检测泄漏电流的方法和装置制造方法及图纸

公开了检测泄漏电流的方法和装置。用于监测焊接型系统的示例装置包括：测试信号发生器，被配置为向焊接型电路输出测试信号；以及锁相放大器，被配置为：基于测试信号接收参考信号；根据参考信号测量焊接型电路中的泄漏电流；并且产生代表泄漏电流的输出信号。

Methods and devices for detecting leakage current

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】检测泄漏电流的方法和装置相关申请本国际申请要求2017年5月8日提交的题为“MethodsandApparatusforDetectingLeakageCurrent(检测泄漏电流的方法和装置)”的美国专利申请No.15/589,415的优先权。美国专利申请No.15/589,415被全篇援引包含于此。
技术介绍
本专利技术总体涉及焊接型系统，并更具体地涉及检测泄漏电流的方法和装置。用于焊接、等离子切割和感应加热的电力供应器是众所周知的。通常，这样的电力供应器不具有接地故障中断电路，而是包括降低的开路输出电压、小电流、高频启动电路和警示标签。然而，对于感应加热难以提供降低的输出电压。接地故障中断电路在焊接、等离子切割和感应加热行业之外是已知的，但是由于焊接、等离子切割和感应加热行业的电力供应器的特性和这些电力供应器所使用在的环境，在焊接、等离子切割和感应加热行业中使用已知的接地故障中断电路是困难的。期望提供具有低压接地故障保护电路的焊接、等离子切割和/或感应加热的电力供应器，该低压接地故障保护电路具有低电流阈值但不易受到高频噪声的不利影响，该高频噪声通常由用于焊接、等离子切割和感应加热的电力供应器产生。
技术实现思路
公开了检测泄漏电流的方法和装置，其大体通过至少一张附图被展示和结合至少一张附图被描述，并在权利要求书中被更完整地阐述。附图简述图1示出了根据本公开的一些方面的包括漏电检测电路的一个示例感应加热系统。图2示出了根据本公开的一些方面的包括漏电检测电路的另一个示例感应加热系统。图3是表示测量焊接型电路中的漏电的示例方法的流程图。附图不一定按比例绘制。在合适的情况下，相似或相同的附图标记用于表示相似或相同的部件。具体实施方式所公开的示例焊接型电力供应器包括漏电检测电路，其能够在高噪声环境下进行可靠的低电压操作。在一些示例中，锁相放大器(又名同步解调器)用于检测焊接型电路与工件之间的过大的泄漏电流。在一些示例中，将低电压AC测试信号施加到焊接型电路，并且测量所得电流。该锁相放大器被调谐到测试信号的频率和相位，并且滤除所有其他信号。在一些示例中，窗口比较器用于检测过大的泄漏电流和针对正常系统操作所预期的下限泄漏电流。可以从连接到焊接型电源的延长电缆中的寄生电容来预期下限电流。如果未检测到这些电容，一些示例系统会警告用户未连接延长电缆或测试电路未正常工作，和/或禁止焊接型电力的输出。如本文所使用的，“电路”包括任何模拟和/或数字器件，功率和/或控制元件，例如微处理器、数字信号处理器(DSP)、软件等，分立和/或集成器件，或其部分和/或其组合。所公开的用于监测焊接型系统的示例装置包括测试信号发生器和锁相放大器。测试信号发生器将测试信号输出到焊接型电路。锁相放大器基于测试信号接收参考信号，基于参考信号测量焊接型电路中的泄漏电流，并且生成代表泄漏电流的输出信号。一些示例还包括比较器，该比较器将输出信号与阈值进行比较，以确定在焊接型电路中是否存在至少阈值泄漏电流。一些这样的示例还包括阈值生成器，用于基于测试信号来确定阈值。在一些示例中，当存在至少阈值泄漏电流时，比较器指示焊接型电路耦接到测试信号发生器和锁相放大器。一些示例包括比较器，该比较器将输出信号与阈值进行比较，以确定在焊接型电路中是否存在小于阈值泄漏电流的泄漏电流。在一些这样的示例中，当存在至少阈值泄漏电流时，比较器指示焊接型电路中存在电流泄露故障。在一些示例中，测试信号发生器和锁相放大器经由焊接型电力供应器电容性地耦接到焊接型电路。在一些示例中，测试信号发生器以与由焊接型电力供应器向焊接型电路输出的焊接型频率不同的频率生成测试信号。在一些示例中，焊接型电路是电感性地耦接到待加热工件的感应加热电缆、电阻加热电缆、向焊炬提供焊接电流的焊接电缆、向等离子体炬提供电流的等离子电缆或延长电缆中的至少一种，该延长电缆拟耦接在焊接型电力供应器与感应加热电缆、电阻加热电缆、焊接电缆或等离子电缆之间。一些示例还包括反馈电缆，该反馈电缆耦接至待使用焊接型电路加工的工件，并且该反馈电缆向锁相放大器提供泄漏电流。一些示例装置还包括控制电路，以响应于输出信号来启用或禁用焊接型电力供应器。所公开的示例方法包括：将测试信号从测试信号发生器输出到焊接型电路；在锁相放大器处基于测试信号接收参考信号；用锁相放大器基于参考信号测量焊接型电路中的泄漏电流；以及利用锁相放大器基于泄漏电流产生输出信号。一些示例方法还包括利用电路将输出信号与第一阈值或第二阈值中的至少一个进行比较，以确定以下各项中的至少一项：1)在所述焊接型电路中是否存在至少上限阈值泄漏电流；或2)在焊接型电路中是否存在小于下限阈值泄漏电流的泄漏电流。一些示例还包括基于测试信号生成第一阈值或第二阈值中的至少一个。一些示例方法还包括：当存在至少下限阈值泄漏电流时，输出信号，所述信号指示焊接型电路联接至测试信号发生器和锁相放大器。一些示例方法还包括当存在至少上限阈值泄漏电流时，输出信号，所述信号指示在焊接型电路中存在电流泄漏故障。在一些示例中，输出测试信号包括以与由焊接型电力供应器向焊接型电路输出的焊接型频率不同的频率生成测试信号。一些示例方法还包括响应于输出信号来启用或禁用焊接型电力供应器。下面参考感应加热和感应加热工件来描述附图。然而，所公开的示例可应用于其他焊接型电力供应器和焊接型电路。如本文所用，术语“焊接型电路”包括能够转换、输送、产生和/或以其它方式向工件提供电力的设备和/或电路器件的任意组合，该电力适合于焊接、等离子切割、感应和/或电阻加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包括激光焊接和激光熔覆)，所述设备和/或电路器件包括逆变器、转换器、斩波器、谐振电力供应器、准谐振电力供应器等，以及与之相关的控制电路和其他辅助电路。如本文所用，术语“焊接型电力供应器”是指适合于提供用于焊接、等离子切割、感应和/或电阻加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包括激光焊接和激光熔覆)的电力的电力供应器。如本文所用，术语“焊接型频率”是指适合于焊接、等离子切割、感应和/或电阻加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包括激光焊接和激光熔覆)的从焊接型电力供应器输出的电力的频率。图1示出了包括漏电检测电路102的示例感应加热系统100(例如，焊接型系统)。感应加热系统100被配置为从感应加热电源104向感应加热线圈106提供电力。感应加热线圈106与工件108磁耦合，该工件108将通过感应加热线圈106被加热。在操作中，感应加热电源104以某一加热频率向感应加热线圈106输出电力，感应加热线圈106将电力传递至工件108以感应加热该工件108。如图1所示，感应加热电源104可以经由延长电缆110耦接到感应加热线圈106。示例漏电检测电路102可以被包括在感应电源104的外壳中并且耦接到感应加热电路。图1的示例漏电检测电路102包括锁相放大器112和测试信号发生器114。测试信号发生器114将测试信号输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测焊接型系统的装置，包括：/n测试信号发生器，所述测试信号发生器被配置成向焊接型电路输出测试信号；以及/n锁相放大器，所述锁相放大器被配置为：/n基于所述测试信号接收参考信号；/n根据所述参考信号测量所述焊接型电路中的泄漏电流；和/n产生代表所述泄漏电流的输出信号。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170508 US 15/589,4151.一种监测焊接型系统的装置，包括：
测试信号发生器，所述测试信号发生器被配置成向焊接型电路输出测试信号；以及
锁相放大器，所述锁相放大器被配置为：
基于所述测试信号接收参考信号；
根据所述参考信号测量所述焊接型电路中的泄漏电流；和
产生代表所述泄漏电流的输出信号。


2.根据权利要求1所述的装置，还包括比较器，所述比较器被配置成将所述输出信号与阈值比较，以确定在所述焊接型电路中是否存在至少阈值泄漏电流。


3.根据权利要求2所述的装置，还包括阈值生成器，所述阈值生成器被配置成基于所述测试信号确定所述阈值。


4.根据权利要求2所述的装置，其中所述比较器被配置成当存在至少所述阈值泄漏电流时，指示所述焊接型电路耦接到所述测试信号发生器和所述锁相放大器。


5.根据权利要求1所述的装置，还包括比较器，所述比较器被配置为将所述输出信号与阈值比较，以确定在所述焊接型电路中是否存在小于阈值泄漏电流的泄漏电流。


6.根据权利要求5所述的装置，其中所述比较器被配置成当存在至少所述阈值泄漏电流时，指示在所述焊接型电路中存在电流泄露故障。


7.根据权利要求5所述的装置，还包括阈值生成器，所述阈值生成器被配置成基于所述测试信号确定所述阈值。


8.根据权利要求1所述的装置，其中所述测试信号发生器与所述锁相放大器经由焊接型电力供应器电容性地耦接到所述焊接型电路。


9.根据权利要求1所述的装置，其中所述测试信号发生器被配置成以与由所述焊接型电力供应器向所述焊接型电路输出的焊接型频率不同的频率来生成所述测试信号。


10.根据权利要求1所述的装置，其中所述焊接型电路为感应加热电缆、电阻加热电缆、焊接电缆、等离子电缆或延长电缆中的至少一个，所述感应加热电缆被配置成电感性地耦接到要被加热的工件，所述焊接型电缆被配置成向焊炬提供焊接电流，所述等离子电缆被配置成向等离子体炬提供电流，所述延长电缆被配置成耦接到焊接型电力供应器与所述感应加热电缆、所述电阻加热电缆...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·萨利士，
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