195605. lajstromszámú szabadalom • Frekvenciaszabályozott középfrekvenciás röntgendiagnosztikai generátor.
195 ('05 A találmány tárgya frekvenciaszabályozoü középfrekvenciás röntgendiagnosztikai generátor, amely ront" gén cső bői. nagyfeszültségű transz torma tor-egyenirányító egységből, terhelésoldalról'kommutáló rezgőköröd váltóirány(tóból, egyenfeszültségű tápforrásból áll. A röntgendiagnosztikai generátor váltóirányítójának szerves részét képezi az illesztőegység, valamint a terhelőkön soros LC-rezgőkör, melynek alkotóeleme a nagyfeszültségű, transzformátor-egyenirányító egység. A modern rönlgendiagnosztiaki generátorokkal szemben a következő követelményeket támasztják: alacsony ár, kis méret, egyszerű felépítés, megbízható működés, könnyű gyárthatóság és szervizelhclőség, zajszegény üzem, jó dinamikus tulajdonságok, kis csőfeszültség hullámosság, a felvételi paraméterek könnyű beállit• hatósága; működése a táphálózat feszültségének és impedanciájának ingadozásától széles tartományban legyen független,esetleg tegye lehetővé bemeneti energiatárolók alkalmazását vagy a tisztán akkumulátoros üzemet. Jelenleg kb. 30 kW teljesítményig megkívánják az egytankos konstrukciót is. A fenti követelmények félvezető elemekből felépített közcpfrekvenciás röntgengenerátorokkal elégíthetők ki, amelyek egyenfeszültségű tápforrásra csatlakozó középfrekvenciás rezgőkörös váltóirányítót tartalmaznak. Az egyenfeszültségű tápforrás lehet akkumulátor vagy szűrőkondenzátorral egybeépített szabályozott vagy szabályozatlan hálózati tápegység. A váltóirányító kimenő feszültségét nagyfeszültségű transzformátorral feltranszformálják, majd egyenirányítás és megtelelő szűrés után a röntgencsőre vezetik. A jelenlegi középfrekvenciás röntgengenerátorok tipikus képviselői a Siemens által gyártott berendezések, amelyeket MOBILÉT! , POLYPHOS ÉS POLYDOROS névén 20, 30 és 50 kW teljesítményekre gyártanak. Működésük lényegét a következő szabadalmi leírások tartalmazzák: DE 28 02 450: DE 28 02 513: DE 18 02 505: DE 28 14 320. A DE 28 02 450 szánni szabadalmi leírás váltóirányítója egyetlen soros rezgőkört tartalmazó önoltó tirisztoros kapcsolás, amelyben a rezgőkör kapacitásával a nagyfeszültségű transzformátor primer tekercse kapcsolódik sorosan, azaz a rezgőköri induktivitás a nagyfeszültségű transzformátor szórási induktivitása. A DE 28 02* 513 számú szabadalmi leírás váltóirányítója ugyancsak egyetlen soros rezgőkört tartalmazó önoltó tirisztoros kapcsolás, de itt a rezgőkön L és C értékét megfelelő kapcsolósz.crkezetekkel változtatni lehet, így a rezgőköri paraméterek a röntgencső különböző üzemmódjai által meghatározott változó terheléshez illeszthetők. A DE 28 02 505 számú szabadalmi leírás váltóirányítója szintén egyetlen soros rezgőkört tartalmazó önoltó kapcsolás, amelyben az. átkapcsolással a kimeneti feszültség változtatható 1 : 2 arányban és a nagyfeszültségű transzformátor primer tekercse a rezgőköri kondenzátorral párhuzamosan kapcsolódik (párhuzamos kikapcsolás). A DE 28 14 320 számú szabadalmi leírás a csőfeszültség hullámosságának csökkentésére alkalmas megoldást mutat. A kapcsolási elrendezés két váltóirányítót tartalmaz, amelyek különálló nagyfeszültségű transzformátorokat táplálnak és ezek feszültséget külön'egycnirányítják. A két egyenirányító sorba van kapcsolva, így a röntgencsőre a két egyénirányított feszültség összege jut. A váltóirányítókat egymáshoz képest fázisban eltolva vezérlik, így a nagyfeszültségű oldalon felharmonikus kioltás érhető el. A csőlcs/ültség hullámossága ezzel az elrendezesse! jelentősen csökkenthető. Az ismertetett elvek alkalmazásával egyszerű felépítésű, meglehetősen kis hullámosságéi röntgendiagnosztikai generátorok építhetők, amelyeknek váltóirányítói, mint az a részletes szabadalmi leírásból kitűnik, néhány kllz-cs tartományban működnek. Emiatt működésük közben akusztikus zajokat termelnek és a megfelelően kis hullámosságot csak két inverter alkalmazásával lehet biztosítani. A röntgendiagnosztikai generátorok minősege javítható, ha a védtőirányító működési frekvenciáját a 10-30 kilz-es tartományba növeljük. Ennek hatására a generátor dinamikus tulajdonságai (a csőfesziiltscg fel- és lefutási ideje) javulnak, a csőfesziiltscg hullámosság csökken (a tizenkét üteműnek megfelelő röntgengenerátor egyetlen vállóirányílót alkalmazva is megvalósítható), azaz nem szükséges az eltolt fázisú vezérlést alkalmazni, üzem közben akusztikai zajt nem termelnek, az egytank- és a váltóirányító méretei csökkennek. A frekvencia említett tartományba növelését komoly mértékben korlátozza a nagyfeszültségű transzformátor konstrukciója. A problémát az okozza, hogy a transzformátor tekercselés kapacitásainak töltőárama a frekvencia növelésével nő. A 10 30 kllz-es frekvenciatartományban a transzformátor típusteljesítményétől függően a primer oldalról fedezendő kapacitív meddő teljesítmény eléri, esetleg jelentősen meg is haladhatja a transzformátor típusteljesítményét. Ez egyrészt a tápláló váltóirányító jelentős túlméretezését igényli, de a transzformátortekercselcs termikusán . is túlterhelődik. A kapacitív áramok a nagyfeszültségű tekercselésben egyenlőtlenül oszlanak el, ez helyi túl melegedésekhez vezet, ezenkívül a szigetelés egyenlőtlen igénybevételét eredményezi, ami helyi átütésekhez vezethet. Emellett nem elhanyagolható szempont az sem, hogy az. alkalmazható szigetelőanyagok viselkedése az említett frekvenciatartományban többnyire meg tisztázatlan. A találmány szerinti megoldás lényege elsősorban éppen az. a felismerés, hogy nagyfrekvenciás viselkedés szempontjából előnyös tulajdonságú, nagyfeszültségű transzformátor-egyenirányító egységből, egy soros kondenzátorból kialakított terhelőkön soros LC-rezgőkörrel, valamint egy alkalmasan megválasztott illesztőegységgel és egy ismert elrendezésű, váltakozóáramú oldalról kommutáló vezérelt és nem vezérelt áramirányítók clleiipárhuzamos kapcsolású egységével egy olyan terhelésoldalról kommutáló rezgőkörös váltóirányító építhető meg, amely az ismert megoldásoknál jobb hatásfokú és nagyobb működési frekvenciával üzemeltethető röntgendiagnosztikai generátort eredményez. A talál..lány szerinti megoldásnál a nagyfeszültségű transzformátor-egyenirányító egységben több nagyfeszültségű transzformátort alkalmazva, azokat a primer oldalon sorosan vagy párhuzamosan kapcsolva, a szekunder feszültségeket egyenként egycnirányílva, a nagyfeszültségű részegyenirányítók kimenő feszültségét szűrve, majd soros kapcsolással összegezve alakítható ki és így a szekunder tekercselés földhöz/testhez képesti kapacitásának hatás az állandósult állapotbeli működés szempontjából jelentősen csökken. Ugyancsak jelentősen csökkenti ez a megoldás a loldhöz/testhez képest a szigetelések középfrekvenciás feszültségigénybevételét is azáltal, hogy az alkalmazott transzformátorok számától függően 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
