包括用于承載高壓繞組的線圈架的高壓變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓變壓器(50)，該高壓變壓器包括：磁芯(5)；低壓繞組(10)；高壓繞組(20)；至少一個內(nèi)部套筒(30)；和用于承載該高壓繞組(20)的線圈架(24)，其中，該線圈架(24)被構(gòu)造成被布置在該至少一個內(nèi)部套筒(30)的內(nèi)部并且被構(gòu)造成于該至少一個內(nèi)部套筒(30)的外部周邊處附接于至少一個內(nèi)部套筒(30)；并且該線圈架(24)包括至少一個場控制電極(22)，其適于成形由該高壓繞組(20)產(chǎn)生的電場。
【專利說明】
包括用于承載高壓繞組的線圈架的高壓變壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于承載高壓繞組的線圈架和一種包含對應(yīng)線圈架的高壓變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]來自X射線管的X射線的光譜組成取決于電子束的加速電壓。由于活體中的不同類型的組織具有取決于X射線的能量的不同的吸收特性，因此該效應(yīng)可被用于在不同組織組成之間進行區(qū)分，并且由此允許更為詳細地診斷多種病理情況。理想地，在計算斷層照相法中，每隔一幀就可被利用不同的能量級來制成，并且除了標(biāo)準(zhǔn)3D圖像之外，可對組織的類型進行檢查。
[0003]WO 2012 080 899A1描述了一種用于X射線輻射源的供電單元，該供電單元包括用于為X射線管的運行提供基礎(chǔ)電流的高壓發(fā)生器、波形發(fā)生器和用于提供可疊加的電壓峰值的脈沖變壓器以及用于在該脈沖變壓器的輸入端產(chǎn)生平衡量以防止出現(xiàn)飽和效應(yīng)的控制單元。提供不同的參考波形圖形導(dǎo)致防止出現(xiàn)過調(diào)節(jié)和環(huán)形。
[0004]在所述解決方案中，電子束的加速電壓是由主高壓發(fā)生器產(chǎn)生的DC電壓和由控制單元與波形發(fā)生器連同該脈沖變壓器共同產(chǎn)生的高壓脈沖圖形的疊加。波形發(fā)生器以低壓和大電流產(chǎn)生脈沖圖形。脈沖變壓器將其轉(zhuǎn)換為高壓且小電流的脈沖圖形，并且將其與主發(fā)生器的高DC電壓疊加。
[0005]DE 42 04 092A1描述了與用于盤繞產(chǎn)品(例如高壓變壓器)的線圈腔室一起使用的繞線架(spool)本體。其中所述的帶有至少一個線圈腔室的繞線架本體被用于盤繞產(chǎn)品，特別是用于高壓變壓器的盤繞產(chǎn)品。其中所述的位于腔室內(nèi)壁與腔室的底部之間的通道適合于該線圈的幾何形狀。
[0006]該脈沖變壓器必須隔離開被連結(jié)至該波形發(fā)生器的低壓電路的初級繞組與被連結(jié)至主發(fā)生器的高壓電路的次級繞組之間的大電壓差。脈沖變壓器的運轉(zhuǎn)頻率由通過上述應(yīng)用需求所限定的脈沖圖形的波期(durat1n)來確定。因此，如可例如對主發(fā)生器中的高壓變壓器所做的那樣，通過增大其運轉(zhuǎn)頻率來減小該脈沖變壓器的尺寸是不可能的。因此，該脈沖變壓器的高壓隔離必須被特別慎重地進行設(shè)計，以避免不必要的尺寸增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]可存在改進高壓發(fā)生器的設(shè)置的需求。
[0008]這些需求通過獨立權(quán)利要求的主題得以滿足。其它示例性實施例通過從屬權(quán)利要求和下列說明書而是明白的。
[0009]本發(fā)明的一方面涉及一種高壓變壓器，其包括:磁芯;低壓繞組;高壓繞組;至少一個內(nèi)部套筒;和用于承載該高壓繞組的線圈架，其中，該線圈架被構(gòu)造成被布置在該至少一個內(nèi)部套筒的內(nèi)部并且被構(gòu)造成于至少一個內(nèi)部套筒的外部周邊處附接于至少一個內(nèi)部套筒;并且該線圈架包括至少一個場控制電極，其適于成形由該高壓繞組產(chǎn)生的電場。
[0010]本發(fā)明的另一方面涉及一種用于承載高壓繞組的線圈架，該線圈架被構(gòu)造成被布置在至少一個內(nèi)部套筒的內(nèi)部并且被構(gòu)造成于至少一個內(nèi)部套筒的外部周邊處附接于至少一個內(nèi)部套筒。
[0011]本發(fā)明的另一方面涉及一種X射線系統(tǒng)，其包括X射線管和用以供應(yīng)該X射線管的高壓變壓器。
[0012]本發(fā)明的另一方面涉及一種包括高壓變壓器的高壓測試系統(tǒng)。
[0013]承載該高壓繞組的線圈架被放置在至少一個封閉套筒的內(nèi)部。該線圈架于其外部周邊處附接于該套筒。如果存在多于一個套筒，則相鄰的套筒被于放置在較大套筒內(nèi)的較小套筒的外部周邊處附接至彼此。
[0014]本發(fā)明通過移除了初級繞組與次級繞組之間的所有的塑料保持件和間隔件最小化了該變壓器體積，并且在連接套筒的上半部和下半部的連接處中使用了迷宮式的結(jié)構(gòu)以最大化該表面距離。
[0015]此外，場控制電極成形電場，使得峰值幅度變小，由此減小了塑料部件的厚度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，高壓變壓器還包括至少兩個迷宮式密封件，其被彼此相對地布置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，高壓變壓器還包括用于保持承載該高壓繞組的套筒的至少兩個絕緣彈簧墊圈。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，高壓變壓器還包括被連接于至少一個內(nèi)部套筒的外部周邊的用于保持承載該高壓繞組的次級線圈架的凸緣。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，高壓變壓器還包括次級線圈架，其中，至少一個場控制電極被布置在次級線圈架的表面上。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，高壓變壓器還包括芯部邊緣，其中，至少一個場控制電極被布置在芯部邊緣上。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，高壓變壓器還包括至少一個絕緣高壓電線導(dǎo)管。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，線圈架還包括至少一個場控制電極，其適于成形由該高壓繞組產(chǎn)生的電場。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，線圈架適于在高壓變壓器中使用。
【附圖說明】
[0024]通過參考下列并未按照比例繪制的示意圖，對于本發(fā)明及其附隨的有點的更為詳盡的了解將得到更為清楚的理解，其中:
[0025]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器的三維透視示意圖；
[0026]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的高壓變壓器的三維透視示意圖；
[0027]圖3示出了平行于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器的芯部的示意性橫截面；
[0028]圖4示出了垂直于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器的芯部的示意性橫截面；
[0029]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的X射線系統(tǒng)或高壓系統(tǒng);和
[0030]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的高壓變壓器的三維透視示意圖。
【具體實施方式】
[0031]圖中的圖示僅是示意性的，且并未按照比例繪制。在不同的附圖中，相似的或者相同的元件具有相同的附圖標(biāo)記。
[0032]通常來說，相同的元件、單元、實體或步驟在附圖中具有相同的附圖標(biāo)記。
[0033]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器的三維透視示意圖。
[0034]圖1示出了脈沖變壓器或高壓變壓器。圖1限定了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器相對于圖4中示出的其芯部的垂直橫截面。起到場控制電極22的作用的鋁殼可覆蓋該高壓變壓器的磁芯。外部套筒40圈住內(nèi)部套筒和高壓繞組。高壓電線導(dǎo)管45導(dǎo)引高壓繞組遠離覆蓋磁芯的場控制電極22的連接。
[0035]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的高壓變壓器的三維透視示意圖。
[0036]圖2示出了脈沖變壓器或高壓變壓器。圖2限定了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器相對于圖3中示出的其芯部的平行橫截面。起到場控制電極22的作用的鋁殼可覆蓋住高壓變壓器的磁芯。外部套筒40可圈住內(nèi)部套筒和高壓繞組。高壓電線導(dǎo)管45導(dǎo)引該高壓繞組遠離覆蓋了磁芯的場控制電極22的連接。
[0037]圖3示出了平行于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器的芯部的示意性橫截面。
[0038]圖3在平行的二維橫截面中示出了高壓繞組的線圈架與內(nèi)部套筒的附接以及內(nèi)部套筒的線圈架與外部套筒的附接。簡單起見，僅示出了該高壓變壓器的一半。該高壓變壓器可包括:磁芯5、低壓繞組10、高壓繞組20、至少一個內(nèi)部套筒30和用于承載該高壓繞組20的線圈架24。
[0039]可選擇地，磁芯5由軟磁材料(例如鐵磁材料和/或亞鐵磁材料)制成。磁芯5可包括鐵或鎳或鐵或鎳的合金或陶瓷金屬氧化物。
[0040]內(nèi)部套筒30可由塑料材料或者任意其它不導(dǎo)電的合成或半合成固態(tài)材料制成。
[0041]可選擇地，低壓繞組10和/或高壓繞組20的繞組導(dǎo)線由銅或銅合金制成或者由鋁或鋁合金制成，并且以非常薄的絕緣層涂覆住該繞組導(dǎo)線。
[0042]可選擇地，在本發(fā)明的一個實施例中，線圈架24可被劃分成多個槽26，使得每個槽內(nèi)的電壓差變?yōu)閮H為高壓繞組的終端之間的電壓的一小部分。繞組槽之間的細絕緣槽28避免了越過該線圈架表面的放電。這些絕緣槽可還被用于將繞組導(dǎo)線從一個槽的頂部返回至下一個槽的底部。
[0043]線圈架24可被構(gòu)造成被布置于至少一個內(nèi)部套筒30的內(nèi)部，并且可被構(gòu)造成于至少一個內(nèi)部套筒30的外部周邊處附接于該至少一個內(nèi)部套筒30。
[0044]線圈架24可由塑料材料或任意其它不導(dǎo)電的合成或半合成固態(tài)材料制成。
[0045]線圈架24可包括至少一個場控制電極22，其適于成形由該高壓繞組20產(chǎn)生的電場。
[0046]磁芯5可以是軟磁芯部。
[0047]高壓變壓器可以還包括至少一個外部套筒40。
[0048]高壓變壓器可還包括至少一個內(nèi)部套筒30與至少一個外部套筒40的附接件35和高壓繞組20與至少一個內(nèi)部套筒30的附接件或凸緣36。
[0049]高壓變壓器可還包括至少一個絕緣高壓電線導(dǎo)管45。高壓電線導(dǎo)管45可由塑料材料或任意其它不導(dǎo)電的合成或半合成固態(tài)材料制成。高壓變壓器可還通過向高壓變壓器組件施加按壓夾具而被制造出來。
[0050]高壓變壓器50可還包括至少兩個迷宮式密封件60，其被彼此相對布置。迷宮式密封件60可被制成為位于內(nèi)部套筒30的上半部中結(jié)構(gòu)和位于其下半部中的結(jié)構(gòu)或者被制成為位于外部套筒40的上半部中的結(jié)構(gòu)和位于其下半部中的結(jié)構(gòu)。外部套筒40可由塑料材料或任意其它不導(dǎo)電的合成或半合成固態(tài)材料制成。
[0051 ] 高壓變壓器50可還包括至少兩個絕緣彈簧墊圈70，用于保持該高壓繞組20。絕緣彈簧墊圈70可由塑料材料或者任意其它不導(dǎo)電的合成或半合成固態(tài)材料制成。
[0052]圖4示出了垂直于根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的高壓變壓器的芯部的示意性橫截面。圖4在垂直的二維橫截面中示出了高壓繞組的線圈架與內(nèi)部套筒的附接以及內(nèi)部套筒與外部套筒的附接。簡單起見，僅示出了高壓變壓器的一半。
[0053]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的X射線系統(tǒng)。
[0054]X射線系統(tǒng)100可包括X射線管110和被構(gòu)造成用以供給X射線管110的高壓變壓器50 ο
[0055]高壓測試系統(tǒng)200可包括高壓變壓器50，其被構(gòu)造成用以供給高壓用電設(shè)備210。
[0056]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的高壓變壓器的三維透視示意圖。
[0057]如圖6中所示的高壓變壓器包括位于芯部邊緣80上的場控制電極22、覆蓋該磁芯5的鋁殼，其中，場控制電極22被布置在芯部邊緣80上。
[0058]盡管在附圖和前述說明書中已經(jīng)詳細地圖示出和描述了本發(fā)明，但這種圖示和描述被視為是說明性的或示例性的且非限制性的；本發(fā)明并不限于所公開的實施例。對所公開的實施例的其它變形可被所屬領(lǐng)域技術(shù)人員理解和實施，并且通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利要求書來實踐所要求保護的本發(fā)明。
[0059]在權(quán)利要求書中，詞語“包括”并不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或者“一個”并不排除復(fù)數(shù)。單個處理器或控制器或其它單元可以滿足權(quán)利要求書中陳述的多種物品的功能。純粹的事實是，彼此不同的從屬權(quán)利要求中闡述的某些措施并未表明這些措施的組合不能被用于產(chǎn)生優(yōu)點。權(quán)利要求書中的任意附圖標(biāo)記均不應(yīng)被理解為對范圍進行限制。
[0060]附圖標(biāo)記列表:
[0061 ] 5 磁芯
[0062]10 低壓繞組
[0063]20 高壓繞組
[0064]22 場控制電極
[0065]24 線圈架
[0066]26 槽
[0067]28 絕緣槽
[0068]30 內(nèi)部套筒
[0069]35 附接件
[0070]36 附接件(凸緣)
[0071]40外部套筒
[0072]45高壓電線導(dǎo)管
[0073]50高壓變壓器
[0074]60迷宮式密封件
[0075]70絕緣彈簧墊圈
[0076]80芯部邊緣
[0077]100X射線系統(tǒng)
[0078]HOX射線管
[0079]200高壓測試系統(tǒng)
[0080]210高壓用電設(shè)備
【主權(quán)項】
1.一種高壓變壓器(50)，包括: -磁芯(5); -低壓繞組(10); -高壓繞組(20); -至少一個內(nèi)部套筒(30); 其特征在于 -用于承載所述高壓繞組(20)的線圈架(24)， 其中，所述線圈架(24)被構(gòu)造成被布置在所述至少一個內(nèi)部套筒(30)的內(nèi)部并且被構(gòu)造成于所述至少一個內(nèi)部套筒(30)的外部周邊處附接至所述至少一個內(nèi)部套筒(30);并且 其中，所述線圈架(24)包括至少一個場控制電極(22)，所述至少一個場控制電極適于成形由所述高壓繞組(20)產(chǎn)生的電場。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變壓器(50)， 其中，所述高壓變壓器(50)還包括至少兩個迷宮式密封件(60)，所述至少兩個迷宮式密封件被彼此相對地布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓變壓器(50)， 其中，所述高壓變壓器(50)還包括用于保持所述高壓繞組(20)的至少兩個絕緣彈簧墊圈(70)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求1至3中的一項所述的高壓變壓器(50)， 其中，所述高壓變壓器(50)還包括被連接于所述至少一個內(nèi)部套筒(30)的外部周邊的凸緣(36)，用于保持所述高壓繞組(20)。5.根據(jù)前述權(quán)利要求1至4中的一項所述的高壓變壓器(50)， 其中，所述至少一個場控制電極(22)被布置在所述線圈架的表面上。6.根據(jù)前述權(quán)利要求1至5中的一項所述的高壓變壓器(50)， 其中，所述高壓變壓器(50)還包括芯部邊緣(80)，所述至少一個場控制電極(22)被布置在所述芯部邊緣(80)上。7.根據(jù)前述權(quán)利要求1至6中的一項所述的高壓變壓器(50)， 其中，所述高壓變壓器(50)還包括至少一個絕緣高壓電線導(dǎo)管(45)。8.—種用于承載高壓繞組(20)的線圈架(24)，其特征在于，所述線圈架(24) -被構(gòu)造成被布置在至少一個內(nèi)部套筒(30)的內(nèi)部并且被構(gòu)造成被于所述至少一個內(nèi)部套筒(30)的外部周邊處附接于所述至少一個內(nèi)部套筒(30)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的線圈架(24)， 其中，所述線圈架(24)還包括至少一個場控制電極(22)，所述至少一個場控制電極適于成形由所述高壓繞組(20)產(chǎn)生的電場。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的線圈架(24)， 其中，所述線圈架(24)適于在根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的高壓變壓器(50)中使用。11.一種X射線系統(tǒng)(100)，所述X射線系統(tǒng)包括X射線管(110)和用以供應(yīng)所述X射線管(110)的根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的高壓變壓器(50)。12.—種高壓測試系統(tǒng)(200)，所述高壓測試系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的高壓變壓器(50)。
【文檔編號】H01F27/28GK105940471SQ201480069574
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年12月11日
【發(fā)明人】B·阿克曼, W·埃夫廷格, A·加西亞托爾莫, C·哈特拉普, R·克勒格爾, T·謝爾, P·呂爾肯斯, A·J·J·維斯曼斯
【申請人】皇家飛利浦有限公司