包括引擎發(fā)電機和電池的電弧焊接系統(tǒng);在這樣的電弧焊接系統(tǒng)中控制電池再充電的方法
【專利說明】包括弓I擎發(fā)電機和電池的電弧焊接系統(tǒng)；在這樣的電弧焊接系統(tǒng)中控制電池再充電的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用:在此要求2012年11月13日遞交的美國臨時專利申請序列號61/725，667的權(quán)益，并且公開的內(nèi)容通過引用被并入本文。
_2]發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及具有用于將電功率供應(yīng)到焊機的發(fā)電機和電池組二者的混合供電的電弧焊機。
[0004]相關(guān)技木i兌明
[0005]混合供電的電弧焊機可以包括將電功率供應(yīng)到焊機的電池組。焊機可以單獨地由電池組、單獨地由發(fā)電機或者通過發(fā)電機和電池組同時(例如，用于峰修整)供電。除了具有焊接電源和控制電路以及引擎發(fā)電機控制電路之外，混合供電的電弧焊機包括電池充電電路，所述電池充電電路用于從由發(fā)電機供應(yīng)的電功率對電池組充電。充電電路增加了焊機的成本和復(fù)雜性。最小化混合焊機中對電池組充電的專用的電路的量將是合乎期望的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1的電弧焊接系統(tǒng)或者根據(jù)權(quán)利要求12的方法來解決該問題。優(yōu)選的實施方案在從屬權(quán)利要求中被公開。如果控制的步驟包括在電池再充電期間基于電池電壓和電池電流中的至少一個來自動地調(diào)整流過場繞組的電流的水平，則根據(jù)權(quán)利要求12的方法是特別優(yōu)選的。如果進一步包括通過場控制器監(jiān)測環(huán)境溫度的步驟，其中場控制器基于環(huán)境溫度選擇對應(yīng)于電池的第一再充電率的第一場電流水平和對應(yīng)于電池的第二再充電率的第二場電流水平中的所述一個，和/或如果進一步包括通過場控制器監(jiān)測電池溫度的步驟，其中場控制器基于電池溫度選擇對應(yīng)于電池的第一再充電率的第一場電流水平和對應(yīng)于電池的第二再充電率的第二場電流水平中的所述一個，則根據(jù)權(quán)利要求13的方法是特別優(yōu)選的。下面的總結(jié)呈現(xiàn)一種簡化的總結(jié)，以提供對本文所討論的系統(tǒng)和方法的一些方面的基本理解。該總結(jié)不是本文所討論的系統(tǒng)和方法的廣泛綜述。這并不意圖來確定關(guān)鍵的元素或描繪這樣的系統(tǒng)和方法的范圍。它唯一的目的是以簡化的形式呈現(xiàn)一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細的說明的前奏。
[0007]本發(fā)明的示例性方面和實施方案在下面被總結(jié)。將理解的是，示例性方面和/或?qū)嵤┓桨缚梢苑珠_地或以彼此組合的方式被提供。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供的是一種包括開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器的焊接電源供應(yīng)器。焊接電極被可操作地連接到所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器，以接收來自所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器的電能并且從所述電弧焊接系統(tǒng)產(chǎn)生電弧。引擎發(fā)電機被可操作地連接到所述焊接電源供應(yīng)器，以將電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器用于產(chǎn)生所述電弧。所述引擎發(fā)電機包括多個用于將所述電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器的電樞繞組，以及場繞組。電池被可操作地連接到所述焊接電源供應(yīng)器，以同時將進一步的電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器用于產(chǎn)生所述電弧，并且通過所述焊接電源供應(yīng)器接收來自所述引擎發(fā)電機的電能來對所述電池再充電。傳感器被配置來感測電池電壓和電池電流中的至少一個并且在電池再充電期間輸出對應(yīng)于電池電壓和電池電流中的所述至少一個的一信號。場控制器被可操作地連接到所述引擎發(fā)電機的所述場繞組以及所述傳感器。所述場控制器被配置來接收來自所述傳感器的所述信號并且基于來自所述傳感器的所述信號在所述電池再充電期間自動地調(diào)整流過所述場繞組的電流的水平。
[0009]在某些實施方案中，所述場控制器將脈沖調(diào)制信號提供到所述場繞組來控制流過所述場繞組的所述電流的水平。在某些實施方案中，所述傳感器被配置來感測電池電流，并且所述場控制器被配置來確定所述電池正在從所述電池電流的流動方向再充電。在某些實施方案中，所述場控制器被配置來基于第一場電流水平和第二場電流水平中的一個在所述電池再充電期間控制流過所述場繞組的所述電流的水平，所述第一場電流水平對應(yīng)于所述電池的第一再充電率，所述第二場電流水平對應(yīng)于所述電池的第二再充電率，其中所述第一場電流水平大于所述第二場電流水平并且所述第一再充電率快于所述第二再充電率。在進一步的實施方案中，所述第一再充電率和所述第二再充電率是使用者可選擇的再充電率。在進一步的實施方案中，在焊接期間所述第一再充電率超過所述電池的放電率。在進一步的實施方案中，在焊接期間所述第二再充電率近似等于所述電池的放電率。在進一步的實施方案中，所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器包括整流器、開關(guān)電路以及連接所述整流器和所述開關(guān)電路的DC母線，其中所述電池被連接到所述DC母線，并且歸因于以所述第一場電流水平通過所述場繞組的所述電樞繞組的激勵的所述DC母線的電壓水平大于歸因于以所述第二場電流水平通過所述場繞組的所述電樞繞組的激勵的所述DC母線的所述電壓水平。在進一步的實施方案中，所述電弧焊接系統(tǒng)包括溫度傳感器，所述溫度傳感器被可操作地連接到所述場控制器來將溫度信號提供到所述場控制器，其中所述場控制器被配置來基于所述溫度信號自動地選擇所述第一場電流水平和所述第二場電流水平中的一個，所述第一場電流水平對應(yīng)于所述電池的所述第一再充電率，所述第二場電流水平對應(yīng)于所述電池的所述第二再充電率，并且基于所述第一場電流水平和所述第二場電流水平中的所選擇的一個在所述電池再充電期間控制流過所述場繞組的所述電流的水平。在又進一步的實施方案中，所述場控制器儲存溫度閾值并且將所述溫度信號與所述溫度閾值相比較，并且基于所述溫度信號與所述溫度閾值相比較的結(jié)果自動地選擇所述第一場電流水平和所述第二場電流水平中的所述一個。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供的是一種包括開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器的焊接電源供應(yīng)器。焊接電極被可操作地連接到所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器，以接收來自所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器的電能并且從所述電弧焊接系統(tǒng)產(chǎn)生電弧。引擎發(fā)電機被可操作地連接到所述焊接電源供應(yīng)器，以將電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器用于產(chǎn)生所述電弧。所述引擎發(fā)電機包括多個用于將所述電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器的電樞繞組，以及場繞組。電池被可操作地連接到所述焊接電源供應(yīng)器，以同時將進一步的電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器用于產(chǎn)生所述電弧，并且通過所述焊接電源供應(yīng)器接收來自所述引擎發(fā)電機的電能來對所述電池再充電。傳感器被配置來感測電池電壓和電池電流中的至少一個并且在電池再充電期間輸出對應(yīng)于電池電壓和電池電流中的所述至少一個的一信號。場控制器被可操作地連接到所述引擎發(fā)電機的所述場繞組以及所述傳感器。所述場控制器被配置來接收來自所述傳感器的所述信號并且基于來自所述傳感器的所述信號在所述電池再充電期間控制流過所述場繞組的電流的水平，其中所述場控制器被配置來在所述電池再充電期間將流過所述場繞組的所述電流的水平控制到第一場電流水平和第二場電流水平中的一個，所述第一場電流水平對應(yīng)于所述電池的第一再充電率，所述第二場電流水平對應(yīng)于所述電池的第二再充電率。所述第一場電流水平大于所述第二場電流水平并且所述第一再充電率快于所述第二再充電率。
[0011]在某些實施方案中，所述場控制器將脈沖調(diào)制信號提供到所述場繞組來控制流過所述場繞組的所述電流的水平。在某些實施方案中，所述傳感器被配置來感測電池電流，并且所述場控制器被配置來確定所述電池正在從所述電池電流的流動方向再充電。在某些實施方案中，所述第一再充電率和所述第二再充電率是使用者可選擇的再充電率。在某些實施方案中，在焊接期間所述第一再充電率超過所述電池的放電率。在某些實施方案中，在焊接期間所述第二再充電率近似等于所述電池的放電率。在某些實施方案中，所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器包括整流器、開關(guān)電路以及連接所述整流器和所述開關(guān)電路的DC母線，其中所述電池被連接到所述DC母線，并且歸因于以所述第一場電流水平通過所述場繞組的所述電樞繞組的激勵的所述DC母線的電壓水平大于歸因于以所述第二場電流水平通過所述場繞組的所述電樞繞組的激勵的所述DC母線的所述電壓水平。在某些實施方案中，所述電弧焊接系統(tǒng)進一步包括溫度傳感器，所述溫度傳感器被可操作地連接到所述場控制器來將溫度信號提供到所述場控制器，其中所述場控制器被配置來基于所述溫度信號自動地選擇所述第一場電流水平和所述第二場電流水平中的一個，所述第一場電流水平對應(yīng)于所述電池的所述第一再充電率，所述第二場電流水平對應(yīng)于所述電池的所述第二再充電率，并且基于所述第一場電流水平和所述第二場電流水平中的所選擇的一個在所述電池再充電期間控制流過所述場繞組的所述電流的水平。在進一步的實施方案中，所述場控制器儲存溫度閾值并且將所述溫度信號與所述溫度閾值相比較，并且基于所述溫度信號與所述溫度閾值相比較的結(jié)果自動地選擇所述第一場電流水平和所述第二場電流水平中的所述一個。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供的是一種在混合供電的電弧焊接系統(tǒng)中控制電池再充電的方法。所述方法包括提供所述電弧焊接系統(tǒng)的步驟。所述電弧焊接系統(tǒng)包括:焊接電源供應(yīng)器，所述焊接電源供應(yīng)器包括開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器；焊接電極，所述焊接電極被可操作地連接到所述開關(guān)式電源轉(zhuǎn)換器；引擎發(fā)電機，所述引擎發(fā)電機被可操作地連接到所述焊接電源供應(yīng)器，所述引擎發(fā)電機包括多個電樞繞組，以及場繞組；電池，所述電池被可操作地連接到所述焊接電源供應(yīng)器；以及場控制器，所述場控制器被可操作地連接到所述場繞組。所述方法包括在焊接操作期間由所述引擎發(fā)電機和所述電池二者同時將電能供應(yīng)到所述焊接電源供應(yīng)器的步驟。所述電池由所述引擎發(fā)電機通過所述焊接電源供應(yīng)器來再充電。在所述再充電期間所述場控制器監(jiān)測所述電池的電池電壓和電池電流中的至少一個。所述方法包括在所述再充電期間由所述場控制器基于所述電池電壓和所述電池電流中的所述至少一個控制流過所述場繞組的電流的水平的步驟。
[0013]在某些實施方案中，控制的步驟包括在電池再充電期間基于電池電壓和電池電流中的