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用于提供具有熱保護(hù)的輔助和焊接類型電源的方法和設(shè)備與流程

文檔序號(hào):11441761閱讀:216來源:國知局
用于提供具有熱保護(hù)的輔助和焊接類型電源的方法和設(shè)備與流程

發(fā)明領(lǐng)域

本公開一般地涉及具有電力變壓器的焊接類型電源供應(yīng)裝置。更具體地,它涉及用于使用在創(chuàng)建輔助電源中的變壓器。

發(fā)明背景

變壓器通常使用在焊接類型電源供應(yīng)裝置中。在本文中使用時(shí),焊接類型電源供應(yīng)裝置是提供焊接類型輸出的電源供應(yīng)裝置。在本文中使用時(shí),焊接類型輸出是適合于焊接、等離子體切割或感應(yīng)加熱的輸出。焊接類型電源供應(yīng)裝置具有各種各樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。例如,它們可以包括前置調(diào)節(jié)器以提供總線,并且具有將總線轉(zhuǎn)換為期望的電流和電壓的輸出逆變器。前置調(diào)節(jié)器的示例包括升壓式變換器(boosts)、降壓式變換器(bucks)、斬波器等。焊接類型電源供應(yīng)裝置可以具有附加的中間級(jí),并且可以接收市電作為輸入電源,或者包括發(fā)電機(jī)。

許多焊接類型電源供應(yīng)裝置包括輔助電源輸出。這經(jīng)常以120伏特(或其他市政設(shè)施電壓電源)來提供,并且可以通過轉(zhuǎn)變輸入電源得到,或者通過轉(zhuǎn)換器(如逆變器)來自于總線。通過逆變總線得到的輔助電源也通常被轉(zhuǎn)變(以提供期望的120v的交流電)。因此,在提供輔助電源時(shí)常見的是具有輔助電源變壓器。在本文中使用時(shí),輔助電源包括不同于焊接類型電源供應(yīng)裝置的主要電源輸出上提供的電源。

許多焊接類型電源供應(yīng)裝置包括操縱電源供應(yīng)裝置的主焊接類型輸出的焊接電源變壓器。焊接電源變壓器可以變得過熱,并且典型地由一個(gè)風(fēng)扇(或多個(gè)風(fēng)扇)進(jìn)行冷卻。一些現(xiàn)有技術(shù)的焊接類型電源供應(yīng)裝置響應(yīng)于焊接變壓器的溫度,根據(jù)需要開啟和關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇。

輔助電源變壓器經(jīng)常與焊接變壓器由同一風(fēng)扇來進(jìn)行冷卻。然而,現(xiàn)有技術(shù)不會(huì)使用輔助變壓器的溫度來確定應(yīng)該何時(shí)開啟和關(guān)閉所述風(fēng)扇。因此,僅在焊接變壓器變熱時(shí)才提供冷卻。因此,需要一種具有由受控風(fēng)扇響應(yīng)于輔助電源變壓器的溫度進(jìn)行冷卻的輔助電源變壓器的焊接類型電源供應(yīng)裝置。

本發(fā)明的內(nèi)容

根據(jù)公開的第一方面,一種焊接類型電源供應(yīng)裝置包括電源電路和控制器。所述電源電路接收輸入電源并且提供焊接類型電源和輔助電源,并且在控制輸入上受到控制。所述電源電路還包括輔助電源變壓器。溫度響應(yīng)部件被安裝在所述輔助電源變壓器中,并且所述部件提供指示所述輔助電源變壓器中的溫度的溫度信號(hào)。所述控制器具有被連接到所述控制輸入的控制輸出,并且具有被連接以接收所述溫度信號(hào)的溫度控制輸入。熱保護(hù)模塊接收所述溫度控制輸入,并且所述控制輸出響應(yīng)于所述熱保護(hù)模塊。

根據(jù)公開的第二方面,一種保護(hù)焊接類型電源供應(yīng)裝置的方法包括:接收輸入電源并且將它轉(zhuǎn)換為焊接電源,以及控制所述轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)變。所述轉(zhuǎn)換包括用輔助變壓器將電源轉(zhuǎn)變?yōu)檩o助電源。感測(cè)所述輔助變壓器的溫度,并且響應(yīng)于所述感測(cè),所述轉(zhuǎn)變受到控制。

在一個(gè)替換方案中,所述電源電路包括至少冷卻所述輔助電源變壓器的至少一個(gè)風(fēng)扇。所述風(fēng)扇由為所述熱保護(hù)模塊的一部分的風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊開啟和關(guān)閉。

在另一個(gè)替換方案中,所述風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊包括對(duì)應(yīng)于風(fēng)扇關(guān)停溫度的風(fēng)扇關(guān)停設(shè)定值,以及對(duì)應(yīng)于風(fēng)扇啟動(dòng)溫度的風(fēng)扇啟動(dòng)設(shè)定值,并且所述風(fēng)扇關(guān)停溫度小于所述風(fēng)扇啟動(dòng)溫度。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述熱保護(hù)模塊包括輔助電源關(guān)斷模塊。

在各個(gè)實(shí)施例中,所述輔助電源關(guān)斷模塊包括對(duì)應(yīng)于大于所述風(fēng)扇啟動(dòng)溫度的關(guān)斷溫度的關(guān)斷設(shè)定值。

在另一個(gè)實(shí)施例中,所述電源電路包括輔助電源輸出以及響應(yīng)于所述關(guān)斷模塊、與所述輔助電源輸出和所述輔助電源變壓器電連接的繼電器,并且其中所述繼電器響應(yīng)于所述關(guān)斷模塊。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述溫度響應(yīng)部件是熱敏電阻。

在各個(gè)實(shí)施例中,所述輔助電源變壓器包括市電繞組、控制電源繞組,以及在所述市電繞組和所述控制電源繞組之間的繞組分離器,并且所述熱敏電阻被安裝到所述繞組分離器并且在所述繞組分離器下面。

在對(duì)以下附圖、具體實(shí)施方式和所附的權(quán)利要求書進(jìn)行審閱之后,其他原理特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得明顯。

附圖簡述

圖1是焊接類型電源供應(yīng)裝置的框圖;

圖2是變壓器的立體視圖;

圖3是圖2的變壓器的分解視圖;

圖4是圖2和3的二級(jí)組件的立體視圖;

圖5是圖4的二級(jí)組件的分解視圖;

圖6是圖4的繞組的橫截面視圖;

圖7是圖1的控制器的框圖;

圖8是圖1的電源電路的框圖;以及

圖9是圖1的焊接類型電源供應(yīng)裝置的內(nèi)部的頂部視圖。

在詳細(xì)解釋至少一個(gè)實(shí)施例之前,要理解在其應(yīng)用中,發(fā)明不被限制到在下面的說明書中陳述的或者在附圖中示出的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和部件布置。發(fā)明能夠具有其他的實(shí)施例,并且能夠以各種方式被實(shí)踐或者被實(shí)行。同樣,要理解本文中使用的措辭和術(shù)語是為了說明的目的,而不應(yīng)被視為限制性的。同樣的參考編號(hào)被用來表示同樣的部件。

具體的優(yōu)選實(shí)施方式

盡管本公開將參考具體的焊接類型電源供應(yīng)裝置、控制器和變壓器來進(jìn)行說明,但是首先應(yīng)該理解,發(fā)明也可以以其他焊接類型電源供應(yīng)裝置、控制器、變壓器和其他部件來實(shí)施。

一般地,根據(jù)發(fā)明,焊接類型電源供應(yīng)裝置100(圖1)包括電源電路102和控制電路104??梢园ㄆ渌锲?,如發(fā)電機(jī)、送絲器、焊槍、機(jī)器人等。焊接類型電源供應(yīng)裝置100還包括輔助電源輸出模塊106,市電(或其他輔助電源)在輸出107上被提供到所述輔助電源輸出模塊106。在優(yōu)選實(shí)施例中,模塊106為使用者提供120v、60hz的交流電。

電源電路102接收輸入電源,如來自市政設(shè)施或發(fā)電機(jī)的電源,并且在焊接輸出103上提供焊接類型電源。在優(yōu)選實(shí)施例中,電源電路102包括前置調(diào)節(jié)器、高壓分裂總線,以及堆疊式逆變器輸出,如公開為us-2014-0021180-a1的專利申請(qǐng)13/839235中示出的那些,所述專利申請(qǐng)通過引用被并入本文。替換方案提供使用其他的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。電源電路102包括變壓器108,所述變壓器108接收電源并且提供控制和輔助電源。在優(yōu)選實(shí)施例中,到變壓器108的主線路(primary)的輸入是來自如由逆變器調(diào)節(jié)的總線的電源。所述主線路可以可替換地被連接到市政設(shè)施或發(fā)電機(jī)輸入電源。

控制電源在輸出105上被提供到控制器104。控制器104(也稱為控制電路)可以位于一個(gè)或更多個(gè)地點(diǎn)中的一個(gè)或更多個(gè)板上,并且可以包括模擬和數(shù)字部件(包括處理器),并且可以包括軟件??刂齐娐?04被連接在輸出109上以控制電源電路102,并且優(yōu)選地使用pwm控制電源電路102??刂齐娐愤€可以接收對(duì)諸如荷載、總線電壓、輸入類型等的反饋。它還可以接收使用者輸入,如處理選擇、設(shè)定值等。在本文中使用時(shí),控制器包括位于一個(gè)或更多個(gè)板上、用來控制諸如電源供應(yīng)裝置的裝置的數(shù)字和模擬電路、離散或集成電路系統(tǒng)、dsp、微處理器等,以及軟件、硬件和固件。

變壓器108被示出在圖2和3中,并且包括芯201、主繞組203、副繞組205和安裝平臺(tái)207。主繞組203優(yōu)選地被纏繞在線軸211周圍。

副繞組205作為二級(jí)組件400的一部分被更詳細(xì)地示出在圖4和5中。二級(jí)組件400包括控制電源副繞組205、附加的控制電源副繞組402(在優(yōu)選實(shí)施例中,兩個(gè)控制電源繞組被用來提供兩種不同的電壓(24v和36v))、輔助電源副繞組404、線軸406和繞組分離器408。繞組205和402的輸出在線路105上被提供到控制電路104。繞組404的輸出在線路107上被提供到輔助模塊106。

替換方案提供使用一個(gè)控制電源繞組,省略輔助或控制電源繞組,和/或省略繞組分離器,或者改變繞組的順序,從而一個(gè)或兩個(gè)控制繞組在分離器下面,并且輔助電源繞組在分離器上面。同樣,可以包括包括焊接電源繞組的用于其他目的的繞組。

二級(jí)組件400裝配有纏繞在線軸406周圍的繞組404。繞組分離器408被放置在繞組404之上。在本文中使用時(shí),繞組分離器是被形成或確定形狀來分離繞組,并且提供繞組可以被纏繞在其周圍的結(jié)構(gòu)的部分。它不包括帶子。隨后,繞組402被纏繞在繞組分離器408周圍。繞組205被纏繞在繞組402之上(可以使用紙來分離繞組205和402)。繞組分離器408提供絕緣,并且增加繞組404和402之間的爬電距離。同樣,繞組分離器408提供空氣流動(dòng)經(jīng)過繞組205到繞組402。在一些實(shí)施例中,空氣流動(dòng)也被提供到繞組404。替換方案提供不包括針對(duì)空氣流動(dòng)的供給。

熱敏電阻420被安裝在繞組404之上,并且由控制器使用來保護(hù)變壓器108免于過熱。一般地,當(dāng)控制器104確定變壓器108需要冷卻時(shí),基于熱敏電阻420的依賴于溫度的電阻,控制器108命令開啟一個(gè)或更多個(gè)風(fēng)扇。當(dāng)變壓器104不再需要冷卻時(shí),風(fēng)扇被關(guān)閉。如果溫度太高,則輔助輸出被停用,以減少變壓器104的發(fā)熱。替換方案提供使用其他溫度響應(yīng)部件,如熱電偶、數(shù)字溫度傳感器或其他溫度敏感型裝置。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6,示出繞組205和404的橫截面,其中熱敏電阻420被設(shè)置在所述繞組之間。替換方案包括將熱敏電阻定位在別處,如在主線路附近、在輔助電源繞組下面、在控制繞組之間、在芯上等。

圖7是涉及保護(hù)變壓器的控制器104的一部分的框圖,包括熱保護(hù)模塊702、風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊704和輔助電源關(guān)斷模塊706。在本文中使用時(shí),模塊包括配合來執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)任務(wù)的軟件和/或硬件,并且可以包括數(shù)字命令、電源電路系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)硬件等。在本文中使用時(shí),熱保護(hù)模塊是為焊接類型電源供應(yīng)裝置的至少一部分提供熱保護(hù)的模塊。在本文中使用時(shí),風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊是致使風(fēng)扇被啟動(dòng)或關(guān)閉的模塊。在本文中使用時(shí),輔助電源關(guān)斷模塊是致使輔助電源(或其一部分)被關(guān)斷的模塊,從而它對(duì)于使用者而言是不可用的。

控制器104從熱敏電阻420接收溫度信號(hào),并且將它提供給熱保護(hù)模塊702。熱保護(hù)模塊702包括具有使熱敏電阻420的電阻與溫度相關(guān)的精密電阻器(和熱敏電阻420)的分壓器。溫度信號(hào)被提供給風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊704和輔助電源關(guān)斷模塊706。

當(dāng)溫度上升高于風(fēng)扇啟動(dòng)設(shè)定值時(shí),風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊704開啟風(fēng)扇515(參見圖9),因?yàn)榭刂戚敵鲰憫?yīng)于熱保護(hù)模塊702??刂戚敵鎏峁﹑wm控制和熱保護(hù)控制兩者,并且優(yōu)選地由多束導(dǎo)線構(gòu)成。當(dāng)溫度下降低于風(fēng)扇關(guān)停設(shè)定值時(shí),風(fēng)扇啟動(dòng)/關(guān)停模塊704使用風(fēng)扇關(guān)停信號(hào)515關(guān)閉風(fēng)扇。優(yōu)選地,風(fēng)扇啟動(dòng)設(shè)定值高于風(fēng)扇停用設(shè)定值,以防止風(fēng)扇515的短周期循環(huán)。

當(dāng)溫度上升高于關(guān)斷設(shè)定值時(shí),輔助電源關(guān)斷模塊706關(guān)斷輔助電源輸出。優(yōu)選地,關(guān)斷設(shè)定值高于風(fēng)扇啟動(dòng)設(shè)定值。優(yōu)選實(shí)施例提供關(guān)閉為輔助電源輸出電路的繼電器802(參見圖8)。替換方案提供使用電子開關(guān)(fet等)來代替繼電器802,與繼電器802一起使用,或者在其他位置使用,以切斷輔助電源。

圖9是焊接類型電源供應(yīng)裝置100的內(nèi)部的頂部視圖,并且示出由側(cè)邊501、503、505、507、509和511限定的風(fēng)道(windtunnel)。風(fēng)扇515連同其他部件一起冷卻hf焊接變壓器513和輔助變壓器514。替換方案提供使用兩個(gè)或更多個(gè)風(fēng)扇。

可以對(duì)本公開進(jìn)行許多修改,而所述修改仍落在本公開的預(yù)期范圍之內(nèi)。因此,應(yīng)該明顯的是已經(jīng)提供了具有針對(duì)輔助電源的熱保護(hù)的用于提供焊接和輔助電源的方法和設(shè)備,所述方法和設(shè)備完全滿足上文陳述的目的和優(yōu)點(diǎn)。盡管公開已經(jīng)描述了所述公開的具體的實(shí)施例,顯而易見的是,許多替換方案、修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。因此,發(fā)明旨在涵蓋落在所附的權(quán)利要求書的精神和寬的范圍之內(nèi)的所有這樣的替換方案、修改和變化。

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