模塊化直流電源制造技術

本發明專利技術提供了一種模塊化直流電源(12)。焊接電源供應系統包括多個并聯的滯環控制降壓變換器(62-68)。滯環控制降壓變換器經配置接收共同輸入，根據共同輸入向共同負荷提供組合輸出電源。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】模塊化直流電源交叉引用相關申請案本項申請主張2011年5月26日提出的第13/117，018號美國專利申請案《模塊化直流電源》和2010年6月17日提出的第61/355，983號美國臨時專利申請案《利用滯環控制焊機感應加熱器或等離子切割機的多相功率控制器》的優先權，上述申請案通過引用的方式并入本文。
技術介紹
本專利技術大體上涉及焊接系統，具體涉及焊接用模塊化電源。焊接工藝已日益成為各行各業普遍采用的工藝。雖然目前仍然大量沿用手動焊接作業，但是在某些應用中可以實現焊接作業的自動化。無論是手動操作還是自動操作，焊接作業都需要使用多種設備保證在所需的時間內提供相應數量的焊接材料(送絲、保護氣體等)和焊接電源。舉例來說，熔敷金屬控制技術(RMD )焊接工藝和脈沖焊接工藝等熔化極惰性氣體(MIG)保護焊利用控制器根據電源需求迅速提供電源。雖然可以在熔化極惰性氣體保護焊中使用比較長的焊接電纜，但是電纜越長，焊接電源和焊接應用之間的電感就越大。在這種情況下，可以在靠近焊接應用的地方設置額外的功率轉換器，限制電纜的電感效應。功率轉換器通常采用帶寬有限的脈寬調制(PWM) 控制方法，并且需要設置專門的控制電路。因此，需要研究新的技術，實現脈寬調制控制功率轉換器的替代產品。
技術實現思路
在一個實施方式中，焊接電源系統包括多個并聯的模塊化滯環控制降壓變換器。 滯環控制降壓變換器經配置接收共同輸入，根據共同輸入向共同負荷提供組合輸出電源。在另一個實施方式中，焊接系統包括焊接電源，焊接電源經配置提供直流電源。焊接系統還包括功率轉換器，功率轉換器包含多個并聯的滯環控制降壓變換器。多個滯環控制降壓變換器經配置接收共同輸入，根據共同輸入向共同負荷提供組合輸出電源。功率轉換器經配置接收焊接電源的直流電源。在另一個實施方式中，電源系統包括多個并聯的滯環控制降壓變換器，滯環控制降壓變換器經配置接收共同輸入，并根據共同輸入向共同負荷提供組合輸出電源。焊接電源系統還包括升壓變換器，升壓變換器連接降壓變換器，經配置向降壓變換器的共同輸入提供電源。附圖說明下面用具體實施方式結合附圖對本專利技術的特性、方面和優點作進一步說明。附圖用相同的字符表示相同的部件，其中圖I為采用模塊化滯環控制功率轉換器的焊接系統的一個實施方式之示意圖2為采用模塊化滯環控制功率轉換器的焊接系統的另一個實施方式之示意圖；3圖3為包含模塊化滯環控制功率轉換器送絲機的焊接系統的一個實施方式之示意圖4為圖2所示模塊化滯環控制功率轉換器的一個實施方式之示意圖5A為圖2所示模塊化滯環控制功率轉換器的另一個實施方式之示意圖5B為圖2所示模塊化滯環控制功率轉換器的另一個實施方式之示意圖6為圖5A所示滯環控制降壓變換器的一個實施方式之示意圖7為滯環控制降壓變換器的一個示范性輸出電流_時間圖8為滯環控制降壓變換器的另一個示范性輸出電流_時間圖9為一個不范性的輸入電流、輸出電流、電容電流和總線電壓與時間比較圖。具體實施方式圖I為焊接系統10的一個實施方式的示意圖，焊接系統10控制焊接作業并向焊接作業提供電源和焊接材料。如圖所示，焊接系統10包括焊接電源12、模塊化滯環控制功率轉換器14、焊炬16和工件18。焊接電源12通過交流電源20(交流電網、發電機組或其組合)接收初始電源，調節輸入功率，根據系統10需求向一臺或多臺焊接設備提供輸出電源。焊接電源12包括第一整流器22、功率轉換電路24和第二整流器26。第一整流器22 將電源20的交流電轉換成直流電，向功率轉換電路24提供此直流電源。功率轉換電路24 將直流電源轉換成可供焊接電源12的其他元件使用的電壓。此外，功率轉換電路24再將直流電轉換成交流電，以進一步控制對其他焊接設備的輸出。接著，第二整流器26再將交流電轉換成直流電，通過電纜28向模塊化滯環控制功率轉換器14提供直流電。功率轉換電路24包括能夠按系統10命令轉換功率的變壓器、開關、升壓變換器、 逆變器等電路元件。目前已經存在這種電路。在某些實施方式中，功率轉換電路24經配置將初始電源轉換成焊接電源輸出和輔助電源輸出。在其他實施方式中，功率轉換電路24經配置僅將初始電源轉換成焊接電源輸出，另設輔助轉換器將初始電源轉換成輔助電源。在另一些實施方式中，焊接電源12經配置直接從電源插座接收轉換好的輔助電源輸出。事實上，焊接電源12可以用任何適當的功率轉換系統或機制生成、供應焊接電源和輔助電源。焊接電源12包括控制電路30和用戶界面32。控制電路30控制焊接電源12的工作，接收用戶界面32的輸入，用戶可以通過用戶界面32選擇工藝，輸入必要的參數(電壓、 電流、特定脈沖焊接、非脈沖焊接等)。控制電路30經配置接收并處理多項涉及系統10性能和需求的輸入。此外，控制電路30還控制用戶輸入的參數和其他參數。控制電路30包括ROM、RAM等易失性或非易失性存儲器，磁性存儲器、光學存儲器或其組合。另外，可以將各種控制參數和代碼一起存入存儲器，在操作過程中提供具體輸出(啟動送絲和氣流等)。數據在控制電路30和接口電路34之間傳輸。接口電路34調節來自控制電路30 的數據，再通過電纜36將數據輸送給模塊化滯環控制功率轉換器14、送絲機等其他焊接設備。模塊化滯環控制功率轉換器14的接口電路38接收并調節焊接電源12的數據，然后把調節后的數據傳輸給控制電路40。除了控制模塊化滯環控制功率轉換器14的功能以外，控制電路40的其他功能與控制電路30相同。控制電路40接收用戶界面42的輸入內容，用戶可以在用戶界面42中輸入必要的參數(電壓、電流等)。另外，用戶界面42包括顯示器， 向操作員顯示模塊化滯環控制功率轉換器14的各個部分是否處于全面運行狀態等信息。電纜28向模塊化滯環控制功率轉換器14提供焊接電源12的直流電源。可以理解的是，電纜28可能很長，比如長150-200英尺，從而在焊接電源12和模塊化滯環控制功率轉換器14之間形成很大的電感。因此，RMD 和脈沖焊接等焊接工藝用模塊化滯環控制功率轉換器14克服電感效應。模塊化滯環控制功率轉換器14包括升壓變換器44、模塊化滯環控制降壓變換器46和過程控制器48。升壓變換器44從電纜28接收直流電壓，升高直流電壓，向滯環控制降壓變換器46的共同輸入提供電源。升壓變換器44采用各種控制手段減小其輸出中的紋波電流。具體而言，在一些實施方式中，用各種控制手段減小升壓變換器44輸出位置的總線電容紋波電流。滯環控制降壓變換器46接收升高的直流電壓，并降低直流電壓以控制焊接電流。 在某些實施方式中，在沒有變換器46管理瞬態負荷電流的情況下，滯環控制降壓變換器46 在RMD 和脈沖焊接等焊接工藝中向模塊化滯環控制功率轉換器14提供的電流超過直流輸入。滯環控制降壓變換器46至少包含兩個并聯的滯環控制降壓變換器，經配置接收共同輸入，并根據共同輸入向共同負荷(焊炬等)提供組合輸出電源。在某些實施方式中，滯環控制降壓變換器46包括任意數量的滯環控制降壓變換器。過程控制器48向變換器44和46 提供參考信號和其他信號，控制升壓變換器44和滯環控制降壓變換器46的運行。滯環控制降壓變換器46輸出的焊接電源經焊接電纜50和52，用于熔敷金屬控制技術焊接、脈沖焊接等各種焊接工藝。具體而言，焊接電弧形本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安東尼·范·卑爾根·薩爾辛施，
申請(專利權)人：伊利諾斯工具制品有限公司，
類型：
國別省市：