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Röntgendiagnostikapparat Die Leistungssteigerung der Diagnostikröntgenapparate
erfordert eine Verstärkung der Regeleinrichtungen an dem durch Verschieben von Stromabnehmern
(z. B. Kohlerollen) regelbaren Vortransformator; zum Verschieben der Stromabnehmer
werden motorische Antriebe benötigt, da die von der vielfach nach Art einer Rechenmaschine
ausgebildeten Röhrenüberlastungsschutzeinrichtung zu übertragenden Kräfte durch
Handbetätigung nicht mehr aufgebracht werden können. Bei einem Regeltransformator
eines Hochleistungs-Drehstrom-Röntgenapparates der zur Zeit üblichen Bauart sind
mindestens drei Stromabnehmersysteme zu je drei Kohlerollen auf der Regelwicklung
des Vortransformators motorisch zu verstellen, nämlich 1. die Kohlerollen, welche
die langsam verlaufenden Netzspannungsschwankungen vorzugsweise selbsttätig auszugleichen
gestatten, 2. die Kohlerollen, welche den im Stromversorgungsnetz während der Belastung
durch den Röntgenapparat auftretenden Spannungsabfall berücksichtigen, 3. die Kohlerollen,
die die gewünschte Aufnahmespannung einzustellen gestatten.
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Die Stellung der zweitgenannten Rollen ist abhängig von der Stellung
der erstgenannten Rollen und von der Größe des dem Netz zu entnehmenden Stromes
bzw. des durch ihn verursachten Netzspannungsabfalles. Jeder einzelne motorische
Antrieb erfordert einen beachtlichen Aufwand (Getriebemotor, zwei Relais, zwei Endschalter),
ganz abgesehen von dem Aufwand, welcher durch die Steuerorgane entsteht, welche
die Abhängigkeit der Stellung der einen Rollen (2.) von der der anderen Rollen (1.)
berücksichtigen.
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Bei einem Röntgenapparat mit einer von der Hochspannungsseite des
Röntgentransformators vorgesehenen Einstellung der Röntgenröhrenspannung hat man
zwar schon Netzspannungsschwankungen und zu erwartende Spannungsabfälle auf Grund
der eingestellten Belastungen durch nur ein Steuerorgan erfassen lassen. Die Übertragung
vom Steuerorgan zur auf der Hochspannungsseite liegenden Einstellvorrichtung erfordert
jedoch wenigstens einen weiteren Motorantrieb; wenn die Schaltvorrichtung mit dem
einzigen Steuerorgan getrennt vom Hochspannungserzeuger untergebracht ist, werden
noch weitere Motorantriebe benötigt. Die gesamte Einrichtung ist daher kaum weniger
aufwendig als die anfangs beschriebene, mit mehreren motorisch angetriebenen Kohlerollenpaaren
arbeitende Vorrichtung.
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Ein anderer bekannter Röntgenapparat, bei dem die Röhrenspannung auf
der Niederspannungsseite eingestellt wird, verwendet zur Erfassung von Netzspannungsschwankungen
und der zu erwartenden Spannungsabfälle auf Grund der eingestellten Belastungen
ein einen Regeltransformator beeinflussendes Meßorgan, welches durch von den verschiedenen
Parametern gesteuerte Hilfsspannungen beaufschlagt wird. Es ergibt sich dabei eine
Schaltung, die mehrere Hilfstransformatoren und Gleichrichteranordnungen erfordert
und daher ebenfalls sehr aufwendig und kostspielig ist.
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Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man mit einfachsten Mitteln die
gleichen Wirkungen wie die oben beschriebenen Vorrichtungen erzielen kann. Sie betrifft
demnach einen Röntgendiagnostikapparat, bei dem die Netzspannungsschwankungen und
der Abfall der Netzspannung, der bei Einschaltung des Röntgenapparates, also bei
Belastung, auftritt, selbsttätig durch ein einziges, von einem Steuerorgan mit Stellmotor
angetriebenes Regelorgan ausgeglichen werden. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß
das Steuerorgan seine zu überwachende und konstant zu haltende Spannung einem fest
eingestellten Widerstand entnimmt, der zwischen zwei Regelwiderständen liegt, deren
verstellbaren Abgriffen die Netzspannung zugeführt wird, wobei der Abgriff eines
der Regelwiderstände vor der Aufnahme entsprechend der eingestellten Röhrenleistung,
errechnet aus Röhrenspannung und -stromstärke, eingestellt wird, während der Abgriff
des anderen Regelwiderstandes daraufhin selbsttätig von dem Steuerorgan vermittels
des Stellmotors in eine derartige Stellung gebracht wird, daß die vom Steuerorgan
zu überwachende Spannung am fest eingestellten Widerstand den Sollwert erreicht,
und daß das die Netzspannungsschwankungen und -abfälle ausgleichende Regelorgan
mit diesem letzteren Abgriff mechanisch derart gekoppelt ist, daß mit Erreichen
der Sollspannung am fest eingestellten Widerstand das Regelorgan eine solche Stellung
einnimmt, daß die während der Aufnahme zu erwartenden Netzspannungsschwankungen
und -abfälle unwirksam sind.
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Der Regelwiderstand, dessen Abgriff von dem Steuerorgan gesteuert
wird und mit dem Regelorgan mechanisch gekoppelt ist, ist in weiterer Ausbildung
der Erfindung so bemessen, daß auch die Abhängigkeit des Netzspannungsabfalls von
der Höhe der Netzspannung berücksichtigt ist.
Die Zeichnung zeigt
als ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung die Regeleinrichtung, welche dem nicht
gezeichneten Hochspannungsgenerator des Röntgenapparates vorgeschaltet ist. Mit
11 ist ein Dreiphasen-Kohlerollen-Regeltransformator in Sparschaltung, sein Sternpunkt
mit 12 bezeichnet. Auf den blanken Regelwicklungen sind außer den nicht gezeichneten
Kohlerollen zur Speisung des Hochspannungsgenerators drei Kohlerollen 13, 14, 15
verschiebbar, die beispielsweise über einen Kettentrieb oder Seilzug von einem Stellmotor
16 bewegt werden. Der Motor 16 ist an der Spannung zwischen der Phase R und dem
Sternpunkt 12 angeschlossen, und zwar über den Kontakt 17 eines Spannungswächters
18, der mit Hilfe der Kontakte 19 und 20 für Rechts- bzw. Linkslauf den Stellmotor
16 steuert. Die Kohlerollen 13, 14, 15 werden auf eine einer höheren Spannung entsprechende
Windung des Regeltransformators bei Überschreiten der Spannung von beispielsweise
220 V an den Eingangsklemmen 21 und 22 des Spannungswächters
18
verschoben. Bei Unterschreiten der Spannung an den Klemmen 21 und 22 werden,
die Kohlerollen 13, 14, 15 auf eine einer niedrigeren Spannung entsprechende Windung
des Regeltransfbrmators gebracht. Mit den Kohlerollen 13, 14, 15 ist über ein Anpassungsglied
23 ein Regelwiderstand 24 gekoppelt, so daß jeder Stellung der Kohlerollen 13, 14,
15 ein bestimmter Widerstandswert des Regelwiderstandes 24 zugeordnet ist. Mit dem
Regelwiderstand 24 ist ein einstellbarer Widerstand 25 in Reihe geschaltet, an dessen
Enden die Spannung von beispielsweise 220 V für die- Klemmen 21 und 22 des Spannungswächters
18 abgenommen wird. Ein weiterer Regelwiderstand 26, dessen Widerstandswert beispielsweise
von einer Einrichtung (Rechenmaschine), wie sie in der deutschen Patentschrift 948
997 behandelt ist, eingestellt wird und damit dem Spannungsabfall des Netzes durch
die jeweils im Röntgenapparat voreingestellte Belastung entspricht, schließt sich
an den Widerstand 25 an. Diese Widerstandskombination 24, 25, 26 erhält über einen
Hilfskontakt 27 eines Hilfsschützes 28 ihre Spannung aus den Phasen R und T. Das
Hilfsschütz 28 dient dazu, während der Dauer der Röntgenaufnahme die Netzspannung
von den Enden des Regeltransformators 11 abzuschalten und an die Kohlerollen 13,
14, 15 anzuschalten sowie durch Öffnung des Kontaktes 27 ein Nachregeln der Kohlerollen
13, 14, 15 auf den während der Röntgenaufnahme sich ergebenden neuen Spannungswert
zu verhindern. Zur Erläuterung der Funktion wird zunächst angenommen, daß der Regelwiderstand
26 den Wert Null habe (das entspricht einem voreingestellten, durch die Belastung
des Röntgenapparates verursachten Netzspannungsabfall von 0 Volt). Der Spannungswächter
18 steuert den Stellmotor 16 so lange, bis durch Verstellen des Regelwiderstandes
24 am Widerstand 25 und damit an den Eingangsklemmen 21 und 22 des Spannungswächters
die Sollspannung von beispielsweise 220 V herrscht. Die mit dem Regelwiderstand
24 gekoppelten Kohlerollen 13,14,15 stehen infolgedessen dann auf einer Windung
des Regeltransformators 11, die seiner Leerlaufspannung bei Nennerregung entspricht.
Wird in dieser Reglerstellung das nicht gezeichnete Aufnahmeschütz des Röntgenapparates
zusammen mit dem Hilfsschütz 28 eingeschaltet, so wird die Verbindung zwischen den
Phasen R, S, T und den Kohlerollen hergestellt, so daß in diesem Augenblick die
Nennerregung des Regeltransformators erreicht ist und dann an den nicht gezeichneten
Kohlerollen zur Abnahme der dem Hochspannungsgenerator des Röntgenapparates zuzuführenden
Aufnahmespannung die gewünschte Nennspannung herrscht. Wird nun der Röntgenapparat
belastet, so entnimmt er dem Netz einen entsprechenden Strom, der seinerseits in
dem Widerstand des Netzes einen Spannungsabfall zur Folge hat, so daß die Lastspannung
an den Phasen R, S, T um diesen Spannungsabfall kleiner ist. Wird dieser Spannungsabfall
vor der Belastung beispielsweise durch eine Anordnung, wie sie in der deutschen
Patentschrift 948 997 behandelt ist, ermittelt und auf den Widerstand 26 mechanisch
so übertragen, daß der Spannungsabfall an diesem Widerstand 26 dem des Netzes entspricht,
so stellt sich mit Hilfe des Spannungswächters 18 und des Widerstandes 24 an den
Kohlerollen 13, 14, 15 eine neue Stellung ein, die der Lastspannung des Netzes entspricht.
Wird nun wieder das nicht gezeichnete Aufnahmeschütz des Röntgenapparates zusammen
mit dem Hilfsschütz 28 eingeschaltet, so herrscht in dem Regeltransformator 11 auch
unter Last die Nennerregung, weil die Kohlerollen 13, 14 15 auf der Windung stehen,
die der Netzspannung unter Last entspricht, so daß die abgehenden Spannungen unter
Last den Wert haben, der im Leerlauf bei Nennerregung des Regeltransformators auftreten
würde, d. h., die Netzspannungsabfälle sind ausgeglichen.
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Da die mit der Anordnung gemäß der deutschen Patentschrift 948 997
ermittelten Spannungsabfälle des Netzes aus der errechneten Leistung durch Division
mit der Netzspannung bestimmt werden, sind sie abhängig von der Größe der jeweils
herrschenden Netzspannung. Diese Abhängigkeit kann bei dem Röntgenapparat gemäß
der Erfindung in einfachster Weise dadurch berücksichtigt werden, daß dem Widerstand
24 eine solche Größe gegeben wird, daß bei kleiner Netzspannung die Kohlerollen
auf einer dem dabei größeren Netzspannungsabfall entsprechenden kleineren Windungszahl
stehen.
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Eine dem beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechende Ausführungsform
läßt sich ohne weiteres auch für einen Röntgenapparat ausführen, dessen Hochspannungsgenerator
selbst die Regelorgane an Stelle des vorgeschalteten Regeltransformators aufweist.
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Der Röntgendiagnostikapparat nach der Erfindung mit nur einem Regelorgan
zum Ausgleich der Netzspannungsschwankungen und der durch die Belastung des Röntgenapparates
erzeugten Netzspannungsabfälle stellt durch die beschriebene Regeleinrichtung eine
stets gleichbleibende Ausgangsspannung für den Hochspannungsgenerator sicher.