Начало >> Статьи >> Архивы >> Рентгеновские аппараты

Выпрямительные схемы рентгеновских питающих устройств - Рентгеновские аппараты

Оглавление
Рентгеновские аппараты
Введение
Генерирование рентгеновских лучей
Ослабление рентгеновских лучей веществом
Световозбуждающее и фотографическое действия рентгеновских лучей
Количественная и качественная оценка рентгеновского излучения
Защита от рентгеновских лучей
Применение - рентгенодиагностика
Применение - рентгенотерапия
Применение - рентгенодефектоскопия
Применение - рентгеноструктурный анализ
Применение - рентгеноспектральный анализ
Применение - облучение в технологических целях
Рентгеновские трубки
Электрические характеристики рентгеновских трубок
Рентгеновские излучатели
Высоковольтный рентгеновский кабель
Рентгеновские питающие устройства
Главные трансформаторы
Параметры R, L и С главного трансформатора
Представление о расчете главного трансформатора
Главные трансформаторы с переменным коэффициентом трансформации
Высоковольтные вентили
Высоковольтные генераторы
Регулировка напряжения на трубке и тока трубки
Включение и отключение питающего устройства
Автоматика в рентгеновских питающих устройствах
Стабилизация работы питающего устройства
Контроль напряжения на трубке и ее анодного тока
Выпрямительные схемы рентгеновских питающих устройств
Однополупериодная безвентильная схема
Однополупериодная вентильная схема
Двухполупериодная схема
Схема удваивания с пульсирующим напряжением
Схема удваивания со сглаженным напряжением
Падение напряжения в главной цепи питающего устройства
Перенапряжения в питающих устройствах
Импульсное питание рентгеновской трубки
Рентгенодиагностические аппараты
Рентгенодиагностические исследования
Рентгенодиагностические трубки
Системы регулировок рентгенодиагностического аппарата
Регулировка выдержки
Защита трубки от перегрузки
Реле экспозиции
Падающая нагрузка
Передвижные аппараты
Стационарные аппараты
Усилитель яркости рентгеновского изображения
Рентгенокиносъемка
Рентгенотелевидение
Флюорографические аппараты
Хирургические аппараты
Аппараты для ангиокардиографии
Аппараты для близкофокусной и внутриполостной терапии
Аппараты для глубокой терапии
Рентгенодефектоскопические аппараты
Рентгеновские микроскопы
Рентгеновские аппараты для структурного анализа
Рентгеновские аппараты для спектрального анализа
Рентгеновские аппараты для облучения в технологических целях

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫЕ СХЕМЫ РЕНТГЕНОВСКИХ ПИТАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
1. ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ
В рентгеновских питающих устройствах в зависимости от того, какое напряжение хотят иметь на рентгеновской трубке (переменное, пульсирующее или практически постоянное), а также от величины мощности, воспринимаемой анодом трубки, используются различные высоковольтные выпрямительные схемы, однофазные и трехфазные. К числу однофазных схем относятся:

  1. однополупериодные схемы: безвентильная, когда выпрямителем является сама рентгеновская трубка, и схема с высоковольтными вентилями во вторичной цепи (в дальнейшем для краткости именуемая однополупериодной вентильной схемой);
  2. двухполупериодная мостовая схема;
  3. схемы с удваиванием вторичного напряжения главного трансформатора.

Однополупериодная безвентильная схема используется почти исключительно в тех случаях, когда высоковольтный генератор выполняется в виде моноблока. Несмотря на ряд недостатков эта схема достаточно широко применяется в рентгеноаппаратостроении, что объясняется ее простотой, позволяющей создавать компактные конструкции моноблоков, в первую очередь для облегченных рентгенодиагностических и рентгенодефектоскопических аппаратов. Однополупериодная вентильная схема довольно широко применялась 10—15 лет назад в рентгеновских аппаратах всех назначений. В настоящее время эта схема имеет ограниченное применение. Двухполупериодная мостовая схема широко применяется в рентгенодиагностических аппаратах.
Схема удваивания с пульсирующим напряжением широко использовалась 10—15 лет назад в рентгенотерапевтических и рентгенодефектоскопических аппаратах, поскольку рентгеновские трубки на пульсирующем напряжении работают более устойчиво и спокойно, чем на постоянном. С совершенствованием рентгеновских трубок рентгеноаппаратостроение перешло к схеме удваивания со сглаженным напряжением, поскольку отдача рентгеновских лучей при постоянном напряжении выше, чем при пульсирующем. Схема удваивания с постоянным напряжением используется теперь также в аппаратах для структурного анализа.
К числу трехфазных выпрямительных схем относятся схемы с шести- и двенадцатифазным выпрямлением. Эти схемы являются трехфазными мостовыми схемами. Их применение в рентгеновских аппаратах заметно расширилось за последние 10—15 лет. Они используются в мощных стационарных рентгенодиагностических аппаратах, а также в аппаратах для спектрального анализа и в аппаратах для облучения в технологических целях.
В главной цепи рентгеновского питающего устройства при любой выпрямительной схеме имеются параметры R, L и С. Параметр R— это сопротивление обмоток главного трансформатора и регулировочного автотрансформатора, сопротивление питающей сети, сопротивление соединительных проводов в самом питающем устройстве, переходные сопротивления в соединениях и коммутационной аппаратуре. Параметр L — индуктивности рассеяния главного трансформатора и регулировочного автотрансформатора. Параметр С — естественные емкости, образуемые конструктивными элементами высоковольтных устройств, и конденсаторы, предназначаемые для удваивания напряжения главного трансформатора и для сглаживания напряжения па рентгеновской трубке.
К числу естественных емкостей, в частности, относятся: собственные емкости главного трансформатора, межобмоточные емкости трансформатора накала и емкости высоковольтных кабелей, соединяющих с высоковольтным генератором рентгеновскую трубку, если она располагается в отдельном защитном кожухе. Из всех естественных емкостей наибольшей величиной обладают емкости высоковольтных кабелей [Л. 112].
При рассмотрении выпрямительных схем мы будем принимать во внимание только те параметры, которые заметно влияют на работу схемы. Следует подчеркнуть, что степень влияния некоторых параметров может изменяться в зависимости от напряжения и мощности питающего устройства, а также от величины нагрузки. Так, уже указывалось, что собственные емкости главного трансформатора, которыми при напряжениях 100— 200 кВ (и частоте 50—60 Гц) можно пренебрегать, приобретают весьма существенное значение в трансформаторах на 400—500 кВ. При использовании некоторых схем емкости высоковольтных кабелей можно не принимать во внимание при больших нагрузках и с ними следует считаться при малых нагрузках; при этом чем меньше мощность питающего устройства, тем выше относительная нагрузка, при которой эти емкости оказывают заметное влияние.
Параметры R, L и С линейны, так как их величина не зависит от проходящего тока или приложенного напряжения. Наряду с этим выпрямительные схемы всегда имеют и нелинейные элементы.
Здесь прежде всего следует упомянуть о нелинейности магнитных ценен главного трансформатора и регулировочного автотрансформатора. Как и во многих случаях общей электротехники, в выпрямительных схемам также можно в первом приближении пренебрегать намагничивающими токами, вследствие чего нелинейность магнитных цепей выпадает из поля зрения. Есть, однако, одно важное исключение: при однополупериодной нагрузке происходит подмагничивание магнитопровода главного трансформатора (или регулировочного автотрансформатора) постоянной составляющей вторичного тока, намагничивающий ток возрастает с нагрузкой и им пренебрегать нельзя. Во всех выпрямительных схемах мы будем пренебрегать токами потерь в стали, которые, строго говоря, также нелинейны.
Главными нелинейными элементами выпрямительных схем являются, естественно, сами выпрямители, а в рентгеновских выпрямительных схемах также и нагрузка, т. е. рентгеновская трубка. Эти элементы обладают двоякой нелинейностью: 1) они проводят ток только в одном направлении и 2) при прохождении тока имеет место отклонение от закона Ома. Для выпрямителей это означает, что падение напряжения на выпрямителе изменяется непропорционально проходящему току (§ 3-7), для рентгеновской трубки — что ее ток изменяется непропорционально приложенному напряжению (§ 2-2).
Напряжения во вторичной цепи выпрямительной схемы мы будем характеризовать максимальными (за период) значениями. Что касается токов, то средним (за период) значением мы будем пользоваться для анодного тока рентгеновской трубки; максимальные значения токов во вторичной и первичной цепях необходимы для расчета падения напряжения, а действующие значения— для расчета на нагрев. Поскольку в рентгеновских аппаратах измеряется среднее значение тока трубки, то максимальное и действующее значения приводятся к этому среднему значению. Расчет средней (за период) мощности, воспринимаемой анодом трубки, производится по максимуму напряжения на трубке и среднему значению ее анодного тока *.
* Оценка нагрузочной способности рентгеновской трубки по напряжению на трубке и ее анодному току служила предметом исследования уже в 20-х и начале 30-х гг. [Л. 113 и 114].



 
« Религия и психические болезни   Рентгенодиагностика заболеваний костей и суставов »