X射线管的制作方法

本发明涉及一种x射线管。

背景技术：

1、传统的x射线管在阳极的可运动性方面原则上可以划分为两个不同的类别：静止焦斑x射线管和旋转焦斑x射线管。传统的停驻阳极x射线管通常具有带有位置固定的焦斑的阳极，并且因此可以称为停驻焦斑x射线管。具有阳极的其他x射线管尤其可以称为旋转焦斑x射线管或焦点轨迹x射线管，在所述阳极中焦斑是圆形焦点轨迹的一部分，其中后者通过阳极相对于电子发射器的旋转产生。

2、旋转焦斑x射线管也可以划分为两个子类别，其中在一个x射线管中，仅阳极相对于电子发射器以及相对于x射线管壳体可旋转地支承，从而可以尤其命名为旋转阳极x射线管，并且其中在另一x射线管中，阳极相对于电子发射器以及相对于x射线管壳体抗扭地设置，从而可以尤其命名为旋转活塞x射线管。

3、传统的旋转阳极x射线管中的旋转阳极例如借助于由逆变器馈电的异步马达驱动，例如参见de 197 52 114a1。这种异步马达例如是轭马达(jochmotor)，并尤其具有三相交流定子、例如具有经典的分布式绕组的三相交流定子，以及由导磁材料(通常是钢)和导电材料(通常是铜)构成的转子。这种异步马达经由两相或三相逆变器驱动和/或与(尤其是单相)电网端子直接连接。转速测量通常是耗费的，并且例如借助于剩磁测量是可行的。

4、对此替选地，旋转阳极可以借助于同步马达驱动，如例如在以下出版物中公开：用于x射线管的旋转阳极从de 10 2011 077 746 a1已知，其中旋转阳极包括用于驱动旋转阳极的转子，其中至少一个永磁体设置在转子中，使得通过定子绕组的磁场将扭矩施加到永磁体上。de 10 2012212 133b3说明一种旋转阳极装置，其具有旋转阳极、用于驱动旋转阳极的转子和将扭矩施加到转子上的定子，其中定子包括用于产生第一磁场的至少一个线圈和用于产生第二磁场的至少一个永磁体。线圈和永磁体沿着定子壳体的环周设置，其中各一个永磁体设置在各一个线圈内。

技术实现思路

1、本发明所基于的目的在于，提出一种具有紧凑构造、高功率密度和/或高效率的x射线管。

2、所述目的通过实施例的特征实现。有利的设计方案在实施例中描述。

3、根据本发明的x射线管具有：

4、-旋转阳极装置，

5、-电子发射器，以及

6、-抽真空的x射线管壳体，其中磁阻转子以及电子发射器设置在x射线管壳体内，和定子设置在x射线管壳体外。

7、永磁体的定子侧设置是有利的，因为因此可以进行抽真空的x射线管壳体的加热除气，用于提供具有直至600℃的高真空，而不会影响、尤其不会损伤驱动系统的转子侧永磁体。

8、旋转阳极装置具有

9、-无刷驱动系统，以及

10、-旋转阳极，其中旋转阳极与无刷驱动系统的磁阻转子抗扭地连接。

11、一种用于旋转阳极装置的无刷驱动系统具有

12、-用于产生磁通的定子，以及

13、-磁阻转子，

14、-其中定子具有柱形定子轭、环形永磁体和线圈单元，

15、-其中磁阻转子具有由软磁材料构成的柱形转子轭，不具有磁源，可以与旋转阳极装置的旋转阳极连接，并且可以借助于磁通围绕旋转轴线驱动，

16、-其特征在于，

17、-永磁体和线圈单元轴向沿着旋转轴线间隔开，并且定子轭、永磁体、转子轭和线圈单元形成用于引导磁通的磁回路，所述磁回路设计为使得在永磁体与线圈单元之间，定子轭中的磁回路的轴向方向和转子轭中的磁回路的轴向方向具有相反的符号。

18、一个实施方式提出，定子具有另一环形永磁体，其中线圈单元居中设置在永磁体与另一永磁体之间，并且相对于永磁体以及相对于另一永磁体轴向间隔开。在所述实施方式中，驱动系统的驱动功率有利地提高。

19、一个实施方式提出，转子轭构成用于容纳轴承。所述实施方式尤其是有利的，因为轴承使转子轭相对于定子保持限定的间距。

20、一个实施方式提出，转子轭空心地构成，以用于容纳轴承。空心转子轭的实施方案尤其提供重量优势和与此相关的成本优势。通常，磁阻转子的减小的惯性与更小的重量相关。

21、一个实施方式提出，转子轭在端侧构成用于容纳轴承。

22、一个实施方式提出，线圈单元具有多个线圈，所述线圈尤其沿着定子轭的环周围绕定子轭的定子齿极缠绕。

23、一个实施方式提出，线圈单元的多个线圈集中式或分布式地缠绕。

24、一个实施方式提出，线圈单元的多个线圈形成三相电机绕组。

25、一个实施方式提出，无刷驱动系统具有调节单元，用于根据无刷直流马达的类型给线圈单元的多个线圈通电。

26、一个实施方式提出，无刷驱动系统具有逆变器，所述逆变器连接在线圈单元的上游，用于利用交流电压给线圈单元的多个线圈通电。

27、一个实施方式提出，转子轭在柱形侧面中具有侧向留空部，用于形成至少一个转子极对。

28、一个实施方式提出，转子轭一体式构成。

29、一个实施方式提出，磁阻转子是内转子。

30、一个实施方式提出，永磁体和线圈单元设置在定子轭的侧面的内侧上。

31、一个实施方式提出，多个线圈形成至少两个、优选地六个三相电流绕组。

32、无刷驱动系统的一个优点是，永磁体产生磁通的至少一部分，从而多个线圈在通电时仅产生磁通的另一部分。由此，效率有利地提升，其中同时与仅通电的线圈产生磁通时相比出现更少的损耗。

33、无刷驱动系统还是有利的，因为磁阻转子相对简单和/或紧凑地构造。磁阻转子尤其可以由软磁材料构成，例如由钢或不锈钢构成，这通常伴随有成本优势。优选地，在磁阻转子中不出现再磁化损耗和/或涡流损耗。

34、由于传统阳极驱动系统的相对更低的效率和相对更高的损耗，总功率的可用份额尤其部分极其有限。这种传统驱动系统的损耗通常处于阳极上的x射线产生的损耗的数量级。利用无刷驱动系统，可以使用更高份额的总功率，例如用于在x射线产生时的x射线管的运行。损耗的减少通常显著提高x射线管的性能。

35、无刷驱动系统的另一优点涉及永磁体在定子上的设置，所述定子尤其在运行中作为旋转阳极装置的一部分比磁阻转子明显更冷。尤其是，当旋转阳极与磁阻转子连接时，焦斑中吸收的能量的大部分作为热量经由磁阻转子运走，其中在传统的x射线管中，所述热量可能损伤在转子侧设置的永磁体。典型的永磁体通常仅耐热直至300℃。

36、通过在传统的阳极驱动器中使用两种材料例如铜和钢用于转子，根据实施方案部分地产生非常高的生产成本和材料成本。因此，简单的磁阻转子构造可以带来明显的成本降低。

37、此外有利的是，在无刷驱动系统中，集成转速调节，从而可以省略转速估计，如在一些传统驱动系统中常见的那样。优选地，可以监控磁阻转子的转速，例如用于诊断目的，以便探测无刷驱动系统中的磨损或缺陷、尤其轴承的缺陷。

技术特征：

1.一种x射线管(40)，所述x射线管(40)具有：

2.根据权利要求1所述的x射线管(40)，

3.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

4.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

5.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

6.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

7.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

8.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

9.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

10.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

11.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

12.根据权利要求11所述的x射线管(40)，

13.根据上述权利要求中任一项所述的x射线管(40)，

技术总结
本发明涉及一种用于X射线管的旋转阳极装置的无刷驱动系统，所述无刷驱动系统具有：用于产生磁通的定子，以及磁阻转子，其中定子具有柱形定子轭、环形永磁体和线圈单元，其中磁阻转子具有由软磁材料构成的柱形转子轭，不具有磁源，并且可以借助于磁通围绕旋转轴线驱动，其特征在于，永磁体和线圈单元轴向沿着旋转轴线间隔开，并且定子轭、永磁体、转子轭和线圈单元形成用于引导磁通的磁回路，磁回路设计为使得在永磁体与线圈单元之间，定子轭中的磁回路的轴向方向和转子轭中的磁回路的轴向方向具有相反的符号。

技术研发人员：托马斯·魏丁格尔
受保护的技术使用者：西门子医疗有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15