医学影像设备学-X线成像设备(7)-阳极启动和保护电路

八、旋转阳极电路阳极启动延时保护制动阳极启动电路基本工作原理（1）旋转阳极X线管具有焦点小、功率大等优点，但在使用过程中，特别是在摄影时必须使阳极旋转，并达到额定转速才能曝光，否则将使热量过分集中，熔化靶面造成管子损坏。阳极轴是转子，要想使阳极旋转，必须在管壁外侧，靠近阳极端安装由铁芯和绕组组成的定子，构成单相异步电机。（图）阳极启动电路基本工作原理（2）定子绕组分启动绕组和工作绕组，两个绕组在圆形定子铁芯上呈90度，这样当把在时间上（相位上）相差90度的两相交流电引入定子后，便产生了旋转磁场，使阳极旋转。通常两个绕组（工作绕组和启动绕组）由同一相点供电，为了产生相位差，通常在启动绕组上串联一电容，进行移相，称为电容剖相。阳极启动阳极启动电路基本工作原理（3）加入电容后还加大了转动力矩，电容越大，启动转矩越大。也可在启动时加大电压，来增加启动转矩；在阳极转速达到额定并稳定后在将电压降低。启动绕组与工作绕组的接法影响阳极的转动方向，但不影响管球的使用。阳极启动的基本电路如图：阳极启动电路旋转延时保护电路220V交流电经整流稳压后获得12V直流，通过RT1~3向C1充电。当7点的电压达到要求时JEC-2导通，J1吸合，曝光开始。C1充电时间为0.8s。旋转延时保护电路JEC-2内部结构如上。当输入为2.1V时，T1~3复合管导通。D1、T4截止。T4集电极电位升高，D2被击穿，导致T5、T6导通，继电器J吸合，并通过J1自锁，使继电器持续工作。同时使J2吸合，C1经J2，R5放电。为下次准备。7为输入，2输出，接继电器线圈，5接电源12V，8接R3、C4。高速启动器简介增加阳极转速可增大X线管的瞬时负载能力最大瞬时负载P为最大允许负载功率n为阳极转速d为焦点轨迹直径k为常数高速启动器高速启动器说明从图中可以看到：在3000转／分时达到最大允许功率，如转速下降，最大允许功率也下降，当为2000转／分时，功率下降约20％。50HZ的电源频率最高转速为3000转／分；60HZ时为3600转／分。其最大允许功率约提高10％。如果采用150HZ的电源频率，转速可达9000转／分，实际转速为8500转／分。可提高功率1.7倍。高速启动器高速启动器的工作方式磁饱和变压器方式可控硅逆变器变频供电法磁饱和当变压器线圈中通过一定量的电流时，由于磁化介质是铁磁性材料，磁化曲线为非线性的。B为磁感应强度；H为磁场强度；曲线为导磁率。在b点，磁场强度再增长，磁感应强度几乎不再增加了，这种现象称为磁饱和。磁饱和稳压器磁饱和稳压器是利用磁饱和特性制成的，主要部件就是一个饱和变压器。初级线圈L1的铁心截面积大，为非饱和铁心。次级线圈L2的铁心截面积小，为饱和铁心。磁饱和稳压器随电源电压的增加，铁心内磁通量也随着增加。当磁通量达到饱和点时，电源电压再增加，增加的磁通只能漏到空气中，而次级铁心内的磁通量基本保持不变。所以次级线圈所产生的输出电压也基本不变，起到了稳压的作用。磁饱和稳压器三相磁饱和稳压器三相磁饱和稳压器阳极的制动阳极的制动为了使阳极能高速旋转，其轴承的摩擦系数非常小，在断电后阳极不能很快停下来，会减少管球寿命。对于高速阳极，当转速5000~7000转时会产生共振，严重损坏管球，所以必需有制动装置。制动电路：通直流电。九、X线管安全保护电路X线管的正确使用是保证X线管安全和延长X线管寿命的根本措施。每一只管球都有自己的最大额定规格，即最大容量，超过这个极限就会造成损坏。为了避免这种情况而采用的保护电路就称X线管安全保护电路。原理X线管的瞬时负载主要决定于管电压、管电流、曝光时间三参数的乘积。以X线管瞬时负载特性曲线为依据。原理对于每个焦点，每次所选择的：管电压管电流曝光时间所对应的坐标点，都应落在瞬时负载特性曲线之下，否则保护电路就要动作，自动阻止曝光。原理X线管安全保护电路可从电路结构上防止选择摄影条件时超过X线管的额定负载，它属于一次性预制保护。对额定值之内的连续、重复曝光而出现的累积性过载不起作用。X线管安全保护电路也称X线管过载保护电路