直流高壓發(fā)生器由高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流器、高壓交換閘(配兩只或兩只以上X線管時(shí)用),、高壓插座等高壓元器件組成,如圖示,,按要求組裝后置于方形或圓形鋼板制成的箱體內(nèi),。箱體內(nèi)灌注變壓器油,以加強(qiáng)各部件之間的絕緣和散熱,,箱體應(yīng)接地,,以防高壓電擊造成的危害,。通常工頻高壓發(fā)生裝置的高壓變壓器體積大、質(zhì)量較重,,可達(dá)數(shù)百千克,,需多人才能抬起挪動(dòng);而高頻高壓發(fā)生裝置的高壓變壓器體積較小,、質(zhì)量較輕,,便于移動(dòng)。
直流高壓發(fā)生器同普通變壓器工作原理一樣,,遵循下述基本工作原理,。
(1)變壓比:在理想狀態(tài)下,初級(jí)電壓,、次級(jí)電壓和線圈匝數(shù)之間的關(guān)系為
U1/U2=N1/N2=K
式中,,U1為初級(jí)電壓;U2為次級(jí)電壓,;N1為初級(jí)線圈匝數(shù),;N2為次級(jí)線圈匝數(shù);K為變壓器的變壓比,??梢姡跫?jí)電壓,、次級(jí)電壓與匣數(shù)成正比,。K是變壓器的重要技術(shù)參數(shù)之一。
對(duì)于一個(gè)變壓比一定的變壓器,,輸出電壓隨輸入電壓的增減而增減,。也就是說(shuō),調(diào)節(jié)高壓變壓器的初級(jí)輸入電壓,,可以獲得不同數(shù)值的輸出電壓,。由此可見,,可通過調(diào)節(jié)自耦變壓器輸出電壓來(lái)調(diào)節(jié)加到高壓變壓器初級(jí)上的電壓,,進(jìn)而調(diào)節(jié)X線管的管電壓。
高壓變壓器是初級(jí)和次級(jí)線圈匝數(shù)相差很大的升壓變壓器,。次級(jí)電壓U2*,,其線圈匝數(shù)N2也很大,在確定高壓變壓器的變壓比K時(shí),,應(yīng)力求在最大負(fù)載時(shí)使自耦變壓器引起的損耗最小,。使此時(shí)的高壓變壓器初級(jí)電壓盡量接近電源電壓。
(2)能量守恒:當(dāng)高壓變壓器本身的能量損耗忽略不計(jì)時(shí),,根據(jù)能量守恒定律,,初級(jí)輸入功率等于次級(jí)輸出功率,。即
P1=U1I1 P2=U2I2 U1I1=U2l2
式中,P1為初級(jí)輸入功率,;P2為次級(jí)輸出功率,;U1為初級(jí)電壓;U2為次級(jí)電壓,;I1為初級(jí)電流,;I2為次級(jí)電流。
可以看出,,當(dāng)變壓器的功率一定時(shí),,初級(jí)電壓、次級(jí)電壓與電流成反比,,即輸出電壓越高,,輸出電流越小。這就是設(shè)計(jì)高壓變壓器時(shí)次級(jí)線圈線徑細(xì),、初級(jí)線圈線徑粗的原因,。
對(duì)于大功率高壓變壓器,工作時(shí)初級(jí)回路中電流很大,,這就要求電源內(nèi)阻必須有較小的阻值,,才能保證電源電壓降不超過某一允許值;對(duì)于小功率高壓變壓器,,工作時(shí)初級(jí)回路中電流較小,,對(duì)電源內(nèi)阻的要求也可適當(dāng)放寬。
(3)空載電流:當(dāng)高壓變壓器空載時(shí),,初級(jí)線圈中有一很小的電流I0通過,,該電流稱為空載電流(no-load current)??蛰d電流是衡量高壓變壓器質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一,。對(duì)于給定的高壓變壓器而言,I0一定,,其值越小越好,。
直流高壓發(fā)生器的作用是:
1 為X線管燈絲提供加熱電壓;
2 為X線管提供直流高壓,;
3 如配有兩只或兩只以上X線管,,還需切換X線管。