DE2900623C2

DE2900623C2 - Röntgendiagnostikgenerator mit Schaltmittel zum Ein- und Ausschalten des Hochspannungstransformators bei vorbestimmten Phasenwinkeln der Speisespannung

Info

Publication number: DE2900623C2
Application number: DE2900623A
Authority: DE
Inventors: Heribert 8521 Langensedelbach Amtmann; Klaus Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth Baeker
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Amtmann Heribert Ing (grad) 8521 Langensendel
Priority date: 1979-01-09
Filing date: 1979-01-09
Publication date: 1986-03-27
Also published as: US4317999A; DE2900623A1; FR2446580B1; FR2446580A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Röntgendiagnostikgenerator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Beim Einschalten eines Hochspannungstransformators tritt nach etwa einer halben Netzperiode ein Magnetisierungsspitzenstrom auf, der ein Vielfaches des stationären Magnetisierungsstromes betragen kann. Der ungünstigste Fall ist dabei dann gegeben, wenn eingeschaltet wird, wenn eine Phase durch Null geht. Ein hoher Einschaltstromstoß führt aber aufgrund des inneren Spannungsabfalles im Röntgendiagnostikgenerator zu einem Spannungseinbruch, der unerwünscht ist.

Der Einschaltstromstoß kann gering gehalten werden, \ν°ηη als fester Ein- und Ausschaltzeitpunk! immer das positive oder negative Spannungsmaximum, bei einem Drehstromgenerator einer der drei Phasen, gewählt wird. Dies hat jedoch den Nachteil, daß nur Einschaltzeiten von ganzzahligen Vielfachen der Netzperiodendauer realisiert werden können und die kürzeste Schaltzeit auf die Periodendauer begrenzt ist.
In der DE-AS 19 13 891 ist ein Röntgendiagnostikgenerator der in dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art beschrieben, bei dem ein Schaltglied zum Einschalten des Hochspannungstransformators im Bereich des auf das Einschaltkommando nächstfolgenden Sparuiungsnulldurchganges gezündet wird. Abgesehen davon, daß sich dabei nicht der optimale Einschaltzeitpunkt ergibt ist bei diesem Röntgendiagnostikgenerator nach dem Einschaltkammando mit einer Verzögel ongszeit zu rechnen.

Schließlich ist durch die DE-AS 11 77 259 ein Röntgendiagnostikgenerator bekannt bei dem die Einschaltung des Hochspannungstransformators bei jeder beliebigen Phasenlage der Speisespannung erfolgen kann. Um unzulässige Einschaltstromstöße zu vermeiden, erfolgt bei diesem bekannten Röntgendiagnostikgenerator die Einschaltung in zwei Stufen, nämlich zunächst über einen Dämpfungswiderstand und dann erst direkt. Dies führt aber zu einer unerwünschten Verlängerung der Aufnahmezeit

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Röntgendiagnostikgenerator der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art so auszubilden, daß auch bei direkter Ein- und Ausschaltung in anderen Zeitpunkten als im Phasenmaximum der Einschalt-Stromstoß auf ein Minimum begrenzt ist

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebene Ausbildung gelöst. Bei dem so ausgebildeten Röntgendiagnostikgenerator ist der Einschaltphasenwinkel der nächsten Aufnahme oder Durchleuchtung immer gleich dem Ausschaitphasenwinkei einer vorhergehenden Aufnahme oder Durchleuchtung. Damit ist immer gewährleistet daß die von der vorhergehenden Aufnahme oder Durchleuchtung verbliebene Remanenz dem induzierten Fluß entgegenwirkt und selbst beim Einschalten im Nulldurchgang einer Phase nur ein geringer Stromstoß und damit nur ein geringer Spannungscinbruch auftreten.
Bei Röntgendiagnosttkgeneratoren tritt praktisch immer zwischen einem Einschaltsignal und dem tatsächlichen Einschalten des Hochspannungstransformators eine Verzögerungszeit auf. Diese Verzögerungszeit kann z. B. durch ein dem Schalter für den Hochspannungstransformator vorgeschaltetes Filter bestimmt sein,

so durch das Störungen ausgefiltert werden. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird die exakte Einschaltung beim gleichen Phasenwinkel, bei dem vorher ausgeschaltet wurde, dadurch erreicht, daß zwei um die Verzögerungszeit gegeneinander verschoben arbeitende Zeitgeber vorgesehen sind, die die jeweilige Phasenlage der Speisespannung erkennen und mit einem Speicher und einem Komparator so zusammenwirken, daß in dem Speicher eine dem im Ausschaltzeitpunkt vorliegenden Phasenwinkel unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit entsprechende Größe gespeichert wird, und daß der Komparator ein Freigabesignal für die Einschaltung des Hochspannungstransformators liefert, wenn die Speisespannung den um die Verzögerungszeit vorverschobenen Abschalt-Phasenwinkel erreicht.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Hochspannungstransforma-

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tor 1 dargestellt, der eine Röntgenröhre 2 über zwei in Reihe geschaltete Hochspannungsgleichrichter 3, speist. Die Primärwicklungen des Hochspannungstransformators 1 sind über einen Thyristorschalter 5 und einen Hauptschalter 6 ans Drehstromnetz anschaltbar. Der Hauptschalterö ist im allgemeinen geschlossen. Die Heizung der Röntgenröhre 2 erfolgt in bekannter Weise über einen nicht dargestellten Heiztransformator.

Die Festlegung der Einschaltzeit des Hochspannungstransformators 1 und damit der Röntgenröhre 2 io
erfolgt bei dem Beispiel durch einen Zeitschalter 7, dem
ein Aufnahmeauslöser 8 zugeordnet ist. Das Einschaltsignal liegt auf einer Leitung 9 und steuert den Thyristorschalter 5 über ein Filter 10. Das Filter 10 hat die Aufgabe. Störungen auf der Leitung 9 auszufiltern. Nach dem 15 gelegt wird, hängt von der Frequenz des Taktgebers 18 Auftreten eines Einschaltsignales auf der Leitung 9 ver- ab. Die erreichbare Genauigkeit hängt u. a. auch von der geht eine Zeit Tv, die sich aus der Filterzeit und der - - - Vorkontaktzeit des Thyristorschalters 9 zusammensetzt, bis der Hochspannungstransformator 1 tatsächlich eingeschaltet wird. 20

Zwischen den Phasen R und 5 ist über einen Einphasentransformator 11 eine Spannung abgegriffen, die einem Analog-Digitalwandler 12 zugeführt ist Der Ana-

log-Digitalwandler 12 erzeugt bei jedem positiven Null- _.„..

durchgang der Spannung zwischen den Phasen R und S 25 die"jewv.-.lige Phasenlage der Speisespannung"erkennen entsprechend der Kurve 13 an seinem Ausgang einen und mit dem Speicher 19 sowie dem Komparator 20 so schmalen Nadelimpuls entsprechend der Kurve 14. Die zusammenwirken, daß die im Ausschaitzeitpunkt vorlie-Nadelimpulse 14 setzen einen ersten Zähler 15 unmittel- gende Phasenlage unter Berücksichtigung von Tv gebar und einen zweiten Zähler 16 über ein Verzöge- speichert wird. Die Freigabesignale des Komparator rungsglied 17 zurück (Kurve 14a;. Die Verzögerungszeit 30 20 hängen sowohl von der Phasenlage im Ausschaltzeitdes Verzögerungsgliedes ist Tv, also die Verzögerungs- punkt als auch von der Verzögerungszeit ab. zeit, mit der im Thyristorschalter 5 der Hauptkontakt Zusammenfassend ergibt sich, daß beim beschriebe-

anspricht. Die Zähler 15 und 16 werden durch einen nen Röntgendiagnostikgenerator die Einschaltstrom-Taktgeber 18 weitergeschaltet. Ein Speicher 19 dient spitzen und Spannungseinbrüche ohne zeitliche Einzur Speicherung des Zählerstandes des Zählers 16 beim 35 schränkung des Aufnahmebetriebes aul ein unschädli-Beenden einer Durchleuchtung oder Aufnahme. Ein ches Maß herabgesetzt sind. Auch für die Einschaltung Komparator 20 vergleicht jeweils den gespeicherten nach zuvor erfolgter Durchleuchtung eignet sich die Wert mit dem Stand des Zählers 15 und erzeugt bei beschriebene Schaltung. Aufeinanderfolgende Schalt-Gleichheit einen Nadelimpuls, den er dem Eingang 22 vorgänge werden mit Hilfe einer Logik so eingephast eines Torgliedes 21 zuführt. Hat das Torglied 21 an sei- 40 daß der beliebige Ausschaltphasenwinkel einer vorhernem Eingang 23 vom Zeitschalter 7 ein Signal, das den gehenden Aufnahme gleich dem Einschaltphasenwinkel

der folgenden Aufnahme wird. Dabei ist die Remanenz dem induzierten Fluß entgegengerichtet, wodurch die beschi iebene Verringerung von Einschdtstromspitzen 45 bewirkt wird.

Filter 10 wieder verzögert wird und im richtigen Zeitpunkt, d. h. zum selben Phasenwinkel, zu dem die vorhergehende Aufnahme beendet worden ist, die Einschaltung des Hochspannungstransformators 1 bewirkt.

Die erstmalige Einschaltung kann unter Inkaufnahme eines einmaligen Spannungseinbruches nach dem Einschalten zu einem beliebigen Zeitpunkt erfolgen. Es ist aber auch möglich, beim Schließen des Hauptschalters 6 dem Speicher 19 eine Information zu geben, die die erstmalige Einschaltung beim Maximum der Phase T bewirkt wie dies durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist.

Die Auflösung, innerhalb deren der Ausschaltphasenwinkel festgehalten und der Einschaltphasenwinkel fest-

Breite der Rückstellimpulse für die Zähler 15,16 ab. Zur Anpassung der Verzögerungszeit Tv an Alterungsvorgänge kanrr diese im Verzögerungsglied 17 einstellbar sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel bilden d.e beiden Zähler 15, 16 zusammen mit dem Taktgeber 18 und dem Verzögerungsglied 17 zwei um die Verzögerungszeit Tv gegeneinander verschoben arbeitende Zeitgeber, die

Beginn einer Aufnahme anzeigt, so bewirkt es die Einschaltung des Hochspannungstransformators 1, wenn ein Impuls des Komparators 20 an seinem Eingang 22 auftritt.

Die jeweiligen Stände der Zähler 15 und 16 entsprechen dem jeweiligen Phasenwinkel der Netzspannung.

Dabei ist der Stand des Zählers 16 gegenüber dem Stand des Zählers 15 zeiflich um die Verzögerungszeit Tv verzögert. Wird eine Aufnahme beendet, so wird der Stand des Zählers 16 in den Speicher 19 übernommen. Der Inhalt des Speichers 19 entspricht demgemäß unter Berücksichtigung von Tv dem Phasenwinkel, bei dem der Hochspannungstransformator 1 abgeschaltet worden ist. Soll danach der Hochspannungstransformator i für eine erneute Röntgenaufnahme eingeschaltet werden, so wird der Aufnahmeauslöser 8 betätigt und dem Eingang 23 des Torgiiedos 21 ein Signal zugeführt. Dem Eingang 22 wird vom Komparator 20 ein Signal zugeführt, das vom Abschaltphasenwinkel und von der Ver· eo zögerungszeit Tvabhängig ist, denn der Komparator 20 vergleicht den Inhalt des Speichers 19 mit dem Inhalt des Zählers 15 und liefert immer dann einen Ausgangsimpuls, wenn beide Inhalte gleich sind. Deshalb tritt ein Signal am Eingang 22 um die Zeit Tv früher auf, als es eigcntüch aufgrund des Abschalt-Phasenwinkels der vorhergehenden Abschaltung auftreten sollte. Das Torglied 21 liefert dann ein Einschaltsignal, das durch das

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

29 OO 623 Patentansprüche:

1. Röntgendiagnostikgenerator mit Schaltmitteln (5, 21) zum Ein- und Ausschalten des Hochspannungstransformators (1) bei vorbestimmten Phasenwinkeln der Speisespannung, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (12 bis 20), die eine dem Ausschaltphasenwinkel der jeweils letzten vorhergegangenen Ausschaltung der Speisespannung entsprechende Größe bildet und die die Schaltmittei (5, 21) beim jeweils nächsten Einschalten so steuert daß dieses bei einem Phasenwinkel der Speisespannung erfolgt, die dem der gespeicherten Größeentsprechenden Phasenwinkel gleich ist

2. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 1, in dem zwischen einem Einschaltsignal und dem tatsächlichen Einschalten des Hochspannungstransformators eine ^verzögerungszeit vergeht dadurch gekennzeichnet <iaß zwei um die Verzögerungszeit gegeneinander verschoben arbeitende Zeitgeber (15 bis 18) vorhanden sind, die die jeweilige Phasenlage der Speisespannung erkennen und mit einem Speicher (19) sowie einem Komparator (20) so zusammenwirken, daß in dem Speicher (19) eine dem im Abschaltzeitpunkt vorliegenden Phasenwinkel unter Berücksichtigung der Verzögerungszeit entsprechende Größe gespeichert wird, und daß der Komparator (20) ein Freigabesignal für die Einschaltung des Hochspannungstransformators (1) liefert, wenn die Speisespannung den um die Verzögerungszeit vorverschobenen Abschalt-Phaijtiwinkel erreicht.

3. Röntgendiagnostikgenerator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zeitgeber (15 bis 18) von zwei durch einen Taktgeber (18) synchron weitergeschalteten Zählern (15, 16) gebildet sind, von denen der erste (15) immer beim Erreichen einer vorbestimmten Phasenlage der Speisespannung zurückgeschaltet und der zweite (16) durch die um die Verzögerungszeit (Tv) verzögerten Rückstellsignale des ersten Zählers (15) zurückgestellt wird, daß der Speicher (19) am zweiten Zähler (16) für die Speicherung seines Standes im Ausschaltzeitpunkt des Hochspannungstransformators (1) angeschlossen ist und daß der Komparator (20) am Speicher (19) und am ersten Zähler (15) angeschlossen ist und einen Ausgangsimpuls liefert, wenn der gespeicherte Zählerstand und der Stand des ersten Zählers (15) gleich sind.