 위해 설정될 수 있는 개개의 조합은 바람직하게는 서로 독립적이다. 선택 수단들의 총 개수로부터 시작하여, 상부 권선단에 배열된 선택 수단들의 개수와 하부 권선단에 배열된 선택 수단들의 개수가 가능한 한 동일하다면, 최대수의 가능한 조합을 달성하는 것이 역시 가능하다.
본 발명의 추가 실시형태에서, 선택 수단이 각 경우에 2개의 저임피던스 스위치 위치 사이에서 스위칭될 수 있는 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛을 가져, 선택 수단을 갖는 권선 유닛에 나타나는 전압이 나타나는 활성 권선 개수의 넓은 설정 범위를 달성하기 위해 선택 수단들의 최소 개수가 이용될 수 있도록 하는 것을 제안한다. 이것은 또한, 전압 균등화 장치가 특히 컴팩트하고 경제적인 방식으로 구성되는 것을 허용한다. 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛의 2개의 저임피던스 스위치 위치 중 제1 위치에서, 선택 수단은 이 선택 수단을 이용하여 스위칭될 수 있는 권선으로의 접속 - 전압 균등화 장치의 동작 동안에 도전되는 접속 - 을 확립하여, 이 선택 수단을 갖는 권선 유닛에 나타나는 전압이 전압 균등화 장치의 동작 동안에 이들 권선에 나타나도록 한다. 선택 수단이 추가의 저임피던스 스위치 위치에 있다면, 이 선택 수단을 이용하여 스위칭될 수 있는 권선으로의 접속 - 전압 균등화 장치의 동작 동안에 도전되는 접속 - 이 차단되어, 이 선택 수단을 갖는 권선 유닛에 나타나는 전압이 상기 권선에 나타나지 않도록 한다. 이 추가의 저임피던스 위치에서, 다음 인접 선택 수단으로의 접속 - 전압 균등화 장치의 동작 동안에 도전되는 접속 - 을 스위칭 또는 확립하기 위한 대비가 추가적으로 이루어진다. 여기서, 전압 공급을 제공하기 위하여, 총 개수의 선택 수단으로부터의 임의 개수의 선택 수단이, 선택 수단을 이용하여 스위칭될 수 있는 권선들로의 전도성 접속이 확립될 수 있는 스위치 위치로 동시에 스위칭될 수 있는 것이 특히 유익하다.
전압 균등화 장치가 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서의 전압 특성을 판정하고 개개의 선택 수단에 대한 스위치 위치를 설정하는 모니터링 유닛을 갖는 것을 추가로 제안한다. 이런 방식으로, 선택 수단을 갖는 권선 유닛의 권선 개수가 특히 신속하게 설정될 수 있고, 특히, 전압 공급망의 전압 변화에 신속하게 응답하는 것이 가능하다. 이 결과, 추가 권선 유닛, 특히 2차 권선 유닛에서 일정한 전압을 유지하는 것도 역시 가능하다.
모니터링 유닛이 다상(multiphase) 공급망의 한 위상(phase)에 대한 전압 특성을 판정하고 단상(single phase)에 관하여 판정된 전압 특성에 기초하여 다상 공급망의 위상들 각각에 대한 전압을 설정하는 것을 추가로 제안한다. 전압 균등화 장치는, 공급망의 각 위상에 대해 일정한 전압을 설정하기 위한 전용 변압기 유닛이 이용가능하도록, 바람직하게는 이 목적을 위해 복수의 변압기 유닛을 가진다. 본 발명에 따른 실시형태에 의해, 추가 컴포넌트의 필요성 없이, 선택 수단을 갖는 권선 유닛에 나타나는 전압에 기초하여, 요구되는 전압 값을 설정하는 것이 특히 용이하다. 이 경우에는 제어기에 의해 및/또는 특히 유익하게는 레귤레이터에 의해 설정이 이루어질 수 있으며, 모니터링 유닛은, 단상에 관하여 판정된 전압 특성의 함수로서 개개 선택 수단의 각 스위치 위치를 선택함으로써 다상 공급망의 한 위상에 대해 설정되어야 하는 전압을 조절한다. 이런 방식으로, 선택 수단의 스위치 위치의 선택에 대해 전류 측정된 변수가 항상 사용될 수 있고, 따라서, 전압 변동에 대해 특히 신속하고 특히 자동적으로 응답할 수 있는 전압 설정을 제공하는 것이 변압기 유닛에서 가능하다.
본 발명은 가능한 한 일정한 전압을 갖는 전압 공급을 제공하기 위하여 전압 변동을 등화시키기 위한 목적의 전압 균등화 장치를 갖는 의료 영상화 장치, 특히 자기 공명 영상화 장치를 시발점으로서 취하며, 상기 전압 균등화 장치는, 1차 권선 유닛과 2차 권선 유닛을 갖고, 이 2개 권선 유닛들 중 하나에, 선택 수단을 갖는 권선 유닛의 권선을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 적어도 3개 이상의 선택 수단을 갖는 적어도 하나의 변압기 유닛을 포함하며, 여기서, 2개의 인접한 선택 수단은 각 경우에 소정 개수의 권선을 포함하는 거리만큼 서로로부터 분리되도록 배열되어 있다.
본 발명에 따르면, 2개의 처음 인접 선택 수단들 사이의 권선 개수는 2개의 추가의 인접한 선택 수단들 사이의 권선 개수와는 상이할 것을 제안한다. 2개의 선택 수단들 사이에 상이한 거리 - 특히 상이한 권선 개수 - 를 설정하는 것이 가능하므로, 선택 수단을 갖는 권선 유닛에서의 적어도 3개 이상의 선택 수단에 의해 추가 권선 유닛에서의 상이한 전압값이 설정될 수 있다. 따라서 개개의 선택 수단들 사이의 상이한 거리에 의해, 추가 권선 유닛에 나타나는 전압에 대해 특히 넓고 특히 가변적인 조정 범위를 달성하는 것이 가능하다. 추가 권선 유닛에 나타나는 전압의 설정 범위 및/또는 조정 범위는 이 경우에는 선택 수단들의 개수와 서로에 관한 개개의 선택 수단들 사이의 권선 개수에 의존한다. 여기서 개개 선택 수단들 사이의 거리 또는 권선 개수가 작을수록, 이 경우에는 선택 수단을 이용하여 권선을 스위칭인 및/또는 스위칭아웃함으로써 추가 권선 유닛에서 나타나는 전압을 더욱 정교하게 설정하는 것이 가능하다. 이것 외에도, 개개 선택 수단의 서로에 관한 상이한 거리 덕택에 전압 균등화 장치는 컴팩트하게 유지될 수 있음으로써, 추가 제조 비용을 절감한다.
또한, 전압 균등화 장치가 기울기 코일 유닛에 대해 본질적으로 일정한 전압을 설정하기 위한 목적으로 설계되는 것을 제안한다. 의료 영상화 장치, 특히 자기 공명 영상화 장치로서 구성된 의료 영상화 장치의 이 실시형태는, 기울기 코일 유닛의 과다설계된 실시형태와 연관된 구조적 공간과 비용을 절약하는 것을 가능케 한다. 또한, 전압 균등화 장치가, 예를 들어, 추가 변압기 유닛과 같은 나머지 의료 영상화 장치에 대한 전압을 설정하기 위한 목적으로도 설계된다면 나머지 의료 영상화 장치의 전체 전원을 간소화하는 것이 가능하다.
도면을 참조한 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 본 발명의 추가의 이점, 특징, 및 세부사항들이 드러날 것이다.
도 1은 개략적 표현의 전압 균등화 장치를 갖는 본 발명의 의료 영상화 장치를 도시한다.
도 2는 전압 균등화 장치의 제1 변형 실시형태를 도시한다.
도 3은 전압 균등화 장치의 제2 변형 실시형태를 도시한다.
도 4는 전압 균등화 장치의 제3 변형 실시형태를 도시한다.
도 5는 전압 균등화 장치의 제4 변형 실시형태를 도시한다.
도 6는 전압 균등화 장치의 제5 변형 실시형태를 도시한다.
도 1은, 본 예시적 실시형태가 자기 공명 영상화 장치(10)의 형태를 취하고 있는 본 발명의 의료 영상화 장치를 도시한다. 대안적 실시형태에서, 의료 영상화 장치는 또한, 컴퓨터 단층촬영 장치 및/또는 PET(positron emission tomography) 장치 등의 형태를 취할 수도 있다.
자기 공명 영상화 장치(10)는, 강하고 특히 일정한 메인 자기장(13)을 생성하기 위한 메인 자석(12)을 갖는 자석 유닛(11)을 포함한다. 자기 공명 영상화 장치(10)는 또한 환자(15)를 수용하기 위한 실린더형 수용 영역(14)을 포함하며, 수용 영역(14)은 원주 방향으로 자석 유닛(11)에 의해 둘러싸인다. 환자(15)는 자기 공명 영상화 장치(10)의 환자 침상(patient couch, 16)에 의해 수용 영역(14) 내에 도입될 수 있다.
자석 유닛(11)은 또한, 영상화 프로세스 동안에 공간적 인코딩에 이용되는 자기장 기울기를 생성하기 위한 기울기 코일 유닛(17)을 가진다. 기울기 코일 유닛(17)은 기울기 증폭기 유닛(18)에 의해 제어된다. 자석 유닛(11)은 또한, 메인 자석(12)에 의해 생성되는 메인 자기장(13)에서 설정되게 되는 분극(polarization)을 여기시키기 위해 무선 주파수 안테나 유닛(19)과 무선 주파수 안테나 제어 유닛(20)을 가진다. 무선 주파수 안테나 유닛(19)은 무선 주파수 안테나 제어 유닛(20)에 의해 제어되고, 본질적으로 수용 영역(14)에 의해 형성되는 검사 공간 내에 무선 주파수 자기 공명 시퀀스를 방출한다. 자화는 이런 방식으로 그 평형 위치로부터 편향된다. 무선 주파수 안테나 유닛(19)은 또한 자기 공명 신호를 수용하는 역할을 한다.
자기 공명 영상화 장치(10)는, 메인 자석(12), 기울기 증폭기 유닛(18) 및 무선 주파수 안테나 제어 유닛(20)을 제어하기 위한 목적의 컴퓨팅 유닛 형태의 제어 유닛(21)을 가진다. 이 컴퓨팅 유닛은, 예를 들어, 미리결정된 영상화 기울기 에코 시퀀스를 수행함으로써 자기 공명 영상화 장치(10)를 중앙집중식으로 제어한다. 예를 들어, 영상화 파라미터 및 재구성된 자기 공명 영상과 같은 제어 정보가, 자기 공명 영상화 장치(10)의 디스플레이 유닛(22), 예를 들어, 모니터에 디스플레이될 수 있다. 자기 공명 영상화 장치(10)는 또한 입력 유닛(23)을 가지며, 이 입력 유닛(23)을 통해 측정 절차 동안에 오퍼레이터에 의해 정보 및/또는 파라미터가 입력될 수 있다.
자기 공명 영상화 장치(10)는 또한, 전압 변동을 균등화하기 위한 목적으로 제공되는 전압 균등화 장치(30)를 가짐으로써, 자기 공명 영상화 장치(10)(도 1)의 동작 동안에 가능한 한 일정한 전압값을 갖는 전압 공급을 허용한다. 이 경우에 자기 공명 영상화 장치(10)가 접속되어 있는 공급망에서의 전압값의 현재 발생하는 전압 변동은, 전압 변동이 자기 공명 영상화 장치(10)의 민감한 컴포넌트나 모듈들, 예를 들어, 기울기 코일 유닛(17) 또는 기울기 증폭기 유닛(18)에 전달될 수 있기 이전에 전압 균등화 장치(30)에 의해 균등화된다.
이 목적을 위해 전압 균등화 장치(30)는 다상 공급망의 각 위상에 대해 변압기 유닛(31)을 가지며, 각 변압기 유닛(31)은 구조적으로 동일하도록 구성된다. 도 2 내지 도 6에서, 각 전압 균등화 장치(30, 100, 200, 300, 400)의 단 하나의 예시적 변압기 유닛(31, 101, 201, 301, 401)이 각 경우에 예시되어 있으며, 여기서, 전압 균등화 장치(30, 100, 200, 300, 400)의 모든 변압기 유닛(31, 101, 201, 301, 401)의 기능은 동일하다.
도 2의 변압기 유닛(31)은 1차 권선 유닛(32) 및 2차 권선 유닛(33)을 가진다. 전압 균등화 장치(30)는 또한, 2개의 권선 유닛 중 하나(32)에 배열된 적어도 3개의 선택 수단(34, 35)을 가진다. 현재의 예시적 실시형태에서, 선택 수단(34, 35)은 1차 권선 유닛(32)에 배열되어 있다.
선택 수단(34, 35)은 각 경우에서, 전압 균등화 장치(30)의 동작 동안에 선택 수단(34, 35)의 스위치 위치(37, 38)에 따라, 선택 수단(34, 35)에 의해 스위칭될 수 있는 권선(36)을 통한 전류 흐름이 차단되도록, 선택 수단(34, 35)을 갖는 권선 유닛(32)의 권선(36)을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 목적으로 설계된다. 개개의 선택 수단(34, 35)은 서로 분리되어 배열되며, 2개의 인접 배열된 선택 수단(34, 35) 사이의 거리(39, 40)는 1차 권선 유닛(32)의 권선(36)의 개수에 의해 형성된다. 이 경우에, 2개의 처음 인접 선택 수단(34)들 사이의 거리(39) 또는 권선(36)의 개수 N은 2개의 추가의 인접 선택 수단(35)들 사이의 거리(40) 또는 권선(36)의 개수 M과는 상이하다.
1차 권선 유닛(32)은 상부 권선단(41) 및 하부 권선단(42)을 가진다. 2개의 선택 수단(34)이 상부 권선단(41)에 배열되어 있고, 3개의 선택 수단(35)이 하부 권선단(42)에 배열되어 있다. 본 발명에 따르면, 1차 권선 유닛(32)의 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)은 균일한 거리(39)만큼 서로로부터 분리되어 있어서, 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)은 1차 권선 유닛(32)에서 동일한 권선(36)의 개수 N만큼 서로로부터 분리되도록 배열되어 있다. 또한, 1차 권선 유닛(32)의 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)도 균일한 거리(40)만큼 서로로부터 분리되어 있어서, 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)은 1차 유닛(32)에서 동일한 권선(36)의 개수 M만큼 서로로부터 분리되도록 배열되어 있다. 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)들 사이의 권선(36)의 개수 N은 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)들 사이의 권선(36)의 개수 M과는 상이하다.
1차 권선 유닛(32)의 하부 권선단(42)에 배열된 임의의 2개의 인접한 선택 수단(35)들 사이의 권선(36)의 개수 M은, 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)의 개수 n과 상부 권선단(41)에 배열된 2개의 인접한 선택 수단(34)들 사이의 권선(36)의 개수 N의 곱으로서 형성된다:
M=n*N.
현재의 예시적 실시형태에서, 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)들의 개수 n은 2이고, 상부 권선단(41)에 배열된 2개의 인접한 선택 수단(34)들 사이의 권선(36)의 수 N은 2이다. 따라서 하부 권선단(42)에 배열된 2개의 인접한 선택 수단(35) 사이의 권선(36)의 수 M은 4이다. 현재의 예시적 실시형태에서, 1차 권선 유닛(32)의 가용 권선(36)의 총 개수는 20이다.
따라서, 2개의 권선단(41, 42) 사이의 최대수의 가능한 조합들은, 각 경우에 상부 권선단(41)에 배열된 한 개의 선택 수단(34)과 하부 권선단(42)에 배열된 한 개의 선택 수단(35)을 선택 또는 스위칭인하여, 상부 권선단(41)에 배열되고 선택된 선택 수단(34)과 하부 권선단(42)에 배열되고 선택된 선택 수단(35) - 이들 두 선택된 선택 수단들 사이에는 동작 동안에 1차 유닛(32)에 나타나는 전압이 나타남 - 사이의 권선(36)의 개수에서의 최대 변동을 제공함으로써 달성된다. 본 발명에 따르면, 선택 수단(34, 35)은 각 경우에 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛을 가진다. 개개의 스위치 유닛은 이 경우에는 2개의 스위치 위치(37, 38) 사이에서 스위칭하며, 2개의 스위치 위치 중 하나(37)는 저임피던스 스위치 위치(37)를 나타내고, 2개의 스위치 위치 중 다른 하나(38)는 고임피던스 스위치 위치(38)를 나타낸다. 선택 수단(34, 35)이 저임피던스 스위치 위치(37)에 있다면, 선택 수단(34, 35)에 의해 스위칭될 수 있는 권선(36)으로의 전도성 접속이 확립되고, 전압 균등화 장치(30)의 동작 동안에 1차 권선 유닛(32)의 (각 선택 수단(34, 35)에 의해 스위칭될 수 있는) 권선(36)을 통해 전류가 흐를 수 있다. 이 저임피던스 스위치 위치(37)에서, 권선(36)은 추가로 총 권선 개수로 스위칭인되고, 이들 사이에 1차 권선 유닛(32)에 나타나는 전압이 나타난다. 선택 수단(34, 35)이 고임피던스 스위치 위치(38)에 있다면, 선택 수단(34, 35)에 의해 스위칭될 수 있는 권선(36)에 대한 전도성 접속이 차단된다. 이러한 고임피던스 스위치 위치(38)에서, 권선(36)은 스위칭아웃되기 때문에, 1차 권선 유닛(32)의 총 권선 개수에 기여하지 않는다.
전압 균등화 장치(30) 내에서 단락 회로를 방지하기 위하여, 2개의 선택 수단(34)들 중 단 하나만이 저임피던스 스위치 위치(37)에 있도록, 상부 권선단(41)에서 선택 수단(34)들 중 최대 하나만이 스위칭인될 수 있다. 이 경우에 추가의 선택 수단(34)은 고임피던스 스위치 위치(38)에 놓여야 한다. 마찬가지로, 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)들 중 최대 하나만이 스위칭인되어 저임피던스 스위치 위치(37)에 배치될 수 있다. 이 경우에 추가의 2개 선택 수단(35)들은 고임피던스 스위치 위치(38)에 놓여야 한다. 게다가, 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)들 중 단 하나와 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)들 중 단 하나만이, 1차 권선 유닛(32) 내에서 실효 전류 흐름을 보장하기 위해 저임피던스 위치(37)에 배치되어야 한다.
총 권선 개수에 기여하고 1차 권선 유닛(32)에 나타나는 전압이 나타나는 권선(36)의 개수를 변동시킴으로써, 2차 권선 유닛(33)에 나타나는 전압은 1차 권선 유닛(32)에 나타나는 전압에 대해 변화한다. 총 권선 개수에 기여하는 권선(36)의 개수의 변동은 여기서는, 개개의 선택 수단(34, 35)에 대한 각각의 스위치 위치(37, 38)를 선택함으로써 이루어진다. 여기서의 목적은 2차 권선 유닛(33)에 나타나는 전압에 대해 가능한 한 일정한 값을 유지하는 것이다.
2차 권선 유닛(33)에 나타나는 일정한 전압을 설정하기 위해 개개의 선택 수단(34, 35)에서의 상이한 스위치 위치(37, 38)의 최대수의 가능한 조합들을 나타내는 값 또는 수 P는 다음과 같이 계산된다:
P=n*m.
이 경우에 n은 상부 권선단(41)에 배열된 선택 수단(34)의 개수이고 m은 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)의 개수이며, 상부 권선단(41)에서 스위칭인될 수 있는 권선(36)의 개수 N은 하부 권선단(42)에서 스위칭인될 수 있는 권선 개수 M과는 상이해야 한다. 따라서, 현재의 예시적 실시형태에서, 전압값을 설정하기 위해 권선(36)의 개수를 상이하게 설정하는데에 이용가능한 조합은 6개가 있다.
따라서, 현재의 예시적 실시형태는, 2차 권선 유닛(33)에 나타나는 전압을 설정하기 위해 1차 권선 유닛(32)에서 10개 권선, 12개 권선, 14개 권선, 16개 권선, 18개 권선, 및 20개 권선을 포함하는 조합을 제공한다. 개개의 가능한 설정들 사이의 가장 작은 차이는 이 경우에는 2개 권선이므로, 2개 권선을 스위칭인 또는 스위칭아웃함으로써 약 10%만큼 전압이 변동할 수 있다. 또한, 설정될 수 있는 전압에 대한 더 작은 균등화 범위가 2개 권선을 스위칭인 또는 스위칭아웃함으로써 달성될 수 있도록, 1차 권선 유닛(32)의 권선(36)의 총 개수가 20보다 큰 것을 생각해 볼 수 있다.
개개의 선택 수단(34, 35)을 선택 및/또는 설정하기 위한 목적으로, 전압 균등화 유닛(30)은 모니터링 유닛(43)(도 1)을 가진다. 모니터링 유닛(43)은 다상 공급망의 단상에 대한 전압 특성을 판정한다. 상기 전압 특성에 기초하여, 모니터링 유닛(43)은 1차 권선 유닛(32)에 현재 나타나는 전압 U1을 판정한다. 이 목적을 위해 모니터링 유닛(43)은 전압 측정 유닛(더 상세히 도시되지 않음)을 가질 수 있다. 후속해서, 1차 권선 유닛(32)에 현재 나타나는 상기 전압 U1과 2차 권선 유닛(33)에 나타나는 일정한 기준 전압 U2와 2차 권선 유닛(33)의 권선(44)의 일정 개수 W2를 이용하여, 모니터링 유닛(43)은, 1차 권선 유닛(32)에 나타나는 전압 U1이 그 사이에 나타나고, 또한 1차 권선 유닛(32)의 상부 권선단(41)과 하부 권선단(42) 사이에 배열된 권선(36)의 개수 W1을 명시한다:
W1 = U1*W2/U2.
판정된 전압 특성 및/또는 결정된 권선 개수 W1에 기초하여, 모니터링 유닛(43)은, 1차 권선 유닛(32)에 배열된 선택 수단(34, 35) 각각에 대한 스위치 위치(37, 38)를 결정하고 설정한다. 이 경우 상부 권선단(41)에 배열된 하나의 선택 수단(34)과 하부 권선단(42)에 배열된 하나의 선택 수단(35)이 각각 모니터링 유닛(43)에 의해 선택되고 모니터링 유닛(43)에 의해 전자적으로 스위칭인된다. 이렇게 하여, 상부 권선단(41)에 배열 및 선택되고 및/또는 스위칭인된 선택 수단(34)과 하부 권선단(42)에 배열 및 선택되고 및/또는 스위칭인된 선택 수단(35) 사이에 배열된 1차 권선 유닛(32)의 권선(36) 모두를 스위칭인하기 위한 준비가 이루어지고, 따라서 1차 권선 유닛(32)에 나타나는 전압 U1이 이들 권선(36)에 나타나게 된다. 1차 권선 유닛(32)에 배열된 나머지 선택 수단(34, 35)은 고임피던스 스위치 위치(38)에 놓이도록 모니터링 유닛(43)에 의해 스위칭된다.
또한, 변압기 유닛(31)은, 상부 권선단(41)의 선택 수단(34)들 중 단 하나가 저임피던스 스위치 위치(37)에 놓이자마자, 상부 권선단(41)의 나머지 선택 수단(34)이 고임피던스 스위치 위치(38)에 놓이고 저임피던스 스위치 위치(37)로 스위칭되지 못하도록, 모니터링 유닛(43)에 의해 제어 및/또는 통제된다. 하부 권선단(42)에 배열된 선택 수단(35)에 대해서도 마찬가지가 적용된다. 여기서 하부 권선단(42)의 선택 수단(35)들 중 단 하나가 저임피던스 스위치 위치(37)에 놓이자마자, 하부 권선단(42)의 나머지 선택 수단(35)이 고임피던스 스위치 위치(38)에 놓이고 저임피던스 스위치 위치(37)로 스위칭되지 못한다. 이런 방식으로 모니터링 유닛(43)은 전압 균등화 장치(30)에서 단락 회로를 방지할 수 있다.
선택 수단(34, 35)의 설정은 변압기 유닛(31) 각각에 대해 및/또는 각각의 위상에 대해 모니터링 유닛(43)에 의해 전술된 바와 유사한 방식으로 이루어지며, 전압 특성의 판정은 하나의 위상에 대해서만 이루어지고, 선택 수단(34, 35)의 스위치 위치(37, 38)의 설정 또는 권선 개수의 설정 및 그에 따른 2차 권선 유닛(33)에 나타나는 전압 U2의 설정은, 단상에 관하여 판정된 상기 전압 특성에 기초하여 모든 변압기 유닛(31)에 대해 이루어진다.
현재 나타나는 전압 특성이 모니터링 유닛(43)에 의해 지속적으로 판정되고, 각 위상에 대해 및/또는 변압기 유닛(30) 각각에 대해 2차 권선 유닛(33)에서 설정되어야 하는 전압 U2는 상기 현재 나타나는 전압 특성에 기초하여 통제된다. 이런 방식으로, 1차 권선 유닛(32)의 활성 권선(36)의 개수가 현재 나타나는 전압 특성에 맞게 특히 신속하게 조정될 수 있고, 2차 권선 유닛(33)에 나타나는 전압 U2가 최대한으로 일정하게 유지될 수 있다.
전압 균등화 장치(30, 100, 200, 300, 400)의 대안적 예시적 실시형태가 도 3 내지 도 6에 나타나 있다. 본질적으로 동일한 컴포넌트, 특징, 및 기능들은 일반적으로 동일한 참조 부호로 표기된다. 이하의 설명은 본질적으로 도 1 및 도 2의 예시적 실시형태와 비교한 차이만에 관한 것으로, 동일한 컴포넌트, 특징 및 기능에 관해서는 도 1 및 도 2에 도시된 예시적 실시형태의 설명을 참조한다.
도 3은 도 2의 장치에 대한 대안적 전압 균등화 장치(100)의 개략적 표현을 도시한다. 전압 균등화 장치(100)는, 전압 균등화 장치(100)의 변압기 유닛(101)의 1차 권선 유닛(104)에서의 선택 수단(102, 103)의 개수와 이들 선택 수단(102, 103)의 배열에 관하여, 도 2에 관한 설명의 전압 균등화 장치(30)와는 상이하다.
전압 균등화 장치(100)는 총 6개의 선택 수단(102, 103)을 가지며, 이들 선택 수단들 중 2개(102)는 1차 권선 유닛(104)의 상부 권선단(105)에 배열되어 있고, 이들 선택 수단들 중 4개(103)는 1차 권선 유닛(104)의 하부 권선단(106)에 배열되어 있다. 이 경우 상부 권선단(105)에 배열된 2개의 선택 수단(102) 사이에는 2개 권선의 거리(107)가 있다. 조건 M=n*N에 따라, 하부 권선단(106)에 배열된 임의의 2개의 인접한 선택 수단(103)들 사이의 거리(108)는 4개 권선이다. 1차 권선 유닛(104) 및 2차 권선 유닛(110)의 권선(109, 111)의 총 개수는 20개 권선이다.
따라서, 현재의 예시적 실시형태에서는, 2차 권선 유닛(108)에 나타나는 전압 U2의 설정에 이용가능한 6개 권선, 8개 권선, 10개 권선, 12개 권선, 14개 권선, 16개 권선, 18개 권선 또는 20개 권선을 포함하는 총 8개 조합이 있다. 개개의 가능한 설정들 사이의 가장 작은 차이는 이 경우에는 2개 권선이다.
전압 균등화 장치(100)의 추가 실시형태는 도 1 및 도 2에 도시된 예시적 실시형태에 관한 설명에 대응한다.
도 4는 도 2 및 도 3의 장치에 대한 대안적 전압 균등화 장치(200)의 개략적 표현을 도시한다. 전압 균등화 장치(200)는, 전압 균등화 장치(200)의 변압기 유닛(201)의 1차 권선 유닛(204)에서의 선택 수단(202, 203)의 개수와 이들 선택 수단(202, 203)의 배열에 관하여, 도 2에 관한 설명의 전압 균등화 장치(30)와는 상이하다.
전압 균등화 장치(200)는 총 6개의 선택 수단(202, 203)을 가지며, 이들 선택 수단들 중 3개(202)는 1차 권선 유닛(204)의 상부 권선단(205)에 배열되어 있고, 이들 선택 수단들 중 3개(203)는 1차 권선 유닛(204)의 하부 권선단(206)에 배열되어 있다. 이 경우 상부 권선단(205)에 배열된 임의의 2개의 인접한 선택 수단(202) 사이에는 2개 권선의 거리(207)가 있다. 조건 M=n*N에 따라, 하부 권선단(206)에 배열된 임의의 2개의 인접한 선택 수단(203)들 사이의 거리(208)는 6개 권선이다. 1차 권선 유닛(204) 및 2차 권선 유닛(210)의 권선(209, 211)의 총 개수는 20개 권선이다.
따라서, 현재의 예시적 실시형태는 2차 권선 유닛(210)에 나타나는 전압 U2의 설정에 대해 총 9개 조합을 이용가능하게 한다. 조합은 4개 권선으로부터 20개 권선의 범위에 이르며, 개개의 가능한 설정들 사이의 차이는 2개 권선 또는 2개 권선의 배수이다.
전압 균등화 장치(200)의 추가 실시형태는 도 2에 도시된 예시적 실시형태에 관한 설명에 대응한다.
도 5는 도 2 내지 도 4의 장치에 대한 대안적 전압 균등화 장치(300)의 개략적 표현을 도시한다. 전압 균등화 장치(300)는, 전압 균등화 장치(300)의 변압기 유닛(301)의 1차 권선 유닛(304)에서의 선택 수단(302, 303)의 개수와 이들 선택 수단(302, 303)의 배열에 관하여, 도 2에 관한 설명에서 제시된 전압 균등화 장치(30)와는 상이하다.
전압 균등화 장치(300)는 총 7개의 선택 수단(302, 303)을 가지며, 이들 선택 수단들 중 4개(302)는 1차 권선 유닛(304)의 상부 권선단(305)에 배열되어 있고, 이들 선택 수단들 중 3개(303)는 1차 권선 유닛(304)의 하부 권선단(306)에 배열되어 있다. 이 경우 상부 권선단(305)에 배열된 임의의 2개의 인접한 선택 수단(302) 사이에는 2개 권선의 거리(307)가 있다. 조건 M=n*N에 따라, 하부 권선단(306)에 배열된 임의의 2개의 인접한 선택 수단(303)들 사이의 거리(308)는 4개 권선이다. 1차 권선 유닛(304) 및 2차 권선 유닛(310)의 권선(309, 311)의 총 개수는 24개 권선이다.
따라서, 현재의 예시적 실시형태는 2차 권선 유닛(310)에 나타나는 전압 U2의 설정에 대해 총 12개 조합을 제공한다. 조합은 2개 권선으로부터 24개 권선의 범위에 이르며, 개개의 가능한 설정들 사이의 차이는 2개 권선 또는 2개 권선의 배수이다.
전압 균등화 장치(300)의 추가 실시형태는 도 2에 도시된 예시적 실시형태에 관한 설명에 대응한다.
도 6은 도 2 내지 도 5의 장치에 대한 대안적 전압 균등화 장치(400)의 개략적 표현을 도시한다. 전압 균등화 장치(400)는, 전압 균등화 장치(400)의 변압기 유닛(401)의 1차 권선 유닛(403)에서의 선택 수단(402)의 개수와 이들 선택 수단(402)의 배열에 관하여, 도 2에 관한 설명에서 제시된 전압 균등화 장치(30)와는 상이하다.
전압 균등화 장치(400)는 총 6개의 선택 수단(402)을 가지며, 그 각각은 2개의 저임피던스 스위치 위치(404, 405) 사이에서 스위칭가능한 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛 및/또는 전자적으로 작동가능한 변환 유닛을 가진다. 선택 수단(402)의 2개의 저임피던스 스위치 위치 중 제1 스위치 위치(404)에서는, 선택 수단(402)에 의해 스위칭될 수 있는 1차 권선 유닛(403)의 권선(406)들은 전압 균등화 장치(400)의 동작 동안에 스위칭인되고, 따라서 자기 공명 영상화 장치(10)의 동작 동안에 1차 권선 유닛(403)에 나타나는 전압 U1이, 이 선택 수단(402)에 의해 스위칭될 수 있는 권선(406)에도 나타나게 된다. 선택 수단(402)의 2개의 저임피던스 스위치 위치 중 제2 위치(405)에서는, 선택 수단(402)에 의해 스위칭될 수 있는 권선(406)들은 전압 균등화 장치(400)의 동작 동안에 스위칭아웃되고, 따라서 자기 공명 영상화 장치(10)의 동작 동안에 1차 권선 유닛(403)에 나타나는 전압 U1이, 이 선택 수단(402)에 의해 스위칭될 수 있는 권선(406)에 나타나지 않게 된다. 선택 수단(402)의 이 제2 스위치 위치(405)에서, 1차 권선 유닛(403)을 통해 흐르는 전류는, 자기 공명 영상화 장치(10)의 동작 동안에 전류의 방향에서 그 다음의 인접한 선택 수단(402)에 직접 라우팅된다. 이런 방식으로, 예를 들어, 모든 선택 수단(402)이 동일한 스위치 위치(404, 405)를 취할 수 있기 때문에, 임의의 원하는 개수의 권선(406)이 스위칭인 또는 스위칭아웃될 수 있다.
현재의 예시적 실시형태에서, 개개의 선택 수단(402)은 연속적으로, 특히 직렬 순서로 배열되고, 여기서, 스위칭아웃될 수 없는 2개의 권선(406)이 1차 권선 유닛(403)의 하부 권선단(407)에 배열된다. 선택 수단(402)들 중 2개 덕분에, 각 경우에 2개의 권선(406)은, 이들이 1차 권선 유닛(403)에서 스위칭인 또는 스위칭아웃될 수 있도록 배열된다. 선택 수단(402)들 중 2개 추가 덕분에, 각 경우에 4개의 권선(406)은, 이들이 1차 권선 유닛(403)에서 스위칭인 또는 스위칭아웃될 수 있도록 배열된다. 나머지 선택 수단(402) 덕분에, 각 경우에 8개의 권선(406)은, 이들이 1차 권선 유닛(403)에서 스위칭인 또는 스위칭아웃될 수 있도록 배열된다. 따라서, 개개의 선택 수단(402) 사이의 거리(409)는 2K개 권선(406)이며, 여기서 K는 현재의 예시적 실시형태에서 1과 3 사이의 값을 취한다. 1차 권선 유닛(403)의 권선(406)의 총 개수는 24개 권선(406)이다. 원칙적으로 개개의 선택 수단(402) 사이에 3K개 권선(406)의 거리(409)를 포함하는 스태거링(staggering)도 역시 생각해 볼 수 있다.
현재의 예시적 실시형태의 전압 균등화 장치(400)는 2차 권선 유닛(408)에 나타나는 전압 U2의 설정에 대해 총 12개 조합을 가진다. 조합은 2개 권선으로부터 24개 권선의 범위에 이르며, 개개의 가능한 설정들 사이의 차이는 2개 권선 또는 2개 권선의 배수이다.
전압 균등화 장치(400)의 추가 실시형태는 도 2의 예시적 실시형태에 관한 설명에 대응한다.
도 2 내지 도 6의 예시적 실시형태들 모두에 대해, 2개의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 가장 작은 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 402)는 2차 권선 유닛(33, 110, 210, 310, 408)에 나타나는 전압 U2의 설정에 관한 가장 작은 변화에 대응한다. 도 2 내지 도 6에 나타낸 예시적 실시형태는 단지 예로서 이해되어야 한다. 여기서 제시된 예시적 실시형태로부터의 1차 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403) 및/또는 2차 권선 유닛(33, 110, 210, 310, 408)의 권선(36, 44, 109, 111, 209, 211, 309, 311, 406)의 상이한 총 개수, 및/또는 2개의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 상이한 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 409)는 어느 때라도 가능하다.
도 2 내지 도 6에 나타낸 현재의 예시적 실시형태에서, 개개의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 409)는 2K개 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수 N, M을 포함한다. 개개의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이에 3K개 권선(36, 109, 209, 309, 406 )을 포함하는 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 409)도 역시 본질적으로 어느 때라도 가능하다.

Claims (15)

  1. 가능한 한 일정한 전기 전압(U2)을 갖는 전압 공급을 제공하기 위해 전압 변동을 균등화하기 위한 목적의 전압 균등화 장치로서,
    1차 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403) 및 2차 권선 유닛(33, 108, 208, 308, 408)을 갖고, 상기 2개의 권선 유닛들(32, 104, 204, 304, 403, 408) 중 하나에, 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403)의 권선(36, 109, 209, 309, 406)을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 적어도 3개 이상의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 적어도 하나의 변압기 유닛(31, 101, 201, 301, 401)을 포함하고, 여기서, 2개의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)은, 소정 개수(N, M)의 권선(36, 109, 209, 309, 406)을 포함하는 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 409)만큼 서로로부터 분리되도록 각 경우에 배열되고,
    2개의 처음 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수(N, M)는 2개의 추가의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수(N, M)와는 상이한 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)은 상기 1차 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303)을 갖는 상기 권선 유닛(32, 104, 204, 304)은 상부 권선단(41, 105, 205, 305)과 하부 권선단(42, 106, 206, 306)을 가지며, 상기 선택 수단 중 적어도 2개(34, 102, 202, 302)는 상기 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열되고, 상기 선택 수단 중 적어도 2개(35, 103, 203, 303)는 상기 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 상기 선택 수단(34, 102, 202, 302)은 동일한 개수(N)의 권선(36, 109, 209, 309)만큼 서로로부터 분리되도록 배열되고, 상기 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열된 상기 선택 수단(35, 103, 203, 303)은 동일한 개수(M)의 권선(36, 109, 209, 309)만큼 서로로부터 분리되도록 배열되며, 여기서, 상기 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 상기 선택 수단(34, 102, 202, 302) 사이의 권선(36, 109, 209, 309)의 개수(N)는 상기 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열된 상기 선택 수단(35, 103, 203, 303) 사이의 권선(36, 109, 209, 309)의 개수(M)와는 상이한 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열된 개개의 선택 수단(35, 103, 203, 303) 사이의 권선(36, 109, 209, 309)의 개수(M)는 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 선택 수단(34, 102, 202, 302)의 개수(n)와 상기 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 2개의 인접한 선택 수단(34, 102, 202, 302) 사이의 권선(36, 109, 209, 309)의 개수(N)를 곱한 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)은 각 경우에 저임피던스 스위치 위치(37)와 고임피던스 스위치 위치(38) 사이에서 스위칭될 수 있는 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 선택 수단(34, 102, 202, 302) 중 단 하나와 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열된 선택 수단(35, 103, 203, 303) 중 단 하나만이 각 경우에 전압 공급을 위해 저임피던스 스위치 위치(37)에 놓이는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303)을 갖는 상기 권선 유닛(32, 104, 204, 304)에서 상기 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 선택 수단(34, 102, 202, 302) 중 하나와 상기 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열된 선택 수단(35, 103, 203, 303) 중 하나 사이의 상이한 권선 개수에 대해 설정될 수 있는 조합들의 최대 개수(P)는, 상기 권선 유닛(32, 104, 204, 304)의 상부 권선단(41, 105, 205, 305)에 배열된 선택 수단(34, 102, 202, 302)의 개수(n)와 상기 권선 유닛(32, 104, 204, 304)의 하부 권선단(42, 106, 206, 306)에 배열된 선택 수단(35, 103, 203, 303)의 개수(m)를 곱한 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선택 수단(402)은 각 경우에 2개의 저임피던스 스위치 위치(404, 405) 사이에서 스위칭될 수 있는 전자적으로 작동가능한 스위치 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  10. 제9항에 있어서, 전압 공급을 제공하기 위하여, 총 개수의 선택 수단(402)으로부터의 임의 개수의 선택 수단(402)이, 상기 선택 수단(402)을 이용하여 스위칭될 수 있는 권선(406)으로의 전도성 접속이 확립될 수 있는 스위치 위치(404)로 동시에 스위칭될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 상기 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403)에서의 전압 특성을 판정하고 개개의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)에 대한 스위치 위치(37, 38, 404, 405)를 설정하는 모니터링 유닛(43)을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 모니터링 유닛(43)은 다상(multiphase) 공급망의 한 위상(phase)에 대한 전압 특성을 판정하고 단상(single phase)에 관하여 판정된 전압 특성에 기초하여 상기 다상 공급망의 위상들 각각에 대한 전압(U2)을 설정하는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 모니터링 유닛(43)은 단상에 관하여 판정된 전압 특성의 함수로서 개개의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)의 각 스위치 위치(37, 38, 404, 405)를 선택함으로써 상기 다상 공급망의 위상에 대해 설정되어야 하는 전압(U2)을 통제하는 것을 특징으로 하는, 전압 균등화 장치.
  14. 가능한 한 일정한 전기 전압(U2)을 갖는 전압 공급을 제공하기 위해 전압 변동을 균등화하기 위한 목적의 전압 균등화 장치(30, 100, 200, 300, 400)를 포함하는 특히 자기 공명 영상화 장치(10)와 같은 의료 영상화 장치로서,
    상기 전압 균등화 장치는, 1차 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403) 및 2차 권선 유닛(33, 108, 208, 308, 408)을 갖고, 상기 2개의 권선 유닛들(32, 33, 104, 108, 204, 208, 304, 308, 403, 408) 중 하나에, 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 권선 유닛(32, 104, 204, 304, 403)의 권선(36, 109, 209, 309, 406)을 스위칭인 또는 스위칭아웃하기 위한 적어도 3개 이상의 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)을 갖는 적어도 하나의 변압기 유닛(31, 101, 201, 301, 401)을 포함하고, 여기서, 2개의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402)은, 소정 개수(N, M)의 권선(36, 109, 209, 309, 406)을 포함하는 거리(39, 40, 107, 108, 207, 208, 307, 308, 409)만큼 서로로부터 분리되도록 각 경우에 배열되고,
    2개의 처음 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수(N, M)는 2개의 추가의 인접한 선택 수단(34, 35, 102, 103, 202, 203, 302, 303, 402) 사이의 권선(36, 109, 209, 309, 406)의 개수(N, M)와는 상이한 것을 특징으로 하는, 의료 영상화 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전압 균등화 장치(30, 100, 200, 300, 400)는 기울기 코일 유닛(17)에 대해 본질적으로 일정한 전압(U2)을 설정하기 위한 목적으로 설계되는 것을 특징으로 하는, 의료 영상화 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9568937B1 (en) * 2016-02-19 2017-02-14 Time Warner Cable Enterprises Llc Tap switching power supply apparatus and methods for supporting multiple input voltages
JP6804228B2 (ja) * 2016-08-01 2020-12-23 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 磁気共鳴イメージング装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110316498A1 (en) 2009-03-25 2011-12-29 Pmd Networks Inc. Power regulator and remote power control device

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE405075C (de) * 1923-09-15 1924-10-28 Siemens & Halske Akt Ges Messwandler mit einstellbarem UEbersetzungsverhaeltnis
BE757740A (fr) * 1969-10-20 1971-04-20 Siemens Ag Montage pour la stabilisation a faibles pertes d'une tension d'entree alternative
US3818321A (en) * 1973-04-09 1974-06-18 Wilorco Inc Voltage regulator
DE3721591A1 (de) * 1987-06-30 1989-01-12 Siemens Ag Verfahren zum primaerseitigen umschalten des uebersetzungsverhaeltnisses eines transformators und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
CN1056589A (zh) * 1990-05-11 1991-11-27 杨亿欣 电子切换式自动交流稳压装置
US5408171A (en) * 1991-10-21 1995-04-18 Electric Power Research Institute, Inc. Combined solid-state and mechanically-switched transformer tap-changer
CN2242107Y (zh) * 1995-03-09 1996-12-11 王广然 关节炎治疗仪
CN100470690C (zh) * 2006-06-21 2009-03-18 徐福智 焊接电源变压器
US7800349B2 (en) * 2007-02-02 2010-09-21 The Hong Kong Polytechnic University Voltage dip and undervoltage compensator
US8203319B2 (en) * 2009-07-09 2012-06-19 General Electric Company Transformer on-load tap changer using MEMS technology
CN201732310U (zh) * 2010-04-29 2011-02-02 北京中科富思信息技术有限公司 一种补偿变压器交流稳压节能装置
CN202076109U (zh) * 2011-05-25 2011-12-14 山东科瑞节能电气有限公司 双输出调压变压器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110316498A1 (en) 2009-03-25 2011-12-29 Pmd Networks Inc. Power regulator and remote power control device

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