具有起动电路的机动焊接电源
专利汇可以提供具有起动电路的机动焊接电源专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 焊接 电源 技术，涉及一种包括起动和/或热起动输出的机动焊接电源。该机动焊接电源包括：一个焊接输出绕组，具有一个焊接输出，该焊接输出在焊接范围内和焊接范围以下均具有第一斜率的焊接V-A曲线；一个第二输出绕组，具有一个第二输出，该第二输出在焊接范围以下具有第二斜率的第二V-A曲线，其中第二斜率没有第一斜率陡；以及一个输出 电路 ，被连接为能够接收焊接输出和第二输出，其中该输出电路把焊接输出和第二输出加在一起以便提供电源输出。本发明提供一种不通过场调整来产生起动输出和/或热起动输出的机动焊接电源系统是经济合算的，并且不需要复杂的电路就可以容易地提供。，下面是具有起动电路的机动焊接电源专利的具体信息内容。
1.一种机动焊接电源包括： 一焊接输出绕组装置，提供一个焊接输出，该焊接输出在焊接范围内和焊接范围以下均具有第一斜率的焊接V-A曲线； 一个起动输出绕组装置，起动输出绕组装置的输出被提供给一用以降低电压的变压器，该变压器的次级输出由整流电路整流后作为第二输出，该第二输出为起动和/或热起动输出，在焊接范围以下具有第二斜率的第二V-A曲线，其中第二斜率没有第一斜率陡； 一输出装置，被连接为能够接收焊接输出和第二输出，其中该输出电路把焊接输出和第二输出加在一起以便提供电源输出。
2. 如权利要求1所述的电源，其中所述焊接输出绕组装置是用于产生焊 接功率的第一发电机装置的一部分，而起动输出绕组是用于产生起动功率的 第二发电机装置的一部分。
3. 如权利要求2所述的电源，其中所述起动输出绕组装置和整流装置的组合与焊接输出绕组装置并联。
4. 如权利要求l所述的电源：其中所述焊接输出绕组装置包括焊接输出绕组； 所述起动输出绕组装置包括所述起动输出绕组； 所述输出装置包括输出电路。
5. 如权利要求4所述的电源，还包括一个位于起动输出绕组和该输出电路之间的电阻。
6. 如权利要求4所述的电源，其中所述起动输出绕组的耦合比焊接输出 绕组的耦合要弱。
7. 如权利要求6所述的电源，其中所述焊接输出绕组是第一发电机的一 部分，而起动输出绕组是第二发电机的一部分。
8. 如权利要求7所述的电源，其中所述起动输出绕组和整流电路的组合 与焊接输出绕组并联。
9. 如权利要求4所述的电源，其中所述焊接输出绕组是第一发电机的--部分，并且起动输出绕组是第一发电机的一部分。
10. —种机动焊接电源包括-一焊接输出绕组装置，提供一个焊接输出；一个起动输出绕组装置，起动输出绕组的输出被提供给一用以降低电压的 变压器，该变压器的次级输出由整流电路整流后作为第二输出，该第二输出 为起动和/或热起动输出；一输出装置，被连接为能够接收焊接输出和第二输出，其中该输出电路把 焊接输出和第二输出加在一起以便提供电源输出，其中该电源输出在焊接范 围底部的阈值处具有一个折点。
11. 如权利要求10所述的电源，其中：焊接输出绕组装置是用于提供焊接功率的第一发电装置的一部分，而起动 输出绕组装置是用于提供起动功率的第二发电装置的一部分；并且 其中起动输出绕组装置和整流装置的组合与焊接输出绕组装置并联。
12. 如权利要求10所述的电源，其中所述焊接输出绕组装置包括焊接输 出绕组；所述起动输出绕组装置包括所述起动输出绕组； 所述输出装置包括输出电路。
13. 如权利要求12所述的电源，其中： 起动输出绕组的耦合比焊接输出绕组的耦合要弱；焊接输出绕组是第一发电机的一部分，而起动输出绕组是第二发电机的一 部分；并且其中起动输出绕组和整流电路的组合与焊接输出绕组并联。
14. 一种用于提供焊接功率输出的方法，包括：通过焊接绕组产生焊接功率，其中焊接功率在焊接范围内和焊接范围以下具有第一斜率的焊接V-A曲线；通过依次连接的起动输出绕组、用以降低电压'的变压器、整流电路，产生一个附加功率，该附加功率在焊接范围以下具有第二斜率的第二 V-A曲线，其中第二斜率没有第 一斜率陡；所述附加功率为起动功率和/或热起动功率； 把焊接功率和附加功率加在一起以提供焊接功率输出。
15. 如权利要求L4所述的方法，还包括通过一个阻抗提供附加功率。
16. 如权利要求14所述的方法，其中产生附加功率包括产生阻抗限制的 功率。
17. 如权利要求16所述的方法，其中产生焊接功率包括旋转第一发电机 并且产生附加功率包括旋转第二发电机。
18. —种用于提供焊接功率输出的方法包括：一焊接输出绕组，产生一个焊接功率；一个起动输出绕组，起动输出绕组的输出被提供给一用以降低电压的变压器，该变压器的次级输出由整流电路整流，产生一个附加功率；所述附加功率为起动功率和/或热起动功率；把焊接功率和附加功率加在一起以提供焊接功率输出，该焊接输出在焊接范围底部的皭值处具有一个折点。
具有起动电路的机动焊接电源
技术领域
背景技术
整流器（alternator-rectifier)装置驱动。交流发电机除了振 荡器（alternator)之外通常还包括电抗器，之后是整流器，以 提供DC输出。交流驱动焊接电源通常是恒流型机器，而且交流 驱动焊接电源的输出伏安特性曲线通常具有非常陡的负斜率（电 压降低会使电流略微增加）。也就是说，在输出电压的一个变化 范围内，输出电流接近常数。这种焊接电源特别适用于那些要求 近似恒流输出的焊接应用（如，平板焊接）。大范围的输出电流 变化一般是通过选择电抗器上的一个抽头来提供的。已有技术的 这样一种机动焊接电源是Miller Big Blue 302㊣焊接电源。
这里使用的机动焊接电源是一种可由发电机驱动的焊接电 源。它可包括（但不限于）发动机和发电机。这里使用的焊接V-A 曲线是在画出输出电压对输出电流的关系曲线时形成的曲线。通 常，横轴为电流，竖轴为电压。输出V-A曲线的斜率是该曲线的 斜率，而且不太陡的斜率意味着电弧电压的降低会使输出电流增 加较多。这里使用的焊接范围指的是通常进行焊接时的输出曲线 部分，例如从大约20V到大约40-50V。在恒流机焊接范围内的V-A
曲线通常具有几乎垂直的斜率。这里使用的焊接范围以下指的是 低于通常进行焊接时的电压的输出电压（在某些系统中是约低于
20V)。这里使用的起动输出指的是在典型焊接范围以下的输出， 在典型焊接范围以下，电流随着弧长（以及由此的电弧电压）的 降低而增加。这里使用的热起动输出也指的是典型焊接范围以下 的输出，而且允许焊接过程以大于在该过程到达其工作点之后提 供的电流来起动。过电流通常在焊接范围以下由降低的输出电压 提供，在焊接范围以下，V-A曲线的斜率不太陡。即使通过起动 和/或热起动输出可实现焊接，提供起动输出或热起动输出的范 围也在焊接范围以下。
起动输出有望为用户提供焊点（weldpuddle)的热控制。利 用起动输出，縮短弧长可降低输出电压，这样将增加输出电流， 从而增加给予悍点的热量。同样，热启动也是所希望的，因为它 允许焊接过程以附加热能来起动。
直流发电机具有的V-A输出曲线是：随着输出电压的降低， 输出电流增加，即直流机在V-A曲线中提供"下垂"或固有的起 动输出。因此，通过改变焊极与工件之间的距离，使用直流驱动 焊接电源的焊机可控制焊点的温度。当拉回焊极时，电弧（输出） 电压增加，同时输出电流下降。当焊极几乎接上工件时，电弧电 压降低（短路情况），同时输出电流增加。
交流发电机没有固有的起动输出。1998年3月31日发布的 美国专利No. 5, 734， 147中描述了 一种已有技术的机动焊接电源 系统，题H为"电控发电机驱动焊接电源的输出的方法和设备"， 它作为参考结合到本文当中，该专利用电场调整V-A曲线的形状 (electronic field control shaping)来提供起动禾卩热启动输 出。电场调整允许输出V-A曲线成为所需要的形状，包括在焊接 范围以下提供起动输出和热启动输出。但是，这种机动焊接电源 较复杂，而且，尽管适用于诸如管焊这样的焊接应用，但它提供 的多用性（和费用）超出了其它焊接应用的需要。
不具备电场调整输出曲线的电场形状的交流系统，如Miller
Big Blue 302©没有用于提供起动输出和热启动输出的现成装置。 对亍起动输出来说，该V-A曲线不提供在焊接范围内的基本垂直 的斜率以及在焊接范围以下的不太陡的斜率。因此，提供-种不
通过场调整来产生起动输出和/或热起动输出的机动焊接电源系 统正是所希望的。这种系统最好是经济合算的，并且不需要复杂 的电路就可以容易地提供。
发明内容
根据本发明的第二方案，一种机动焊接电源包括一个具有焊 接输出的焊接输出绕组和一个具有第二输出的第二输出绕组。一 个输出电路接收并组合焊接输出和第二输出，以便提供在焊接范 围底部的阈值处具有折点的电源输出。
在各种实施例中， 一个电阻位于第二输出绕组和输出电路之 间，或者说第二输出绕组的耦合比焊接输出绕组的耦合要弱。
在其它实施例中，焊接输出绕组和第二输出绕组是分离发电 机的一部分，或者是同一个发电机的一部分。
在各种实施例中， 一个整流电路位于第二输出绕组和输出电 路之间，并且/或者第二输出绕组和整流电路的组合与焊接输出 绕组并联。
在其它另选实施例中，第二绕组是起动绕组，第二输出是起 动输出，并且/或者第二绕组是热起动绕组，第二输出是热起动 输出。
根据本发明的第三方案， 一种用于提供焊接功率输出的方法 包括由焊接绕组产生焊接功率。焊接功率在焊接范围之内和焊接
范围以下具有第一斜率的v—A曲线。附加功率由第二绕组产生。
附加功率在焊接范围以下具有第二斜率的V-A曲线，并且第二斜
率没有第一斜率陡。焊接功率和附加功率加在一起用来提供焊接 功率输出。
根据本发明的第四方案， 一种用于提供焊接功率输出的方法
包括：产生焊接功率；产生附加功率；并把附加功率和焊接功率 加在一起以提供一个焊接输出，该焊接输出在焊接范围底部的阈 值处具有一个折点。
在另选的实施例中，附加功率通过一个阻抗提供，并且/或 者产生附加功率的方法包括产生阻抗限制的功率。
在其它另选的实施例中，产生焊接功率的方法包括旋转一个 或两个发电机。
在各种另选实施例中，附加功率被整流，它是起动功率，并 且/或者是热起动功率。
通过理解下面的附图、详细描述以及所附的权利要求，本专 业技术人员可以理解本发明的其它主要特征和优点。
附图说明
具体实施方式
并不将其应用限制在附图中示出或在以下描述中陈述的元件布 置和构造细节中。本发明允许其它的实施例，或者以各种方式来 实施或执行。还应当理解，在此使用的措辞和术语是为了方便描 述，而不能被认为是限制本发明。相同的标记号码用以表示相同 的元件。
尽管本发明将参照一个特定的机动焊接电源系统来描述，但 一开始就应当理解，本发明也可使用其它电路、系统、发电机等 来实现。
通常，本发明包括-••个机动焊接电源系统，它提供典型的焊
接输出，如恒流输出和起动输出。这些输出被组合并且V-A输出 曲线在焊接范围底部的阈值处有一个折点（斜率变化）。这样， 在焊接范围内，如在约20-40V之间，输出通常是恒流的，但在 低输出电压时，如低于大约20V时，电流随着输出电压的下降而 增加。图3示出了表示输出实例的曲线。起动输出也可用作热起 动输出，以便当焊接过程被起动时提供热起动。
根据本发明构建的机动焊接电源系统的框图在图1中示出， 它包括一个发动机或原动机101、发电机103、焊接输出105、起 动输出107和输出电路108。它们共同工作以提供机器输出109 (或电源输出），如图3所示的曲线。
发动机101旋转使发电机103旋转的轴。焊接输出绕组提供 焊接输出105，起动输出绕组提供起动输出107。输出电路108 把这些输出加在一起以使机器输出109成为输出107和105的组 合。从起动输出107到输出电路108的连接最好是单向的，这样， 在输出电压增加时，起动输出107不会被反向偏压。因此，在高 于约20V的电压时，起动输出对机器输出109没有影响。但是， 在低于约20V的输出电压时，起动输出107向机器输出109提供 一个斜率，该斜率没有高于约20V时的斜率陡。
体现本发明的焊接电源的示意图在图2中示出，它包括起动定子201、起动变压器203、起动整流电路205、焊接定子207、 焊接电抗器209和焊接整流器210，它们向输出端211提供机器 的输出。优选实施例使用Miller Big Blue 302②机动焊接电源系 统来实现，它包括用于焊接输出的控制器。通常，焊接输出通过 增加励磁电流来增加输出电流以及减小励磁电流来减小输出电 流来控制。励磁电流根据与用户所选电流设定值相比较的电流反 馈来增加或减小。在另一个实施例中采用美国专利No. 5, 734， 147 的电源系统，至少电场调整的一部分来控制焊接输出
在该优选实施例中，起动定子201包括起动绕组213、 214 和215,它们还提供辅助功率输出（如110或220V交流）。起动 绕组213-215不与焊接输出绕组共享定子，这样，焊接输出的场 调整就不会影响起动输出。相反，辅助场调整可提供希望的恒压 辅助输出。起动绕组213和214(也称作第二绕组213和214)是 弱耦合的（耦合系数低于焊接输出绕组和/或辅助输出绕组的耦 合系数），从而提供下垂的输出一随着起动输出电压的降低，起 动电流增加（即使是在辅助输出为恒压时）。在一个另选的实施 例中，卩垂输出通过诸如电阻218这样的阻抗在绕组213和214 输出端上获得。在图中位于起动绕组和输出电路之间的电阻218 并不包含在该优选实施例中。这样，无论是该优选实施例还是另 选的实施例均可提供阻抗限制的起动输出（即下垂的输出）。
起动绕组213和214的输出被提供给变压器217,它降低电 压以使没有电流时的整流起动电压约为20V (在该优选实施例中 为19V)。变压器217的次级输出由全波整流器220和221 (整流 电路）整流，并被组合作为整流的起动输出。整流的起动输出在 20V以上时没有电流，并且随着输出电压的降低而提供不断增加 的电流（在该优选实施例中髙达约85-90A)。输出端211被连接 为能够接收整流的起动输出。整流器还阻止焊接输出向包括变压 器和起动绕组的起动电路中提供电流。
起动输出也是接触起动的热起动输出。当焊接过程以接触起 动（短路）来起动时，附加电流被提供，从而可提供热起动。
焊接定子207包括一个三相焊接绕组，它的输出被提供给多 个抽头电抗器232、 234和236。抽头电抗器232-236是用于焊接 输出范围选择的传统抽头电抗器。抽头电抗器232-236的输出由 整流电路210整流。整流电路210的输出是焊接输出，在该优选 实施例中最大约为IOOA，并被提供给终端211，因而与起动输出 组合或者说加到起动输出中，从而提供约190A的最大机器输出 (短路）。起动输出和焊接输出并联在包括输出端211的输出电 路两端。焊接输出是典型的恒流型焊接输出。
在该优选实施例中，焊接绕组和起动绕组是具有独立转子、 定子（输出绕组）和励磁绕组（field winding)的单个发电机（一 个旋转轴）的一部分。但是，在另选的实施例中，可以有两个发 电机（两个轴），或者一个转子和两个励磁绕组，具有两个输出 绕组。
在本发明的范围内可对本发明进行大量改进。因而应当了 解，根据本发明已经提供了一种能够完全满足上述目的和优点的 用于机动焊接电源系统的方法和设备。尽管本发明是结合其特定 实施例描述的，但是显然，本专业技术人员将会了解许多另选方 案、改进和变化。因此，它包括了在所附权利要求的宗旨和大范 闱之内的所有这些另选方案、改进和变化。
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