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CN110997207A - 用于调节焊接型电力供应器的输出的系统和方法 - Google Patents

用于调节焊接型电力供应器的输出的系统和方法 Download PDF

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CN110997207A CN201880050171.1A CN201880050171A CN110997207A CN 110997207 A CN110997207 A CN 110997207A CN 201880050171 A CN201880050171 A CN 201880050171A CN 110997207 A CN110997207 A CN 110997207A
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welding
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voltage
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Illinois Tool Works Inc
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Abstract

一种焊接型系统包括送丝机,以向焊接型焊炬提供电极丝。一种向焊接型焊炬或送丝机中的一者或两者供电的焊接型电力供应器。一种控制器配置为:控制感测电压电路以提供感测电压来对控制电容器充电,监测电压反馈信号,基于电压反馈信号中的第一变化确定送丝机被启用,控制切换模式电力供应器以在焊接操作期间提供恒定电压输出信号,响应于焊接操作的完成来控制切换模式电力供应器以提供脉冲功率输出,基于反馈信号中的第二变化来确定送丝机被停用,调整输出信号的脉冲速率以达到低于预定RMS电平的RMS值。

Description

用于调节焊接型电力供应器的输出的系统和方法
相关申请
本国际申请要求于2017年6月8日递交的名称为“System and Method forConditioning an Output of a Welding Type Power Supply(用于调节焊接型电力供应器的输出的系统和方法)”的美国临时专利申请编号62/517,008的优先权。美国临时专利申请编号62/517,008的全部内容通过引用并入本文中。
背景技术
电力供应器通常向具有不同功率要求的一个或更多个部件(例如,焊炬、等离子切割机、送丝机、感应加热器等)提供电力。电力供应器可以调整输出以适应电力供应器经历的负载变化。期望将输出电平保持在预定的限度内,以确保这种系统的合适的操作。
发明内容
公开了用于调节焊接型电力供应器的输出的系统和方法。特别地,焊接型系统配置为提供脉冲输出信号以驱动送丝机,并且响应于电力供应器输出的负载的变化和/或电压电平超过预定阈值电压电平的开路电压(OCV)条件的识别来调整信号。
在公开的示例中,焊接型系统包括送丝机,以向焊接型焊炬提供电极丝。一种向焊接型焊炬或送丝机中的一者或两者提供电力的焊接型电力供应器。该焊接型电力供应器包括:控制器,其配置为监测焊接型电力供应器的脉冲输出信号;基于监测的脉冲输出信号计算脉冲输出信号的变化;基于所述变化确定所述送丝机是被启用还是被停用;以及基于所述确定,调整所述脉冲输出信号的脉冲间隔,以达到所述脉冲输出信号的在预定阈值RMS电平内的RMS值。
在一些示例中,控制器进一步配置为,基于确定送丝机被启用,控制切换模式电力供应器,以提供脉冲功率输出来操作送丝机。
在示例中,控制器进一步配置为控制切换模式电力供应器以在焊接型操作期间提供恒定电压输出信号;以及响应于焊接型操作的完成,控制切换模式电力供应器以提供脉冲功率输出。
在一些示例中,计算引擎配置为将脉冲输出信号中的变化与多个阈值输出值进行比较。
在示例中,控制器进一步配置为如果所述变化超过多个阈值输出值中的第一阈值输出电平,则识别电力供应器处的开路电压条件。在一些示例中,调整量是基于该比较的。
在示例中,控制器进一步配置为响应于确定送丝机没有从电力供应器汲取电力而停用脉冲输出信号。
在一些示例中,电力供应器是第一电力供应器,第一电力供应器配置为提供电力以在焊接型焊炬处产生电弧,并且电力供应器还包括第二电力供应器,第二电力供应器配置为向送丝机提供电力。
在示例中,控制器进一步配置为监测所计算出的脉冲输出的变化的时间段;将时间段与存储在存储器中的多个阈值时间段进行比较;以及基于所述比较调整脉冲功率输出。
在一些示例中,一种网络连接,其中控制器进一步配置为经由所述网络连接从远程源接收关于阈值的信息,以更新存储器中的多个阈值。
在示例中,控制器进一步配置为通过调整脉冲输出信号的频率来调整脉冲间隔。在一些示例中,控制器进一步配置为通过调整脉冲输出的较高或较低部分中的一者的长度来调整脉冲间隔。
在另一个公开的示例中,焊接型系统包括送丝机,以向焊接型焊炬提供电极丝。一种向焊接型焊炬或送丝机中的一者或两者供电的焊接型电力供应器。控制器,配置为控制感测电压电路以向送丝机的电力供应器的输出提供感测电压;监测与感测电压相关联的电压反馈信号;基于电压反馈信号的变化确定送丝机是被启用还是被停用;响应于确定所述送丝机被启用,控制所述电力供应器的切换模式电力供应器,以提供第一功率输出来操作所述送丝机;响应于确定所述送丝机被停用,控制所述电力供应器的切换模式电力供应器,以提供第二脉冲功率输出,第一脉冲功率输出大于第二脉冲功率输出;以及响应于确定所述送丝机被停用,控制所述感测电压电路,以提供感测电压并继续监测感测电压信号。
在一些示例中,控制器进一步配置为基于电压反馈信号中的第一变化来确定送丝机被启用;以及基于反馈信号中的第二变化确定所述送丝机被停用。
在示例中,控制器进一步配置为基于电压反馈信号中的第三变化来确定输出处的开路电压条件。
在一些示例中,控制器进一步配置为在预定时间段上对反馈信号进行采样;以及确定反馈信号的值是否在预定时间段期间是否正在增加。
在示例中,控制器进一步配置为响应于增加值的确定来确定送丝机的一个或更多个控制电容器正在被充电。
在一些示例中,控制器进一步配置为控制切换模式电力供应器以在焊接型操作期间提供恒定电压输出信号。在示例中,送丝机是感测电压送丝机。
在一些示例中,控制器在闭环控制回路中接收电压反馈信号。
附图说明
图1示出了根据本公开的方面的示例性焊接型系统的示例。
图2A和图2B示出了根据本公开的方面的调节焊接型电力供应器的输出的示例性方法。
图3A和图3B示出了根据本公开的方面的调节焊接型电力供应器的输出的示例性方法。
图4示出了根据本公开的方面的焊接型系统的控制器的示例性实施方式的框图。
附图未必按比例绘制。适当时,类似或相同的附图标记用于表示类似或相同部件。
具体实施方式
在此公开的示例中,焊接型系统配置为控制电力供应器的输出信号。特别地,焊接型系统确定送丝机何时从焊接型电源断开连接,导致开路电压条件。作为响应,焊接型系统配置为监测输出。当检测到开路电压(OCV)电平时,可以关闭输出信号并且启用低电压感测电路。在一些示例中,当与OCV条件相关联的电压电平超过预定阈值时,可以通过调整输出信号的脉冲速率来减小OCV电平。
当电力供应器正在为送丝机控制系统充电时,电力供应器配置为(例如,通过切换模式电力供应器)对输出进行脉冲。处于此阶段的脉冲输出电压电平(例如,约17V)显著低于电源的OCV,以及与一个或更多个工业标准电平相关联的阈值电压限制。然而,在一些示例中,焊接型电力供应器(例如,来自米勒电气(Miller Electric)公司的Dynasity/Maxstar 280电源)的OCV高于与工业标准电平相关联的阈值电压电平(例如,大约57V)。
在焊接型操作(例如电弧焊接)期间,不存在OCV条件,以至于不调用工业标准。此外,连接送丝机和用于操作的牵引功率可导致电力供应器的输出下降,但下降到较小的程度(例如,小于2%,或大约56V)。在诸如焊接型系统的系统中,难以检测到相对小的电压差。
然而,如果没有焊接操作在进行中并且正在产生脉冲输出,则送丝机的断开连接将使脉冲电压振幅返回到焊接型电力供应器的相对较高的OCV(例如,从大约17V到大约57V)。这种变化的幅度可以被可靠地检测(例如,一旦送丝机断开连接),这可以提示来自电力供应器的响应。例如,可以关闭输出并启用低电压感测电路,或者可以调整脉冲输出的频率以减小电力供应器的OCV。
例如,可以使用低电压感测电路,或者可以将输出电平调整到符合一个或更多个第三方标准的电平,所述第三方标准例如是针对焊接型电力供应器的一个或更多个国家工业要求(参见例如澳大利亚标准AS 1674.2-2003,焊接安全和相关工艺,第2部分:电气,章节3.2.6,最大开路电压,C类环境(条款1.3.8.2和S.1(c)),下文称为“工业标准”。在一个示例中,工业标准要求35伏的DC上限电压,或35伏和25伏的均方根(RMS)的AC上限电压。
在一些公开的示例中,电力供应器配置为控制切换模式电力供应器(例如,逆变器型电力供应器),以针对焊接型工具(例如,MIG焊炬)和/或一个或更多个附件(例如,送丝机)调整功率输出。可以采用电压感测电路,在电压感测送丝机断开连接之前或之后具有连接(例如参见图1,图2A和图2B)。
在一些示例中,不使用如本文所述的电压感测电路(例如参见图3A和图3B)。控制包括在向OCV条件转变期间或从OCV条件的转变期间的电力供应器的输出,以将阈值输出电平维持在期望值的范围内(例如,对应于阈值OCV电平的预定范围,比如与工业标准相关联的阈值)。
通常,操作送丝机所需的脉冲电压电平基本上低于焊接型电力供应器的OCV额定值。采用切换模式电力供应器以调整从电力供应器输出的功率提供了(响应于检测到变化的输出信号而)将输出调整到期望电平的灵活性。例如,输出信号的变化可以对应于送丝机的断开连接,这可以导致OCV条件处于高于工业标准所要求的电平。当通电且不存在负载(例如,没有连接送丝机)时,认为电力供应器输出处于开路条件。
在一些示例中,如上所述,送丝机可以被连接并且从低压脉冲信号汲取电力。当电力供应器准备启动电弧时,控制器控制电力供应器调整输出信号以适应增加的功率需求,例如通过输出适于产生电弧的恒定高压信号(例如,恒定电压(CV)输出)。在这种情况下,在线送丝机将汲取操作以及维护控制电容器所需的电力。
一旦电弧停用,控制器控制切换模式电力供应器从CV输出返回脉冲输出模式。由于增加的电压电平,切换模式电力供应器自动增加较低值间隔速率以确保信号的RMS值等于或低于预定RMS值。连续监测反馈信号,使得当较高电压脉冲输出电平降低到适当电平时,脉冲输出的频率可返回到对应于低输出电压的较快脉冲。
在所公开的示例中,当感测电压电路不在我们体内时,电力供应器控制脉冲输出信号,该脉冲输出信号具有足以在送丝机启用之前对送丝机的控制电路(例如,控制电容器)充电的功率。
如在此利用的,术语“开路电压”(OCV)是当与任何电路断开连接时装置的两个端子之间的电位差。例如,当两个端子没有连接到任何东西(“开路”)时,没有电流可以流入或流出任一端子。端子之间的电压OCV是装置的开路电压。
如在此利用的,术语“焊接型功率”是指适合于焊接、等离子切割、感应加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包括激光焊接和激光熔覆)的功率。如在此利用的,术语“焊接型电力供应器”是指当向其施加功率时能够提供焊接、等离子切割、感应加热、CAC-A和/或热丝焊接/预热(包括激光焊接和激光熔覆)功率的任何装置,包括但不限于逆变器、转换器、谐振电力供应器、准谐振电力供应器和其类似物,以及控制电路和与其相关联的其它辅助电路。
如在此利用的,“电路”(例如,控制器、控制电路等)包括任何模拟和/或数字部件、功率和/或控制元件(比如,微处理器、数字信号处理器(DSP)、软件和其类似物),离散和/或集成部件,或其部分和/或组合。
图1是示例性焊接型系统90,其包括:焊接型电力供应器100(例如恒压(CV)焊接电力供应器)、到进给机的焊接电缆102、连接到工件104的工作电缆103、电压感测夹具105、焊接型工具106(例如MIG焊炬)、焊炬触发插座107,送丝机108、气管109和气瓶110。
焊接型电力供应器100配置为产生恒定电流(CC)输出以向焊接工具106供电。输出电流和电压的变化取决于期望的操作和/或负载(例如送丝机、电弧焊炬等)。当电力供应器100未连接到负载(例如,开路条件)时,没有电流流动,并且电力供应器100的OCV将回复到处于相对高电压电平例如,在一些示例性电力供应器中,大约57V)的恒定输出。
在一个示例中,电力供应器100采用切换模式电力供应器来提供脉冲输出,比如向送丝机108供电。送丝机108的断开连接导致如上所述的开路条件。结果是电力供应器OCV电平处的输出增加(例如,输出电压加倍或更多)。因此,电力供应器100配置为调整脉冲输出信号以确保输出信号的RMS值保持低于阈值RMS值(例如,对应于所选择的工业标准要求)。
在一些示例中,可以在送丝机108和/或焊接型焊炬106启用之前使用低电压、低电流供应电源(称为“感测电压”或“提升电压”)。例如,从电力供应器100输出的感测电压最初可用于对与送丝机108的控制相关联的一个或多个电容器充电。
在没有使用感测电压电路的示例中,当最初连接送丝机108时,输出脉冲一段时间。脉冲输出信号提供送丝机108所需的电流,以将控制电路电容器充电到足以使控制电路操作送丝机108的电平(在一些示例中为送丝机,大约12V)。
在两个示例中,一旦启用送丝机108,由于来自送丝机108的附加负载,功率输出可能经历电压降。作为响应,切换模式电力供应器将脉冲模式信号的电压增加到足以操作送丝机108的电平。
在送丝机108的操作期间,脉冲信号的频率可以关于电压反馈信号被调制,该电压反馈信号处于足以为送丝机控制供应操作功率的电压电平。输出信号在高电压电平和没有电压或电压相对较低的低电压电平(或“关闭”时间)之间脉冲。例如,在脉冲信号的低输出时间期间,没有电流可以来自电力供应器100。在输出峰值期间电力供应器100的输出处的电压反馈信号相对于电力供应器OCV电压(例如,大约57V)处于相对低的电压(例如,大约17V)。此外,当脉冲输出信号关闭时,电压反馈随着送丝机108的控制电路电容器放电而衰减,这将反映在电压反馈信号中。
一旦检测到反馈信号中的大浪涌,比如一旦在焊接型焊炬106中引弧,切换模式电力供应器调整输出以维持与焊接型功率相关联的恒定电压。在此期间,在线焊送丝机108从电力供应器108汲取电力以进行操作。
当送丝机108断开连接时,导致电力供应器100处的开路条件,在输出接通时间期间电力供应器100的输出处的电压反馈将到达电力供应器100的OCV。在实际开路条件期间,或者在可以指示假开路条件的大负载断开连接之后的情况期间,输出在高电压值和低电压值(例如0V)之间脉冲。
响应于开路条件的确定,表示低(例如,关断)电压值的脉冲信号的间隔可以被扩展以实现低于阈值RMS值的电压反馈信号,比如工业标准所要求的那样。该方法可以用软件、硬件或两者的组合来实施。
在使用感测电压电路的示例性电力供应器中,一旦送丝机108的停用和/或断开连接,反馈信号将在负载减小时识别电压尖峰。作为响应,控制器配置为关闭脉冲输出并重新启用感测电压电路。在替代方案中,在不使用感测电压电路的电力供应器中,控制器控制切换模式电力供应器以产生维持高(即尖峰)电压电平但延伸较低值间隔的脉冲功率输出,使得与高电压信号相关联的RMS值处于或低于对应于一个或更多个工业标准的预定阈值RMS值。
如果信号特性不随时间变化(例如,没有负载被连接以从电力供应器100汲取电力),则只要RMS值处于预定范围内的适当电平,就可以无限期地维持高电压、较慢的脉冲信号。
对于使用感测电压的示例,可以实现更简单和更低电平的OCV,同时减小逆变器上的切换应变(例如,在低电压和高电压输出之间)。然而,在一些示例中,不使用感测电压,这需要电力供应器100响应于所连接的负载和电力供应器100的期望操作来调整输出。
在另一示例中,电力供应器将具有用于不同部件的专用电源。例如,电力供应器可以包括驱动送丝机的低压电源,以及向焊炬供电的高压电源。监测每个电源的输出以确保符合工业标准。
所述电力供应器附加地配置为监测电压反馈信号。反馈信号可以感测与电压降相关联的时间段(例如,200ms),并相应地调整输出。
监测脉冲输出一段时间允许系统容忍功率输出的初始变化,比如当送丝机被启用或停用时。比如当电压可能出现尖峰,或者电弧可能被引起,或者送丝机的电动机的点动,或者电容器具有大量存储的能量时,将输出保持指定的阈值时间量,用于避免错误的进给机断开连接确定。在一些示例中,电力供应器可以在输出变化之后监测脉冲输出一段时间。例如,如果电压反馈信号指示已经添加了负载,比如送丝机已经被启用,则切换模式电力供应器可以调整脉冲信号以提供足以操作送丝机的功率。
图2A和图2B示出了示出根据图1中提供的示例性系统90的用于调节焊接型电力供应器的输出的示例性方法200的流程图。在示例中,该方法可以是存储在图4的控制器120上并由其实施的多个指令。在框202中,电力供应器经历开路条件,送丝机未被连接,脉冲输出被关断,并且在该示例中,感测电压正在等待送丝机被连接。
例如,焊接型电力供应器产生提供给送丝机的感测电压信号。检测电压信号被设置在低电压电平,足以对送丝机的控制电容器充电,但是太低而不能为送丝机的操作(举例来说,驱动送丝机控制电路,或者驱动电极丝)。供电。
在电力供应器100处监测电压反馈。在框204中,控制器确定电压反馈信号是否指示负载汲取感测电压。例如,一旦连接送丝机,当负载增加时,电压反馈指示感测电压的下降。
在一些示例性送丝机中,送丝机的连接可能不会导致电压的显著下降。换句话说,在连接一些送丝机之后电压下降阈值量可能是不可检测的。
因此,除了监测用于指示负载汲取(例如,电压反馈降到阈值电压电平以下,比如1.9V)的电压反馈信号之外或作为其替代,控制器可以配置为感测与送丝机的一个或更多个控制电容器相关联的充电。例如,可以以规则的间隔(例如,每200ms)对电压反馈进行采样。当电压反馈信号指示一系列样本(例如,三个连续样本)上的电压电平增加时,控制器可以确定一个或更多个控制电容器的充电与到送丝机的连接相关联。
相应地,如果在框204反馈信号不指示感测电压上的负载,则方法前进到框205以确定电压反馈信号的采样是否指示一系列样本上的增加。如果反馈信号未指示在一系列样本上电压电平的增加(例如,一个或更多个控制电容器未被充电),则控制器在框202处继续监测反馈信号。如果是,则该方法继续到框206,在框206,关断感测电压,并且脉冲输出以足以操作送丝机的功率电平开始。例如,电力供应器正在对送丝机控制系统充电,电力供应器配置为(例如,通过切换模式电力供应器)对输出进行脉冲。该阶段的脉冲输出电压电平(例如,大约17V)显著低于电力供应器的OCV。
在框208,控制器确定反馈信号是否低于高阈值电压电平。如果否,则该方法返回到框202。如果是,则控制器在框210确定是否存在电弧。如果否,则该方法返回到框206。如果是,则方法前进到框212并输出足以操作焊接型工具(例如MIG焊炬)的恒定电压功率。在框214,控制器继续监测电弧输出。如果存在电弧,则该方法返回到框212。如果电弧不存在,则方法继续到框216,如图2B所示。
在框216中,控制器监测系统的输出。在该示例中,控制器确定输出是否低于高阈值电压电平,例如向送丝机控制器提供脉冲输出。另外,控制器确定输出是否高于高阈值电压电平,比如为可能的OCV条件提供脉冲信号,所述OCV条件在工业标准的限制内。然而,例如,一旦送丝机断开连接,脉冲电压振幅将返回到焊接型电力供应器的相对较高的OCV(例如,大约57V)。这种变化的幅度可以被可靠地检测到(例如,在送丝机断开连接时),这可以提示来自电力供应器的响应。
在框218,控制器确定是否存在电弧。如果是,则该方法返回到图2A的框212。如果否,则方法前进到框220,其中控制器确定监测周期是否超时。如果否,则该方法返回到框216。如果是,则方法前进到框222,其中控制器再次确定反馈信号是否低于高阈值电压电平。如果否,则该方法返回到框202,在框202,输出处于开路条件,其中感测电压被接通并且输出被断开连接。如果是,则该方法前进到框206,其中脉冲输出为所连接的送丝机供电。
图3A和图3B示出了示出根据图1中提供的示例的用于调节焊接型电力供应器的输出的示例性方法300的流程图。图3A和图3B的方法类似于图2A和图2B的方法,然而在该示例中没有使用感测电压电路。特别地,如框302中提供的,电力供应器经历开路条件,送丝机未连接,脉冲输出接通,并且在该示例中,由于没有使用感测电压,所以监测脉冲输出并将其与工业标准的限制进行比较。
在框304,控制器确定输出信号是否低于高阈值电压电平。如果否,则该方法返回到框302。如果是,该方法继续到框306,其中脉冲输出以足以操作送丝机的功率电平开始。图3A和图3B的方法步骤的剩余部分反映了在图2A和图2B中概述的那些,其中框编号类似于那些图,除了在300s而不是200s中进行。
图4示出了控制器120的示例性实现的框图,控制器120可以配置为控制焊接型系统90的操作,包括电力供应器100和送丝机108。控制器120配置为将信息传输到一个或更多个装置,比如,用户接口126、切换模式电力供应器122、计算引擎128和传感器124(例如,电压传感器),并从所述一个或更多个装置接收信息。控制器120还包括存储器130,其含有矩阵或其它工业标准列表,通过该矩阵或其它工业标准列表可以确定对脉冲输出的适当调整。
如在此描述的,控制器120与用户接口126、计算引擎128、切换模式电力供应器122和传感器124通信,以确定对脉冲输出信号的调整,并相应地控制电力供应器100。图4的示例控制器120可以是通用计算机、笔记本电脑、平板计算机、移动设备、服务器和/或与电力供应器集成或远离电力供应器的任何其它类型的计算设备。在一些示例中,控制器120在云计算环境中、在一个或更多个物理机器上、和/或在一个或更多个虚拟机上实施。在一些示例中,控制器120与电力供应器100和/或送丝机108集成。在其他示例中,控制器120远离这些设备,并且通过一个更或多个通信路径和接口(例如,有线和/或无线通信,网络接口134等)进行通信。
控制器120可以从用户接口126接收输入,电力供应器100通过用户接口126从例如操作者(例如焊工)接收命令。在一些示例中,操作者可以使用用户界面126来选择焊接过程(例如,焊条、TIG、MIG等)和电力供应器100的期望操作值(例如,输出功率、电压、电流等)。用户接口126可以被配置用于输入命令和/或定制控制(例如,图形用户界面(GUI)、触摸屏、通信路径等)。控制器120可以配置为接收和处理关于电力供应器100的性能和需求的多个输入。
存储器装置130可包括易失性或非易失性存储器,例如ROM、RAM、磁性存储存储器、光学存储存储器或其组合,且可与控制器120集成、远程地设置,或两者的组合。另外,各种控制参数可连同配置为在操作期间提供特定输出的代码一起存储在存储器装置130中。
举例来说,控制器120配置为访问存储工业标准132的列表(例如,阈值RMS值、阈值电压电平、阈值功率输出电平、阈值时间周期等)的存储器130。在一些示例中,控制器120和存储器130被集成地设置(例如,在计算设备内)。在一些示例中,控制器120连接到网络接口以经由通信网络访问工业标准132的列表。
控制器120配置为接收信号信息以确定OCV条件,如关于图1所描述的。例如,传感器124可以是配置为监测反馈信号的电压传感器。控制器120控制电力供应器100产生低电压的脉冲输出,以便操作送丝机108。当送丝机108被连接时,不存在OCV条件,并且因此不调用工业标准。在送丝机108断开连接的时刻,脉冲输出的电压电平将返回到高OCV电平。如上所述,由于相对较大的电压差,可以通过电压反馈信号来检测电压差。
向计算引擎128提供电压信息以确定输出信号是否对应于电力供应器100的OCV电平。计算引擎128还确定是否需要脉冲速率调整以符合工业标准。计算引擎128基于电压信息和脉冲速率计算信号的RMS值,并且控制器120将RMS值与存储在存储器130中的与工业标准132相关联的值的列表进行比较。基于该比较,控制器120可以确定脉冲速率中所需的调整量,以符合与所选工业标准要求相关联的阈值电平。这可以通过增加脉冲之间的时间(例如,在波形中相对较低电压部分之间脉冲的相对较高电压部分之间的较长周期)来延长脉冲频率以使OCV信号降低至低于工业标准要求(例如,25V RMS)来实现。
在使用感测电压电路的一些示例性系统中,有时具有大的功率汲取(例如MIG电弧焊接、点动送丝机等),送丝机108的控制电容器可以存储大量的能量。在大功率汲取之后的一段时间内,当送丝机断开连接时,系统可能错误地读取电压的上升。然而,这段时间是不稳定的,并且取决于在一段时间(例如,3秒)内发生的大功率变化的确定。在该时间段期间,电压反馈信号在确定送丝机是否连接或其是否已经断开连接时是无效的。因此,通过增加低压脉冲的时间间隔来降低脉冲输出频率,使脉冲输出符合工业标准(例如,大约25VRMS)。在监测输出的时间段之后,如果脉冲电压反馈保持为高,则电力供应器确定送丝机已经断开连接。作为响应,关闭脉冲输出。在采用感测电压电路的示例性系统中,基于该确定来返回感测电压。
本方法和系统可以用硬件、软件和/或硬件和软件的组合来实现。示例性实施方式包括专用集成电路和/或可编程控制电路。
如在此利用的术语“回路”和“电路”指的是物理电子部件(即硬件)和和可配置硬件、由硬件执行,或者以其它方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如在此使用的,例如,特定处理器和存储器在执行第一的一行或更多行代码行时可包括第一“回路”,且在执行第二的一行或更多行代码行时可包括第二“回路”。如在此利用的,“和/或”表示由“和/或”连接的列表中任何一个或更多个项目。作为示例,“x和/或y”意味三元素集{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。换句话说,“x和/或y”表示“x和y中的一个或两个”。作为另一个示例,“x,y和/或z”意味七元素集{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。换句话说,“x,y和/或z”是指“x,y和z中的一个或更多个”。如在此利用的,术语“示例性”意指充当非限制性示例,实例或说明。如在此利用的,术语“举例来说”和“例如”引出一个或更多个非限制性示例,实例或说明的列表。如在此利用的,每当电路包括执行功能必要的硬件和代码(如果有必要)时,电路便“可操作”以实施该功能,无论该功能的性能是否被禁用或是不能启动(举例来说,通过使用者可配置的设置、工厂修整等)。
虽然已经参考特定实施方式描述了本方法和/或系统,但是本领域技术人员应当理解,在不脱离本方法和/或系统的范围的情况下,可以进行各种改变并且可以替换等同物。例如,所公开示例的块和/或部件可以被组合、分开、重新排列和/或以其他方式修改。此外,在不脱离本公开的范围的情况下,可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此,本方法和/或系统不限于所公开的特定实施方式。而是本方法和/或系统将字面上和在等同原则下包括落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种焊接型系统,所述焊接型系统包括:
送丝机,所述送丝机用于向焊接型焊炬提供电极丝;以及
焊接型电力供应器,所述焊接型电力供应器向所述焊接型焊炬或所述送丝机中的一者或两者供电,所述焊接型电力供应器包括控制器,所述控制器配置为:
监测所述焊接型电力供应器的脉冲输出信号;
基于所监测的脉冲输出信号计算所述脉冲输出信号的变化;
基于所述变化确定所述送丝机是被启用还是被停用;以及
基于所述确定调整所述脉冲输出信号的脉冲间隔,以达到所述脉冲输出信号的在预定阈值RMS电平内的RMS(均方根)值。
2.根据权利要求1所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为,基于确定所述送丝机被启用,控制切换模式电力供应器,以提供所述脉冲功率输出以操作所述送丝机。
3.根据权利要求1所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为:
控制所述切换模式电力供应器以在焊接型操作期间提供恒定电压输出信号;以及
响应于所述焊接型操作的完成,控制所述切换模式电力供应器以提供所述脉冲功率输出。
4.根据权利要求1所述的焊接型系统,还包括计算引擎,所述计算引擎配置为用于将所述脉冲输出信号中的变化与多个阈值输出值进行比较。
5.根据权利要求4所述的焊接型系统,其中,所述控制器进一步配置为如果所述变化超过所述多个阈值输出值中的第一阈值输出电平,则识别所述电力供应器处的开路电压条件。
6.根据权利要求5所述的焊接型系统,其中,调整量是基于所述比较的。
7.根据权利要求1所述的焊接型系统,其中,所述控制器进一步配置为响应于确定所述送丝机没有从所述电力供应器汲取电力而停用所述脉冲输出信号。
8.根据权利要求1所述的焊接型系统,其中,所述电力供应器是第一电力供应器,所述第一电力供应器配置为提供电力以在所述焊接型焊炬处产生电弧,并且所述焊接型系统还包括第二电力供应器,所述第二电力供应器配置为向所述送丝机提供电力。
9.根据权利要求1所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为:
监测所计算的脉冲输出的变化的时间段;
将所述时间段与存储在存储器中的多个阈值时间段进行比较;以及
基于所述比较调整所述脉冲功率输出。
10.根据权利要求1所述的焊接型系统,还包括网络连接,其中所述控制器进一步配置为经由所述网络连接从远程源接收关于阈值的信息,以更新存储器中的所述多个阈值。
11.根据权利要求1所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为通过调整所述脉冲输出信号的频率来调整所述脉冲间隔。
12.根据权利要求11所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为通过调整所述脉冲输出的较高部分或较低部分中的一者的长度来调整所述脉冲间隔。
13.一种焊接型系统,所述焊接型系统包括:
送丝机,所述送丝机用于向焊接型焊炬提供电极丝;以及
焊接型电力供应器,所述焊接型电力供应器向所述焊接型焊炬或所述送丝机中的一者或两者供电,所述焊接型电力供应器包括控制器,所述控制器配置为:
控制感测电压电路以向用于所述送丝机的所述电力供应器的输出提供感测电压;
监测与所述感测电压相关联的电压反馈信号;
基于所述电压反馈信号的变化确定所述送丝机是被启用还是被停用;
响应于确定所述送丝机被启用,控制所述电力供应器的切换模式电力供应器,以提供第一功率输出以操作所述送丝机;
响应于确定所述送丝机被停用,控制所述电力供应器的所述切换模式电力供应器,以提供第二脉冲功率输出,所述第一脉冲功率输出大于所述第二脉冲功率输出;以及
响应于确定所述送丝机被停用,控制所述感测电压电路,以提供所述感测电压并继续监测所述感测电压信号。
14.根据权利要求13所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为:
基于所述电压反馈信号中的第一变化,确定所述送丝机被启用;以及
基于所述反馈信号中的第二变化,确定所述送丝机被停用。
15.根据权利要求13所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为,基于所述电压反馈信号中的第三变化,确定所述输出处的开路电压条件。
16.根据权利要求13所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为:
在预定时间段上对所述反馈信号进行采样;以及
确定所述反馈信号的值在所述预定时间段期间是否正在增加;
17.根据权利要求16所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为,响应于值增加的确定来确定所述送丝机的一个或更多个控制电容器正在被充电。
18.根据权利要求16所述的焊接型系统,其中所述控制器进一步配置为控制所述切换模式电力供应器以在焊接型操作期间提供恒定电压输出信号;
19.根据权利要求13所述的焊接型系统,其中所述送丝机是感测电压送丝机。
20.根据权利要求13所述的焊接型系统,其中所述控制器在闭环控制回路中接收所述电压反馈信号。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12202081B2 (en) * 2019-08-30 2025-01-21 Illinois Tool Works Inc. Welding power supplies and method for completed circuit testing process
US20210069815A1 (en) * 2019-09-11 2021-03-11 Lincoln Global, Inc. System and method to switch between electrically isolated welding output studs by sensing an electrode touch
US11958141B2 (en) 2019-10-31 2024-04-16 Illinois Tool Works Inc. Systems and methods to provide welding-type arc starting and stabilization with reduced open circuit voltage
US20230234154A1 (en) * 2022-01-25 2023-07-27 Esab Ab Weld circuit calibration for arc voltage compensation

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85106067A (zh) * 1985-04-10 1986-10-08 松下电器产业株式会社 熔化极型脉冲电弧焊机
EP1206992A2 (en) * 2000-11-20 2002-05-22 Lincoln Global, Inc. Monitor for electric arc welder
CN1356763A (zh) * 2000-11-24 2002-07-03 株式会社三社电机制作所 使用电弧设备的直流电源设备
CN1838517A (zh) * 2005-03-24 2006-09-27 林肯环球公司 用于电弧焊接的改进的三级电源
CN1871093A (zh) * 2003-10-23 2006-11-29 弗罗纽斯国际有限公司 控制焊接工艺的方法以及实施焊接工艺的焊接设备
US20080296276A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Quinn William Schartner Welding-Type Power Source with Integrated Open-Circuit Voltage Controller
US20090234483A1 (en) * 2005-09-09 2009-09-17 Tomas Leko Remote Access Unit and Method for Managing Welding Devices Connected to a Network Via Interfaces
US20100301029A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-02 Lincoln Global, Inc. Wire feeder with auto-configure power supply
US20140124492A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Lincoln Global, Inc. Method and system to control heat input in a welding operation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10384289B2 (en) * 2012-06-08 2019-08-20 Illinois Tool Works Inc. Welding wire feeder bus control system and method
US20160311046A1 (en) * 2015-04-26 2016-10-27 Antonio Aguilar Wireless control of a welding machine

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85106067A (zh) * 1985-04-10 1986-10-08 松下电器产业株式会社 熔化极型脉冲电弧焊机
EP1206992A2 (en) * 2000-11-20 2002-05-22 Lincoln Global, Inc. Monitor for electric arc welder
US6441342B1 (en) * 2000-11-20 2002-08-27 Lincoln Global, Inc. Monitor for electric arc welder
CN1356763A (zh) * 2000-11-24 2002-07-03 株式会社三社电机制作所 使用电弧设备的直流电源设备
CN1871093A (zh) * 2003-10-23 2006-11-29 弗罗纽斯国际有限公司 控制焊接工艺的方法以及实施焊接工艺的焊接设备
CN1838517A (zh) * 2005-03-24 2006-09-27 林肯环球公司 用于电弧焊接的改进的三级电源
US20090234483A1 (en) * 2005-09-09 2009-09-17 Tomas Leko Remote Access Unit and Method for Managing Welding Devices Connected to a Network Via Interfaces
US20080296276A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Quinn William Schartner Welding-Type Power Source with Integrated Open-Circuit Voltage Controller
US20100301029A1 (en) * 2009-06-02 2010-12-02 Lincoln Global, Inc. Wire feeder with auto-configure power supply
US20140124492A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-08 Lincoln Global, Inc. Method and system to control heat input in a welding operation
CN104768692A (zh) * 2012-11-07 2015-07-08 林肯环球股份有限公司 在焊接操作中控制热量输入的方法和系统

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