焊接系统涌入电流控制系统技术方案

一种诸如远程挂件或送丝器之类的焊接部件包括涌入电流控制电路。当电源是带电的且在输出功率时，可将焊接部件耦合到焊接电源。功率被存储在部件中，诸如存储在电容器中，以用于本地电源的操作，诸如用于操作员接口、显示器等。在连接到电源时，可延迟到电容器的电流施加以减少或防止起弧。还可限制涌入电流，如可限制电压一样，以同样地减少起弧并提供另外的益处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的参考引用本申请要求2012年6月8日提交的题为“WELDING SYSTEM INRUSH CURRENT CONTROL SYSTEM AND METHOD”的美国临时申请序号61/657,536的优先权和权益，该专利申请出于一切目的被通过引用整体地结合到本文中。
技术介绍
本专利技术总体上涉及焊接系统，并且更具体地涉及用于在连接和/或通电时控制电流到某些焊接设备中的涌入的电路。在所有工业领域中都已开发了各种类型的焊接系统和部件以用于结合金属工件。许多此类系统依赖于远程送丝器和挂件，所述远程送丝器和挂件可位于与提供焊接操作所需功率的电源相距一定距离处。送丝器例如用于提供用于金属惰性气体(MIG)、药芯焊丝焊接类似操作的焊丝流。送丝器可允许焊接操作设置的一定程度的控制，并且可允许用于其他焊接类型的功率的通过。其可以方便地位于与焊接电源相距一定距离处，诸如接近于工件的实际位置。这对于诸如建筑、造船、锅炉和工厂工作等应用而言是特别方便的。挂件同样地可位于与焊接电源相距一定距离处，并且在多个方面不同于送丝器。例如，其可用来控制或改变焊接设置，同时不提供焊丝流。此类挂件在其中在与电源相距一定距离处执行焊接操作的情况下特别有用，从而允许对焊接过程的一定程度的控制而不需要返回到电源。越来越多地要求远程送丝器和挂件包括电容电路以便使得能够实现焊接操作的初始化、部件的供电以及可在焊接之前、期间和之后发生的某些电力事件的穿越。例如，可将挂件用于焊条焊接和钨极隋性气体(TIG)焊接。在其中的某些中，焊弧的发起可能需要电容电路来存储用于发起弧的发起功率。送丝器还可能需要存储的能量以便对其控制机构进行供电，特别是在操作的某些阶段期间。如果装配有此类电容电路的部件第一次被连接到“带电电压源”，则相当大的电流量可流过连接以对电容电路充电。这可能随着完成连接而导致火花或弧。通过控制电流从带电电源到部件的涌入来避免此类起弧可能是有利的。同样地，由焊接电缆电压供电的附件设备(例如，送丝器、操作员远程接口等)需要某种形式的本地储能元件以允许其在使电极碰触工件(即，起弧)时所经历的不可避免但暂时的短路条件期间继续运行。不应允许存储元件以使附件设备缺乏的水平取出电流且因此可能需要某种限流器。
技术实现思路
本专利技术提供了被设计成响应于此类需要的电路和技术。根据一个实施例，例如，将焊接部件配置成从焊接电源接收功率。焊接部件包括储能电路，该储能电路在被耦合到焊接电源时存储电能并且至少在焊接部件的操作时段期间提供用于焊接部件操作的功率。开关装置被配置成在焊接部件连接到焊接电源期间是断开的，并且在连接之后闭合以对储能电路充电。电流控制电路被耦合到开关装置且被配置成在焊接部件连接到焊接电源时闭合开关装置以调节电流到储能电路的施加。所述电路可适合于限制到储能电路中的涌入电流，特别是在焊接部件连接到焊接电源时，并且更特别地是在被连接到带电焊接电源时。焊接部件还可包括电压控制电路，该电压控制电路限制施加于储能电路的电压，从而允许利用较低的电压设备，诸如电容器。还可将该电路配置成在焊接部件连接到焊接电源时延迟电流到焊接部件、特别是到储能电路的施加。此电路可包括例如固态开关，该固态开关只有在期望的延迟之后才切换至导通状态，诸如通过对被耦合到开关的闸门的电容器充电。根据其他实施例，储能电路可对位于焊接部件内的本地电源进行供电，其本身可向诸如用户接口和显示器之类的附件提供功率。该储能电路因此可允许在部件操作的某些部分期间对电源供电。附图说明当参考附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些及其他特征、方面以及优点将得到更好的理解，其中在所有附图中相同的附图标记表示相同的部分，并且在所述附图中：图1是根据本公开的各方面的具有焊接电源和高级过程送丝器的焊接系统的框图；图2是图1的高级过程送丝器的实施例的框图；图3是根据本公开的各方面的高级过程送丝器的正面立体图；图4是图3的高级过程送丝器的实施例的顶视图；图5是根据本公开的各方面的采用功率转换电路、继电器电路、感测电路以及送丝组件的高级过程送丝器的实施例的框图；图6是图5的继电器电路的实施例的示意图；图7是用于使用高级过程送丝器来产生受控波形输出的过程的实施例的流程图；图8是用于感测被供应给高级过程送丝器的输入功率的极性的过程的实施例的流程图；图9A是用于对高级过程送丝器的继电器电路进行致动的过程的实施例的流程图的第一部分；图9B是用于对高级过程馈送器的继电器电路进行致动的过程的图9A的流程图的第二部分；图10是用于调整高级过程送丝器的功率转换电路的过程的实施例的流程图；图11是总线电压、输入电流、输出电压和输出电流相对于时间的图表；图12是总线电压、输入电流、输出电压和输出电流相对于时间的另一图表；图13是用于在到焊接电源的通电或部件的连接期间控制功率到诸如送丝器或挂件之类的焊接部件的施加的示例性电路的图；图14是用于控制到焊接挂件的涌入电流的示例性电路的略微更详细的图；以及图15是用于控制到焊丝馈送器的涌入电流的示例性电路的类似详图。具体实施方式图1是对焊接应用进行供电的焊接系统10的实施例的框图。如所示，焊接系统10包括焊接电源12和耦合焊炬14。焊接电源12向焊炬14供应输入功率。焊炬14可以是基于期望的焊接应用而被构造成用于焊条焊接、钨极隋性气体(TIG)焊接或气体金属极弧焊(GMAW)的焰炬。在某些实施例中，焊接电源12向被耦合到焰炬14的挂件16供应输入功率，该焰炬14被构造成用于焊条焊接和TIG焊接。操作员供应用于焊条焊接或TIG焊接的填料金属(如果有的话)。可将挂件16构造成控制电源12和/或将焊接参数通知给操作员。在其他实施例中，焊接电源12向标准送丝器18供应输入功率。标准送丝器18向被构造成用于GMAW焊接或焊剂芯弧焊(FCAW)的焊炬14供应输入功率和填充金属。在某些实施例中，焊接电源12向高级过程送丝器20供应输入功率。高级过程送丝器20被构造成将焊接电源12的输入功率转换成焊接输出。在某些实施例中，高级过程送丝器20的焊接输出可以是受控波形焊接输出。受控波形焊接输出包括适合于脉冲焊接过程或短路焊接过程的焊接输出。焊接电源12被耦合到交流(AC)源22，交流(AC)源22诸如为供应初级功率的电力网或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置成从焊接电源接收功率的焊接部件，该焊接部件包括：储能电路，该储能电路在被耦合到焊接电源时存储电能并且至少在焊接部件的操作时段期间提供用于焊接部件的操作的功率；开关装置，该开关装置被配置成在焊接部件连接到焊接电源期间是断开的，并且在连接之后闭合以对储能电路充电；以及电流控制电路，该电流控制电路被耦合到开关装置且被配置成在焊接部件连接到焊接电源时闭合开关装置以调节电流到储能电路的施加。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.08 US 61/657,536;2013.03.15 US 13/835,1061.一种被配置成从焊接电源接收功率的焊接部件，该焊接部件包括：
储能电路，该储能电路在被耦合到焊接电源时存储电能并且至少在焊接
部件的操作时段期间提供用于焊接部件的操作的功率；
开关装置，该开关装置被配置成在焊接部件连接到焊接电源期间是断开
的，并且在连接之后闭合以对储能电路充电；以及
电流控制电路，该电流控制电路被耦合到开关装置且被配置成在焊接部
件连接到焊接电源时闭合开关装置以调节电流到储能电路的施加。
2.根据权利要求1所述的焊接部件，其中，电流控制电路被配置成在焊
接部件连接到焊接电源时限制到储能电路中的涌入电流。
3.根据权利要求2所述的焊接部件，该焊接部件包括被耦合到开关装置
的闸门以调制开关装置的操作并从而限制涌入电流的电气部件。
4.根据权利要求1所述的焊接部件，其中，所述电流控制电路被配置成
限制将焊接部件与焊接电源连接的触点的起弧。
5.根据权利要求4所述的焊接部件，其中，电流控制电路被配置成将连
接焊接部件与焊接电源的触点的起弧限制为不超过约0.5安培。
6.根据权利要求1所述的焊接部件，其中，电流控制电路包括被耦合到
开关装置的闸门以在连接之后提供用于闭合开关装置的信号的电容器。
7.根据权利要求6所述的焊接部件，该焊接部件包括串联在电容器与在
连接时从焊接电源接收电流的电源侧之间的电阻器。
8.根据权利要求1所述的焊接部件，该焊接部件包括位于该焊接部件内
的本地电源，并且其中，储能电路被耦合到本地电源以在焊接部件的操作期
间向本地电源提供功率。
9.根据权利要求8所述的焊接部件，该焊接部件包括被耦合到本地电源
且在操作期间由本地电源供电的附件。
10.根据权利要求9所述的焊接部件，其中，所述附件包括用户接口和显
示器。
11.根据权利要求1所述的焊接部件，该焊接部件包括被配置成限制施加
于储能电路的功率的电压的电压控制电路。
12.一种被配置成从焊接电源接收功率的焊接部件，该焊接部件包
括：
储能电路，该储能电路在被耦合到焊接电源时存储电能并且至少在焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·范·卑尔根·萨尔辛施，爱德华·杰勒德·贝斯特尔，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US