变压器单元以及用于运行变压器单元的方法技术

提出一种变压器单元和一种用于运行变压器单元的方法。变压器单元具有初级侧和次级侧，所述初级侧具有初级线圈，所述次级侧具有次级线圈，其中在运行中在初级线圈加载初级电压时出现次级侧的实际电压，所述次级侧的实际电压由于取决于次级侧的寄生效应的附加的次级侧的电压降受影响。此外，变压器单元具有围绕变压器芯缠绕的用于确定第一测量电压的第一测量线圈以及测量元件，所述测量元件在初级侧上设置成和构成为，使得经由测量元件确定与次级侧的电压降相关联的第二测量电压。变压器单元还具有控制单元，其中控制单元构成为，使得调节初级电压，以便在次级线圈中感生预设的次级的期望电压以及根据第一测量电压和第二测量电压调节初级电压。

【技术实现步骤摘要】
变压器单元以及用于运行变压器单元的方法
本专利技术涉及一种变压器单元、尤其用于提供X射线管装置电压的变压器单元，以及一种用于运行变压器单元的方法。
技术介绍
例如医学诊断中的成像设备通常具有X射线管装置，所述X射线管装置用于产生X射线辐射。为了产生辐射，在X射线管装置的阴极和阳极之间施加电压，由此电子从阴极朝阳极加速，并且在射在阳极上时释放期望的X射线辐射。电压通常具有在几千伏的范围中的值并且典型地借助于变压器单元来产生。变压器通常具有初级侧和次级侧，所述初级侧具有初级线圈并且所述次级侧具有次级线圈。这两个线圈(初级线圈和次级线圈)围绕共同的变压器芯缠绕。变压器芯通常具有铁磁材料，所述铁磁材料具有高的磁导率。通过变压器芯，这两个线圈彼此磁耦合。在施加初级或励磁电压的情况下，在次级线圈中感生次级电压。在将电负载、例如X射线管装置施加在次级线圈上时，次级电流也在其中流动。感生的次级电压的值通过两个线圈的所谓的绕组比来确定。在运行中通过调节初级电压的值，将次级电压调控到期望的次级侧的期望电压。由于在变压器单元之内的损失，高精度地调节期望的次级侧的期望电压是耗费的。损失通常为所谓的漏磁损失。当前，普遍地将漏磁损失理解为磁通量的如下部分，所述部分不穿透次级线圈进而未对次级线圈的感生做出贡献。变压器单元之内的另外的损失类型例如是铜损，所述铜损通过优选由铜制成的线圈的材料电阻造成，或者是电容性损失，所述电容性损失在相邻的绕组之间出现，所述绕组相互间如电容器那样作用。漏磁损失和电容性损失通常也称作为寄生损失。损失、尤其漏磁损失在变压器单元运行时引起不期望的电压降。由此，例如，实际的次级电压(次级侧的实际电压)具有比理想的次级电压更小的值，所述理想的次级电压可通过初级电压和在理想的、无损失的变压器单元中的绕组比预期。实际的次级侧的实际电压的值(理想的次级电压减去因漏磁损失引起的附加的电压降)能够与预设的次级电压相关地与理想的次级电压偏差几百伏特。所述高的偏差尤其在X射线设备中是不期望的。调控例如根据次级侧的实际电压进行，使得在次级侧检测所述实际电压，并且传递到初级侧上，并且随后根据所述实际电压(后)调控初级电压。然而，该设计方案是耗费的和成本密集的。替选地，在初级侧检测预设的次级电压，然而其中无法检测通过寄生效应引发的附加的次级侧的电压降。因此，不能够精确地确定次级侧的实际电压。
技术实现思路
以此为出发点，本专利技术所基于的目的是，提出一种变压器单元以及一种方法，借助其以简单的方式足够精确地提供次级侧的实际电压。针对变压器单元的目的根据本专利技术通过具有本专利技术的特征的变压器单元来实现。有利的设计方案、改进形式和变型形式是下面描述的主题。变压器单元具有初级侧以及次级侧，所述初级侧具有围绕变压器芯缠绕的初级线圈，并且所述次级侧具有同样围绕变压器芯缠绕的次级线圈。根据变压器单元的一般性的功能原理，初级侧和次级侧彼此电分离并且彼此磁耦合。将电分离当前一般性地理解为：初级侧和次级侧尤其不用线连接，例如借助于导线彼此电连接。因此，初级侧和次级侧彼此电势分离。在变压器单元运行中，在初级线圈加载有初级电压时，出现次级侧的实际电压。将初级电压当前理解为交流电压。次级侧的实际电压尤其由于取决于次级侧的寄生效应的附加的次级侧的电压降受到影响。换言之，次级侧的实际电压能够通过附加的次级侧的电压降关于预设的次级的期望电压改变，尤其减小。此外，变压器单元具有围绕变压器芯缠绕的第一测量线圈，所述第一测量线圈用于确定第一测量电压。将第一测量电压当前尤其理解为次级的期望电压。优选地，第一测量线圈设置在变压器单元的初级侧的子区域中。即第一测量线圈在地点上与次级线圈相比更靠近初级线圈设置。第一测量线圈的该设置已经证实为适合于在初级侧检测次级的期望电压。变压器单元还具有测量元件。测量元件在初级侧上设置和构成为，使得经由测量元件确定第二测量电压，所述第二测量电压与附加的次级侧的电压降、尤其漏电感相关联。将测量元件设置在初级侧上基于如下考虑：由于初级侧和次级侧的磁耦合，次级侧的寄生效应也作用于初级侧。寄生效应、尤其次级侧上的漏磁效应(例如通过漏电感引起)因此可借助于初级侧上的第二测量电压来检测。即第二测量电压可以说是已经提到的附加的次级侧的电压降、尤其漏电感在初级侧的电镜像。为了控制变压器单元的运行，尤其为了提供X射线管装置电压，变压器单元具有控制单元。将X射线管装置电压当前理解为如下电压，所述电压能够在X射线管装置之内施加。X射线管装置电压能够在阴极和栅格元件之间施加，并且在该情况下称作为X射线管装置截止电压。由此，尤其能够影响阴极和阳极之间的电子流，特别地在施加X射线管装置截止电压时，防止电子从阴极流向阳极。对此，栅格元件优选在空间上和结构上观察在X射线管装置之内设置在阳极和阴极之间。典型地，能够为栅格元件施加相对于阴极的电势，所述电势相对于阴极而言更加为负。由此尤其防止：从阴极离开的电子漂移至阳极。换言之，尤其能够禁止或切断从阴极到阳极的电子流。替选地或附加地，能够在阳极和阴极之间施加X射线管装置电压，由此典型地在阳极处生成X射线。通常，当电子在栅格元件处流出时，借助于X射线管装置截止电压能够禁止或停止生成X射线，其中例如还在阳极和阴极之间施加X射线管装置电压。换言之，在阳极和阴极之间施加X射线管装置电压以及X射线管装置截止电压，尽管如此在阳极处不产生或发出X射线。原则上也能够考虑：X射线管装置电压能够施加在阴极的电子发射器单元和阴极的至少一个聚焦电极之间。在该情况下，X射线管装置电压典型地称作为X射线管装置聚焦电压。电子发射器单元尤其构成用于发射电子。至少一个聚焦电极优选构成用于影响电子，使得改变电子在阴极和阳极之间的路径。特别地，至少一个聚焦电极因此能够改变焦斑的位置或大小，其中典型地阳极具有焦斑。控制单元构成为，使得初级电压调节为并且尤其调控为，使得在次级线圈中感生预设的次级的期望电压，例如已经提出的X射线管装置电压，尤其阳极和阴极之间的X射线管装置电压，X射线管装置截止电压和/或X射线管装置聚焦电压。此外，控制单元构成为，使得初级电压根据第一测量电压和第二测量电压来调节。通过根据第一测量电压和第二测量电压来调节初级电压，优选可行的是：根据当前的次级侧的实际电压，在初级侧确定具体的测量值，并且尤其将具体的测量值用于调节初级电压。换言之，具体的测量值、即次级侧的实际电压用作为用于要调节的初级电压的控制变量。在此，通过初级侧的测量元件，尤其考虑次级侧的寄生效应。由此实现如下优点：能够精确地调节初级电压，使得初级侧的实际电压近似对应于预设的次级的期望电压，尤其理想的次级电压，而不在次级侧上直接地测量次级侧的实际电压。换言之，优选地，实际的次级侧的实际电压几乎不与理想的次级电压偏差。特别地，实际的次级侧的实际电压与理想的次级电压或与预设的次级的期望电压偏差小于5％，优选小于2％和尤其优选小于1％。因此，尤其实现高的电压精度，所述电压精度通常在医学领域中为重要的方面。另一优点是：次级侧的实际电压能够优选与负载无关地在初级侧检测和/或调控。这尤其能够表示：实际的次级侧的实际电压不越过电分离部位从次级侧传递到初级侧上。具体地，能够弃用耗费的且成本密集的传递，其中能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变压器单元(2)，所述变压器单元尤其用于提供用于X射线设备(11)的X射线管装置电压(UR)，其中所述变压器单元(2)具有：‑初级侧(4)和次级侧(8)，所述初级侧具有围绕变压器芯(24)缠绕的初级线圈(6)，并且所述次级侧具有围绕所述变压器芯(24)缠绕的次级线圈(10)，其中在运行中在所述初级线圈(6)加载初级电压(UP)时，产生次级侧的实际电压(USI)，所述次级侧的实际电压由于取决于次级侧的寄生效应的附加的次级侧的电压降(UL)受到影响，‑围绕所述变压器芯(24)缠绕的第一测量线圈(20)，所述第一测量线圈用于确定第一测量电压(UM)，‑测量元件(26)，所述测量元件在所述初级侧(4)上设置成和构成为，使得经由所述测量元件(26)确定第二测量电压(UME)，所述第二测量电压与所述附加的次级侧的电压降(UL)相关联，以及‑用于控制所述变压器单元(2)的运行的控制单元(34)，其中所述控制单元(34)构成为，‑使得调节所述初级电压(UP)，以便在所述次级线圈(10)中感生预设的次级的期望电压(US)，‑以及使得根据所述第一测量电压(UM)和所述第二测量电压(UME)调节所述初级电压(UP)。...

【技术特征摘要】
2017.11.23 DE 102017220991.71.一种变压器单元(2)，所述变压器单元尤其用于提供用于X射线设备(11)的X射线管装置电压(UR)，其中所述变压器单元(2)具有：-初级侧(4)和次级侧(8)，所述初级侧具有围绕变压器芯(24)缠绕的初级线圈(6)，并且所述次级侧具有围绕所述变压器芯(24)缠绕的次级线圈(10)，其中在运行中在所述初级线圈(6)加载初级电压(UP)时，产生次级侧的实际电压(USI)，所述次级侧的实际电压由于取决于次级侧的寄生效应的附加的次级侧的电压降(UL)受到影响，-围绕所述变压器芯(24)缠绕的第一测量线圈(20)，所述第一测量线圈用于确定第一测量电压(UM)，-测量元件(26)，所述测量元件在所述初级侧(4)上设置成和构成为，使得经由所述测量元件(26)确定第二测量电压(UME)，所述第二测量电压与所述附加的次级侧的电压降(UL)相关联，以及-用于控制所述变压器单元(2)的运行的控制单元(34)，其中所述控制单元(34)构成为，-使得调节所述初级电压(UP)，以便在所述次级线圈(10)中感生预设的次级的期望电压(US)，-以及使得根据所述第一测量电压(UM)和所述第二测量电压(UME)调节所述初级电压(UP)。2.根据上一项权利要求所述的变压器单元(2)，其中所述控制单元(34)具有评估单元(28)，所述评估单元构成用于基于所述第一测量电压(UM)和所述第二测量电压(UME)确定所述次级侧的实际电压(USI)，并且其中所述控制单元(34)构成用于根据所确定的所述次级侧的实际电压(USI)调节所述初级电压(UP)。3.根据上两项权利要求中任一项所述的变压器单元(2)，其中与所述初级线圈并联地设置有辅助绕组，并且所述评估单元(28)构成为，基于所述第一测量电压(UM)、所述第二测量电压(UME)以及在所述辅助绕组上降落的辅助电压，确定所述次级侧的实际电压(USI)。4.根据上述权利要求中任一项所述的变压器单元(2)，其中所述测量元件(26)构成为第二测量线圈(22)。5.根据上述权利要求中任一项所述的变压器单元(2)，其中所述次级侧的实际电压(USI)和预设的所述次级的期望电压(US)之间的偏差小于5％。6.根据上述权利要求中任一项所述的变压器单元(2)，其中所述测量元件(26)与所述初级线圈(6)串联。7.根据上述权利要求中任一项所述的变压器单元(2)，其中所述第一测量线圈(20)以高阻方式终止。8.根据上述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：托比亚斯·普勒尔，约瑟夫·多伊林格，
申请(专利权)人：西门子医疗保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE