AT130402B - Method and device for putting a little overloadable electrical energy source into operation for supplying electricity in X-ray systems. - Google Patents

Method and device for putting a little overloadable electrical energy source into operation for supplying electricity in X-ray systems.

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AT130402B
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  

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   Elektrische Maschinen, die nur während kurzer Zeit belastet werden, sind in der Regel derart bemessen, dass ihre normale Belastung nahezu ihrer Höchstleistung entspricht. Dies ist insbesondere der Fall, wenn, wie bei Dynamomaschinen für die   Energiebes0haffung   bei tragbaren Apparaturen, z. B. 



  Röntgenapparaturen, ein Mindestgewicht angestrebt wird. 



   Um den Bedarf an elektrischer   Energie zum Speisen ortsveränderlicher Röntgenapparaturen   zu decken, wenn ein elektrisches Netz nicht zur Verfügung steht, nimmt man öfters zu einer von einem Verbrennungsmotor angetriebenen   Dynamomaschine   seine Zuflucht. Es wird dann eine aus einem solchen Motor und einer mit ihm   gekoppeltenDynamomaschine   bestehende Einheit als tragbares Gerät ausgebildet, und da diese Dynamomaschine jeweils nur während einiger Minuten Strom zu liefern braucht, ist es möglich, ein etwas überlastbares und somit leichtes Aggregat zu verwenden. 



   Der geringe Überschuss an verfügbarer Energie und die leichte Bauart bringen es mit sich, dass mit verhältnismässig grossen Verlusten gearbeitet wird und dass die Drehzahl stark von der Belastung abhängt. Letztere Erscheinung kann durch den Regler des Motors bekämpft, aber nie ganz vermieden werden. 



   Dies hat zur Folge, dass beim Einschalten der   Dynamomaschine   die Spannung fällt und dann noch ein weiteres Fallen durch die Abnahme der Drehzahl infolge der Belastung eintritt. Will man also bei dem sich schliesslich einstellenden Gleichgewichtszustand noch eine genügende Spannung übrig haben, so muss man mit einer zu hohen Spannung anfangen, es sei denn, dass Schnellregler verwendet werden, die jedoch stets mehr oder weniger umständlich sind und sich für kleine Anlagen weniger gut eignen. 
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 aus, da die Intensität dieser Strahlen sehr stark von der Anodenspannung abhängig ist und infolge des   Spannungsfalls   stark vermindert wird. 



   Die Erfindung betrifft eine für eine derartige Röntgenanlage sehr geeignete, im übrigen jedoch nicht auf solche beschränkte Schaltung, die es ermöglicht, einen Generator zu belasten, ohne dass die Spannung sich während der Belastung nennenswert ändert. 



   Erfindungsgemäss wird, bevor der normale Belastungsstromkreis geschlossen wird, auf den Generator eine Hilfsbelastung geschaltet, die dann in einer oder mehreren Zwischenstufe durch die normale Belastung ersetzt wird. 



   Diese Schaltung kann in sehr einfacher Weise dadurch bewerkstelligt werden, dass als Hilfsbelastung ein Einschaltwiderstand für die normale Belastung verwendet wird. Man erspart infolgedessen nicht nur einen besonderen Widerstand, sondern die Schaltung kann gleichzeitig erheblich vereinfacht werden. Dies kann nämlich dadurch erzielt werden, dass die Hilfsbelastung und die normale Belastung in Reihe geschaltet werden und zunächst die letztere und dann an deren Stelle die erstgenannte kurzgeschlossen wird. 



   Dabei ist es oftmals empfehlenswert, dass die Hilfsbelastung weniger Widerstand als die normale besitzt. da in diesem Falle in der Periode zwischen dem Aufheben des Kurzschlusses der normalen Belastung   und der   Herstellung des Kurzschlusses der Hilfsbelastung, in der also die Belastung geringer 

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 als in der Anfangsstufe ist, die. Drehzahl des Motors wachsen kann und nachher nicht wieder von neuem zu fallen braucht. Durch entsprechende Wahl der Dauer dieser Zwischenperiode mit Rücksicht auf den verwendeten Einschaltwiderstand erzielt man einen sehr geschmeidigen Übergang. 



   Zweckmässig ist in einer elektrischen Anlage, in der die vorstehend angedeutete Schaltung angewendet wird, eine Vorrichtung vorhanden, mittels deren das Einstellen einer oder mehrerer Stufen selbsttätig erfolgt. 



   Bei einer empfehlenswerten Ausführungsform einer derartigen Anlage besitzt eine Dynamomaschine auf ihrem Anker eine Wicklung fÜr Gleichstrom und eine solche für Wechselstrom, wobei als Hilfsbelastung der Vorschaltwiderstand für die Erregerwicklung verwendet wird. 



   Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und näher erläutert. 



   Fig. 1 und 2 sind Schaltbilder, die Beispiele der Schaltung nach der Erfindung darstellen. Fig. 3 zeigt ein Diagramm, in dem der zeitliche Verlauf der Drehzahl des Aggregats bei Anwendung der Erfindung dargestellt ist. 



     Fig. l   zeigt die Schaltung in sehr einfacher Form. Eine als Einankerumformer ausgebildete Dynamomaschine 1 kann mit Hilfe des Umschalters   4   mit dem Transformator 2 (normale Belastung) oder mit dem Widerstand 3 (Hilfsbelastung) verbunden werden. Der Gleichstromkreis ist über die Erregerwicklung 6 und einen Regelwiderstand 5 geschlossen. Mit dem Transformator ist ein Einschaltwiderstand 7 in Reihe geschaltet, dessen Enden jedoch durch einen Schalter 8 verbunden werden können. 



  Die Schaltung nach der Erfindung kann nun folgendermassen bewerkstelligt werden. Man fängt damit an, die Dynamo durch Einschalten des Feldes zu belasten und stellt dabei den Schalter   4   auf die Hilfsbelastung 3. Die Drehzahl fällt und wird gegebenenfalls durch die Wirkung eines Reglers, wenn dieser nicht sehr schnell regelt, nachher wieder eine Steigerung aufweisen, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht worden ist. Darauf schaltet man auf den Transformator mit Vorschaltwiderstand 7 um. Die Belastung wird nun geringer, die Drehzahl nimmt zu. Bald darauf wird der Schalter 8 geschlossen.

   Die Belastung nimmt nun wieder zu ; wenn aber die Hilfsbelastung grösser gewesen ist, als mmmehr die normale, kann der Augenblick des Kurzschlusses des Widerstands 7 derart gewählt werden, dass man gleichsam die Steigerung der Drehzahl abfängt und ohne merkliches Schwanken in den normalen Zustand übergeht. 



   Eine Kurve, die den zeitlichen Verlauf der Drehzahl darstellt, ist in Fig. 3 veranschaulicht. In dem Teil von   O-to   ist der Generator unbelastet. Im   Zeitpunkt   to wird der Hilfsbelastungsstrom eingeschaltet. Die Drehzahl sinkt, erreicht einen Mindestwert   n1, aber durch   die Wirkung des Reglers hebt sie sich wieder bis zum Gleichgewichtswert   n,. infolge   des Umlegens des in   Fig. l   mit 4 bezeichneten Schalters im Zeitpunkt   t2   findet wieder eine   Steigerung   statt, die jedoch beim Schliessen des Schalters 8 im richtigen Augenblick im Zeitpunkt t3 abgefangen wird, was zur Folge hat, dass die normale Belastung eintritt, ohne dass die Drehzahl nennenswert vom normalen Wert n3 abweicht. 



   In Fig. 2 ist ein Schaltbild dargestellt, das zeigt, wie die genannte Schaltung mit einer kindestzahl von Verbindungsdrähten in einfacher Weise zustande kommt. Der Anker des Generators besitzt in diesem Fall eine Wicklung für Wechselstrom und eine solche für Gleichstrom, letztere dient für die Erregung und kann für niedrigere Spannung hergestellt sein, was baulich vorteilhafter ist. 



   Beide Wicklungen sind mit je einem Teil mit dem einen Ende des die Hilfsbelastlmg bildenden Widerstands 9 verbunden. Von diesem Verbindungspunkt führt ein   Zuführungsleiter   10 zu einem Mehrfach schalter 17. Zu den Kontakten dieses Schalters führen weiter der Leiter 11, der über die Erregerwicklung mit dem andern Gleichstrompol der Dynamomaschine verbunden ist, der Leiter   13,   der zu dem andern Pol der Wechselstromwicklung führt, und schliesslich der Leiter 12, der mit dem andern Ende des Widerstandes 9 und durch einen Leiter 16 mit einem Pol der Primärwicklung des Transfomators 14 (normale Belastung) verbunden ist. Der zweite Pol dieser Transformatorwicklung ist mit dem Leiter 13 über einen Leiter 15 verbunden. 



   Die Leiter 10, 11, 12 und 13 können zusammen ein einziges Verbindungskabel bilden, das vom Generator zum   Schaltinstrument   17 führt. Ebenso können die Leiter 15 und 16 durch eine Leitungsschnur gegeben sein, die den Transformator mit dem Generator verbindet. 



   Die Einrichtung des Schaltinstrumentes ist nun derart, dass durch Drehen eines für die Zeiteinstellung dienenden Knopfes eine Scheibe 36 um einen von der jeweiligen Zeiteinstellung abhängigen Winkel gedreht wird. Dabei wird eine zweite auf derselben Welle angeordnete Scheibe   3'1   mitgenommen und um einen Winkel. 34 gedreht, wobei ein um den Punkt 38 drehbar angeordneter Schalthebel. 31 bewegt wird. Es wird dadurch der bis dahin bestehende Kontakt zwischen dem Hebelarm 31 und dem Stab 32 aufgehoben. Durch die Drehung der Scheibe 36 wird der Nocken 39 aus einer Aussparung der Scheibe gehoben und der Schalthebel 30   kommt   mit dem Stab 32 in Berührung. Es ist somit die elektrische Verbindung der Drähte 11 und 12 hergestellt. Infolgedessen wird der Erregerstromkreis geschlossen und der Generator fängt an, Spannung zu liefern. 



   Nachdem die Zeit eingestellt worden ist, wird durch Drücken auf einen andern Knopf 29 ein Uhrwerk eingerückt und der um den Punkt 40 drehbare Kontaktarm 33, der zuvor mit dem   Stäbchen   32 in Berührung war, von diesem abgehoben. Es wird dann der bis dahin bestehende Kurzschluss des Transformators unterbrochen und der Ankerstromkreis des Wechselstromgenerators ist nun über den in Reihe 

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   Electrical machines that are only loaded for a short time are usually dimensioned in such a way that their normal load almost corresponds to their maximum output. This is particularly the case when, as with dynamo machines for energy recovery in portable equipment, e.g. B.



  X-ray apparatus, a minimum weight is sought.



   In order to meet the need for electrical energy for feeding portable X-ray equipment when an electrical network is not available, one often resorts to a dynamo driven by an internal combustion engine. A unit consisting of such a motor and a dynamo machine coupled to it is then designed as a portable device, and since this dynamo only needs to supply power for a few minutes at a time, it is possible to use a somewhat overloadable and thus lightweight unit.



   The small surplus of available energy and the lightweight design mean that work is carried out with relatively large losses and that the speed depends heavily on the load. The latter phenomenon can be combated by the motor controller, but it can never be completely avoided.



   As a result, when the dynamo is switched on, the voltage drops and then another drop occurs due to the decrease in speed due to the load. So if you want to have enough voltage left in the state of equilibrium that is finally established, you have to start with a voltage that is too high, unless high-speed regulators are used, which are always more or less cumbersome and are less suitable for small systems suitable.
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 because the intensity of these rays is very dependent on the anode voltage and is greatly reduced as a result of the voltage drop.



   The invention relates to a circuit that is very suitable for such an X-ray system, but is otherwise not restricted to such a circuit, which makes it possible to load a generator without the voltage changing significantly during the load.



   According to the invention, before the normal load circuit is closed, an auxiliary load is switched to the generator, which is then replaced in one or more intermediate stages by the normal load.



   This circuit can be implemented in a very simple manner in that a switch-on resistor for the normal load is used as the auxiliary load. As a result, not only is a special resistor saved, but the circuit can also be considerably simplified. This can namely be achieved in that the auxiliary load and the normal load are connected in series and first the latter and then the former is short-circuited in its place.



   It is often recommended that the auxiliary load has less resistance than the normal one. since in this case in the period between the removal of the short circuit of the normal load and the establishment of the short circuit of the auxiliary load, in which the load is lower

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 than in the initial stage that is. The engine speed can increase and does not need to fall again afterwards. A very smooth transition can be achieved by choosing the duration of this intermediate period in consideration of the on-resistance used.



   In an electrical system in which the circuit indicated above is used, it is expedient to have a device by means of which the setting of one or more stages takes place automatically.



   In a recommended embodiment of such a system, a dynamo machine has a winding for direct current and one for alternating current on its armature, the ballast resistor for the exciter winding being used as an auxiliary load.



   The invention is illustrated and explained in more detail in the drawing, for example.



   Figs. 1 and 2 are circuit diagrams showing examples of the circuit according to the invention. Fig. 3 shows a diagram in which the time course of the speed of the unit is shown when the invention is used.



     Fig. 1 shows the circuit in a very simple form. A dynamo 1 designed as a single armature converter can be connected to the transformer 2 (normal load) or to the resistor 3 (auxiliary load) with the aid of the switch 4. The direct current circuit is closed via the field winding 6 and a control resistor 5. A switch-on resistor 7 is connected in series with the transformer, but its ends can be connected by a switch 8.



  The circuit according to the invention can now be implemented as follows. You start to load the dynamo by switching on the field and set switch 4 to auxiliary load 3. The speed drops and, if necessary, will increase again afterwards through the action of a controller, if this does not regulate very quickly, until a state of equilibrium has been reached. Then you switch to the transformer with series resistor 7. The load is now lower, the speed increases. Soon afterwards switch 8 is closed.

   The burden is now increasing again; However, if the auxiliary load was greater than the normal, the moment of the short circuit of the resistor 7 can be chosen such that the increase in speed is intercepted, as it were, and goes into the normal state without noticeable fluctuations.



   A curve that represents the time profile of the speed is illustrated in FIG. 3. In the part of O-to the generator is unloaded. At time to the auxiliary load current is switched on. The speed drops, reaches a minimum value n1, but the action of the controller increases it again to the equilibrium value n ,. As a result of the switching of the switch labeled 4 in FIG. 1 at time t2, there is again an increase, which is, however, intercepted when the switch 8 closes at the right time at time t3, with the result that normal loading occurs without the speed deviates significantly from the normal value n3.



   In Fig. 2 a circuit diagram is shown which shows how the circuit mentioned with a minimum number of connecting wires comes about in a simple manner. The armature of the generator in this case has a winding for alternating current and one for direct current; the latter is used for excitation and can be made for lower voltage, which is structurally more advantageous.



   Both windings are connected with one part each to one end of the resistor 9 forming the auxiliary load. From this connection point a feed conductor 10 leads to a multiple switch 17. The conductor 11, which is connected to the other DC pole of the dynamo machine via the excitation winding, leads to the contacts of this switch, the conductor 13, which leads to the other pole of the AC winding. and finally the conductor 12, which is connected to the other end of the resistor 9 and through a conductor 16 to one pole of the primary winding of the transformer 14 (normal load). The second pole of this transformer winding is connected to the conductor 13 via a conductor 15.



   The conductors 10, 11, 12 and 13 can together form a single connection cable which leads from the generator to the switching instrument 17. Likewise, the conductors 15 and 16 can be given by a cord that connects the transformer with the generator.



   The device of the switching instrument is now such that, by turning a button used for setting the time, a disk 36 is rotated through an angle dependent on the respective time setting. A second disk 3'1 arranged on the same shaft is taken along and at an angle. 34 rotated, with a shift lever rotatably arranged about point 38. 31 is moved. The hitherto existing contact between the lever arm 31 and the rod 32 is thereby eliminated. The rotation of the disk 36 lifts the cam 39 out of a recess in the disk and the switching lever 30 comes into contact with the rod 32. The electrical connection of the wires 11 and 12 is thus established. As a result, the excitation circuit is closed and the generator begins to supply voltage.



   After the time has been set, a clockwork is engaged by pressing another button 29 and the contact arm 33, which is rotatable about the point 40 and which was previously in contact with the rod 32, is lifted from the latter. The short-circuit of the transformer, which had existed until then, is then interrupted and the armature circuit of the alternator is now in series via the

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Claims (1)

<Desc/Clms Page number 4> <Desc / Clms Page number 4> 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Verriegelungsvorrichtung der die Dauer der Röntgenaufnahme regelnden Einrichtung eine Kontaktvorrichtung verbunden ist, durch die beim Aufheben der Verriegelung die Hilfsbelastung als Einschaltwiderstand vor den Trans- formator geschaltet wird. 9. Device according to claim 8, characterized in that a contact device is connected to the locking device of the device regulating the duration of the X-ray exposure, through which the auxiliary load is switched as a switch-on resistor upstream of the transformer when the lock is released. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltvorrichtung mit Zeit- einstellung weitere Kontakte besitzt, die eine bestimmte Zeit nach dem Einrücken dieser die Dauer der Röntgenaufnahme regelnden Einrichtung den Einschaltwiderstand des Transformators kurzschliesst. 10. A device according to claim 9, characterized in that the switching device with time setting has further contacts that a certain time after the engagement of this the duration of X-ray regulating device short-circuits the transformer's switch-on resistance. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Skala für die Zeitein- stellung die Skaleneinteilung in einiger Entfernung von dem Ruhepunkt des Zeitanzeigers beginnt, entsprechend der Zeit, die während des Laufens des Uhrwerks bis zum Kurzschluss des Einsehaltwider- standes verläuft. 11. Device according to claim 10, characterized in that the scale graduation begins on the scale for the time setting at some distance from the rest point of the time indicator, corresponding to the time that runs while the clockwork is running until the Einsehaltwider- resistance is shorted. 12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch Kontakte an der Schalt- vorrichtung zur Regelung der Dauer der Röntgenaufnahme, die bei deren Rückkehr in die Ruhestellung die Erregung des Generators ausschalten. EMI4.1 12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized by contacts on the switching device for regulating the duration of the X-ray exposure, which switch off the excitation of the generator when it returns to the rest position. EMI4.1
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