[发明专利]焊接送丝机电力控制系统及方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年6月8日提交的系列号为61/657,515的美国临时申请(标题为“WELDING WIRE FEEDER POWER CONTROL SYSTEM AND METHOD”)的优先权及权益，上述专利申请出于所有的目的以引用的方式全文并入本文。

背景技术

本发明通常涉及焊接系统，并且更具体地涉及焊接送丝机电力控制系统及方法。

焊接系统支持多种过程，如金属惰性气体(MIG)焊接、钨惰性气体(TIG)焊接、杆焊接等，它们可以按不同的模式操作，如恒电流或恒电压。某些焊接应用(如锅炉维护和修理、船厂操作、建筑等)可能将焊接位置或工件定位成与焊接电源距离较远。

MIG技术允许通过从焊接炬给送由惰性气体保护的焊丝来形成连续焊珠。对焊丝施加电力并且通过工件形成完整的电路以维持电弧，所述电弧熔化焊丝和工件以形成所需的焊缝。MIG焊接的高级形式是基于脉冲电力的产生。输入电力与脉冲焊接输出之间的失配产生过多电力的电压纹波要储存在焊接系统内。大量级电压纹波储存在焊接系统内的大电容器中。电压纹波也可影响脉冲焊接输出的焊接质量。

发明内容

与初始要求保护的发明范围相当的某些实施方案总结如下。这些实施方案并不旨在限制要求保护的发明范围，而是这些实施方案仅旨在对本发明的可能形式提供简要概括。实际上，本发明可涵盖可以与下文陈述的实施方案形式类似或不同的多种形式。

在一个实施方案中，焊接送丝机包括配置成对焊接应用驱动焊丝的焊接送丝驱动装置和耦接于焊接送丝驱动装置的送丝控制电路。送丝控制电路也被配置成控制对焊接应用驱动焊丝。焊接送丝机还包括升压转换器和降压转换器，前者配置成接收输入电力并将输入电力转换为施加于内部总线的总线电力，后者耦接于内部总线并配置成将总线电力转换为适合焊接应用的焊接输出。焊接送丝机还包括输入电压和电流传感器及输出电压和电流传感器，前者配置成分别测量输入电力的输入电压和电流，后者配置成分别测量焊接输出的输出电压和电流。焊接送丝机还包括耦接于升压和降压转换器并耦接于输入和输出电压和电流传感器的控制电路。控制电路被配置成基于输入电压、输入电流、输出电压或输出电流中的至少一项来驱动升压转换器以减小内部总线上的电压纹波。

在另一实施方案中，焊接送丝机包括配置成对焊接应用驱动焊丝的焊接送丝驱动装置和耦接于焊接送丝驱动装置的送丝控制电路。送丝控制电路也被配置成控制对焊接应用驱动焊丝。焊接送丝机还包括配置成接收输入电力并将输入电力转换为施加于内部总线的总线电力的升压转换器和耦接于内部总线的降压转换器。降压转换器被配置成从内部总线中引出总线电力并将总线电力转换为适合焊接应用的焊接输出。焊接送丝机还包括配置成分别测量总线电力的总线电压和电流的总线电压和电流传感器。焊接送丝机还包括耦接于升压和降压转换器并耦接于总线电压和电流传感器的控制电路。控制电路被配置成通过如下方式减小内部总线上的电压纹波，即至少部分地基于总线电流或电压来驱动升压转换器或降压转换器以调节在对内部总线施加总线电力与自内部总线引出总线电力之间的相对时间差。

在另一实施方案中，操作焊接送丝机的方法包括接收来自电源的输入电力信号，并用升压转换器在第一时间将输入电力信号转换为内部总线上的总线电力信号。该方法还包括检测内部总线上的总线电力信号的总线电压和总线电流，并用降压转换器在第二时间将总线电力信号转换为焊接输出信号。该焊接输出信号适合受控波形焊接工艺。该方法还包括检测焊接输出的输出电压和输出电流，并至少部分地基于检测到的总线和输出电流和/或电压来减小内部总线上的电压纹波。

附图说明

当参考附图阅读以下具体实施方式时将会更好地理解本发明的这些及其它特征、方面和优点，其中在全部附图当中，同样的记号代表同样的部件，其中：

图1是根据本公开内容的各方面具有焊接电源和高级工艺送丝机的焊接系统的方框图；

图2是图1的高级工艺送丝机的实施方案的方框图；

图3是根据本公开内容的各方面的高级工艺送丝机的前透视图；

图4是图3的高级工艺送丝机的实施方案的顶视图；

图5是根据本公开内容的各方面使用电力转换电路、继电器电路、感测电路和送丝组件的高级工艺送丝机的实施方案的方框图；

图6是图5的继电器电路的实施方案的示意图；