由無刷交流發(fā)電機(jī)提供焊接電流的方法和裝置制造方法及圖紙

具有多相交流發(fā)電機(jī)和晶閘管整流器的焊接電源裝置，利用控制電路在出現(xiàn)短路時(shí)有選擇地阻止晶閘管導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)在短路條件下交流發(fā)電機(jī)焊接電源裝置的可靠運(yùn)行。（*該技術(shù)在2014年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的焊接電源裝置，更具體講涉及一種D.C焊接電源裝置，它采用一臺(tái)由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的多相交流發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)把電流提供給多相的晶閘管整流器電路。更具體講，本專利技術(shù)提供從多相交流發(fā)電機(jī)向焊接設(shè)備提供短路電流的方法。自含有汽油或柴油燃料的焊接電源裝置是廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品一般包括一臺(tái)汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)具有電輸出的發(fā)電機(jī)，該電輸出被用于產(chǎn)生電弧和焊接金屬。一般使用三相交流發(fā)電機(jī)。公知的一種三相交流發(fā)電機(jī)是三相無刷感應(yīng)交流發(fā)電機(jī)。這樣的交流發(fā)電機(jī)具有如下的優(yōu)點(diǎn)，即比其它型號(hào)的電機(jī)制造成本低，堅(jiān)固并基本可靠。無刷交流發(fā)電機(jī)的缺點(diǎn)是在其輸出被短路時(shí)的特性，要么無電流流動(dòng)，或電流很不穩(wěn)定。在許多應(yīng)用中，是決遇不到短路條件的，剛才描述的問題沒有意義。但在焊接應(yīng)用上，短路條件，或者非常類似于短路條件的狀況是常常遇到的。在短路條件期間無輸出或不穩(wěn)定特性是所面臨的主要問題。本專利技術(shù)提供一種控制三相被整流的無刷交流發(fā)電機(jī)的輸出的方法，即使在輸出短路或接近短路的條件下，也提供可控制的電流。根據(jù)本專利技術(shù)，一臺(tái)多相感應(yīng)交流發(fā)電機(jī)把三相電流提供給三相晶閘管整流器，該整流器接著提供用于焊接的DC輸出電流。用于傳感焊接輸出量值的裝置檢測短路狀況的存在，并防止在整流器電路中的晶閘管中所述的一個(gè)開啟，同時(shí)開啟至少一個(gè)剩下的晶閘管，用來在短路狀況下提供可控的輸出。進(jìn)一步根據(jù)本專利技術(shù)，提供傳感裝置感應(yīng)繞組的輸出電壓，并通過檢測平均電壓相對(duì)預(yù)選值的壓降檢測短路狀況。又進(jìn)一步根據(jù)本專利技術(shù)，使用一微處理器控制來提供根據(jù)用戶所選參數(shù)電流幅值控制，也有選擇地相應(yīng)短路狀況開啟晶閘管或防止晶閘管的開啟。更進(jìn)一步地根據(jù)本專利技術(shù)，提供電流給弧焊接機(jī)的方法包括提供一臺(tái)具有多相輸出的多相交流發(fā)電機(jī)；提供多相整流器，它用幾個(gè)接收來自交流發(fā)電機(jī)輸出并具有直流輸出的晶閘管組成；感應(yīng)短路狀況的存在；以及在測出短路狀況時(shí)，防止晶閘管中所選的一個(gè)在短路狀況持續(xù)時(shí)期的間隔上導(dǎo)通。本專利技術(shù)的主要目的是提供一種多相無刷交流發(fā)電機(jī)焊機(jī)，它具有良好的短路響應(yīng)。本專利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供一種控制整流器的方法，用于合理控制無刷交流發(fā)電機(jī)焊機(jī)的短路電流。本專利技術(shù)的更進(jìn)一步的目的是提供一種控制整流器的方法，用于控制無刷多相交流發(fā)電機(jī)，在短路狀況期間能維持輸出電流。本專利技術(shù)的又更進(jìn)一步的目的是提供一種有整流的無刷多相交流發(fā)電機(jī)焊接電源裝置的控制器，它運(yùn)行可靠，能處理短路狀況，制造成本低。本專利技術(shù)的這些和其它目的及優(yōu)點(diǎn)從下列說明，相應(yīng)附圖和附加的權(quán)利要求書變得更加便于理解。附圖說明圖1是主要以方框形式表示的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的焊機(jī)的電路圖，該焊機(jī)包括一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)、整流器和控制線路；圖2是一流程圖，該流程圖描繪了在圖1的電路中所用的部分控制程序和機(jī)構(gòu)；圖3是對(duì)應(yīng)于過零遮斷的流程圖，該過零遮斷獲得圖1電路中的定時(shí)信息；圖4是對(duì)應(yīng)于反饋和控制遮斷程序的流程圖，該程序完成圖1電路的主要控制功能；圖5以圖解的方式表示圖1中所示的交流發(fā)電機(jī)的繞組；圖6以圖解的方式表示圖1電路中所用的電壓傳感電路；圖7表示由圖1電路達(dá)到的優(yōu)選短路開啟程序；圖8表示在圖1的電路中獲得的輸出電流波形；以及圖9表示由圖1的電路獲得的輸出伏安曲線。在該說明書的末尾有附加的程序表，它詳細(xì)說明圖4的方法中一部分的執(zhí)行情況。現(xiàn)參見附圖，其中所做的描述是出于僅說明本專利技術(shù)一個(gè)最佳實(shí)施例的目的而不局限于該實(shí)施例，圖1表示一個(gè)弧焊接供電裝置，其中發(fā)動(dòng)機(jī)10經(jīng)軸12與交流發(fā)電機(jī)14連接。該交流發(fā)電機(jī)14是一臺(tái)三相、感應(yīng)型的無刷交流發(fā)電機(jī)，它具有三相焊接功率輸出16和同步輸出20。一般，這樣的交流發(fā)電機(jī)還可有提供120V或240V電流的輔助輸出。如圖5中所見，該交流發(fā)電機(jī)具有三個(gè)△連接的焊接電流繞組24，25，26，以及二個(gè)勵(lì)磁繞組27，28。電容器29提供所需的無功功率，二個(gè)附加的電容器(未示出)一般以慣用方式在三相間互連。圖6更詳細(xì)地表示圖1的電壓傳感電路142。在輸出端A，分壓器144把高電壓分壓，并將分壓后的電壓供給整流器146。整流器146的輸出由電容器148濾波后供給閾值檢測器149。該閾值檢測器149提供在輸出端A上的該輸出電壓的輸出指示。對(duì)于一選定階段保持很低的輸出是短路條件的表示。用在傳感電路142中的濾波防止象在降壓焊接(drop transfer welding)上所遇到的極小持續(xù)時(shí)間的短路被解釋成破壞性短路。濾波和適當(dāng)常量的選擇，象需要補(bǔ)救行為的短路的電壓指示允許瞬間短路，這些短路對(duì)交流發(fā)電機(jī)沒有不利的影響。在三條交流發(fā)電機(jī)輸出線22A、22B、22C上承載三相焊接功率輸出，這三條輸出線以慣用方式承載三相輸出。整流橋30接收線路22A、22B、22C上的三相輸出。該整流橋30由三個(gè)半導(dǎo)體控制整流器(“SCR”)31，32，33和三個(gè)二極管34，35，36組成SCR和二極管以慣用橋接布置的方式連接。SCR和二極管的每一個(gè)接收來自三相電力線之一的電流，并把電流輸送給DC焊接功率輸出線40和DC焊接接地線42。有時(shí)以慣用方式添加象電感器、扼流圈和/或電容器這樣的濾波元件。圖中示出了一個(gè)輸出扼流圈100。在圖8中表示了該扼流圈100的效果。上曲線表示無扼流圈的輸出電流，下曲線表示有扼流圈的輸出電流。在工業(yè)上，所描述的SCR—二極管橋是眾所周知的。另外，使用六個(gè)SCR也是眾所周知并可利用的方案。一般講，為了提供所需的無功功率，在交流發(fā)電機(jī)輸出線22A、22B、22C或這些繞組的擴(kuò)展部分之間連接電容器(未示出)。線路40上的DC焊接功率輸出被連接到電焊電極41上，DC接地4線42被連接到工件43上。如慣用的一樣二者由電弧44被電氣連接。另外，電極和接地線的極性可根據(jù)需要改變。電弧電流在電流傳感分路46上被感應(yīng)到，并且把電流幅值信息進(jìn)行處理且傳輸?shù)綌?shù)字處理器電路130。為了把電弧電壓信息提供給該數(shù)字處理器電路130，可使用電弧電壓傳感線48。在焊接供電裝置上設(shè)置所預(yù)期的電流輸入140。預(yù)期的電流輸入140可采用調(diào)節(jié)控制盤、按鈕或其它將數(shù)字信息引入電氣設(shè)備的慣用裝置的形式。允許操作者設(shè)置預(yù)期的焊接電流，并將這個(gè)信息傳送給數(shù)字處理器電路130，該電路實(shí)際控制電流，并達(dá)到所預(yù)期的結(jié)果。在輸入端140也可設(shè)置其它的焊接參數(shù)。該數(shù)字處理器電路通過把選通信號(hào)提供給SCR的柵極端G1、G2、G3控制SCR31、32、33的開啟。如慣用的，整流橋30接收來自交流發(fā)電機(jī)14的三相功率。整流橋30的輸出電流由SCR31、32、33借助柵極G1、G2、G3中的信號(hào)對(duì)所選時(shí)間段的導(dǎo)通來控制。數(shù)字處理電路接收來自電流傳感支路46、電壓線48和同步線20的信息。該處理器通過把實(shí)際電流與經(jīng)預(yù)期電流輸入140設(shè)定的預(yù)期電流相比較，來決定把選通信號(hào)超前或延遲多少。借助同步線20上的同步信息使選通信號(hào)同步。當(dāng)需要的電流越多，SCR在正的行進(jìn)半周上越早導(dǎo)通，并且把越多的電流輸送到電弧44上。當(dāng)在電弧44上出現(xiàn)短路條件時(shí)，在其輸出線22A、22B、22C上交流發(fā)電機(jī)實(shí)際上看成沒有阻抗。提供無功功率和勵(lì)磁電流的電容器和/或電感器被短路。這能引起在輸出線上產(chǎn)生電流的磁場失去穩(wěn)定，結(jié)果完全中止輸出電流和/或不穩(wěn)定狀態(tài)，在本專利技術(shù)中通過確保在每個(gè)周期間交流發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種焊接電源裝置，包括一臺(tái)有多相輸出的交流發(fā)電機(jī)，一個(gè)套流橋，它由接收所述交流發(fā)電機(jī)多相輸出的，具有可適用于直流弧焊的直流輸出的多個(gè)晶閘管；檢測上述直流輸出的裝置；允許操作者為所述的直流輸出選擇預(yù)期值的選擇裝置；用來控制 所述晶閘管的工作，并因此使所述直流輸出響應(yīng)所述選擇裝置的控制裝置；以及響應(yīng)所述多相輸出的短路條件的裝置，所述的響應(yīng)裝置在所述短路條件期間的至少一個(gè)開啟周期內(nèi)，導(dǎo)致至少一個(gè)所述的晶閘管保持不導(dǎo)通。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：埃德沃德M克勞斯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：林肯電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]