انواع ترانسفورماتورها (بر حسب شکل هسته و نحوه پيچيده شدن سيم پيچها)

1-ترانسفورماتور با هستةclose – core
اين هسته ها به صورت يک مربع بسته ساخته شده اند که هر سيم پيچ جداگانه بر روي يک طرف هسته پيچيده مي شود.
2-اتوترانسفورماتور:
هستة آنها به صورت ميله اي بوده و معمولاً يک سيم پيچ برروي آنها پيچيده مي شود. از اين ترانسفورماتورها در مدار اشعه ايکس استفاده مي شود.
3- ترانسفورماتور با هستة :
shell – type هسته اين ترانسفورماتور به صورت دو حلقه چسبيده به هم مي باشد و سيم پيچ هاي اوليه و ثانويه بر روي هم روي ستون وسط پيچيده مي شوند. از اين نوع نيز در مدارهاي اشعه ايکس استفاده مي شود.
- مدار ژنراتور اشعه ايکس از دو قسمت تشکيل شده است:
1-مدار ژنراتور اشعه ايکس.
2- تيوپ اشعه ايکس.
- مدار ژنراتور اشعه ايکس بر حسب مقدار ولتاژ عبوري داراي دو قسمت است:
1- مدار اوليه(Control console)
ولتاژ عبوري از مداراوليه در محدوده ولتاژهاي معمولي يا فشار ضعيف است. پانل کنترل به عنوان قسمتي از مدار اوليه است.
2-مدار ثانويه(فشار قويHigh – Voltage)
ولتاژ در محدوده ولتاژهاي فشار قوي مي باشد.

• مدار سادة ژنراتور اشعه ايکس:

o مدار اوليه: فشار ضعيف است و داراي ولتاژ حدود V240 تا 415 مي باشد.
- اجزاي مدار اوليه:
فيوزها، کليد اصلي، قطع کننده هاي مدار، اتوترانسفورماتور، جبران کنندة ولتاژ اصلي، کنترل kv، کليد کنتاکتور اوليه، اندازه گير kv، سيم پيچ اوليه ترانسفورماتور فشارقوي، مدار زمان سنج، مدار گرم کنندة فيلامنت، مدارات جبران کننده.
o مدار ثانويه: فشار قوي است و ولتاژ بيشتر از kvp 75 دارد.
- اجزاي مدار ثانويه:
سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتور فشار قوي، يکسوکننده هاي فشارقوي، تيوپ اشعة ايکس، سيم پيچ ثانويه، ترانسفورماتور گرم کننده فيلامنت.

• اتو ترانسفورماتور:

از سيم ضخيمي که به صورت يک سيم پيچ به دور هستة آهني پيچيده شده تشکيل شده است. تغييرات جريان متناوب در سيم پيچ 100 بار در ثانيه است و ميدان مغناطيسي نيز به صورت انبساط و تراکم 100 بار در ثانيه تغيير مي کند. در نتيجه ولتاژي به حلقة سيم پيچ و هستة آهني القا مي شود. با لايه لايه کردن هسته مي توان از ايجاد جريان هاي گردابي جلوگيري کرد. با تراکم ميدان، ولتاژي به هر حلقة سيم پيچ و در جهت عکس القا مي شود.
ولتاژ اعمالي (ورودي)/ ولتاژ به دست آمده=  (خروجي)
تعداد حلقه ها که در ولتاژ اعمالي وجود دارند/ تعداد حلقه هايي که ولتاژ خروجي از آنها گرفته ايم

• جبران کننده ولتاژ:

با ثابت نگه داشتن ولتاژ القايي به هر حلقة سيم پيچ اتوترانسفورماتور اثر تغييرات ولتاژ ورودي را جبران مي کند. اين عمل با تغيير تعداد حلقه هايي که به آنها ولتاژ اصلي القا شده، صورت مي پذيرد. در جبران سازي اتوماتيک تغييرات ولتاژ باعث گردش چرخ دنده اي توسط يک ميله محوري مي شود تا حلقه هاي بيشتر يا کمتري از سيم پيچ به منبع برق وصل شود.

• کنترل kv:

با اعمال ولتاژ مناسب به سيم پيچ اوليه، از سيم پيچ ثانويه ترانسفورماتور فشار قوي، مي توان هر kv دلخواهي را به دست آورد. اين کار براي انتخاب ولتاژ مناسبِ حرکت کنترل چرخان که تعداد مناسبي از حلقه هاي اتوترانسفورماتور را در سيم پيچ اوليه انتخاب مي کند، لازم است. مقدار kv مورد نظر بوسيله عقربه روي صفحه مدرج (scale) يا صفحة ديجيتالي نشان داده مي شود.

• ترانسفورماتور فشار قوي:

از يک سيم پيچ اوليه و يک سيم پيچ ثانويه تشکيل شده است و وظيفة آن تأمين ولتاژهاي بالا (تا kvp 150) براي توليد اشعة ايکس در تيوپ است. در اينجا ميدان مغناطيسي از برقراري جريان در سيم پيچ اوليه به وجودآمده و توسط هستة فلزي متمرکز مي شود.

• تنظيم ترانسفورماتور:

افت ولتاژي در ترانسفورماتور به وجود مي آيد که ناشي از توليد گرما در سيم پيچ ها و کاهش ولتاژ خروجي از سيم پيچ ثانويه يا ولتاژ دو سر تيوپ اشعه ايکس مي باشد. اگر سيم پيچ ثانويه مدار باز و يا بي بار باشد افت ولتاژ نداريم. اما در حالت بار کامل افت ولتاژ حداکثر خواهد بود. تفاوت ولتاژ پيک ثانويه در شرايط بي باري و بار کامل تنظيم ذاتي ولتاژ ناميده مي شود. وقتي جريان ولتاژ افزايش يابد بايد ولتاژ اعمال شده به دو سر تيوپ اشعة ايکس کاهش يابد.

•ظرفيت ترانسفورماتور:

در واقع ظرفيت حداکثر، کيلوولت-آمپري (KVA) است که به طور ايمن از سيم پيچ ثانويه مي توان گرفت. مثلاً در فلوروسکوپي از جريان کم با ولتاژ بالا استفاده مي شود، ولي در پرتونگاري تشخيصي در مدت بسيار کوتاه از جريان زياد با ولتاژ بالا استفاده مي شود.
- مواردي که ظرفيت ترانسفورماتور فشار قوي در دستگاه هاي راديوگرافي تشخيصي دربر مي گيرد:
1-حداکثر ولتاژي (kvp) که ترانسفورماتور مي تواند با ايمني کامل در شرايط بي بار تحويل دهد.
2-حداکثر جرياني که بيش از يک ثانيه در زمان سرد بودن مي تواند عبور دهد که به نام بار لحظه اي يا منقطع ناميده مي شود و در اکسپوژرهاي تشخيصي به کار مي رود.
3-حداکثر جريان ايمني که بي وقفه مي تواند جريان يابد و به نام بار پيوسته موسوم است که در فلوروسکوپي يا راديوتراپي استفاده مي شود.
4-تنظيم ذاتي ولتاژ وقتي حداکثر جريان با بار(loading) ناپيوسته برقرار مي شود. اين حد نبايد از 15% حداکثر kvp در شرايط بي بار بيشتر باشد.
5-تنظيم ذاتي ولتاژ در حداکثر بار پيوسته که مقدار آن نبايد از 5% حداکثر kvp در شرايط بي بار بيشتر باشد.
6-درصد مجاز بار اضافي(over load).
7-اطلاعات تکنيکي بيشتر در خصوص علايق بندي، حداکثر افزايش مجاز درجه حرارت در شرايط معين و غيره.

•جبران افت ولتاژ در کابل تغذيه کننده:

بديهي است تمام انرژيي که در مدار ثانويه استفاده مي¬شود، بايستي توسط مدار اوليه تأمين شود. در مدار ايده¬آل که افت انرژي وجود ندارد، توان ثانويه درست برابر توان اوليه است نه بيش از آن. زماني که توان ثانويه با افزودن kv و يا mA افزايش مي يابد، مي بايست جريان مدار اوليه نيز افزايش يابد. اين کار موجب افزايش افت توان (به صورت گرما) در کابل هاي تغذيه کننده مي شود. مقاومت کابل تأمين کننده نبايد از مقدار مشخصي بيشتر باشد. افت ولتاژ در کابل برابر حاصل ضرب شدت جريان در مقاومت R( × )I مي باشد. زماني که لازم است توان ثانويه افزايش يابد، بايستي مقدار جريان اوليه نيز افزايش يابد. مقدار مقاومت Z و نسبت سيم پيچ هاي x و y عواملي هستند که به طور اتوماتيک اتلاف توان در کابل ها را جبران کرده و توان صحيح در اوليه و در نتيجه ثانويه ثابت نگه داشته مي شوند.

• مدارات فشار قوي تشخيصي:

- مدار خود يکسوکننده (يک پالسي)
يکي از اجزاء مدار ثانويه است. چنين مداري اغلب با تيوب اشعه ايکس با آند ثابت استفاده مي شود که اين تيوپ به عنوان يکسوکننده نيز عمل مي کند.
- تيوپ اشعه ايکس با آند ساکن:
در بعضي دستگاه هاي متحرک، اغلب دستگاه هاي دنداني و دستگاه هاي پرتابل استفاده مي شود. اين تيوپ از حباب شيشه اي که محتوي کاتد و آند است و محفظه اي فلزي مملو از روغن که تيوپ در آن است تشکيل شده.

تيوپ شيشه اي:

حباب خلاء شيشه اي است که از شيشة مخصوص و محکم ساخته شده است و شامل: 1- فيلامنت سيمي (از جنس تنگستن)، 2- متمرکزکننده از جنس موليبدنيوم يا فولاد، 3- آند مسي که روي آن هدفي از جنس تنگستن است، مي باشد.

محفظة تيوپ:

از جنس فولاد بوده که مملو از روغن است و حباب شيشه اي را دربرمي گيرد. اين محفظه محلي براي اتصال کابل هاي فشار قوي داشته و داراي پايه اي است که تيوپ را نگه مي دارد.
تمام پرتوهايي که از هدف منتشر مي شوند به جز پرتوي که از طريق پنجره راديولوسنت خارج مي شود، توسط لايه سربي که به صورت آستري محفظة تيوپ را پوشانيده، به شدت جذب مي شوند. روغن داخل محفظه گرم و منبسط مي شود. داخل محفظه وسيله اي بادکنکي است که فضاي اضافي بوجود مي آورد تا در زمان انبساط فضاي لازم را ايجاد کند. وظيفة روغن ايجاد عايق الکتريکي و نيز انتقال گرما از آند به محفظه است. براي انتقال جريان از ترانسفورماتور فشار قوي به تيوپ اشعه ايکس از کابل هاي فشار قوي استفاده مي شود. در اين دستگاه تيوپ اشعه ايکس ضمن توليد اشعه ايکس به عنوان يکسوکننده نيز عمل مي کند. مزيت اين دستگاه نسبت به دستگاه هاي مجهز به يکسو کننده تمام موج عبارت است از سادگي، کوچکي، قابليت مانور، ارزان بودن و... و عيب آن محدوديت در درجة حرارت است.
گرماي ايجاد شده در هدف تيوپ اشعه ايکس بر حسب واحد گرمايي ( H.V) به اين صورت محاسبه مي شود:
(زمان بر حسب ثانيه) T × (ميانگين) mA × KVp = واحد گرمايي در ثانيه
در استفاده از دستگاه خود يکسوکننده، زمان اکسپوژر طولاني تر و مقدار mA کمتر خواهد بود. عيب ديگر اين دستگاه پائين بودن کارآيي تيوپ و ضرورت افزايش عايق بندي است که اين مشکلات توسط کاهنده ولتاژ معکوس کاهش مي يابد.

- کاهنده ولتاژ معکوس:

بوسيله کاهنده ولتاژ معکوس، ولتاژ معکوس ثانويه را تقريباً به اندازه ولتاژ مثبت مي توان کاهش داد. اجزاي اين وسيله عبارتند از لامپ ديود گازي (يا ديود خشک) و يک مقاومت درست شده که به طور سري به مدار اوليه وصل مي شود.

- يکسوکننده تمام موج(دو پالس)

با استفاده مناسب از يکسوکننده ها در مدار ثانويه، جريان طي نيم سيکل در همان جهت نيم سيکل مثبت، از تيوپ اشعه ايکس مي گذرد. بدين خاطر مي توان گفت هميشه هدف تيوپ اشعه ايکس مثبت و فيلامنت هميشه منفي خواهد بود. در هر لحظه فقط دو يکسوکننده در مدار قرار مي¬گيرد و در هر نيم سيکل جريان نقطه دريک جهت از تيوپ اشعه ايکس عبور مي کند.

- مدار پتانسيل ثابت تک فاز جهت switching ثانويه:

اجزاي اين مدار علاوه بر مدار قرارداري چهار لامپي(valve)، شامل دو خازن و دو لامپ خلاء تريود فشار قوي مي باشد. لامپ تريود همان طوري که از نامش پيداست حباب شيشه اي خلاء است که شامل سه الکترود يعني يک آند، يک کاتد و يک شبکه (grid) مي باشد.

آماده سازي اکسپوژر:

با فشار دکمة آماده سازي اکسپوژر فيلامنت هاي تيوپ اشعه ايکس و لامپ ها (valve) گرم شوند. آند شروع به چرخش مي کند و کنتاکتور مدار اوليه براي بر قراري انرژي به ترانسفورماتور فشار قوي بسته مي شود.

توليد اکسپوژر:

با فشار کامل دکمه، اکسپوژر آغاز مي شود. ولتاژ مثبت به گريد لامپ هاي تريود اعمال شده و بار منفي گريد خنثي ميگردد. سپس جريان از لامپ ها و تيوپ اشعه ايکس عبور مي کند. اعمال ولتاژ مثبت پس از زمان مشخص شده با تايمر متوقف گشته و با دادن ولتاژ منفي به گريدها، عبور جريان متوقف مي شود.

طرز کار مدار ثانويه:

در لحظه شروع اکسپوژر مقدار ولتاژ يکسوشده ترانسفورماتور صفر است. زيرا خازنها هنوز تخليه نشده اند. درنتيجه تخليه آنها توسط لامپهاي تريود و تيوپ شروع مي شود و ضمن تخليه، ولتاژ آنها کاسته شده و کم کم با ولتاژ يکسوشده ترانسفورماتور فشار قوي برابر مي گردد. ولتاژ ترانسفورماتور فشار قوي تا مقدار پيک افزايش يافته سپس خازنها مجدداً شارژ مي شوند. ولتاژ خروجي ترانسفورماتور که شروع به کاهش مي کند خازنها تخليه شان شروع مي شود و باز ولتاژها برابر مي شوند سپس ولتاژ ترانسفورماتور خود به حداکثر رسيده و خازنها تخليه مي شوند و سپس با اعمال مجدد بار منفي به گريد لامپها، اکسپوژر خاتمه مي يابد. در پايان ولتاژ خروجي ترانسفورماتور صفر است و خازنها تا حدي تخليه شده اند.

کنترل kv (با استفاده از تريودهاي فشارقوي):

اختلاف پتانسيل (kv) دو سر تيوپ اشعه ايکس را با تغيير ولتاژ اعمالي به گريد لامپهاي تريودي مي توان تنظيم کرد. لامپ تريودي را که داراي امپدانس است درنظر مي گيريم که مقدارش با بار گريد تغيير مي کند. در عمل از اتوترانسفورماتوري استفاده مي شود که بتواند کيلوولتاژي بيشتر از حد لازم توليدکند. پس براي کاهش ولتاژ از لامپ تريودي استفاده مي شود.

- مدار سه فاز شش پالس (با شش يکسوکننده):

ژنراتورهاي تک فاز به سيم فاز خنثي کننده يا دو سيم فاز برق شهر وصل مي شوند ولي ژنراتور سه فاز به سه سيم فاز وصل مي شود.
مدار اوليه شامل سه اتوترانسفورماتور، سه سر متصل کننده (کنتاکتور) اوليه، سه سيم پيچ اوليه ترنسفورماتور فشار قوي و... مي باشد. طرز کار مدار به صورت زير است:
جريان فقط در يک جهت از تيوپ اشعه ايکس عبور مي کند. جريان از يک يکسوکننده عبورکرده و از يک يکسوکننده ديگر باز مي گردد و هميشه جهت جريان در تيوپ از فيلامنت به آند است. نحوه کار مشابه مدار پتانسيل چهار لامپي است، اما منبع برق قوي تري دارد. از تيوپ اشعه ايکس مجهز به کنترل گريد هم به عنوان مولد اشعه ايکس و هم به عنوان سوئيچ ثانويه مدار استفاده مي شود که اين نوع تيوپ تکرار اکسپوژرهاي سريع را که براي سينه فلورگرافي ضروري است تأمين مي کند.

سيستم هاي خنک کنندگي در ترانسفورماتور

سيستمONAN (روغن طبيعي – هوا طبيعي)
در اين سيستم ، هوا به طور طبيعي با سطح خارجي رادياتورهاي در تماس است و رادياتورها به طور طبيعي با هوا خنک مي شوند . همچنين گردش روغن در ترانسفورماتور نيز به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ يعني روغن گرم بالا مي رود و روغن سرد ، جاي آن را مي گيرد .اين نوع سيستم خنک کنندگي مختص ترانسفورماتورهاي با قدرت کم است ؛ زيرا با افزايش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سيم پيچ ها زياد مي شود و روغن بايد با سرعت بيشتري در تماس با هواي بيرون قرار گيرد و عمل خنک کنندگي با سرعت بيشتري انجام شود . از اين نوع سيستم براي ترانسفورماتورهاي قدرت تا MVA 30 مورد استفاده قرار مي گيرد .
سيستم ONAF (روغن طبيعي – هوا اجباري)
در اين سيتم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ ولي فن هاي نصب شده روي بدنه رادياتورها ، سرعت تماس هواي خارج با بدنه رادياتور را افزايش مي دهد . لذا روغن سريعتر خنک مي شود و طبعاً مي توان توان ترانسفورماتور را بالا برد . دميدن هوا توسط فن ها مي تواند به طور مداوم يا با فاصله تناوبي انجام شود ؛ بدين صورت که عملکرد فن مي تواند تابعي از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامي که دماي روغن از حد معيني افزايش يافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار مي شوند . البته هنگامي که درجه حرارت محيط خيلي بالا باشد ، ترانسفورماتور مي تواند بدون سيستم فن و با خنک شدن طبيعي ، تقريباً تا دو سوم توان نامي خود کار کند و در صورتي که بخواهيم با توان نامي کار کند ، بايد فن ها شروع به کار کنند . اين نوع سيستم خنک کنندگي به طور وسيعي در ترانسفورماتورهاي قدرت با توان بين 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار مي گيرد .

سيستمONAN (روغن طبيعي – هوا طبيعي):

در اين سيستم ، هوا به طور طبيعي با سطح خارجي رادياتورهاي در تماس است و رادياتورها به طور طبيعي با هوا خنک مي شوند . همچنين گردش روغن در ترانسفورماتور نيز به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ يعني روغن گرم بالا مي رود و روغن سرد ، جاي آن را مي گيرد .اين نوع سيستم خنک کنندگي مختص ترانسفورماتورهاي با قدرت کم است ؛ زيرا با افزايش قدرت ترانسفورماتور ، حرارت سيم پيچ ها زياد مي شود و روغن بايد با سرعت بيشتري در تماس با هواي بيرون قرار گيرد و عمل خنک کنندگي با سرعت بيشتري انجام شود . از اين نوع سيستم براي ترانسفورماتورهاي قدرت تا MVA 30 مورد استفاده قرار مي گيرد .

سيستم ONAF (روغن طبيعي – هوا اجباري) :

در اين سيتم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به طور طبيعي صورت مي گيرد ؛ ولي فن هاي نصب شده روي بدنه رادياتورها ، سرعت تماس هواي خارج با بدنه رادياتور را افزايش مي دهد . لذا روغن سريعتر خنک مي شود و طبعاً مي توان توان ترانسفورماتور را بالا برد .
دميدن هوا توسط فن ها مي تواند به طور مداوم يا با فاصله تناوبي انجام شود ؛ بدين صورت که عملکرد فن مي تواند تابعي از درجه حرارت روغن داخل ترانسفورماتور باشد و هنگامي که دماي روغن از حد معيني افزايش يافت ، فن ها به طور خودکار وارد مدار مي شوند . البته هنگامي که درجه حرارت محيط خيلي بالا باشد ، ترانسفورماتور مي تواند بدون سيستم فن و با خنک شدن طبيعي ، تقريباً تا دو سوم توان نامي خود کار کند و در صورتي که بخواهيم با توان نامي کار کند ، بايد فن ها شروع به کار کنند
اين نوع سيستم خنک کنندگي به طور وسيعي در ترانسفورماتورهاي قدرت با توان بين 30 تا 60 مگا ولت آمپر مورد استفاده قرار مي گيرد .

سيستم OFAF0(روغن اجباري – هوا اجباري) :

در اين سيستم ، گردش روغن در داخل ترانسفورماتور به کمک فن ، سرعت داده مي شود تا انتقال حرارت با سرعت بيشتري انجام گيرد . فن هاي هوا نيز بدنه رادياتورها را در تماس بيشتري با هوا قرار مي دهند تا روغن را سريعتر خنک کنند . در اين سيستم با توجه به سرعت بسيار بالاي خنک کنندگي سيم پيچ ها ، مي توان قدرت نامي ترانسفورماتور را به مقدار قابل توجهي افزايش داد . لازم به ذکر است که عموماً از اين نوع سيستم خنک کنندگي در ترانسفورماتورهاي با توان بيش از MVA 60 استفاده مي شود

سيستم OFWF (روغن اجباري – آب اجباري) :

در اين سيستم ، ابتدا روغن توسط پمپ از بالاي ترانسفورماتور وارد رادياتور مي شود تا پس از عبور از آن ، از پايين رادياتور وارد ترانسفورماتور گردد . در رادياتور ، آب خنک کنندگي هم در توسط پمپ در خلاف مسير روغن در رادياتور عبور مي کند که باعث کاهش دماي روغن مي شود . از اين نوع سيستم در ترانسفورماتورهاي با توان بيش از MVA 60 مورد استفاده قرار مي گيرد .

سيستم ODWF (روغن اجباري در سيم پيچ و هسته – آب اجباري) :

در ترانسفورماتورهاي با قدرت هاي بسيار بالا ، به منظور کاهش هرچه بيشتر دماي سيم پيچ ها و هسته بايد روغن را توسط پمپ ها ، با فشار و جهت مناسب از قسمت تحتاني تانک ترانسفورماتور به داخل سيم پيچ ها و هسته هدايت نمود . همچنين مشابه روش قبل ، با استفاده از رادياتور و چرخش روغن در داخل آن و به واسطه تماس غير مستقيم با آب خنک کنندگي ، دماي روغن به مقدار مورد نظر کاهش مي يابد .

• مزاياي مدار سه فاز نسبت به مدار تک فاز در زمان اکسپوژر معين:

1-اشعه ايکس بيشتر
2-اشعه ايکس با متوسط طول موج کوتاه تر

• مزاياي راديوگرافيکِ ژنراتورهاي اشعه ايکس سه فاز نسبت به تک فاز:

1-توليد پرتو نرم کمتر و کاهش دوز پوست بيمار.
2-توليد اشعه ايکس بيشتردر mA و kvp مشابه.
3-کاهش زمان اکسپوژر.
4-به¬دست آمدن ظرفيت تيوب (tube rating) در زمان اکسپوژر کوتاه.
5-افزايش عمر تيوپ اشعه ايکس به دليل تحمل حرارتي آن.
- مدار 12 پالس (با 12 يکسوکننده):
با وجود آنکه ولتاژ موجي شکل حاصل از مدار سه فاز در مقايسه با تک فاز نوسان کمتري دارد، در مدار 12 پالس نوسان کمتر است و ولتاژ همواره مقدار ثابتي دارد.

- مدار گرم کننده فيلامنت تيوب اشعه ايکس:

ولتاژ اين مدار با انتخاب تعداد مناسب حلقه هاي اتوترانسفورماتور به دست مي آيد. نوسان هاي طولاني مدت توسط جبران کننده، جبران مي شود. ولي براي جبران نوسان هاي لحظه اي از ثابت کننده هاي استاتيک يا ثابت کننده الکترونيک استفاده مي شود.

ثابت کننده استاتيک:

فاقد قسمت متحرک است. از يک ترانسفورماتور و يک خازن تشکيل شده که اتصال آنها به گونه اي است که اثرات القايي و خازني در يک فرکانس معين، ولتاژ خروجي ثابتي خواهد بود.

ثابت کننده الکترونيکي:

از ترانسداکتور استفاده مي شود. (ترانسداکتور، القاکننده اي است که امپدانس آن توسط سيم پيچ جداگانه d.c تغيير پيدا مي کند)

- جبران کننده بار الکتريکي فضايي:

اثرات بار الکتريکي فضايي را جبران مي کند.
* بار الکتريکي فضايي: تجمع الکترون ها در اطراف فيلامنت و مقدار آن زماني که به دو سرتيوب کيلوولتي اعمال نشود حداکثر است. درصورتي که ولتاژ آند بسيار کمتر از آن باشد که جريان اشباع توليدکند، الکترون ها در اطراف فيلامنت باقي مي ماند.
براي بازگرداندن جريان به مقدار اوليه اش (که توسط بار فضايي کاهش يافته) مي توان جريان گرمايي فيلامنت را افزايش داد. تغيير جريان فيلامنت بوسيله جبران کننده بار فضايي بوجود مي آيد.

- کنترل ميلي آمپر:

از تعدادي مقاومت تشکيل شده که به دلخواه مي توان به هر کدام ولتاژ فيلامنت تيوپ را اعمال و mA مورد نظر را توليد کرد.
- مقاومت متغير يا تريمر (Trimmer resistance): مقاومت متغيري است که براي تغيير مقادير mA به کار مي رود. هرگاه تمام مقادير ميلي آمپر از مقدار مورد نظر کمتر باشد، مي توان مقاومت تريمر را کاهش داد تا مقادير mAs به مقدار اوليه شان بازگردد.

- ترانسفورماتور کاهنده فيلامنت:

شامل دو سيم پيچ اوليه و دو ثانويه مي باشد يکي براي فوکوس بزرگ و يکي براي فوکوس کوچک مي باشد. ولتاژ تغذيه کننده فيلامنت را مي توان به هر دو سيم پيچ اوليه اعمال کرد. تنظيم سوئيچينگ مدار به نحوي است که در يک زمان فقط مي توان به يک سيم پيچ اوليه انرژي داد.

- سوئيچينگ اکسپوژر (مدار اوليه)

با فشار دکمه اکسپوژر، مدار تايمر فعال مي شود که سيم پيچ آهنربايي را فعال کرده و موجب بسته شدن کليد مدار اوليه مي شود. جرياني که در اين حال از مدارات اوليه و ثانويه مي گذرد در هدف تيوپ،‌ اشعه ايکس توليد مي کند. در انتهاي مدت زماني که توسط مدار تايمر تعيين مي گردد انرژي سولنوييد آهن ربا قطع شده و کليد مدار اوليه باز مي شود و اکسپوژر خاتمه مي يابد. سوئيچ مدار اوليه ممکن است مکانيکي (الکترومغناطيسي) و يا الکترونيکي باشد.

سوئيچ کنتاکتور مکانيکي (الکترومغناطيسي)

1-اجزاي ثابت شامل:
الف– سولنوئيد که سيم پيچي آن با مدار تايمر به صورت موازي است.
ب– هسته که هنگام عبور جريان از سولنوييد مغناطيسي مي شود.
ج– تعدادي اتصالات مسي.
2-اجزاي متحرک شامل:
الف– اتصالات مسي.
ب– قطعه مغزي بزرگ که در هنگام عبور جريان از سولنوييد به سمت هسته آن کشيده مي شود.

• ترانسفورماتورهاي سه فاز:

براي اينکه بتوانيم ولتاژ تقريباً c 1 در تيوب اشعه ايکس توليد کنيم از ژنراتورهاي ولتاژ بالاي سه فاز استفاده مي کنيم که سه سيم پيچ در طرف اوليه و سه سيم پيچ در طرف ثانويه خود به صورت ستاره يا مثلث دارند، که با توجه به نحوه سيم بندي به سه نوع زير تقسيم بندي مي شود:
الف) شش پالس، شش يکسوکننده.
ب) شش پالس، دوازده يکسوکننده.
ج) دوازده پالس

ژنراتور با ولتاژ بالا

شركت ABB اخيرا ژنراتوري با ولتاژ بالا ابداع كرده است . اين ژنراتور بدون نياز به ترانسفورماتور افزاينده بطور مستقيم به شبكه قدرت متصل مي گردد . ايده جديد بكار گرفته شده در اين طرح استفاده از كابل به عنوان سيم پيچ استاتور مي باشد . ژنراتور ولتاژ بالا براي هر كاربرد در نيروگاههاي حرارتي و آبي مناسب مي باشد . راندمان بالا ، كاهش هزينه هاي تعمير و نگهداري ، تلفات كمتر ، تأثيرات منفي كمتر بر محيط زيست ( با توجه به مواد بكار رفته ) از مزاياي اين نوع ژنراتور مي باشد . ژنراتور ولتاژ بالا در مقايسه با ژنراتورهاي معمولي در ولتاژ بالا و جريان پائين كار مي كند . ماكزيمم ولتاژ خروجي اين ژنراتور با تكنولوژي كابل محدود مي گردد كه در حال حاضر با توجه به تكنولوژي بالاي ساخت كابلها ميتوان ولتاژ آنرا تا سطح 400 كيلو ولت طراحي نمود . هادي استفاده شده در ژنراتور ولتاژ بالا بصورت دوار مي باشد در حاليكه در ژنراتورهاي معمولي اين هادي بصورت مثلثي مي باشد در نتيجه ميدان الكتريكي در ژنراتورهاي ولتاژ بالا يكنواخت تر مي باشد . ابعاد سيم پيچ بر اساس ولتاژ سيستم و ماكزيمم قدرت ژنراتور تعيين مي گردد . در ژنراتورهاي ولتاژ بالا لايه خارجي كابل در تمام طول كابل زمين مي گردد ، اين امر موجب مي شود كه ميدان الكتريكي در طول كابل محدود گردد و ديگر مانند ژنراتورهاي معمولي نياز به كنترل ميدان در ناحيه انتهايي سيم پيچ نباشد .
جزيي ( Partialdischarge) در هيچ ناحيه اي از سيم پيچ وجود ندارد و همچنين ايمني افراد بهره بردار و يا تعميركار افزايش مي يابد . سربنديها و اتصالات معمولا در فضاي خالي مورد دسترس در محل انجام مي گيرد ، بنابراين محل اين اتصالات در يك نيروگاه نسبت به نيروگاه ديگر متفاوت مي باشد ، اما در هر حال اين اتصالات در خارج از هسته استاتور مي باشد ، براي مثال اتصالات و سربنديها ممكن است زير ژنراتور و يا خارج از قاب استاتور ( Statorframe ) انجام گيرد . بدين ترتيب اتصالات و سربنديها ، مشكلات ناشي از ارتعاشات و لرزش هاي بوجود آمده در ماشين هاي معمولي را نخواهند داشت .
در طرح كنوني ژنراتور ولتاژ بالا دو نوع سيستم خنك كنندگي وجود دارد ، روتور و سيم پيچ هاي انتهايي توسط هوا خنك مي گردند در حاليكه استاتور توسط آب خنك مي گردد . سيستم خنك كنندگي آب شامل لوله هاي XLPE قرار گرفته شده در هسته استاتور مي باشد كه آب از اين لوله ها جريان مي يابد و هسته استاتور را خنك نگه مي دارد .
مقايسه جريان اتصال كوتاه در نيروگاه مجهز به ژنراتور ولتاژ بالا با نيروگاه مجهز به ژنراتور معمولي نشان مي دهد كه به دليل اينكه در نيروگاه با ژنراتور ولتاژ بالا راكتانس ترانسفورماتور حذف مي گردد جريانهاي خطا كوچكتر مي باشد .
ادامه دارد ......
/خ