專利名稱：高電流交流焊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及焊接技術(shù)。尤其適用于與接收交流(AC)輸入的高電 流焊接電源 一起應(yīng)用，并且將特別參考這種接收AC輸入的高電流焊接電源來 說明。然而，可以理解的是，本發(fā)明還適合于其它類似的應(yīng)用。 供參考的包含內(nèi)容下面的相關(guān)申請被提及，通過參考使得每個(gè)應(yīng)用的公開內(nèi)容都完全地包括 在這里在2004年8月17日由William T. Mattews等人提交的名稱為"HYBRID POWERED WELDER"的美國專利申請?zhí)朜o. 10/919,815;和在2004年4月1日由John M. Stropki， Jr.等人提交的名稱為"EXTENSION LIFT TRUCK MODIFICATION"的美國專利申請?zhí)朜o. 10/815，536。 本發(fā)明的背景^支術(shù)許多焊接應(yīng)用需要使用能夠插入標(biāo)準(zhǔn)的110-120伏特AC、 60Hz插座的焊 接電源來執(zhí)行，諸如可以在大多數(shù)家庭、辦公室以及商業(yè)場合中存在的類型的 插座。由于標(biāo)準(zhǔn)AC插座的低輸出電壓的緣故，需要來自插座的相對高的電流 來熔化電極和基料。然而，這種插座的典型AC輸入被還可用作其它的AC插 座的斷路器限制在僅有15 (或30)安培。相應(yīng)地，從這種AC插座可獲得的 功率受到限制，因此進(jìn)一步限制了可提供給焊接的功率。由于標(biāo)準(zhǔn)AC插座典型地被限制到15 (或30)安培，這僅僅允許向焊接 應(yīng)用的大約1800 (或3600)瓦特的功率。因此，例如假設(shè)卯％的效率設(shè)計(jì)并 且功率因數(shù)是1，在120伏特AC的30安培電路的可用焊接功率將僅為3240 瓦特。對于各種焊接處理，這種數(shù)量的功率將會產(chǎn)生如下的焊接電流焊條焊接-130AMIG焊接-150ATIG焊接-185 A 這個(gè)功率是100%時(shí)間可用的。然而，許多焊接應(yīng)用需要更大的電流。因此，由于大多數(shù)的焊接不是100%的占空比，這在非焊接期間內(nèi)使用該電源來充電能量存儲設(shè)備是有用的。這種設(shè)備可以是任何數(shù)量的物件，最常見的是電 池。單獨(dú)的或是與來自插座的電源組合的這種存儲的能量可以用來產(chǎn)生任意大 小的焊接功率。一些現(xiàn)有技術(shù)的AC焊機(jī)提供非平衡的輸出來補(bǔ)償當(dāng)使用鎢電極時(shí)自然 發(fā)生的非平衡負(fù)載，而其它類型的公知的焊接電源僅使用電池電源作為輸入。 然而，這些類型的電源通常在為焊接應(yīng)用提供的電源的大小及持續(xù)時(shí)間上受到 限制。美國專利No. 6,777,649涉及一種使用諸如電池的能量存儲設(shè)備的焊接類 型的電源作為升壓機(jī)構(gòu)。通常地，這個(gè)專利提供來自標(biāo)準(zhǔn)AC雙插座的焊接并 且提供高達(dá)大約25伏特的輸出電壓、高達(dá)150安培的輸出。在電壓調(diào)節(jié)后提 供電池并且電池與焊接輸出串聯(lián)，從而該電池簡單地"提升，，(或增加到)輸 出電壓。因此，電源電路僅需要利用來自該電池的額外的12伏特來提供12 伏特的輸出。然而，在這個(gè)專利中的電源不會從能量存儲元件獲得任何額外的 電流，即在非焊接期間不對電池充電。因此，優(yōu)選地使用可以以15至30安培定額從標(biāo)準(zhǔn)的110-120伏特的AC 插座充電的能量存儲元件，但是還能夠在短時(shí)間期間內(nèi)為焊接」燥作提供較高的 功率輸出。通過使用不同的充電系統(tǒng)，焊機(jī)可適用于利用AC或DC以及高或 低的功率等級的各種輸入電源工作。使用這種系統(tǒng)，可以得到不受限制的焊接 電流。焊接電流的大d、將依賴于能量存儲元件的尺寸。 本發(fā)明的簡要敘述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了電弧焊接組件，包括耦合到輸入電源的 充電電路及調(diào)節(jié)器、與該充電電路及調(diào)節(jié)器并聯(lián)連接以增加焊接電源輸出的能 量存儲元件、以及與能量存儲元件并聯(lián)連接、用于控制電極與工件之間的焊接 電弧的焊接輸出控制器。根據(jù)本發(fā)明的其它方面，能量存儲元件可包括至少 一個(gè)電池和/或至少一 個(gè)電容器?？蛇x地，至少一個(gè)電池與至少一個(gè)電容器可以并聯(lián)連接，以便為特 定的焊接應(yīng)用提供額外的功率。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，焊接輸出控制器可包括各種類型和組合的電路。例如，焊接輸出控制器可包括DC降壓斷路器(DCdo糧chopper),其中，DC 降壓斷路器包括脈沖寬度調(diào)制器，至少部分地控制給電極的焊接電流，以及波 形生成器，至少部分地控該制脈沖寬度調(diào)制器，DC降壓斷路器生成一系列電 流脈沖，這些電流脈沖構(gòu)成了代表電流波形的焊接周期，該脈沖寬度調(diào)制器控 制多個(gè)電流脈沖的電流脈沖寬度。同樣，焊接輸出控制器可包括前向轉(zhuǎn)換器/ 逆變器，其中，前向轉(zhuǎn)換器/逆變器包括變壓器的初級線圈和開關(guān)元件的串聯(lián) 電路，所述串聯(lián)電路耦合到能量存儲元件以及整流器平滑電路，根據(jù)開關(guān)元件 的開關(guān)操作整流和平滑在變壓器的次級線圈中感應(yīng)的電壓，其中，整流器平滑 電路的整流器元件在開關(guān)元件的接通周期內(nèi)導(dǎo)電。焊接輸出控制器還可包括升 壓轉(zhuǎn)換器。此外，焊接輸出控制器可包括電源拓樸的組合。這些可具有高和低的電流 容量。因此，焊接輸出控制器可包括特定應(yīng)用的、與高電流電路并聯(lián)連接的限 流升壓電路，諸如DC降壓斷路器。當(dāng)焊條利用小于70伏特的能量存儲元件 焊接時(shí)，這種組合電路經(jīng)?？商峁┨貏e的優(yōu)點(diǎn)。諸如由在俄亥俄州克利夫蘭市(Cleveland, Ohio )的林肯電氣公司提供的E - 6010類型的一些焊條電極要求 25伏特及其以下、從100到300安培的高電流，但是它們還要求較低的電流(60安培)、大約50至60伏特的較高電壓來產(chǎn)生可接受的電弧。根據(jù)本發(fā)明的其它方面，輸入電源可包括110-120伏特AC墻壁插座或 220-240伏特AC墻壁插座，并且該裝置還可包括輸入塞繩和用于連接到合適 的AC墻壁插座的三叉的插頭。附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的方面的高電流AC焊接組件的方框圖。圖2表示使用DC降壓斷路器和電池的高電流AC焊機(jī)的實(shí)施例的簡化示意圖。圖3表示使用DC降壓斷路器和電容器的高電流AC焊機(jī)的可選實(shí)施例的 簡化示意圖。圖4表示使用DC降壓斷路器以及并聯(lián)的電池和電容器的高電流AC焊機(jī) 的可選實(shí)施例的簡化示意圖。
圖5表示使用前向的轉(zhuǎn)換器/逆變器的高電流AC焊機(jī)的可選實(shí)施例的簡化示意圖。圖6表示使用升壓轉(zhuǎn)換器的高電流AC焊機(jī)的可選實(shí)施例的簡化示意圖。圖7表示包含與限流升壓電路并聯(lián)的高電流電路的可選組合電路。 本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)il明現(xiàn)在參考附圖，其中所表示的僅僅是為了說明優(yōu)選實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)而并不 是為了限制的目的，其中相同的數(shù)字表示幾幅附圖中相對應(yīng)的部件。圖l是高 電流AC焊接組件的簡化方框圖。如圖所示，高電流AC焊接組件通常包括輸 入電源12、充電電路14、能量存儲元件16以及焊接輸出控制器18。輸入電源12典型地包括接地的110-120伏特AC、 60Hz墻壁插座，盡管 還可以使用其它合適的輸入電源，諸如不同電壓的AC工業(yè)電源(例如，重負(fù) 荷的220-240伏特AC插座)以及來自發(fā)電機(jī)的AC電壓。因此，盡管沒有示 出，高電流焊接組件典型地還包括輸入塞繩和用于連接到AC墻壁插座的三叉 的插頭。如上所述，高電流焊接組件包括典型地包括能量存儲元件16,它典型地 包括一個(gè)或多個(gè)電池、蓄電池或電容器。能量存儲元件16的實(shí)際電壓可以取 決于焊接應(yīng)用的需要變化。例如，能量存儲元件16可包括標(biāo)準(zhǔn)的12伏特電池 或48伏特的電池組。所選擇的電壓基于耦合到該電壓的功率轉(zhuǎn)換器的類型。 對于12伏特的電池，可以使用一些類型的升壓來得到焊接電壓。如果使用高 于24伏特，則可使用升壓和/或降壓斷路器。耦合充電電^各14以便接收來自輸入電源12的電能。充電電路14還通過 開關(guān)(未示出)耦合到能量存儲元件16,這樣當(dāng)在輸入電源12保持正常信號 電平時(shí)，如果需要，通過充電電路14在能量存儲元件16中存儲電能。充電電 路是本領(lǐng)i或公知的，充電電路的最簡單形式包括變壓器、整流器以及限流電阻。 當(dāng)然，各種類型的公知的充電電路可適合與高電流焊接組件一起使用。例如，正如普通的鉛酸型電池一樣，能量存儲元件16可運(yùn)行在大約12 伏特DC的電平，而輸入電源12可以是120伏特AC的數(shù)量級。因此，在這 樣的情況下，充電電路14從輸入電源12逐步降低AC電壓并且將其轉(zhuǎn)換為 DC電壓，從而可與能量存儲元件16相兼容。 焊接輸出控制器18可包括但并不限于DC斷路器、前向轉(zhuǎn)換器/逆變器和 /或升壓轉(zhuǎn)換器的普通焊接電源電路的任何一種或組合。高電流AC焊接組件 可適于向諸如焊條、TIG、 MIG、藥芯焊絲、表面清理、^脈沖MIG和TIG應(yīng) 用的多處理焊接應(yīng)用以及等離子體切割應(yīng)用提供焊接輸出?？梢岳斫獾氖?，例 如可以諸如通過調(diào)節(jié)巻軸焊槍(spool gun)的焊絲供給速度的其它方式來控制 焊接輸出。在操作中，輸入電源12被導(dǎo)向到充電電路和用來監(jiān)視并且控制能量存儲 元件16的充電的調(diào)節(jié)器14。典型地，在操作中，來自輸入電源12的電流與 來自能量存儲元件16的電流組合，從而總電流被導(dǎo)向到焊接輸出并且由焊接 輸出控制器18控制。當(dāng)能量存儲元件16正在向焊接輸出控制器18提供電流時(shí)，可以設(shè)計(jì)充電 電路14成為不發(fā)生能量存儲元件16的充電。然而，當(dāng)電池不向焊接輸出提供 電流時(shí)，充電電路14可以祐L設(shè)計(jì)為將AC輸入電源12的整流電流導(dǎo)向到能量 存儲元件16以便對其充電。可以理解的是，當(dāng)正在產(chǎn)生電弧時(shí)，來自輸入電 源12的電流可以被導(dǎo)向到電極。還可以理解的是，甚至當(dāng)正在產(chǎn)生電弧時(shí)， 來自輸入電源12的電流也可以被導(dǎo)向到能量存儲元件16。在圖2至圖7中表示高電流AC焊接組件的各個(gè)實(shí)施例。例如，圖2表示所公開的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的簡化示意圖。更特別的，圖 2表示高電流AC焊接組件，包括耦合到充電電路及調(diào)節(jié)器14的120伏特AC 輸入電源12、與充電電路及調(diào)節(jié)器14并聯(lián)連接的電容器16a、以及與電容器 16a并聯(lián)連接的普通DC降壓斷路器18a,其中，電容器16a起著能量存儲元 件16的功能，其中降壓斷路器18a控制電極E與工件W之間的電流，即焊接 輸出。如圖2至圖7所示，焊接組件包括焊絲進(jìn)給機(jī)。然而，可以理解的是， 焊接組件可以與不需要焊絲進(jìn)給機(jī)的焊接應(yīng)用 一同使用。在操作中，電容器16a在一對輸入導(dǎo)線20、 22之間提供DC輸入，導(dǎo)線 表示為向降壓斷路器18a的輸入。斷路器18a包括開關(guān)級24,該開關(guān)級24進(jìn) 一步包括諸如具有絕緣光學(xué)耦合的IGBT (絕緣柵雙極晶體管)驅(qū)動器(未示 出)的MOSFET的開關(guān)器件26， IGBT驅(qū)動器根據(jù)由標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)耦合器件以 20-40kHz之間的頻率驅(qū)動的反饋輸入的脈沖來切換。當(dāng)然，可以理解的是， 除了 MOSFET之外，開關(guān)器件26可以是BJT (雙極結(jié)型晶體管)或是IGBT。 實(shí)際上，到驅(qū)動器的輸入的脈沖是來自脈寬調(diào)制器(PWM) 30的輸出28。脈 寬調(diào)制后的輸出的脈沖使得開關(guān)器件26以典型的20kHz的給定速率打開及關(guān) 閉，控制占空比以便確定在電極E與工件W之間流通的電流量。續(xù)流二極管32與焊接操作并聯(lián)連接并且在開關(guān)級26的并聯(lián)扼流圈(或電 感器)34的后面。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，波形生成器36以20kHz的優(yōu)選頻率驅(qū)動 PWM30。以這種方式，PWM30和波形生成器36功能定義了降壓斷路器18a 的控制電路?？梢岳斫獾氖?，操作頻率可以在各種電平設(shè)定在20-100kHz的正 常無線電頻率范圍內(nèi)。降壓斷路器18a根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)斷路器技術(shù)運(yùn)行，利用線路28上的脈沖的占空 比控制加到電極E與工件W之間的電弧的電流。因此，在操作中，DC電流 通過開關(guān)器件26加到電感器34。通過打開和關(guān)閉開關(guān)器件26,可以控制電感 器中的電流以及在電極E與工件W之間的電弧。當(dāng)開關(guān)器件26閉合時(shí)，電流 通過電感器34加到電弧。當(dāng)開關(guān)器件26斷開時(shí)，在感應(yīng)器34中存儲的電流 持續(xù)流過電弧并且通過二極管32。開關(guān)的閉合的重復(fù)速率優(yōu)選地是20KHz, 這允許超快地控制電弧。通過改變開關(guān)器件26的接通時(shí)間與斷開時(shí)間的比值 (即，占空比)，控制加到電極E與工件W之間的電弧的電流。當(dāng)然，可以理解的是，高電流焊接組件的許多其它的變化是可能的。例如， 圖3和圖4表示可選的高電流焊接組件，在大多數(shù)方面是與圖2所示的焊接組 件相似的。如圖3所示，能量存儲元件可包括電池16b,代替電容器16a。并 且如圖4所示，能量存儲元件16c可包括并聯(lián)連接的電容器16a和電池16b來 向焊接輸出提供所需的額外電流。圖5表示本發(fā)明的可選實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例包括連接到充電電路及調(diào)節(jié)器 14的120伏特AC輸入電源12、與充電電路及調(diào)節(jié)器14并聯(lián)連接的能量存儲 元件16,諸如電容器16a和/或電池16b、以及與能量存儲元件16并聯(lián)連接的 普通的前向轉(zhuǎn)換器/逆變器18b,從而該前向轉(zhuǎn)換器/逆變器18b控制電極E與 工件W之間的電流，即焊接輸出。一個(gè)晶體管的前向轉(zhuǎn)換器/逆變器可能是最基本類型的變壓器絕緣的降壓 (buck)轉(zhuǎn)換器。這種配置廣泛用于將直流(DC)電壓轉(zhuǎn)換為另一值的DC
電壓以及逆變器當(dāng)中。逆變器將直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流(AC)。它通常使用 在稱為"前向轉(zhuǎn)換器，，電路的電路中。然而，可以理解的是，對于不同的工業(yè) 場合和不同的技術(shù)人員來講，"前向轉(zhuǎn)換器"電路的名稱可以改變。還可以被稱為"逆變器"、"DC轉(zhuǎn)換器"、"降壓(buck)"、"前饋"及其它。如圖5所示，電源開關(guān)38與變壓器40的初級線圈P串聯(lián)。每次由脈寬調(diào) 制(PWM)控制器30的柵極驅(qū)動信號接通和斷開并控制電源開關(guān)38。轉(zhuǎn)換 器18b的次級側(cè)具有耦合到變壓器40的次級線圈S的前向整流器42、續(xù)流整 流器44以及由輸出扼流圈46和輸出電容器48組成的輸出濾波器。該輸出濾 波器沿著表示為輸入到前向轉(zhuǎn)換器18b的一對輸入導(dǎo)線50、 52從初級側(cè)DC 電源16傳送DC能量到負(fù)載。根據(jù)電源開關(guān)38在變壓器40的次級線圈S中 感應(yīng)的電壓進(jìn)行整流并且平滑，從而在3夸接輸出電容器48的電才及E與工件W 之間生成DCl命出電壓。當(dāng)接通電源開關(guān)38時(shí)，在變壓器40的初級線圈的兩端施加能量存儲元件 16的電壓，并且該電壓被耦合到次級線圈S。次級線圈S的正端變?yōu)檎?，?且接通前向整流器42,續(xù)流整流器44斷開，并且前向電源電流流經(jīng)輸出4厄流 圈46、輸出電容器48以及負(fù)載。當(dāng)電源開關(guān)38斷開時(shí)，次級線圈S的正端變?yōu)樨?fù)。前向整流器42斷開， 并且由于輸出扼流圈46的電源電流必須經(jīng)過續(xù)流整流器44持續(xù)傳送到輸出負(fù) 載，因此必須接通續(xù)流整流器44。波形生成器36以20kHz的優(yōu)選頻率驅(qū)動 PWM30。然而，這個(gè)頻率可以是在20-100kHz的正常無線電頻率范圍內(nèi)的不 同的等級。圖6表示高電流焊接組件的另一實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，高電流AC焊 接組件包括耦合到充電電路及調(diào)節(jié)器14的120伏特AC輸入電源12、與充電 電路及調(diào)節(jié)器14并聯(lián)連接的能量存儲元件16以及與能量存儲元件16并聯(lián)連 接的基本升壓轉(zhuǎn)換器18c，因而升壓轉(zhuǎn)換器18c控制電極E與工件W之間的 電流，即焊接輸出?；旧龎恨D(zhuǎn)換器18c通常不會比降壓轉(zhuǎn)換器復(fù)雜，但是為了逐步升高電壓 而具有不同設(shè)置的部件。操作包括使用開關(guān)電源MOSFET 54作為改變開關(guān)的 占空比來控制輸出電壓的高速開關(guān)。當(dāng)開關(guān)54時(shí)接通，電流從輸入電源流經(jīng)
電感器56和開關(guān)54并且能量被存儲在電感器56的磁場中。電流不流經(jīng)二極 管58,并且通過并聯(lián)連接的電容器60提供負(fù)載電流。隨后，當(dāng)開關(guān)54斷開 時(shí)，通過立即反向它自身的EMF,電感器56抑止電流的任何降低，從而由于 這種升高的電壓這時(shí)從電源流經(jīng)電感器56、開關(guān)54以及負(fù)載，電感器的電壓 增加到(或"升高，，)電源電壓，并對電容器60充電。因此輸出電壓高于輸入 電壓。輸入到驅(qū)動器上的脈沖是PWM30的輸出62。輸出的脈沖使得開關(guān)54以 20kHz的速率開關(guān)和關(guān)閉，通過控制該脈沖的占空比確定被導(dǎo)向電極E和工件 W的電流量。波形生成器36以20kHz的優(yōu)選頻率驅(qū)動PWM 30。然而，這個(gè) 頻率可以是在20-100kHz的正常無線電頻率范圍內(nèi)的不同的等級。對于一些焊接處理，可能需要大于常規(guī)的48伏特。因此，可使用組合電 路。在這個(gè)方面，圖7表示高電流焊接組件的又一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中， 高電流AC焊接組件包括耦合到充電電路及調(diào)節(jié)器14的120伏特AC輸入電 源12、與充電電路及調(diào)節(jié)器14并聯(lián)連接的能量存儲元件16以及用于控制電 極E與工件W之間的電流的組合電路18d。組合電路18d包括與升壓電路18c并聯(lián)連接的降壓斷路器18a。在這個(gè)配 置中，降壓斷路器18a作為"高電流電路，，，而升壓電路18c作為"限流電路，，， 即輸出電流小于IOOA?？蛇x地，升壓電路18c的輸出62可以流經(jīng)對電弧附加 控制的電感器34 (62a)或是直接地連接到負(fù)載(62b)。組合電路18d還包括控制電路64，它典型地包括如上所述的波形生成器 和脈沖寬度調(diào)制器。實(shí)際上，來自控制電路64的輸出66的脈沖使得開關(guān)器件 26以典型的20kHz的給定的速率打開及閉合，通過控制該脈沖的占空比確定 被導(dǎo)向電極E和工件W的電流量。相似地，來自控制電路64的輸出68的脈 沖使得開關(guān)器件54以大約20kHz打開及閉合。然而，操作頻率可以是在 20-100kHz的正常無線電頻率范圍內(nèi)的不同等級。閱讀并理解本發(fā)明的詳細(xì)說明后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地提出對所公開的實(shí) 施例的多種改變和變化。本發(fā)明包括所有這些改變和變化，只要它們落入本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種電弧焊接組件，包括a. 充電電路及調(diào)節(jié)器，耦合到輸入電源；b. 能量存儲元件，與充電電路及調(diào)節(jié)器并聯(lián)連接，用于增大焊接電流輸出，其中該能量存儲元件由充電電路及調(diào)節(jié)器充電；以及c. 焊接輸出控制器，與能量存儲元件并聯(lián)連接，用于控制電極與工件之間的焊接電弧。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該能量存儲元件包括至 少一個(gè)電池。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該能量存儲元件包括至 少一個(gè)電容器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電弧焊接組件，其中，該能量存儲元件包括并 聯(lián)連接的至少一個(gè)電池和至少一個(gè)電容器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電弧焊接組件，其中，該焊接輸出控制器包括 DC降壓斷路器，所述DC降壓斷路器包括脈寬調(diào)制器和波形生成器，該脈寬 調(diào)制器用來至少部分地控制到電極的焊接電流，該波形生成器用來至少部分地 控制脈寬調(diào)制器，該DC降壓斷路器生成一系列電流脈沖，該一系列電流脈沖 構(gòu)成了代表電流波形的焊接周期，該脈寬調(diào)制器控制多個(gè)電流脈沖的電流脈沖 寬度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電弧焊接組件，其中，該波形生成器以20kHz 的頻率驅(qū)動脈寬調(diào)制器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該焊接輸出控制器包括 前向轉(zhuǎn)換器/逆變器，所述前向轉(zhuǎn)換器/逆變器包括變壓器的初級線圈和開關(guān)元 件的串聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路連接到該能量存儲元件以及整流器平滑電路，該 整流器平滑電路根據(jù)開關(guān)元件的開關(guān)操作整流并且平滑在該變壓器的次級線 圈中感應(yīng)的電壓，其中，在開關(guān)元件的接通周期內(nèi)，整流器平滑電路的整流器 元件導(dǎo)電。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該焊接輸出控制器包括升壓轉(zhuǎn)換器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該焊接輸出控制器包括DC降壓斷路器、前向轉(zhuǎn)換器/逆變器以及升壓轉(zhuǎn)換器中的至少一個(gè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該焊接輸出控制器包括 并聯(lián)連接的DC降壓斷路器和升壓轉(zhuǎn)換器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，其中，該輸入電源包括110-120 伏特AC墻壁插座。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電弧焊接組件，還包括輸入塞繩和用于連接 到110-120伏特AC墻壁插座的三叉的插頭。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧焊接組件，還包括輸入塞繩和用于連接到 220-240伏特AC墻壁插座的三叉的插頭。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電弧焊接組件，還包括輸入塞繩和用于連接 到220-240 AC墻壁插座的三叉的插頭。
15. —種在電^l與工件之間形成電弧的方法，包括a. 提供電弧焊接組件，該電弧焊接組件具有耦合到輸入電源的充電電路 及調(diào)節(jié)器、與該充電電路及調(diào)節(jié)器并聯(lián)連接的能量存儲元件、以及與該能量存 儲元件并聯(lián)連接的焊接輸出控制器；b. 利用該充電電路及調(diào)節(jié)器對該能量存儲元件充電；c. 通過該能量存儲元件中的存儲能量增大焊接電流輸出；以及d. 通過該焊接輸出控制器控制電極與工件之間的焊接電弧。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該能量存儲元件包括至少一個(gè) 電池。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該能量存儲元件包括至少一個(gè) 電容器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該能量存儲元件包括并聯(lián)連接 的至少一個(gè)電池和至少一個(gè)電容器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該焊接輸出控制器包括DC降 壓斷路器，所述DC降壓斷路器包括脈寬調(diào)制器和波形生成器，該脈寬調(diào)制器 用來至少部分地控制到電極的焊接電流，該波形生成器用來至少部分地控制該脈寬調(diào)制器，該DC降壓斷路器生成一系列電流脈沖，該一系列電流脈沖構(gòu)成 了代表電流波形的焊接周期，該脈沖度制器控制多個(gè)電流脈沖的電流脈沖寬 度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括利用該波形生成器以20kHz的 頻率驅(qū)動該脈沖寬度調(diào)制器。
21. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該焊接輸出控制器包括前向轉(zhuǎn) 換器/逆變器，所述前向轉(zhuǎn)換器/逆變器包括變壓器的初級線圈和開關(guān)元件的串 聯(lián)電路，所述串聯(lián)電路連接到該能量存儲元件以及整流器平滑電路，該整流器 平滑電根據(jù)該開關(guān)元件的開關(guān)操作整流并且平滑在該變壓器的次級線圈中感 應(yīng)的電壓，其中，在該開關(guān)元件的接通周期內(nèi)，該整流器平滑電路的整流器元 件導(dǎo)電。
22. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該焊接輸出控制器包括升壓轉(zhuǎn) 換器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該焊接輸出控制器包括DC降 壓斷路器、前向轉(zhuǎn)換器/逆變器以及升壓轉(zhuǎn)換器中的至少一個(gè)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該焊接輸出控制器包括并聯(lián)連 接的DC降壓斷路器和升壓轉(zhuǎn)換器。
25. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，該輸入電源包括110-120伏特 AC墻壁插座。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包括輸入塞繩和用于連接到110-120 伏特AC墻壁插座的三叉的插頭。
27. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括輸入塞繩和用于連接到220-240 伏特AC墻壁插座的三叉的插頭。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括輸入塞繩和用于連接到220-240 AC墻壁插座的三叉的插頭。
全文摘要
一種電弧焊接組件，包括耦合到輸入電源的充電電路及調(diào)節(jié)器、與充電電路及調(diào)節(jié)器并聯(lián)連接以增加焊接輸出可用的功率的能量存儲元件以及與能量存儲元件并聯(lián)連接、用于控制電極與工件之間的焊接電弧的焊接輸出控制器。
文檔編號B23K9/09GK101400472SQ200780008291
公開日2009年4月1日 申請日期2007年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者詹姆斯·J.·奧康納 申請人:林肯環(huán)球公司