4高压发生装置(阅读).pptVIP

第四章 高压发生装置 1.作用 ①把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，再经整流，为X线管提供产生X线所需的直流高压（kV）； ②把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低，为X线管灯丝提供加热电压； ③如配有两只以上X线管，还要完成kV和灯丝加热电压的切换。 2.构成 高压发生装置由高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、高压插头和插座等高压元器件构成. 高压发生器的体积大小与其高压电源的频率有关，简化的变压器方程为： 式中：U为变压器的输出电压；N为变压器绕组匝数；f为电源频率；A为变压器铁芯横截面积，k为常数。 对工频的X线机，变压器匝数和铁芯横截面积必须大，所以中大型的工频X线机体积较大。采用逆变技术后，电压频率由50Hz变为0.4~20kHz，所以变压器匝数和铁芯横截面积可大幅减小，所以变压器可以做得很小，可放在控制台内。 第一节 高压变压器 一、特点： （1）高压变压器次级中心点接地：采用两个次级绕组同相串联，中心点接地的方式。 （2）变压比小：次级输出的交流电压很高：诊断X线机kV为30～150kV，治疗X线机kV可达200～300kV或更高。 （3）设计容量小于最高输出容量： 1/3~1/5 （4）结构紧凑、体积小、重量轻。 二、结构 1．铁心：闭合式导磁体。 2．初级绕组 匝数较少，电压一般在500V以下，中型以上诊断用X线机摄影可达上百安培。初级绕组的直流电阻一般在1欧姆以下。 3．次级绕组 它通过的一般在1000mA以下。次级绕组总匝数在数万到数十万匝之间，输出的交流电压很高 ，诊断X线机高压变压器都采用两个次级绕组同相串联，次级中心点接地的方式，这样可使高压变压器的绝缘要求降低一半。 4.中心点接地 ①可获得与大地相同的零电位，可使高压变压器的绝缘要求降低一半，构成高压变压器的各种材料的耐压要求降低一半． ②由于次级中心点电位为零，可以把mA表串接在次级中心点处，安装在控制台上。 三、工作原理 1．变压比 2．能量守恒 P1=U1I1 P2=U2I2 U1I1=U2I2 3．匝数计算 U=4.44×10-8fNBS ４．空载电流 当高压变压器空载时，初级绕组中有一很小的电流I0流过，该电流称为空载电流。 四、过渡过程 暂态电流：高压变压器在电源电压零相位时接通 ，会产生很大的暂态电流 ． 突波电压：如果高压变压器在电源电压最大时，即相位角为９０°时接通，由于磁通的变化从零开始，因此没有暂态电流。但是在高压变压器的次级却产生正常值1.5倍的脉冲电压。 2．暂态电流的影响 由于X线机的曝光动作频繁且高压变压器通电时间短，若不采取措施防止暂态电流，则每次曝光的开始，将由于暂态电流过大而使kV降低，进而影响X线的输出。另外，过大的暂态电流将使高压器件的绝缘强度下降而容易被击穿、损坏。 3．减少暂态电流的措施 ： ①高压变压器的接通时刻与前一次曝光的最后一个脉冲反相 。 ②曝光时间为偶数个脉冲时，并且是在电源电压零相位时将高压变压器接通 ． ③曝光前将高压变压器直流预磁，曝光时高压变压器反相接通 ． 第二节 高压元器件一、灯丝变压器 （一）结构 1．铁心 ：口字形或C字形 2．初级绕组：流过电流很小，导线直径很细 3．次级绕组 :电流较大，直径较粗 （二）特点 （1）灯丝变压器必须有足够的容量（需要连续工作，所以要求大容量来保证X线管持久稳定工作）。 （2）初次级间必须有足够的绝缘强度，因其一端与高压变压器次级相连，所以绝缘强度不能低于高压变压器最高输出电压的一半。 二、高压整流器 X线管本身具有单向导通特性，即整流作用。 但是这种自整流作用不能充分发挥X线管的额定容量，同时由于逆高压很高，容易击坏器件。 高压真空整流管易碎、体积大、寿命短，且需专用灯丝加热变压器提供灯丝加热电压，电路复杂，目前已被半导体整流器取代。 半导体整流器是由许多单晶硅做成的二极管以银丝串联而成，外壳一般采用环氧树脂。 它具有体积小、机械强度高、绝缘性能好、寿命长、性能稳定、正向电压降小和使用时无须灯丝加热等优点 三、高压电缆、高压插头与插座 高压电缆的作用是将高压发生装置产生的高压输送到X线管两极，同时把灯丝加热电压输送到X线管的阴极。高压插头、插座是高压电缆与X线管和高压发生器的连接器件 （一）高压电缆 非同轴式高压电缆各部分构造和作用如下： 1．导电芯线 ：除传送X线管的kV外，阴极侧电缆还传送X线管灯丝加热电流。 2．高压绝缘层 ：它的主要作用是使芯线的高电压与地之间绝缘 。 3．半导体层 ：使接触不良处不能形成高压静电场，从而防止了高压静电场引起的不良影响。 4．金属屏蔽层：一旦高压电缆击穿，导电芯线的高压便与金属屏蔽层短路