180107. lajstromszámú szabadalom • Berendezés impulzusszerűen működtetett nagyteljesítményű villamos fogyasztók, különösen röntgenkészülékek áramellátására
21 180107 22 mok mágneses tere a mezőmágnesek terét gyengíteni igyekszik és a generátorban armatúra-viszszahatás lép fel. Tekintettel arra, hogy a röntgencső legrövidebb felvételi ideje kb. 1—2 msec hosszúságú, a második szabályozó kört ennek megfelelő időállandóra kell méretezni. Azt azonnal beláthatjuk, hogy az első szabályozási kör a felvétel ideje alatt a fordulat szám-csökkenést nem tudja befolyásolni, mert a villamos motor teljesítménye lényegesen kisebb a felvett villamos teljesítménynél, és a fordulatszám szabályozás időállandója a hozzátartozó mechanikai egységek jelenléte miatt a felvétel idejénél sokkal nagyobb lehet. A második szabályozó körhöz tartozik a korábban már hivatkozott 11 ellenőrző jel képző egység, a 12 különbségképző, 89 szabályozó egység, 90 szélességmodulátor, 91 vezérelt kapcsoló, vezérelt vagy szabályozott 88 egyenfeszültségforrás és 118 alapjelképző áramkör. A második szabályozó kör beavatkozó jelének feszültségét 87 gerjesztéskalkuláló egység állítja be a vezérelt 88 egyenfeszütlségforrás kimeneti feszültségének változtatásával. Erre a beavatkozásra azért van szükség, hogy a szabályozás mindig az optimális munkaponton működhessen. A 11 ellenőrzőjel képző egység a 2 generátor egység kimeneti feszültségéből például a mérőtekercsről) analóg egyenfeszültséget állít elő, amelynek nagysága a 93 röntgencsőre kapcsolt pillanatnyi egyenfeszültséggel arányos. A 118 alapjelképző áramkör bemenete a 100 vezérlő egység 103 csőfeszültség kimenetével van öszszekötve, és a kezelő személy által beállított csőfeszültséggel arányos egyenfeszültségű alapjelet állít elő a 12 különbségképző részére. A 12 különbségiképző kimenetén a kívánt és a tényleges csőfeszültség különbségével arányos hibajel jelenik meg. A 89 szabályozó egység a hibajelből a 90 szélességmodulátor működését vezérlő szabályozó jelet állít elő. Proporcionáis, integráló és differenciáló tagokból áll (PID szabáyozás), melyek segítségével a hiba jel gyorsan változó szakaszai a differenciáló tagokon áthaladva azonnal viszonylag nagy szabályozó feszültséget keltenek, ugyanakkor a szabályozó feszültség ngyságát a hibajel és annak integrálja is befolyásolja. A 90 szélességmodulátor olyan impulzussorozatot állít elő, amelynél az impulzusok szélességét (kitöltési tényezőjét) a 89 szabályozó egység kimeneti feszültsége határozza meg. Az impulzussorozat frekvenciáját a legrövidebb felvételi idővel összhangban kell megválasztani és értéke például 20 és 100 kHz között lehet. A 90 szélességmodulátor 92 engedélyező bemenete a 100 vezérlő egység 101 expozíció kimenetével van összekötve és kimenetén az impulzusok csak az expozíciós jel időtartama alatt jelenhetnek meg. A 2 generátor egység be- és kikapcsolását ezért az expozíciós jel végzi, amely természetesen a 90 szélességmodulátor helyett a 118 alapjelképző áramkört is engedélyezheti. A 2 generátor egység 15 és 16 gerjesztési kapcsaira a 88 vezérelt egyenfeszültségforrás kimeneti feszültsége a 91 vezérelt kapcsolón keresztül csak a 90 szélességmodulátor impulzusainak időtartama alatt juthat el. A gerjesztőgép mezőmágnesében keletkező gerjesztő mágneses tér átlagos nagysága így egyrészt a vezérelt 88 egyeníeszültségforrás kimeneti feszültségétől, másrészt pedig a szélességmodulált impudzussorozat kitöltési tényezőjétől függ. Az így kialakított szabályozás szerepét csak akkor tudja betölteni, ha a mindenkor előállítandó kimeneti feszültség eléréséhez 1-nél kisebb kitöltési tényezőjű szélességmodulált impulzussorozat elegendő. A 87 gerjesztéskalkuláló egység a 100 vezérlő egységen beállított adatok, valamint a fordult a tszám jel alapján a vezérelt 88 egyenfeszültségforrás feszültségét a várható gerjesztésszükséglettel összhangban állítja be, például 20—30%-os alapimpulzuskitöltési tényező feltételezésével. Ezzel a szabályozási meredekség a legkülönbözőbb felvételi energiák beállítása mellett is közel állandó lesz, és az expozíció kezdetén a meredek felfutás biztosításához elegendő tartalék gerjesztés áll rendelkezésre. A 87 gerjesztéskalkuláló egység 871 bemenete a 81 fordulatszám jelgenerátor kimenetével, 872 benenete a 104 csőáram kimenettel és 873 bemenete a 103 csőfeszültség kiemnettel van összekötve. A 87 gerjesztéskalkuláló egység egy célszerű kiviteli alakját a 19. ábrán tüntettük fel, amely 113 és 115 szorzóegységekből, 114 összegből, 116 reciprokképző egységből és 117 arányosító egységből áll. A kalkulált Vout kimeneti feszültség nagysága, amely a vezérelt 88 egyenfeszültségforrás feszültségét állítja be, a U , y + k2 T V i. n ' ont K1 n összefüggés szerint alakul. Itt U a beállított csőfeszültség, I a beállított csőáram és n a fordulatszám analóg jele, kt és k2 pedig arányossági tényező. Az összefüggés érthetővé válik, ha meggondoljuk, hogy a számláló a 2B generátor gerjesztésszükségletét fejezi ki, ahol U a gerjesztés fordulatszámfüggését, a k2I tag pedig a terhelésből származó armatúra-visszahatás gerjesztésszükségletét jelenti. Ezt a mennyiséget azért kell a fordulatszámmal osztani, mert a 2A gerjesztőgép kimeneti feszültsége is fordulatszámfüggő. A találmány szerinti berendezés működésének ismertetését a rendelkezésre álló és szükséges energiák elemzésével kezdjük. Tételezzük fel, hogy a 4 lendítőkerék hossza 200 mm, belső átmérője kb. 200 mm, külső átmérője pedig 280 mm értékű. A belső átmérő alatt a kúpos kiképzésre való tekintettel átlagolt értéket vettünk. Ilyen méretek mellett az alumínium anyagú 4 lendítőkerék tehetetlenségi nyomatéka hozzávetőlegesen Q=0,24 kgm2- re adódik. A 4 lendítőkerékben tárolt energia értékét 11 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
