[发明专利]短路检测系统和方法

说明书

提供了一种恒定电压(CV)焊接工序的电源。该电源包括控制器，该控制器被配置成在CV焊接工序中检测短路的发生，并且基于周期性计算的电压误差和第一增益而增加焊接电流以消除短路事件。所述控制器还可用于检测短路状况是否已被消除。如果短路状况未被消除，那么所述控制器基于周期性计算的电压误差和高于第一增益的第二增益增加焊接电流。

本申请是申请日为2010年1月28日、国际申请号为PCT/US2010/022336、国家申请号为201080017110.9、发明名称为“短路检测系统和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请为2009年3月3日递交的名称为“惰性气体保护金属极电弧焊方法和设备(Method and Apparatus for MIG Welding)”的美国临时专利申请号为61/157,007的非临时专利申请，该美国临时专利申请通过引用并入本申请。

技术领域

本发明总体涉及焊接电源，并且更特别地，涉及恒定电压焊接工序电源。

背景技术

焊接是一种在各种行业和应用中变得越来越普遍存在的工序。虽然这种工序在某些情况下可以自动化，但是手工焊接操作继续存在于大量的应用中，其经常依靠使用控制回路(control loops)来调节焊接工序。例如，许多的恒定电压(CV)焊接工序依靠标准的恒定电压(CV)控制回路以调节使用自保护药芯焊丝的工序。尽管该控制回路对于多种这些金属丝可以很好地运作，但是它们对于其他金属丝会效率低下(例如，大直径的金属丝或含有大量镍的金属丝)。此外，这种标准的控制回路可能会在需要长的次级导线(secondaryleads)连接到焊接电源的输出端的应用中产生不足，例如含有大量机械或结构型钢组件的构件区域(construction zones)。因此，需要适于用于各种导线尺寸和工业应用的改善的控制回路。

发明内容

在一个示例性实施例中，恒定电压(CV)焊接工序电源包括控制器。该控制器用于在CV焊接工序中检测短路事件的发生，并且基于周期性计算的电压误差和第一增益(firstgain)而增加焊接电流。所述控制器还可用于检测短路状况是否已被清除。如果短路事件未被清除，那么该控制器基于周期性计算的电压误差和高于第一增益的第二增益来增加焊接电流。

在第二实施例中，CV焊接工序电源包括电流传感器，其可通过焊接应用的电源来感应焊接电源提供给焊接应用的电流；以及电压传感器，该电压传感器可用于感应焊接电源的电压。所述电源还包括短路检测电路，其至少连接到电压传感器上，并被配置成在焊接电源中检测短路。另外，该电源包括控制电路，其可用于确定电压误差，以及在两个或更多个逐渐加强的(progressively aggressive)短路清除阶段内增加焊接电源的电流，其中所述电流基于在每个短路清除阶段中的电压误差和递增的增益而被增加。

在第三实施例中，CV焊接工序电源包括电流传感器，其被配置成感应由电源提供给焊接应用的焊接电源的电流，电压传感器，该电压传感器被配置成感应焊接电源的电压，以及短路检测电路。其被至少被连接到电压传感器上，并且被配置成在焊接电源中检测短路。所述电源还包括控制电路，该控制电路被配置成基于感应电压与期望电压之间的差以及第一增益来增加焊接电流；被配置在基于第一增益开始增加焊接电流之后，在第一预定时间期间不考虑电压反馈而操作，被配置成如果短路事件未被消除，那么基于感应到的电压与所需电压之间的差和高于第一增益的第二增益增加焊接电流，并且在基于第二增益增加焊接电流之后，在第二预定时间期间不考虑电压反馈而操作。

附图说明

当参考附图阅读下述详细描述后，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更加容易理解，在所有附图中相同的标记代表相同的部件，其中：

根据本发明，图1是包括控制器的示例性焊接电源的透视图；

根据本发明，图2是描述了与图1的电源相关的示例性电路图的框图；