电感器以及使用用于维持焊弧的电感器的焊接系统和焊接方法技术方案

一种焊接系统包括在焊接电源的输出上的电感器。电源可以是包括用于产生电力的发电机和发动机的类型，具有将电力调制成适于焊条焊接应用的形式的电力转换电路。电感器具有足够的电感，用于存储使得XX10电极能够维持焊弧的能量，例如在700mH的量级。电感器可以具有特定结构，例如设计成围绕T型和L型芯部元件(62，64)的结构。64)的结构。64)的结构。

【技术实现步骤摘要】
电感器以及使用用于维持焊弧的电感器的焊接系统和焊接方法
[0001]本申请为国际申请日为2013年7月26日、国际申请号为PCT/US2013/052374、国家申请号为201380038409.6、专利技术名称为“具有带间隔件和梳状件的L型和T型芯部元件的电感器，使用用于维持焊弧的电感器的焊接系统和焊接方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请是于2012年7月27日提交的题为“用于维持焊弧的电感器和焊接系统”的美国临时申请号61/676,663的非临时美国专利申请，该申请的全部内容通过引用的方式并入本文中。

技术介绍

[0004]本专利技术总体上涉及电力电子装置以及用于调制电力的电路。
[0005]许多系统被设计成用于工业电力电子设备，通常用于产生电力并将电力转换成用于特定负载和应用的有用形式。例如，电力电子装置用于例如焊接、马达控制、电力分配等应用。许多这种电路利用大功率装置，例如变压器、电容器和电感器以适当地转换并调制交流(AC)电和直流(DC)电。在这种系统中通常发现的一种特定的元件是电感器。这些电感器有时候被称为“扼流圈”，并且通常被设置用于平滑化或调制直流总线以及直流和交流输出的电力。一般而言，电感器包括传输电力的线圈或传导绕组。与这些电感器相关的芯部允许以电磁通量的形式存储电力。根据特定的应用选择线圈和芯部的组合的电感。已经设计了用于这些装置的许多不同的设计，并且这些设计目前正在使用中。
[0006]然而，还需要在特定类型的应用中使用电感器设计。例如，在发动机型发电机驱动的焊机中，输出电感器通常用于存储输出电力。需要特定的电感器设计来适应不同类型的焊接电极和焊接工艺。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种适于这些需求的电感器设计。具体地讲，本专利技术的实施例允许在不影响使用XX18电极的性能的同时存储足够的能量使得XX10电极能够维持焊弧。根据某些实施例，适于焊接电力的电感器包括L型芯部元件和T型芯部元件。T型芯部元件具有中央延伸体和顶部部分，所述中央延伸体具有设置成与L型芯部元件的短侧面相邻的端部，并且所述顶部部分设置成与L型芯部元件的长侧面相邻。间隔件设置在L型芯部部分与T型芯部部分之间且在芯部部分彼此靠近的位置处。梳状件围绕T型芯部元件的中央延伸体设置。绕组设置在梳状件中并且与芯部元件间隔开。电感器具有足够的能量使得XX10电极能够维持弧的能量，例如在700mH的量级。
[0008]根据本专利技术的另一方面，一种焊接系统包括：电力转换电路，该电力转换电路配置成提供适于实施焊条焊接操作的输出电力；焊炬，该焊炬联接到电源并且配置成保持焊条电极并且将输出电力输送到焊条电极用于焊条焊接应用。电感器联接在电力转换电路与焊炬之间，并且具有足够的电感以存储使得XX10电极能够维持弧的能量。
[0009]根据本专利技术的又一方面，一种焊接方法包括：经由电力转换电路提供适于实施焊条焊接操作的电能；使用由电力转换电流输出的电力在XX10电极与工件之间开始产生并维持弧；并且在设置在电力转换电路与电极之间的电感器中存储能量，电感器具有足够的电感以存储使得XX10电极能够维持弧的能量。
附图说明
[0010]当结合附图阅读以下详细说明时，会更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点，在整个附图中，附图中相同的附图标记代表相同的部件，其中：
[0011]图1是用于以焊接系统的形式的电力转换电路的示例性应用的概略图示；
[0012]图2是图1中的电力转换电路的一部分的电路示意图，特别图示了某些功能性电路构件；
[0013]图3是在前述附图中图示的类型的系统中使用的示例性输出电感器的立体图；
[0014]图4是图3中的电感器的分解图，示出了某些结构性和功能性构件；
[0015]图5是立体图，示出了图3所示的电感器的相对设置的两侧；以及
[0016]图6和图7是详细视图，示出了电感器的芯部部分之间的间隔件。
具体实施方式
[0017]现在转到附图，并且参见图1，图示了示例性焊接系统10，该焊接系统包括电源12，其用于为焊接、等离子切割和类似应用提供电力。图示实施例中的电源12包括发动机型发电机组14，该发电机组自身包括内燃机16和发电机18。内燃机16可以为任何合适的类型，例如汽油机或柴油机，并且一般具有适合应用中期望的电力输出的尺寸。发动机将具有特别适合驱动发电机18的尺寸，以产生一种或多种形式的输出电力。在预期的申请中，发电机18被卷绕以用于产生多种类型的输出电力，例如焊接电力，以及用于照明、动力工具等的辅助电力，并且这些电力可以采用交流和直流两种输出形式。图1中未具体图示发动机和发电机的各种支承构件和系统，但是这些构件和系统通常包括电池、电池充电器、燃料和排气系统等。
[0018]电力调制电路20联接到发电机18，以接收在操作期间产生的电力，并且将电力转换成负载或应用所需的形式。在图示的实施例中，发电机18产生应用于电力调制电路20的三相电力。然而，在某些实施例中，发电机可以产生单相电力。电力调制电路包括接收进线电力的构件、转换成直流形式的构件，以及进一步地将电力滤波并转换成所需的输出形式的构件。在以下讨论中将更多地说明电力调制电路20。
[0019]发动机16、发电机18和电力调制电路20都联接到总体上由附图标记22图示的控制电路。实际上，控制电路22可以包括一个或多个实际的电路，以及配置成监测发动机、发电机和电力调制电路的操作以及具体应用中的某些负载的固件和软件。控制电路的部分可以如图所示位于中央，或者电路可以分开以单独地控制发动机、发电机和电力调制电路。然而，在大多数应用中，这些分开的控制电路可以按照一些形式相互通信，以便这些系统构件的协调控制。控制电路22联接到操作者界面24。在大多数应用中，操作者界面将包括表面安装的控制面板，该控制面板允许系统操作者控制操作和输出的方面，并且监测或读取系统操作的参数。在焊接应用中，例如，操作者界面可允许操作者选择各种焊接工艺，电流和电
压水平，以及用于焊接操作的具体方案。这些与控制电路通信，该控制电路自身包括一个或多个处理器和支承存储器。然后，根据操作者的选择，控制电路将通过处理器来实施存储于存储器中的特定控制方案。这种存储器也可存储操作期间的临时参数，例如以便于反馈控制。
[0020]图1中还示出用于焊接应用的可选的送丝机26。本领域的技术人员将会理解，这种送丝机通常在气体保护金属极弧焊(GMAW)工艺(通常被称为熔化极惰性气体保护焊(MIG)工艺)中使用。在这种工艺中，电极丝连同焊接电力(在合适的时候)和保护气体一起从送丝机馈送到焊炬28。然而，在其他应用中，也可不需要送丝机，例如通常被称为钨极惰性气体保护焊(TIG)和焊条焊接的工艺。然而，在所有这些工艺中，在一些点处，电极30用于完成穿过工件32和工件夹34的回路。电极因此用于与工件建立并且维持电弧，该电弧有助于熔化工件，并且在一些工艺中熔合电极，以完成所需的焊接。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于焊接电源的电感器组件，包括：L型芯部元件；T型芯部元件，所述T型芯部元件具有中央延伸体和顶部部分，所述中央延伸体具有端部，所述端部设置成与所述L型芯部元件的短侧面相邻，并且所述顶部部分设置成与所述L型芯部元件的长侧面相邻；梳状件，所述梳状件围绕所述T型芯部元件的所述中央延伸体设置，所述梳状件具有多个开口或狭槽；以及绕组，所述绕组至少部分地设置在所述梳状件的所述多个开口或狭槽内并且通过所述梳状件与所述L型芯部元件和所述T型芯部元件间隔开。2.根据权利要求1所述的电感器组件，其中所述电感器组件具有约700mH的电感。3.根据权利要求1所述的电感器组件，其中所述L型芯部元件固定到所述T型芯部元件。4.根据权利要求3所述的电感器组件，其中所述L型芯部元件通过焊接固定到所述T型芯部元件。5.根据权利要求1所述的电感器组件，其中所述绕组围绕所述T型芯部元件设置。6.根据权利要求1所述的电感器组件，包括间隔件，所述间隔件设置在所述L型芯部元件与所述T型芯部元件之间且在所述L型芯部元件和所述T型芯部元件彼此靠近的位置处。7.根据权利要求1所述的电感器组件，其中所述绕组包括铝。8.根据权利要求1所述的电感器组件，其中所述L型芯部元件和所述T型芯部元件中的至少一者包括钢。9.根据权利要求1所述的电感器组件，其中所述梳状件包括玻璃纤维。10.一种焊接电源，包括：电力转换电路，所述电力转换电路配置成将输入电力转化为直流(DC)输出电力；以及电感器组件，所述电感器组件耦接至所述电力转换电路，其中所述电感器组件包括：L型芯部元件和T型芯部元件，所述T型芯部元件具有中央延伸体和顶部部分，所述中央延伸体具有端部，所述端部设置成与所述L型芯部元...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰德尔，
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：