192302. lajstromszámú szabadalom • Háromfázisú hálózatról táplált szabályozható nagyfeszűltésgű egyenáramú tápegység, előnyösen röntgencsövek táplálására
1 192 302 2 A találmány tárgya háromfázisú hálózathoz csatlakoztatható beállítható nagyfeszültséget szolgáltató egyenáramú tápegység, amely előnyösen alkalmazható röntgencsövek táplálására. A tápegység primer oldala háromfázisú kapcsolón keresztül csatlakozó állandó áttételű háromfázisú primer tekercselésű transzformátorból és ennek csillagponti kimeneteire csatlakozó egyenirányító hídból áll, amely egyenirányító híd egyenáramú pontjai közö kapcsoló és nagyfeszültséget szabályozó változtatható ellenállás van beiktatva. A szekunder körében a nagy feszültséget szolgáltató szekunder tekercsekhez nagyfeszültségű egyenirányítón keresztül kapcsolódik a röntgencső. Ismeretes, hogy mind az ipari, mind a gyógyászati célokra szolgáló röntgen berendezésekben a különböző keménységű röntgensugarakat egyrészt a fűtő feszültség, másrészt a röntgencsövet tápláló nagyfeszültség változtatásával állítják elő. Egy röntgenberendezés használhatóságát előnyösen befolyásolja az a körülmény, ha az általa kibocsátott sugárzás hullámhossza (keménysége) és ezáltal áthatoló képessége széles határok között változtatható. Ezen feladat megoldása érdekében a röntgencsövet tápláló nagyfeszültségű egyenáramú tápforrás kimenő feszültségét tág határok között kell tudni változtatni. A kitűzött feladat elérésére számos ismert megoldás létezik. Az egyik ismert megoldásnál a feszültség szabályozása úgy történik, hogy a nagyfeszültségű transzformátor primer tekercselése sokmegcsapolású és ezeket lehet bekapcsolni. A megoldásnak az a hátránya, hogy folyamatos szabályozásra nem alkalmas, ugyanakkor háromfázis esetén a háromfázisú tekercselés tökéletesen azonosra készítése rendkívül bonyolult feladat, továbbá a feszültség átkapcsoláshoz a primer kört meg kell szakítani, pl. a csillagpontban. Ilyen7 megoldást ismertet a 105 947 lsz-u HU szabadalmi leírás. Az előzőekben ismertetett megoldás bizonyos hátrányait kivánja kiküszöbölni a 2 719 379 lsz-u DE és a 4 208 584 lsz-u US szabadalmi leírásban látható kapcsolási elrendezés, amelynél az átkapcsolás idejére a tranziensek csillapítására csillagponti ellenállás-hálózat van beiktatva. Ez a tápegység kialakítás ugyanakkor a bemenő feszültség módosítását egy feszültség szabályozó előtét transzformátorral oldja meg. Itt ugyancsak problémát jelent az előtét transzformátor fázisonként azonos feszültségre történő tekercselése, és ugyanakkor a tranziens csillapítás nem tökéletes. Egy további ismert megoldás látható az 1. ábrán. A tápegység a háromfázisú hálózathoz csatlakozó P primer oldalból és SZ szekunder oldalból áll, amely a nagyfeszültséget szolgáltatja. A két oldal között a nagyfeszültségű transzformátor V vasmagja képezi a kapcsolatot. A nagyfeszültésgű transzformátor P2, Pj. P3 primer tekercsei az Rí, R2, R3 változtatható ellenállásokon és a Kj háromfázisú kapcsolón keresztül csatlakoznak az Aj, A2, A3 hálózati csatlakozópontokon. a háromfázisú Ui hálózati feszültségre. A Pi, P2, Fj primer tekercsek másik végei Di, D2 ... ... D6 düSdákból álló háromfázisú Hí egyenirányító híd váltakozó áramú pontjaira kapcsolódnak, amelynek egyenáramú pontjai közé K csillagponti kapcsoló van kötve. A nagyfeszültségű transzformátor SZ szekunder oldalán két, csillagba kötött háromfázisú tekercselés van, amelyek St, S2 S3, illetve S4, S5, S« szekunder tekercsekből állnak, amelynek az N, ... N6 nagyfeszültségű diódákból álló H2 egyenirányító hídra, illetve az N7 ......N12 nagyfeszültségű diódákból álló H3 egyenirányító hídra csatlakoznak, amely H2, H3 egyenirányító hidak sorbakötve képezik a Rq röntgencső táphálózatát. A nagyfeszültésgű transzformátor áttétele állandó, ezért az Rö röntgencsőre jutó nagyfeszültség mértékét a transzformátor bemenetén levő feszültség határozza meg. Ezt a feszültséget az Rt, R2, R3 változtatható ellenállásokkal lehet beállítani. A megoldás hátránya abban van, hogy a fázisonként beiktatott R, R2, R3 változtatható ellenállások szimmetriáját nehéz biztosítani, amit bonyolít az is, hogy ezek a gyakorlati megvalósításnál általában 5—10 ellenállásból és meg felelő számú kapcsolóból kialakíott hálózatot jelentenek egyenként. Ez a fázisonként fellépő aszimetria torzult hullámalakot eredményez, az SZ szekunder oldalon, ami az Rö röntgencsőre jutó egyenfeszültség hullámosságában is megjelenik. Ez a kisugárzott röntgendózis időbeli ingadozását eredményezi. Találmányunkkal ezen problémák kiküszöbölését kívánjuk megoldani, biztosítva a teljes szimmetriát, továbbá olyan megoldást létrehozni, amely a tápegység előállításánál felhasznált nagyterhelhetőségű ellenállások és kapcsoló elemek (pl. tirisztorok) számát csökkenti, ezáltal nemcsak az előállítási árat, hanem a berendezés működés biztonságát is előnyösen befolyásolja. Találmányunkhoz az a felismerés vezetett, hogy a tápegység primer-szekunder áramáttétele egyetlen a primer oldali egyenirányító híd egyenáramú ágába iktatott változtatható ellenállással úgy módosítható, hogy az megfeleljen a kitűzött célnak abban az esetben, ha az ellenállás nagysága és az áramáttétel között minden beállítási értéknél egy meghatározott viszony áll fenn. Találmányunk tehát háromfázisú hálózatról táplált szabályozható, nagyfeszültségű egyenáramú tápegység, előnyösen röntgencsövek táplálására, amelyben a háromfázisú hálózathoz háromfázisú kapcsolón keresztül, egy állandó áttételű, háromfázisú primer tekercseléssel ellátott nagyfeszültségű transzformátor primer tekercseinek egyik végei kapcsolódnak. A primer tekercseknek másik végei háromfázisú egyenirányító híd váltakozóáramú pontjaihoz csatlakoznak. Az egyenirányító híd egyenáramú pontjait csillagponti kapcsoló köti össze. A váltakozó nagyfeszültséget szolgáltató szekunder tekercsekhez csatlakozó nagyfeszültségű egyenirányítók vagy egyenirányító hidak egyenfeszültségű kimenetei képezik a tápegység kimenetét, és erre csatlakozik a röntgencső. A találmány lényege abban van, hogy a primer oldali egyenirányító híd egyenáramú pontjait összekötő csillagponti kapcsolóval sorosan egy nagyfeszültséget szabályozó változtatható ellenállás van beiktatva. A találmány szerinti nagyfeszültségű tápegység előnyös kialakításánál a tápegység mindenkori primer-szekunder áramáttétele és a nagyfeszültséget szabályozó változtatható ellenállás beállított értéke között a következő összefüggés áll fenn. U3 ♦ Z I3 ^ n U — Usn ) n ■ ---------------—---------------- , ahol: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
