具有输出降低的发动机驱动式电力供应器制造技术

公开具有输出降低的发动机驱动式电力供应器。一种用于提供焊接型输出的实例发动机驱动式焊接电力供应器包含发动机、机械联系到发动机的发电机、电力调节电路和控制器。发电机基于来自发动机的机械输入而产生输出电力。电力调节电路基于所命令的焊接型输出而将来自发电机的输出电力转换为焊接型电力。控制器在监视发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差的同时，将电力调节电路的焊接型输出从所命令的焊接型输出降低一定的量，所述降低的量与发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差成比例，减小焊接型输出直到发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差减小为止，并且随着发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差减小而增大焊接型输出直到焊接型输出等于所命令的焊接型输出为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有输出降低的发动机驱动式电力供应器
本公开总的来说涉及焊接系统，并且更明确地说，涉及具有输出降低的发动机驱动式电力供应器。电子控制式焊接电源将尝试输送电源被命令输送的任何输出电力。如果发动机不具有足够的功率来供应所命令的负载，那么折返电路降低负载以尝试匹配可用的发动机功率。
技术实现思路
公开具有输出降低的发动机驱动式电力供应器，实质上如附图中的至少一幅所图示以及结合附图中的至少一幅所描述，如权利要求书中更全面地阐述。附图说明图1是根据本公开的各个方面的实施输出降低的实例发动机驱动式电力供应器的示意图。图2示出根据一实例的焊接型输出、发动机转速和所命令的焊接型输出的降低的对应曲线图，在该实例中操作员尝试在图1的发动机处于怠速下时执行焊接型操作。图3示出根据一实例的焊接型输出、发动机转速和所命令的焊接型输出的降低的对应曲线图，在该实例中操作员尝试执行需要比发动机可提供的功率更多的功率的焊接型操作。图4是代表可被执行以实施图1的控制器来控制焊接型输出的实例机器可读指令的流程图。具体实施方式为了避免停转，常规发动机驱动式焊机将输出命令降低一定的量，该降低的量与发动机转速(例如，发动机每分钟的转数，即，RPM)低于正常操作转速的量成比例量。然而，常规发动机驱动式焊机将输出降低的量大于允许发动机加速到额定转速实际所需的量。输出的大量降低对于操作员来说并且明确地说在操作员尝试从怠速发动机转速开始并建立焊接电弧时可导致焊接问题。此外，不同发动机具有不同转速和/或转矩特性，并且一个发动机可能够在负载下相比另一发动机或多或少地加速。此外，具有涡轮增压器的发动机具有与非涡轮发动机相比不同的负载拾取特性。例如海拔、燃料的状况和/或空气过滤器的状况等操作状况也可影响发动机响应。由于各种潜在状况，RPM折返控制方案中的一组值可不适用于发动机和操作状况的给定组合，并且一些状况可超出发动机制造商的控制。所公开的实例通过仅将输出命令(相对于操作员所请求或编程的输出)降低一定的量来提高发动机对负载和操作状况的适应性，所述降低的量允许发动机加速到额定转速以支持负载。一些实例始于输出命令的较小降低，并且进一步降低输出命令直到发动机达到开始加速为止。通过降低输出命令的改变，对正由操作员执行的作业的不良影响也减少。所公开的实例以由控制器执行的软件来实施，其中控制器监视发动机转速(例如，RPM)并在RPM低于所命令的操作发动机转速时产生差值或误差值。将RPM设定点减去所测得的发动机RPM来计算差值。所公开的实例将输出命令降低与该差值成比例的量，但也仅限于小的降低。差值的改变被监视。如果差值正在降低(例如，发动机加速)，那么命令不再降低。在一些实例中，当发动机达到所命令的速度并且不再加速时，系统停止监视差的改变，并仅将命令降低与误差成比例的量。在一些实例中，监视差的改变并仅在发动机加速期间增大命令的降低。在一些情形下，在发动机达到所命令的速度时针对差的改变继续调整时，系统可能变得不稳定。如果差值不是正在降低(例如，发动机不具有足够功率来供应所命令的输出)，那么命令进一步降低，并且差值被进一步监视以确定误差是否正减小。因此，在一些实例中，输出命令仅降低允许发动机加速到额定转速所需的最小量。所公开的实例在从怠速发动机状况开始焊接时提高焊接电弧的稳定性。相比之下，常规RPM折返技术经受输出降低的量超过允许发动机加速所需的量并且还会导致焊接电弧熄灭，这对于操作员来说是不利的。在此情况下，发动机RPM将接着随着负载被移除而猛增，导致输出命令的降低，并且当操作员尝试重新激发并建立焊接电弧时，导致发动机RPM再次下降并潜在地导致电弧将再次熄灭。在一些实例中，当发动机驱动式焊接电源正尝试供应高功率负载时，例如，在电弧刨削过程期间，功率要求可超过可用发动机功率。由于超过可用发动机功率，实例发动机驱动式焊接电源持续在输出折返模式中操作，其中焊接型输出降低的量只是为了匹配可用发动机功率。相比之下，常规发动机驱动式焊机可将输出降低超过匹配发动机功率所需的量，如此可导致输出电力和发动机RPM振荡并使焊接型过程不稳定，这对操作员来说是不利的。所公开的实例产生比常规技术更稳定的操作状况。常规发动机RPM折返技术可允许发动机在从怠速上升时在低于正常操作速度的RPM下变得实际上粘滞。所公开的实例通过监视误差的改变而防止发动机RPM的这种粘滞。如果误差并未改变，那么所公开的实例进一步降低焊接型输出以允许发动机加速。所公开的实例实现动态RPM折返技术，其中所述动态RPM折返技术针对不同发动机和/或不同发动机操作状况而实现相对于常规技术的改进。因此，所公开的实例降低或避免针对特定发动机来调谐折返技术的需要，这可以不考虑多组不同的操作状况。如本文所使用，术语“焊接型输出”表示适用于焊接、等离子体切割、感应加热、CAC-A和/或热丝焊接/预加热(包含激光焊接和激光熔覆)的输出。图1是实施输出降低的实例发动机驱动式电力供应器100的示意图。实例发动机驱动式电力供应器100包含发动机102、发电机104、电力调节电路106和控制器(例如，控制电路)108。发动机102机械耦接或联系到发电机104的转子。发动机102可被控制为在多个转速下操作，例如，怠速(例如，无负载转速或极小负载转速)和最大转速(例如，发动机102的最大额度功率)。发动机转速可基于负载而增大和/或减小。发电机104基于来自发动机102的机械输入而产生输出电力。电力调节电路106基于所命令的焊接型输出而将来自发电机104的输出电力转换为焊接型电力。电力调节电路106在期望电压下将电流提供到电极110和工件112以执行焊接型操作。电力调节电路106可包含例如切换模式电力供应器或逆变器。电力调节电路可包含从电力电路到输出(例如，到焊接螺柱)的直接连接和/或经由例如滤波器、转换器、变压器、整流器等电力处理电路而实现的间接连接。用户接口114实现所命令的电力电平或焊接型输出(例如，将用于焊接型操作的电流或电压电平)的选择。作为附加或替代，用户接口114实现发动机102的一个或更多个速度(例如，怠速发动机转速和/或负载下的发动机转速)的选择(例如，以RPM为单位)。控制器108从发动机102或传感器接收发动机转速输入，并获得来自用户接口114的所命令的发动机转速和/或所命令的焊接型输出。当控制器108确定焊接型输出上的负载正导致发动机转速下降或无法加速来匹配负载时，控制器108将焊接型输出从所命令的焊接型输出降低以使发动机转速能够增大。响应于检测到负载或负载的增大超过发动机102的容量，在监视发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差的同时，控制器108将电力调节电路106的焊接型输出从所命令的焊接型输出降低一定的量，所降低的量与发动机102的转速与所命令的发动机转速之间的差成比例。例如，如果在负载增加时发动机102处于怠速下，那么控制器108将焊接型输出减小的量比发动机由于发动机上增大的负载而从所命令的转速减小的量更大。控制器108可通过比较发动机102的转速的连续样本(例如，来自RPM反馈116)与所命令的发动机转速之间的差而监视发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差，以确定该差是增大、减小还是保持相同。当控制器108本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提供焊接型输出的发动机驱动式焊接电力供应器，包括：发动机；发电机，机械联系到所述发动机，并被配置成基于来自所述发动机的机械输入而产生输出电力；电力调节电路，基于所命令的焊接型输出而将来自所述发电机的所述输出电力转换为焊接型电力；以及控制器，被配置成在监视所述发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差的同时，将所述电力调节电路的焊接型输出从所述所命令的焊接型输出降低一定的量，所述降低的量与所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的差成比例，减小所述焊接型输出直到所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差减小为止，并且随着所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差减小而增大所述焊接型输出直到所述焊接型输出等于所述所命令的焊接型输出为止。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.15 US 15/236,5841.一种用于提供焊接型输出的发动机驱动式焊接电力供应器，包括：发动机；发电机，机械联系到所述发动机，并被配置成基于来自所述发动机的机械输入而产生输出电力；电力调节电路，基于所命令的焊接型输出而将来自所述发电机的所述输出电力转换为焊接型电力；以及控制器，被配置成在监视所述发动机的转速与所命令的发动机转速之间的差的同时，将所述电力调节电路的焊接型输出从所述所命令的焊接型输出降低一定的量，所述降低的量与所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的差成比例，减小所述焊接型输出直到所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差减小为止，并且随着所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差减小而增大所述焊接型输出直到所述焊接型输出等于所述所命令的焊接型输出为止。2.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成响应于检测到负载存在于所述焊接型输出上或响应于检测到存在于所述焊接型输出上的所述负载的增大而将所述焊接型输出降低一定的量，所述降低的量与所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差成比例。3.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成在减小所述焊接型输出之前的阈值持续时间内监视所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差的同时保持所述焊接型输出。4.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述发电机包括具有励磁电流的励磁绕组，所述焊接型输出响应于所述励磁电流，并且所述控制器被配置成控制所述励磁电流。5.根据权利要求4所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成通过减小所述励磁电流的量值而降低所述焊接型输出，并且被配置成通过增大所述励磁电流的所述量值而增大所述焊接型输出。6.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述电力调节电路包括切换模式电力供应器，所述控制器被配置成通过控制所述切换模式电力供应器降低所述输出电力而降低所述焊接型输出。7.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成通过限制由连接到所述电力调节电路的负载消耗的电力来降低所述焊接型输出。8.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成通过比较所述发动机的所述转速的连续样本与所述所命令的发动机转速之间的所述差而监视所述发动机的所述转速与所述所命令的发动机转速之间的所述差，以确定所述差是增大、减小还是保持相同。9.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成将所述焊接型输出的降低值最小化到使所述发动机能够加速所需的降低值。10.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成响应于确定所述焊接型输出降低一定的量不会导致所述发动机转速发生加速而减小所述焊接型输出，所述降低的量与所述发动机的所述转速和所述所命令的发动机转速之间的所述差成比例。11.根据权利要求10所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成将所述焊接型输出减小第一量，确定所述发动机的所述转速是否已增大，并且响应于确定所述发动机的所述转速尚未增大，将所述焊接型输出减小第二量。12.根据权利要求1所述的发动机驱动式焊接电力供应器，其中所述控制器被配置成通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦·弗雷德里克·史密斯，理查德·查尔斯·乔伊斯，
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