DE1029492B - Schaltungsanordnung fuer einen Drehstrom-Roentgenapparat mit Dreiphasen-Vollweggleichrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Drehstrom-Röntgenapparat mit Dreiphasen-Voll wegglei ehr ichtung. Eine bekannte derartige Anordnung zur Erzielung eines hochgespannten Gleichstromes, wie sie z. B. in der Zeitschrift »Archiv für technisches Messen«, Lieferung 171, April 1950, Blatt T 44 bis 46, Z 43-6, Bild 11, angegeben ist, besteht aus einem sekundärseitig in Stern geschalteten Dreiphasentransformator, dessen freie Sekundärwicklungsenden je für sich über je ein Glühventil mit der Anode und der Kathode einer Röntgenröhre verbunden sind.

Will man bei einer solchen bekannten Drehstromgleichrichterschaltung eine Gleichspannung mit einem Scheitelwert von 125 kV erzeugen, so ist an den Sekundärwicklungen eine Strangspannung von 125 : j/ä"= 72 kV erforderlich. Die Dimensionierung der Isolation der Sekundärwicklungen des Transformators, der Ventile und etwaiger zwischen jedem der Gleichspannungspole und Erde liegender Glättungskondensatoren muß somit entsprechend der Spannung von 72 kV gegen Erde und der Wicklungen gegeneinander entsprechend der verketteten Spannung von 125 kV erfolgen. Zwischen dem Plus- und Minuspol der Graetzschaltung liegen aber im Leerlauf an der Röntgenröhre 144 kV, weil jeder dieser Pole auf 72 kV aufgeladen bleibt. Für diese Leerlaufspannung von 144 kV müssen bei einer Betriebsspannung von 125 kV der Verbraucher und Plus- und Minusleitungen der Gleichrichterschaltungen gegeneinander isoliert sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der bekannten Schaltungsanordnung vorhandene wesentliche Überhöhung der Leerlauf spannung gegenüber der betriebsmäßig nutzbaren Spannung zu vermeiden. Auf diese Weise soll die Beanspruchung der hochspannungsmäßig belasteten Schaltungselemente verringert und damit die Betriebssicherheit des Röntgenapparates erhöht werden. Ein verringerter Aufwand an Isoliermitteln soll außerdem zu einer Verbilligung des Apparates führen und diesen auch für weniger spannungssichere Verbraucher als bisher geeignet machen.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Verwendung von Hochspannungstrockengleichrichtern nicht mehr die bei Glühventilen aus wirtschaftlichen Gründen nötige Beschränkung auferlegt, mit einer Mindestzahl von Gleichrichtern auszukommen. Bei Trockengleichrichtern kommt es aus Gründen der Wirtschaftlichkeit in erster Linie darauf an, die am Gleichrichtersystem auftretende Summensperrspannung gering zu halten, denn nach dieser Spannung bemißt sich die Anzahl der benötigten Gleichrichterelemente, d. h. bei modernen Hoch-Schaltungsanordnung

für einen Drehstrom-Röntgenapparat

mit Dreiphasen -Vollweggleichrichtung

Anmelder:

Siemens - Reiniger -Werke

Aktienges ells chaf t,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47

Dipl.-Ing. Heinz Schwesig und Dipl.-Ing. Kurt Bischoff,

Erlangen,
sind als Erfinder genannt worden

spannungstrockengleichrichtern die Anzahl der erforderlichen Gleichrichtertabletten. Dagegen erfordert es keinen erheblichen Aufwand, die Gleichrichtertablettensäule, wie sie der Summensperrspannung entspricht, in eine größere Anzahl von Teilsäulen aufzuteilen, wobei dann jede dieser Teilsäulen funktionsmäßig einem Gleichrichter entspricht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe, bei einer Schaltungsanordnung für einen Drehstrom-Röntgenapparat mit Dreiphasen-Vollweggleichrichtung die wesentliche Überhöhung der Leerlaufspannung gegenüber der betriebsmäßig nutzbaren Hochspannung zu vermeiden, in wirtschaftlicher Weise dadurch gelöst, daß die aus den Sekundärwicklungen und den Dreiphasen-Vollweggleichrichtern bestehende Schaltungseinheit mehrfach vorhanden ist, alle Einheiten eingangsseitig parallel gespeist und ausgangsseitig hintereinandergeschaltet sind. Eine solche erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ergibt sich auf einfachste Weise dadurch, daß jede der drei Sekundärwicklungen desDrehstromtransformators in beispielsweise zwei Wicklungsteile mit jeweils gleicher Windungszahl unterteilt ist, einander entsprechende Wicklungsteile der drei Sekundärwicklungen für sich in Stern- oder Dreieckform zusammengeschaltet sind, jeder dieser beiden Drehstromschaltungen eineGraetz-Gleichrichteranordnung zugeordnet ist und die Gleichspannungsausgänge dieser beiden Dreiphasen-Vollweggleichrichter-Einheiten in Reihe geschaltet sind. In diesem Fall beträgt bei einer Betriebsgleichspannung von 125 kV die Strangspannung nur 36 kV, die verkettete Spannung nur 62,5 kV und die Leerlaufspannung nur 125 kV.

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Die mehrfache Anwendung der genannten Schaltungseinheit bedingt zwar eine entsprechende Vervielfachung der Anzahl der benötigten Gleichrichter, aber jeder der Gleichrichter braucht nur für einen entsprechenden Bruchteil der Spannung dimensioniert zu sein. Bei zwei mit Trockengleichrichtern ausgerüsteten Einheiten braucht daher jeder Gleichrichter nur halb so groß zu sein wie bisher bei einer Einheit, so daß für die gesamte Schaltungsanordnung lediglich die gleiche Anzahl an Trockengleichrichter- ίο elementen benötigt wird wie bei der Anordnung nach der bekannten Schaltung.

Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung aber nicht nur durch die geringere Spannungsbeanspruchung ihrer Teile und des Verbrauchers, sondern auch dadurch, daß sie die Möglichkeit bietet, die Welligkeit der Betriebsspannung herabzusetzen, indem bei dem einen Teil der Einheiten die sekundären Transformatorwicklungen in Sternform, bei dem anderen Teil in Dreieckform zusammengeschaltet werden. Die Strangspannungen sind bei der Dreieckschaltung um 30° phasenverschoben gegenüber den Spannungen bei der Sternschaltung, wodurch die pulsierenden Spannungen aus der Einheit mit Dreieckschaltung mit ihren Scheitel werten genau in die Mitte zwischen den Scheitelwerten der Spannung aus der Einheit mit Sternschaltung zu liegen kommt. Der Abstand der Scheitel werte, der bei zwei Einheiten in Stern- oder Dreieckschaltung jeweils 60° beträgt, verringert sich bei zwei Einheiten, von denen die eine in Sternform und die andere in Dreieckform geschaltet ist, auf 30°.

Ein weiterer zusätzlicher Vorteil ist bei dem Gegenstand der Erfindung dadurch gegeben, daß auch bei Mittelerdung des Hochspannungs-Gleichspannungsausganges eine Röhrenstrommessung am Erdpunkt durch Einschaltung eines Milliamperemeters in die Verbindungsleitung zwischen den Einheiten möglich ist.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung mit je zwei auf der Gleichspannungsseite hintereinandergeschalteten Einheiten dargestellt. Bei jedem Beispiel ist jede der drei Sekundärwicklungen eines Drehstromtransformators in zwei Wicklungsteile unterteilt. Entsprechende Wicklungsteile sind bei dem Beispiel nach der Fig. 1 in Sternform zusammengeschaltet. Nach der Fig. 2 sind die einen Wicklungsteile in Stern- und die anderen in Dreieckform zusammengeschaltet. Entsprechende Schaltungsteile sind in der Zeichnung mit dem gleichen Bezugszeichen versehen, und zwar mit 1 die Primärwicklungen und mit 2 und 3 die beiden Wicklungsteile der Sekundärwicklungen des Drehstromtransformators 4, die geerdeten Trockengleichrichter-Graetzschaltungen mit 5" und 6, die Verbindungsleitung zwischen den beiden Gleichrichtereinheiten mit 7, die Plus- und Minuspole mit 8 und 9, die Glättungsmittel mit 10 und 11, die Röntgenröhre mit 12 und das Röntgenröhrenstrom-Milliamperemeter mit 13.

Eine Schaltungsanordnung zur Verringerung der Welligkeit einer gleichgerichteten Hochspannung entsprechend der Fig. 2 mit in Stern und in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen und mit zugeordneten in Reihe geschalteten Gleichrichtersystemen ist in der Stromrichtertechnik zwar bekannt. Für die Übertragung dieser bekannten Schaltungsanordnung auf die Drehstrom-Röntgenapparate-Technik bedurfte es aber erst der in der Beschreibungseinleitung erwähnten erfinderischen Überlegungen über die vorteilhaften Eigenschaften von Trockengleichrichtern, da eine Durchführung des bekannten Prinzips mit Glühkathodenventilen aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll erscheinen konnte. Überdies läßt sich der bekannten Schaltungsanordnung nicht ohne erfinderische Überlegungen entnehmen, daß sich damit die erfindungsgemäß in erster Linie angestrebte Beseitigung der überhöhten Leerlaufspannung eines Röntgendrehstromapparates erreichen läßt.

In der Röntgentechnik hat man bereits zur Verringerung der Welligkeit der gleichgerichteten Hochspannung, die einer Reihenschaltung mehrerer Hochspannungskondensatoren entnommen wird, die Aufladephasen der einzelnen Kondensatoren unterschiedlich gewählt.

Claims (4)

PatentANSPHücHE:

1. -Schaltungsanordnung für einen Drehstrom-Röntgenapparat mit Dreiphasen-Vollweggleichrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Trockengleichrichtern zur Gleichrichtung des Drehstromes die aus den sekundären Transformatorwicklungen und den Dreiphasen-Vollweggleichrichtern bestehende Schaltungseinheit mehrfach vorhanden ist, alle Einheiten eingangsseitig parallel gespeist und ausgangsseitig hintereinandergeschaltet sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der drei Sekundärwicklungen eines Drehstromtransformators mehrfach unterteilt ist in Wicklungsteile mit jeweils gleicher Windungszahl, einander entsprechende Wicklungsteile der drei Sekundärwicklungen für sich in Stern- oder Dreieckform zusammengeschaltet sind und jede dieser Drehstromschaltungen zusammen mit in Graetzschaltung angeordneten Gleichrichtern eine Schaltungseinheit bildet. ■

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen in an sich bekannter Weise bei einem Teil der Einheiten in Sternform, beim anderen Teil in Dreieckform geschaltet sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochspannungs-Gleichspannungsausgang in der Mitte geerdet ist und am Erdungspunkt in die Verbindungsleitung zwischen den Einheiten ein Strommesser eingeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 904 796; USA.-Patentschrift Nr. 1823 463.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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