本申請要求2014年4月7日提交的題為“用于確定電力電纜的電感的系統(tǒng)和方法”且序列號為61/976,284的美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文以用于所有目的。

背景技術(shù)：

本發(fā)明一般涉及焊接系統(tǒng)且更特別地涉及確定一個或多個電力電纜，如在電源和焊接裝置之間的電力電纜的電感。

焊接系統(tǒng)支持多種工藝，如金屬惰性氣體(MIG)焊接、鎢惰性氣體(TIG)焊接、粘結(jié)焊等，其可在不同模式中，如恒定電流或恒定電壓下進(jìn)行操作。某種焊接應(yīng)用，如鍋爐保養(yǎng)和修理、造船廠工作、建筑等可在與焊接電源相距大距離處定位焊接位置或工件。

電力電纜將輸出電力從焊接電源供給至焊接應(yīng)用。MIG焊接的高級形式基于脈沖電力的生成以將焊絲熔敷在工件上。然而，電力電纜可被布置在焊接電源和焊接應(yīng)用之間，從而使電力電纜的電感可能影響焊接應(yīng)用的定時或幅度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下面總結(jié)了與原本要求保護(hù)的發(fā)明的范圍相稱的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例并不旨在限制所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍，相反地，這些實(shí)施例僅旨在提供對本發(fā)明的可能形式的簡要概述。實(shí)際上，本發(fā)明可包括可類似于或不同于下面所闡述的實(shí)施例的各種形式。

在一個實(shí)施例中，一種焊接系統(tǒng)監(jiān)控從電源提供至裝置的電力輸出的變化以確定在電源和裝置之間的電力電纜的電感。裝置可至少部分地基于在裝置的電流需量的變化后在至裝置的電壓中的閾值變化的延遲、在初始化信號后在裝置的電流需量的變化的初始化中的延遲、由裝置消耗的電流的變化速率或至裝置的電壓與裝置消耗的電流的相對比較或其任意組合確定電力電纜的電感。如果電力電纜的電感大于閾值電感，裝置則可向用戶發(fā)出信號。在電力電纜的電感大于閾值電感時，裝置可禁用與電源的操作。用戶可調(diào)整電力電纜的布置和/或替換電力電纜以影響電力電纜的電感。如果電力電纜的電感小于閾值電感，裝置則可啟用與電源的操作。在焊接系統(tǒng)的空轉(zhuǎn)期間，裝置可在各種時間確定電力電纜的電感。例如，裝置可在焊接系統(tǒng)開啟時、在焊接系統(tǒng)操作期間定期地和/或在焊接系統(tǒng)操作期間以隨機(jī)的間隔確定電力電纜的電感。

附圖說明

當(dāng)參照附圖閱讀下列具體實(shí)施方案時將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特性、方面和優(yōu)點(diǎn)，在所有附圖中相同的字符表示相同的部件，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的方面具有焊接電源和先進(jìn)工藝送絲器的焊接系統(tǒng)的方框圖；

圖2為圖1所示的先進(jìn)工藝送絲器的一個實(shí)施例的方框圖；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的方面的先進(jìn)工藝送絲器的前透視圖；

圖4為圖3所示的先進(jìn)工藝送絲器的一個實(shí)施例的俯視圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的方面的采用電力轉(zhuǎn)換電路、中繼電路、感測電路和送絲組件的先進(jìn)工藝送絲器的一個實(shí)施例的方框圖；

圖6為圖5所示的中繼電路的一個實(shí)施例的示意圖；

圖7為使用先進(jìn)工藝送絲器產(chǎn)生受控波形輸出的工藝的一個實(shí)施例的流程圖；

圖8為用于感測被供給至先進(jìn)工藝送絲器的輸入電力的極性的工藝的一個實(shí)施例的流程圖；

圖9A為用于致動先進(jìn)工藝送絲器的中繼電路的工藝的一個實(shí)施例的流程圖的第一部分；

圖9B為用于致動先進(jìn)工藝送絲器的中繼電路的工藝的圖9A所示的流程圖的第二部分；

圖10為用于調(diào)整先進(jìn)工藝送絲器的電力轉(zhuǎn)換電路的工藝的一個實(shí)施例的流程圖；

圖11為總線電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流與時間的關(guān)系圖；

圖12為總線電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流與時間的另一關(guān)系圖；

圖13為在上電或?qū)⒉考B接至焊接電源期間用于控制電力至焊接部件，如送絲器或懸吊裝置的施加的示例性電路的圖；

圖14為用于控制至焊接懸吊裝置的涌入電流的示例性電路的稍微更詳細(xì)的圖；

圖15為用于控制至焊絲饋送器的涌入電流的示例性電路的類似的詳圖；

圖16為具有將裝置聯(lián)接至電源的電力電纜的焊接系統(tǒng)的一個實(shí)施例；

圖17為輸入電壓和輸入電流與時間的關(guān)系圖，其中通過電力電纜將輸入電壓和輸入電流提供至裝置；以及

圖18為用于確定在電源和焊接系統(tǒng)的裝置之間的電力電纜的電感的方法的一個實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將描述本發(fā)明的一個或多個特定實(shí)施例。為了努力提供對這些實(shí)施例的簡要描述，可能未在說明中描述實(shí)際的實(shí)施方式的所有特性。應(yīng)理解的是，在任何這種實(shí)際的實(shí)施方式的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須做出許多實(shí)施方式特定的決策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，如符合與系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)的約束，其可能會根據(jù)實(shí)施方式不同而發(fā)生變化。此外，應(yīng)理解的是，這種開發(fā)上的努力可能是復(fù)雜且耗時的，但盡管如此，對于受益于本發(fā)明的普通技術(shù)人員來說其仍是進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作和制造的日常工作。

當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“所述”和“該”均旨在表示具有元件中的一個或多個。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”旨在是包容性的且表示可能有除了所列元件以外的額外元件。

焊接系統(tǒng)包括電源，其沿電力電纜將電力輸出提供至一個或多個裝置。被聯(lián)接至電源的裝置可包括但不限于送絲器、先進(jìn)工藝送絲器、感應(yīng)加熱器、等離子切割器、發(fā)電機(jī)或其任何組合。電力電纜的電感可使至裝置的電流輸入延遲，從而影響使從電源提供的電力輸出可用于該裝置的時間。如下面詳細(xì)討論的，裝置(例如，先進(jìn)工藝送絲器)可減少或消除電力電纜的電感對裝置的輸出的影響。例如，裝置可利用儲電電路(例如，總線電容器、電池)啟用裝置以當(dāng)源于裝置的輸出電力不同于從電源接收的輸入電力時在一段時間提供所需的輸出。下面圖1-15描述了具有經(jīng)電力電纜24被聯(lián)接至電源12的先進(jìn)工藝送絲器20的焊接系統(tǒng)10的實(shí)施例。先進(jìn)工藝送絲器20可減少或消除電力電纜24的電感可能對被聯(lián)接至焊接系統(tǒng)10的焊炬14的焊接輸出所產(chǎn)生的影響。下面圖16-18描述了具有可確定電力電纜24的電感的裝置310的焊接系統(tǒng)10的實(shí)施例。裝置310可將電力電纜24的電感與閾值電感進(jìn)行比較且可當(dāng)所確定的電感大于閾值電感時向用戶提供信號。裝置310的控制電路可當(dāng)確定的電力電纜24的電感大于閾值電感時禁用裝置310的操作，從而保護(hù)裝置310的電路部件和/或保持源于裝置310所需質(zhì)量的輸出。如可以理解的，裝置310可包括但不限于先進(jìn)工藝送絲器20。

盡管在本文中被描述成確定電力電纜24的電感且基于確定的電感在裝置310的操作中實(shí)現(xiàn)變化，但在其他實(shí)施例中，可確定指示焊接系統(tǒng)10中的延遲的某個其他參數(shù)且可基于這個其他參數(shù)實(shí)現(xiàn)在裝置310操作中的變化。換句話說，在一些實(shí)施例中，由裝置310的控制電路確定的指示延遲的參數(shù)可類似于電力電纜24中的電感，而在其他實(shí)施例中該參數(shù)可能僅與電力電纜24中的電感具有某種關(guān)系。例如，在某些實(shí)施例中，在確定的指示延遲的參數(shù)和電力電纜24的電感之間可能有直接關(guān)系(例如，1：1的關(guān)系)，而在其他實(shí)施例中，電力電纜24的電感可能僅是影響指示延遲的參數(shù)的一個因素。然而，在一般情況下，在焊接系統(tǒng)10中指示延遲的參數(shù)可能至少是部分受電力電纜24的電感影響的，或至少通常在焊接系統(tǒng)10中的電感中。

圖1為給焊接應(yīng)用供電的焊接系統(tǒng)10的一個實(shí)施例的方框圖。如所示的，焊接系統(tǒng)10包括焊接電源12和聯(lián)接的焊炬14。焊接電源12將輸入電力供給至焊炬14。焊炬14可以是基于所需的焊接應(yīng)用被配置成進(jìn)行粘結(jié)焊、鎢惰性氣體(TIG)焊接或氣體金屬電弧焊接(GMAW)的焊炬。在一些實(shí)施例中，焊接電源12將輸入電力供給至被聯(lián)接至被配置用于粘結(jié)焊或TIG焊接的焊炬14的懸吊裝置16。如果有的話，操作員則為粘結(jié)焊或TIG焊接供給填充金屬。懸吊裝置16可被配置成控制電源12和/或?qū)⒑附訁?shù)通知操作員。在其他實(shí)施例中，焊接電源12將輸入電力供給至標(biāo)準(zhǔn)送絲器18。標(biāo)準(zhǔn)送絲器18將輸入電力和填充金屬供給至被配置成用于GMAW焊接或藥芯電弧焊(FCAW)的焊炬14。在一些實(shí)施例中，焊接電源12將輸入電力供給至先進(jìn)工藝送絲器20。先進(jìn)工藝送絲器20被配置成將焊接電源12的輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。在一些實(shí)施例中，先進(jìn)工藝送絲器20的焊接輸出可以是受控的波形焊接輸出。受控的波形焊接輸出包括適于脈沖焊接工藝或短路焊接工藝的焊接輸出。

焊接電源12被聯(lián)接至交流電(AC)源22，如供給主電力的電網(wǎng)或發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)。焊接電源12可將主電力處理成經(jīng)電力電纜24被供給至焊炬14的輸入電力。在一些實(shí)施例中，電力電纜24包括第一端子26和第二端子28，其中一個端子具有正極性且另一個具有負(fù)極性。電力轉(zhuǎn)換電路30將AC電轉(zhuǎn)換成輸入電力以作用直流電(DC)或AC。電力轉(zhuǎn)換電路30可包括電路元件，如變壓器、開關(guān)、升壓轉(zhuǎn)換器、逆變器等等，其能夠按焊接系統(tǒng)12的需要轉(zhuǎn)換電力。在一些實(shí)施例中，電力轉(zhuǎn)換電路30被配置成將主電力轉(zhuǎn)換成大約為80V的DC輸入電力以供給懸吊裝置16、標(biāo)準(zhǔn)送絲器18或先進(jìn)工藝送絲器20。輸入電力可約為50至120V的DC。

焊接電源12包括控制電路32和操作員接口34?？刂齐娐?2控制焊接電源12的操作且可從操作員接口34接收輸入，通過該操作員接口34，操作員可選擇焊接工藝(例如，粘結(jié)焊、TIG、MIG)并輸入所述輸入電力的所需參數(shù)(例如，電壓、電流、特定脈沖或非脈沖焊接方法等)。控制電路32可被配置成接收和處理關(guān)于系統(tǒng)12的性能和需求的多個輸入。控制電路32可包括易失性或非易失性存儲器，如ROM、RAM、磁存儲器、光存儲器或它們的組合。此外，各種控制參數(shù)可與被配置成在操作期間提供特定輸出(例如，反極性、預(yù)充電電容器、啟用氣體流等)的代碼一起被存儲在存儲器中。

焊接電源12可包括極性反轉(zhuǎn)電路36和被聯(lián)接至控制電路32的通信電路38。當(dāng)由控制電路32指引時，極性反轉(zhuǎn)電路36將第一和第二端子26、28的極性進(jìn)行反轉(zhuǎn)。例如，一些焊接工藝，如TIG焊接可當(dāng)電極具有負(fù)極性(被稱為DC正接(DCEN))時啟用所需的焊接。例如，一些焊接工藝，如TIG焊接可當(dāng)電極具有正極性(被稱為DC反接(DCEP))時啟用所需的焊接。當(dāng)在TIG焊接工藝和GMAW焊接工藝之間進(jìn)行切換時，極性反轉(zhuǎn)電路36可被配置成將極性從DCEN反轉(zhuǎn)成DCEP。操作員可手動進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)或控制電路32可響應(yīng)于通過通信電路38接收的信號指引極性反轉(zhuǎn)電路36進(jìn)行極性反轉(zhuǎn)。通信電路38被配置成與焊炬14、懸吊裝置16、標(biāo)準(zhǔn)送絲器18、先進(jìn)工藝送絲器20和/或被聯(lián)接至電力電纜24的其他裝置進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，通信電路38被配置成通過被用于供給輸入電力的焊接電力電纜24發(fā)送和接收命令和/或反饋信號。在其他實(shí)施例中，通信電路38被配置成與另一裝置進(jìn)行無線通信。

包括懸吊裝置16、標(biāo)準(zhǔn)送絲器18和先進(jìn)工藝送絲器20的裝置通過被配置成與電力電纜24的第一和第二端子26、28進(jìn)行聯(lián)接的輸入端子40接收輸入電力。在一些實(shí)施例中，第一端子26被配置成與輸入端子40進(jìn)行連接且第二端子28被配置成與被聯(lián)接至工件44的夾具42進(jìn)行連接。在一些實(shí)施例中，輸入端子40具有被配置成聯(lián)接至具有相同極性的各個第一和第二端子26、28的具有限定極性的輸入連接，且夾具42聯(lián)接至懸吊裝置16或送絲器18。先進(jìn)工藝送絲器20被配置成用輸入端子40聯(lián)接至第一和第二端子26、28，且夾具42被聯(lián)接至先進(jìn)工藝送絲器20。

對于一些焊接工藝(例如，TIG、GMAW)而言，在焊接期間利用了保護(hù)氣體。在一些實(shí)施例中，如在虛線中所示，焊接電源12包括一個或多個氣體控制閥46，其被配置成控制源于氣源48的氣體流。氣體控制閥46可通過控制電路32進(jìn)行控制。焊接電源12可被聯(lián)接至一個或多個氣源48，這是因?yàn)橐恍┖附庸に嚳衫帽舜瞬幌嗤谋Ｗo(hù)氣體。在一些實(shí)施例中，焊接電源12被配置成經(jīng)組合的輸入電纜50向氣體供給輸入電力。在其他實(shí)施例中，氣體控制閥46和氣源48可與焊接電源12相分離。例如，氣體控制閥46可被設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)或先進(jìn)送絲器18、20內(nèi)。在圖1中所示的標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)送絲器18、20被聯(lián)接至GMAW焊炬52，其被配置成將氣體和焊絲54供給至焊接應(yīng)用。

圖2示出用于將輸入電力轉(zhuǎn)換成受控波形焊接輸出的先進(jìn)工藝送絲器20的一個實(shí)施例的方框圖。先進(jìn)工藝送絲器20通過被聯(lián)接至加工電路56的輸入端子40從焊接電源接收輸入電力。在一些實(shí)施例中，先進(jìn)工藝送絲器20可用長電力電纜從焊接電源進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。加工電路56可包括電路，如中繼電路、電壓和電流感測電路、儲電電路等，其能夠感測和控制通過先進(jìn)工藝送絲器20接收的輸入電力。加工電路56將輸入電力傳輸至電力轉(zhuǎn)換電路58。

電力轉(zhuǎn)換電路58被配置成將源于焊接電源的輸入電力轉(zhuǎn)換成適于進(jìn)行焊接應(yīng)用的焊接輸出。電力轉(zhuǎn)換電路58可包括電路元件，如升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器、內(nèi)部總線、總線電容器、電壓和電流傳感器等，其能夠?qū)⑤斎腚娏D(zhuǎn)換成焊接輸出。在一些實(shí)施例中，通過先進(jìn)工藝送絲器20接收的輸入電力是在約20V和120V之間、約40V和100V之間或約60V和80V之間的DC電壓。如參照輸入電力使用的，術(shù)語“大約”可表示在5伏之內(nèi)或在所需電壓的10％之內(nèi)。電力轉(zhuǎn)換電路58可被配置成將輸入電力轉(zhuǎn)換成受控波形焊接輸出，如脈沖焊接工藝或短路焊接工藝(例如，調(diào)節(jié)金屬熔敷(RMD^TM))。被設(shè)置在先進(jìn)工藝送絲器20內(nèi)的電力轉(zhuǎn)換電路58供給用于焊接應(yīng)用的受控波形焊接輸出，而不會造成源于在焊接電源和先進(jìn)工藝送絲器20之間的電力電纜的衰減。這增加了被供給至焊炬的受控波形焊接輸出的響應(yīng)時間和準(zhǔn)確性。增加受控波形焊接輸出的響應(yīng)時間可確保在焊接期間的特定時間將所需的焊接輸出波形供給至焊炬。例如，RMD^TM焊接工藝?yán)檬芸夭ㄐ魏附虞敵?，其具有在短路周期的特定時間點(diǎn)上發(fā)生變化的電流波形。增加受控波形焊接輸出的響應(yīng)時間還可改善用于產(chǎn)生所需焊接的波形脈沖的時間安排。

在一些實(shí)施例中，電力轉(zhuǎn)換電路58被配置成將焊接輸出提供至送絲組件60。送絲組件60將焊絲54供給至焊炬以進(jìn)行焊接操作。送絲組件60包括元件，如焊絲盤、送絲驅(qū)動器、驅(qū)動輥和送絲控制電路。送絲組件60沿焊接電纜62將焊絲54饋送至焊炬。焊接輸出可通過被聯(lián)接至焊炬的焊接電纜62和/或被聯(lián)接至工件的工作電纜64進(jìn)行供給。

先進(jìn)工藝送絲器20的當(dāng)前所考慮的實(shí)施例具有工藝操作員接口66和控制操作員接口68以控制焊接系統(tǒng)的參數(shù)。工藝操作員接口66被聯(lián)接至加工電路56以供操作員通過選擇焊絲的大小、焊絲的類型、材料和氣體參數(shù)而進(jìn)行焊接工藝(例如，脈沖、短路、FCAW)的選擇和調(diào)整。工藝操作員接口66被聯(lián)接至送絲組件60以對將焊絲54供給至焊炬進(jìn)行控制?？刂撇僮鲉T接口68被聯(lián)接至加工電路56以調(diào)整用于焊接應(yīng)用的電壓、安培數(shù)、送絲速度和電弧長度。在一些實(shí)施例中，工藝操作員接口66和控制操作員接口68為單獨(dú)的接口，每一個均具有各自的控制電路?？商娲?，工藝操作員接口66和控制操作員接口68可具有共同的控制電路和/或形成共同的控制和工藝操作員接口。工藝操作員接口66和/或控制操作員接口68可包括易失性或非易失性存儲器，如ROM、RAM、磁存儲器、光存儲器或它們的組合。此外，各種參數(shù)可與被配置成在操作期間提供用于默認(rèn)參數(shù)的特定輸出的代碼一起被存儲在存儲器中。

工藝接口66被配置成接收輸入，如焊絲的材料(例如，鋼、鋁)、焊絲的類型(例如，實(shí)心的、有藥芯的)、焊絲的直徑、氣體類型等。在接收輸入后，加工電路56被配置成確定用于焊接應(yīng)用的受控波形焊接輸出。例如，加工電路56至少部分地基于通過工藝接口66接收的輸入確定用于受控波形焊接輸出的脈沖寬度、相對脈沖幅度和/或波形。送絲組件60可被配置成基于所接收的輸入而基于被存儲在存儲器中的代碼或指令供給焊絲54。送絲組件60被聯(lián)接至工藝操作員接口66和控制操作員接口68以控制被供給用于焊接操作的焊絲54。送絲組件60至少部分地基于經(jīng)工藝操作員接口66或操作員接口68接收的操作員輸入調(diào)整用于將焊絲54供給至焊炬的參數(shù)?？刂撇僮鲉T接口68被配置成接收用于參數(shù)如安培數(shù)、電壓、極性、送絲速率、電弧長度、工藝類型(例如，RMD^TM、脈沖焊接)等的操作員輸入。在一些實(shí)施例中，控制操作員接口被配置成調(diào)整受控波形焊接輸出的電力而不影響受控波形焊接輸出的形狀。加工電路56至少部分地基于經(jīng)控制操作員接口68接收的操作員輸入調(diào)整電力轉(zhuǎn)換電路58和送絲組件60。在一些實(shí)施例中，被聯(lián)接至加工電路56的通信電路70被配置成通過被用于提供輸入電力的電力電纜發(fā)送和接收命令和/或反饋信號。通信電路70啟用工藝操作員接口66和/或控制操作員68以控制焊接電源。例如，工藝操作員接口66和/或控制操作員68可被配置成控制通過焊接電源供給的輸入電力的安培數(shù)、電壓或其他參數(shù)。在一些實(shí)施例中，加工電路56遠(yuǎn)離焊接電源控制焊接電源而并不局限于在操作員接口34上所設(shè)置的參數(shù)(圖1)。即，加工電路56和通信電路70使操作員通過與焊接電源的操作員接口34具有相等的控制優(yōu)先性的先進(jìn)工藝送絲器20遠(yuǎn)程地控制焊接電源。

先進(jìn)工藝送絲器20的一些實(shí)施例包括用于沿氣體管線74將氣體提供至焊炬的閥組件72。閥組件72可通過加工電路56和/或送絲組件60進(jìn)行控制，如通過虛線控制線所示的。例如，閥組件72可被配置成在焊接應(yīng)用前或后將氣體供給至焊炬。在一些實(shí)施例中，閥組件72被配置成在從工藝操作員接口66或控制操作員接口68接收清洗命令后立即清洗氣體管線74。

圖3示出被設(shè)置在具有與控制操作員接口68相分離的工藝操作員接口66的外殼76中的先進(jìn)工藝送絲器20的一個實(shí)施例的前透視圖。在一些實(shí)施例中，先進(jìn)工藝送絲器20被設(shè)置在具有外殼底座78和外殼蓋80的外殼76中以當(dāng)外殼76關(guān)閉時屏蔽送絲組件60以免受操作環(huán)境的影響。外殼76可基本上是便攜的(例如，手提箱式饋送器)且被配置成進(jìn)行至遠(yuǎn)離焊接電源的焊接應(yīng)用的手動操作員傳輸。外殼蓋80是以虛線示出的以清楚地闡明被設(shè)置在外殼內(nèi)的送絲組件60的一個實(shí)施例。

控制操作員接口68可被設(shè)置在外殼76外，如在圖3中所示?？刂撇僮鲉T接口68可包括一個或多個刻度盤82、一個或多個顯示器84和一個或多個按鈕86。在一些實(shí)施例中，刻度盤82可被配置成調(diào)整輸入電力或焊接輸出的電壓和/或安培數(shù)、焊絲的速度或電弧長度或其組合。一個或多個按鈕86可使操作員選擇之前被存儲在存儲器中的工藝類型、操作員偏好或工藝參數(shù)或其組合?？刂撇僮鲉T接口68可使操作員選擇被存儲在存儲器中的工藝參數(shù)，如用于所選受控波形焊接工藝的之前選擇的安培數(shù)和焊絲的速度。顯示器84可被配置成顯示所調(diào)整的工藝參數(shù)和/或所選的工藝類型(例如，RMD^TM、脈沖焊接、FCAW、MIG)。在一些實(shí)施例中，一個或多個顯示器84、燈或其他裝置可被配置成提供操作員可感知的通知以通知操作員所聯(lián)接的電力電纜的極性是否與各自的輸出端子40相對應(yīng)。

先進(jìn)工藝送絲器20的實(shí)施例包括被設(shè)置在外殼76內(nèi)焊絲54的一個或多個焊絲盤88以供給送絲驅(qū)動器90。焊絲54通過送絲驅(qū)動器90和輸出端子91被拉至焊接電纜62。在一些實(shí)施例中，氣體管線74可位于焊接電纜62內(nèi)，如圖所示。工作電纜64被聯(lián)接至輸出端子91。

圖4示出具有被設(shè)置在外殼76內(nèi)的工藝操作員接口66的先進(jìn)工藝送絲器20的一個實(shí)施例的俯視圖。工藝操作員接口66可包括一個或多個按鈕92和一個或多個指示器94以接收和顯示焊絲和材料參數(shù)。在一些實(shí)施例中，工藝操作員接口66可被配置成接收氣體參數(shù)。工藝操作員接口66的一個或多個按鈕92可被配置成接收輸入，如焊絲的材料(例如，鋼、鋁)、焊絲的類型(例如，實(shí)心的、有藥芯的)、焊絲的直徑和氣體類型。在一些實(shí)施例中，與通過控制操作員接口68選擇的控制參數(shù)相比，焊絲和/或氣體參數(shù)可不那么頻繁地進(jìn)行調(diào)整。例如，工藝操作員接口66可被設(shè)置在外殼內(nèi)，在焊接期間，外殼是常閉的。作為另一個實(shí)例，當(dāng)更換焊絲54的焊絲盤88時，可主要調(diào)整工藝操作員接口66。指示器94可包括顯示器、燈或其他裝置，其被配置成提供指示所選焊絲和/或氣體參數(shù)的操作員可感知的通知。送絲驅(qū)動器90的兩個或多個驅(qū)動輪98被配置成沿焊接電纜62指引焊絲54通過輸出端子91。

圖5示出具有加工電路56、電力轉(zhuǎn)換電路58和送絲組件60的先進(jìn)工藝送絲器20的一個實(shí)施例的方框圖。先進(jìn)工藝送絲器20的實(shí)施例可被聯(lián)接至具有電感100的長電力電纜24。如可理解的，電力電纜24可以是常規(guī)的電力電纜24。如上面所討論的，先進(jìn)工藝送絲器20可位于遠(yuǎn)離焊接電源處。例如，先進(jìn)工藝送絲器20可被設(shè)置在距離焊接電源12約30至200英尺、約50至150英尺或約100至150英尺處。在一些實(shí)施例中，位于遠(yuǎn)處的先進(jìn)工藝送絲器可位于與焊接電源12不同的建筑物、結(jié)構(gòu)或房間中。在使用期間，隨著電力電纜24的盤卷、延伸和移動，電感100可能發(fā)生變化。

電力轉(zhuǎn)換電路58被配置成從電力電纜24接收輸入電力并將輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。不考慮電力電纜24的電感100，電力轉(zhuǎn)換電路可將輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。工藝控制電路102至少部分地基于從工藝操作員接口66和/或控制操作員接口68接收的參數(shù)控制電力轉(zhuǎn)換電路58。工藝控制電路102控制升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106以將輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。內(nèi)部總線108可被設(shè)置在升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106之間。為了清楚起見，本文僅討論了一個升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106，然而，電力轉(zhuǎn)換電路58的其他實(shí)施例可具有一個或多個升壓轉(zhuǎn)換器104和/或一個或多個降壓轉(zhuǎn)換器106。升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106被配置成將輸入電力轉(zhuǎn)換成適于受控波形焊接工藝，如RMD^TM和脈沖焊接工藝的焊接輸出。

升壓轉(zhuǎn)換器104從輸入端子40接收DC電壓且增加或提高被供給至降壓轉(zhuǎn)換器106的總線電力的DC電壓。如可以理解的，升壓轉(zhuǎn)換器104使用開關(guān)(例如，F(xiàn)ET)將源于焊接電源的DC輸入電力轉(zhuǎn)換成基本上是脈沖增加的電壓DC總線電力以打開和關(guān)閉升壓電路。DC總線電力的增加的電壓至少是基于開關(guān)的占空比。改變開關(guān)的占空比影響了將增加的電壓DC總線電力供給至內(nèi)部總線108的時機(jī)。通過控制升壓轉(zhuǎn)換器104的開關(guān)，工藝控制電路102可調(diào)整DC總線電力的時機(jī)、電壓和安培數(shù)。

降壓轉(zhuǎn)換器106接收增加的電壓DC總線電力并降低或減少DC電壓以控制焊接輸出的安培數(shù)。如可以理解的，降壓轉(zhuǎn)換器106使用開關(guān)(例如，F(xiàn)ET)將脈沖增加的電壓DC總線電力轉(zhuǎn)換成脈沖降低的電壓DC焊接輸出以打開和關(guān)閉降壓電路。由于使用升壓轉(zhuǎn)換器104，改變降壓轉(zhuǎn)換器106的開關(guān)的占空比影響降低的電壓DC焊接輸出被供給至焊炬的時機(jī)。在一些實(shí)施例中，多個降壓轉(zhuǎn)換器106可被并聯(lián)至內(nèi)部總線108并單獨(dú)地進(jìn)行控制以影響焊接輸出的變化(例如，脈沖)的時機(jī)和輻度。通過控制降壓轉(zhuǎn)換器106的開關(guān)，工藝控制電路102可調(diào)整DC焊接輸出的時機(jī)、電壓和安培數(shù)?？刂齐娐?02被配置成控制升壓和降壓轉(zhuǎn)換器104、106的開關(guān)以基于操作員選擇的焊接工藝(例如，RMD^TM、脈沖焊接、FCAW、MIG)動態(tài)調(diào)整被供給至焊炬的DC焊接輸出的電壓和/或安培數(shù)。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路102被配置成基于輸入電力、總線電力或焊接輸出或其組合的感測參數(shù)控制升壓轉(zhuǎn)換器104和/或降壓轉(zhuǎn)換器106。例如，控制電路102可基于焊接輸出的感測參數(shù)控制升壓轉(zhuǎn)換器104以控制跨內(nèi)部總線108的電壓。

在一些實(shí)施例中，儲電電路(例如，總線電容器110)可被設(shè)置在內(nèi)部總線108上?？偩€電容器110可在任何時間部分地保護(hù)升壓轉(zhuǎn)換器104和/或降壓轉(zhuǎn)換器106免受至電力轉(zhuǎn)換電路58的輸入電力和源于電力轉(zhuǎn)換電路58的焊接輸出之間的差異影響。如上面所討論的，由升壓轉(zhuǎn)換器104轉(zhuǎn)換的總線電力被引向內(nèi)部總線108，且隨后至降壓轉(zhuǎn)換器106?？偩€電容器110可被配置成存儲總線電力直到其被降壓轉(zhuǎn)換器106接收為止。將相對大量的電力存儲在總線電容器110中以及對其進(jìn)行放電可能會加熱總線電容器。要轉(zhuǎn)換成焊接輸出的在通過升壓轉(zhuǎn)換器104供給的總線電力和通過降壓轉(zhuǎn)換器106移除的總線電力之間的電壓差可作為電壓紋波進(jìn)行測量。減少電壓紋波的大小可改善焊接質(zhì)量和/或保持總線電容器110的溫度?？偩€電容器110的大小和電容可基于電壓紋波的大小，其至少部分地受對升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106的控制的影響?？偩€電容器110可部分地使電壓紋波衰減和/或延遲。

在一些實(shí)施例中，工藝控制電路102被配置成至少部分地基于輸入電力和焊接輸出的感測參數(shù)控制升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106的占空比以減少總線電容器110的電壓紋波。輸入電力的電流和電壓是在第一和第二連接處112、114通過輸入傳感器118由感測電路116進(jìn)行感測的。感測電路116在內(nèi)部總線108通過總線傳感器120感測跨總線電容器110的電流和電壓并通過輸出傳感器122感測焊接輸出的電流和電壓。工藝控制電路102可至少部分地基于焊接輸出、輸入電力或總線電力或其組合的感測參數(shù)(例如，電壓、電流)驅(qū)動升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106。例如，感測電路116可用焊接輸出傳感器122感測焊接輸出的電壓和電流并用輸入傳感器118和總線傳感器120感測輸入電力和總線電力的電壓。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路102被配置成確定焊接輸出的電流和電壓與電力轉(zhuǎn)換電路58的損失的乘積(即，電力)、確定損失與乘積的總和、將總和除以輸入電壓以確定所需的總線電流并驅(qū)動升壓轉(zhuǎn)換器104控制總線電流。升壓轉(zhuǎn)換器104可控制總線電流至所需的總線電流以基本上使至內(nèi)部總線108中的總線電力與從內(nèi)部總線108移除的焊接輸出相匹配。電力電纜24的電感100使從焊接電源至內(nèi)部總線108中的電流延遲?；谳斎雮鞲衅?18和/或總線傳感器120而非在焊接電源的輸入電力的電流和電壓控制升壓轉(zhuǎn)換器104減少了在總線電容器110上的電壓紋波?；谳斎雮鞲衅?18和/或總線傳感器120控制升壓轉(zhuǎn)換器104減少或消除了電感100對焊接輸出的影響。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路102被配置成至少在降壓轉(zhuǎn)換器106將總線電力轉(zhuǎn)換成適于受控波形焊接工藝(例如，脈沖焊接、短路焊接)的焊接輸出的同時控制升壓和降壓轉(zhuǎn)換器104、106以減少在內(nèi)部總線108上的電壓紋波。

工藝控制電路102可被配置成通過調(diào)整用于在升壓和降壓轉(zhuǎn)換器104、106內(nèi)的開關(guān)的占空比的控制信號的時機(jī)而減少電壓紋波。通過調(diào)整控制信號的時機(jī)，工藝控制電路102可被配置成通常將焊接輸出電壓和電流的脈沖(例如，相位)與輸入電力的輸入電流的脈沖相對齊。工藝控制電路102可調(diào)整源于升壓轉(zhuǎn)換器104和/或降壓轉(zhuǎn)換器106的信號脈沖的相對時機(jī)(例如，相移、時間提前量、時間延遲)以減少電壓紋波。減少在內(nèi)部總線108上的電壓紋波可使總線電容器110更小、更輕、更涼、更有效、更便宜或其組合。工藝控制電路102可被配置成將電壓紋波調(diào)諧至用于電力電纜24的任何電感100的最小值。以這種方式，電感100可在焊接系統(tǒng)的操作期間或在焊接操作之間發(fā)生改變，而不會影響在內(nèi)部總線108上的電壓紋波和/或源于降壓轉(zhuǎn)換器106的焊接輸出。

輸入電力是沿被聯(lián)接至輸入端子40的電力電纜24從焊接電源進(jìn)行接收的。在一些實(shí)施例中，輸入端子40具有第一輸入連接112和第二輸入連接114，其均具有各自限定的極性。如上面所討論的，第一和第二端子26、28具有正和負(fù)極性，從而對輸入電力進(jìn)行極化。在一些實(shí)施例中，感測電路116被配置成使用輸入傳感器118檢測被供給至第一和第二輸入連接112、114的極化輸入電力的極性。感測電路116可被配置成檢測在第一和第二端子26、28的極性和第一和第二輸入連接112、114的限定極性之間的錯配。被聯(lián)接至感測電路116的工藝控制電路102可被配置成只有當(dāng)檢測的輸入電力的極性對應(yīng)于第一和第二輸入連接112、114的限定極性時才將極化輸入電力提供至電力轉(zhuǎn)換電路58。先進(jìn)工藝送絲器20可被配置成為特定焊接應(yīng)用供給極化焊接輸出。切換第一和第二端子26、28的極性從而使端子26、28不與第一和第二輸入連接112、114相對應(yīng)可將電力電纜62和工作電纜64的極性從DCEN切換至DCEP或從DCEP切換至DCEN。

在一些實(shí)施例中，先進(jìn)工藝送絲器20被配置成將極性通知操作員和/或自動切換輸入電力的極性。例如，工藝操作員接口66和/或控制操作員接口68可被配置成如果極化輸入電力的極性不與第一和第二輸入連接112、114的限定極性相對應(yīng)時提供操作員可感知的通知。通信電路可被配置成通過至焊接電源的電力電纜發(fā)送和接收命令和/或反饋信號。通信電路發(fā)送指示在輸入連接的極性之間的錯配的信號，從而使焊接電源可提供極性的操作員可感知通知和/或反轉(zhuǎn)輸入電力的極性。在一些實(shí)施例中，焊接電源的極性反轉(zhuǎn)電路36(圖1)基于信號反轉(zhuǎn)極化輸入電力的極性，從而使極化輸入電力的極性對應(yīng)于第一和第二輸入連接112、114的限定極性。

感測電路116還被配置成用總線傳感器120測量內(nèi)部總線108的電流和/或電壓并用焊接輸出傳感器122測量焊接輸出的電流和/或電壓。工藝控制電路102通過感測電路116監(jiān)控輸入傳感器118、總線傳感器120和焊接輸出傳感器122。在檢測到極化輸入電力和/或焊接輸出變化至閾值范圍外的一個數(shù)值后，工藝控制電路102可打開中繼電路124以中斷將極化輸入電力提供至焊絲饋送器20的操作部件。操作部件可包括但不限于電力轉(zhuǎn)換電路58、焊絲饋送驅(qū)動器90或送絲控制電路或其任何組合。閾值范圍具有最大閾值(例如，約80V、100V、120V或更大)和最小閾值(例如，約20V、25V或30V)。當(dāng)極化輸入電力和/或焊接輸出位于閾值范圍內(nèi)時操作電力轉(zhuǎn)換電路可增加轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定性或一致性。例如，在中繼電路124下游的短路可導(dǎo)致跨內(nèi)部總線108的電壓下降和/或焊接輸出的電壓下降。由于下游的短路，打開中繼電路124可至少保護(hù)中繼電路124免受多余的輸入電力的影響。中繼電路124可包括電路元件，如自鎖繼電器、非自鎖繼電器、固態(tài)開關(guān)等。中繼電路124被配置成關(guān)閉以提供輸入電力以及打開以中斷至電力轉(zhuǎn)換電路58的輸入電力。在一些實(shí)施例中，儲電電路可提供電力以打開中繼電路124并中斷輸入電力。儲電電路可包括輔助電源126和/或內(nèi)部總線108上的總線電容器110。

中繼電路124的當(dāng)前所考慮的實(shí)施例包括被并聯(lián)在第一和第二中繼接合點(diǎn)132、134的電力繼電器128和旁路電路130。電力繼電器128可以是自鎖繼電器或非自鎖繼電器，其被配置成當(dāng)關(guān)閉時載有高安培數(shù)的DC。自鎖繼電器可比具有相同電流容量的非自鎖繼電器更小和更輕。在一些實(shí)施例中，電力繼電器128可以是由德國的Gruner of Wehingen制造的753型繼電器。旁路電路130可包括但不限于驅(qū)動電路、電壓嵌位裝置(例如，金屬氧化物電阻器)和一個或多個響應(yīng)于源于驅(qū)動電路的驅(qū)動信號的開關(guān)。一個或多個開關(guān)被配置成當(dāng)關(guān)閉時沿第二電流路徑131載有電流。電壓嵌位裝置可被配置成響應(yīng)于跨中繼電路124的電壓尖峰(例如，快速增加或降低)嵌制跨第一和第二中繼接合點(diǎn)132、134的電壓。電壓尖峰可使大電流以其他方式沿第一和/或第二電流路徑129、131流動。電壓嵌位裝置可被配置成消散被存儲在電力電纜24的電感100中的一些能量。在一些實(shí)施例中，旁路電路130可包括至少一對開關(guān)以在如果第一和第二端子26、28的極性不與聯(lián)接的第一和第二端子112、114的各個限定極性相對應(yīng)的情況下保護(hù)驅(qū)動電路。旁路電路130還可包括并聯(lián)至電力繼電器128的多個固態(tài)開關(guān)(例如，晶體管)以提供所需的載電流容量，如高安培數(shù)DC輸入電力。驅(qū)動電路可能是工藝控制電路102或由工藝控制電路102控制的獨(dú)立電路。

工藝控制電路102被配置成向電力繼電器128施加信號以打開和關(guān)閉電力繼電器128以及向旁路電路130施加信號以協(xié)同電力繼電器128的打開和關(guān)閉而打開和關(guān)閉旁路電路130。在一些實(shí)施例中，用于打開和關(guān)閉電力繼電器128以及用于打開和關(guān)閉旁路電路130的信號是基本上同時施加的。旁路電路130可被配置成短時間內(nèi)沿第二電流路徑131將輸入電力的一小部分運(yùn)載至電力轉(zhuǎn)換電路58以減少在該短時間內(nèi)通過電力繼電器128沿第一電流路徑129運(yùn)載的輸入電力的剩余部分。當(dāng)被關(guān)閉時，旁路電路130的開關(guān)被配置成減少跨電力繼電器128的電流以使電力繼電器128打開和關(guān)閉，而不會產(chǎn)生電弧和/或使用磁吹。在工藝控制電路102向電力繼電器128發(fā)出信號以打開或關(guān)閉后，工藝控制電路102向旁路電路130的開關(guān)發(fā)出信號以打開以中斷沿第二電流路徑131的輸入電力的一小部分。旁路電路130的開關(guān)可被配置成在打開或關(guān)閉電力繼電器128的同時在短時間內(nèi)沿第二電流路徑131運(yùn)載輸入電力。

在焊接期間，電力繼電器128被關(guān)閉以將輸入電力提供至電力轉(zhuǎn)換電路58。在一些實(shí)施例中，被聯(lián)接至感測電路116的工藝控制電路102被配置成監(jiān)控輸入電力的電壓和跨內(nèi)部總線108的電壓?？刂齐娐?02被配置成至少部分地基于可指示在中繼電路124下游的短路的輸入電壓或跨內(nèi)部總線108的電壓的下降打開電力繼電器128。工藝控制電路102可用被存儲在儲電電路，如輔助電源126或總線電容器10中的電力致動電力繼電器130。例如，工藝控制電路102可對儲電電路進(jìn)行放電以對線圈進(jìn)行供電，從而打開或關(guān)閉電力繼電器128。

在一些實(shí)施例中，在焊接電源提供適于轉(zhuǎn)換成焊接輸出的輸入電力前，可對儲電電路進(jìn)行充電。在內(nèi)部總線108上的儲電電路(例如，總線電容器110)可通過所接收的在初始水平上的輸入電流進(jìn)行充電。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路102將預(yù)充電信號傳輸至焊接電源以將輸入電力的輸入電流降低至初始水平。感測電路116可用總線傳感器120感測儲電電路的電荷。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路102可基于輸入電力的電壓和跨內(nèi)部總線108的電壓之間的比較發(fā)起至焊接電源的信號以將輸入電流增加至更高的水平。在一些實(shí)施例中，工藝控制信號在關(guān)閉第一電流路徑129并打開第二電流路徑131后接收在更高水平的輸入電流。首先接收在初始水平的輸入電流且隨后接收在更高水平的輸入電流會啟用先進(jìn)工藝送絲器20的階段性初始化，從而減少由工藝控制電路102和/或電力轉(zhuǎn)換電路58所消耗的涌入電流和輸入電力。例如，工藝控制電路102可當(dāng)總線電壓約為輸入電力電壓的約50％、75％或100％時發(fā)起至焊接電源的信號。在一些實(shí)施例中，信號經(jīng)通信電路70和電力電纜24被發(fā)送至焊接電源。

在升壓轉(zhuǎn)換器104和降壓轉(zhuǎn)換器106之間的總線電容器110可在先進(jìn)工藝送絲器20內(nèi)執(zhí)行幾種功能?？偩€電容器110可存儲電力以打開或關(guān)閉中繼電路124以中斷至操作部件(例如，電力轉(zhuǎn)換電路58、送絲驅(qū)動器90、送絲控制電路136)的輸入電力流。工藝控制電路102可基于總線電容器110和/或輸入連接112、114的電壓打開或關(guān)閉中繼電路124。工藝控制電路102還可至少部分地基于總線電容器110和/或輸入連接112、114的感測電壓發(fā)送信號至焊接電源。

在一些實(shí)施例中，旁路電路130被配置成如果在中繼電路124的下游有短路則阻止電力繼電器128關(guān)閉。工藝控制電路102可通過關(guān)閉第二電路路徑131測試先進(jìn)工藝送絲器20，從而確定內(nèi)部總線108的電壓是否可能會增加。在中繼電路124的下游發(fā)生短路的情況下，內(nèi)部總線108的電壓將不會增加。當(dāng)工藝控制電路102確定內(nèi)部總線108的電壓可增加時，工藝控制電路102可關(guān)閉電力繼電器128以使輸入電力流至電力轉(zhuǎn)換電路58。在發(fā)生短路的情況下，為在中繼電路124的下游的短路所進(jìn)行的先進(jìn)工藝送絲器20的測試可使電力繼電器128保持為打開的。

送絲組件60是通過被聯(lián)接至送絲驅(qū)動器90的送絲控制電路136進(jìn)行控制的。送絲控制電路136可被聯(lián)接至工藝操作員接口66、控制操作員接口68和工藝控制電路102。送絲控制電路136至少部分地基于經(jīng)工藝操作員接口66和控制操作員接口68接收的參數(shù)控制送絲驅(qū)動器90以將焊絲54供給至焊接電纜62。如上面所討論的，工藝操作員接口66可被配置成接收用于氣體參數(shù)的輸入。被聯(lián)接至氣體管線74的閥組件72被配置成通過工藝控制電路102和/或送絲控制電路136進(jìn)行控制。

圖6示出沿線6-6的圖5所示的旁路電路130的一個實(shí)施例的示意圖。如上所述，旁路電路130在第一和第二中繼接合點(diǎn)132、134與電力繼電器128并聯(lián)。旁路電路130包括一個或多個開關(guān)138，如金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，其并聯(lián)至電力繼電器128。在一些實(shí)施例中，固態(tài)開關(guān)可被布置為反串聯(lián)并聯(lián)配置。電力繼電器128和旁路電路130是通過工藝控制電路進(jìn)行控制的以基本上同時地打開和關(guān)閉，從而減少跨電力繼電器128的電弧產(chǎn)生。關(guān)閉電力繼電器128使電流沿第一電流路徑129流動且關(guān)閉開關(guān)138使電流沿第二電流路徑131流動。第二電流路徑131可包括在并聯(lián)開關(guān)之間的一些分支140、142、144和146。改變分支的數(shù)量影響沿第二電流路徑131的載電流容量，從而當(dāng)致動電力繼電器128時影響沿第一路徑129的電流。當(dāng)致動電力繼電器128時減少沿第一路徑129的電流減少了在電力繼電器的觸點(diǎn)之間的電弧產(chǎn)生。工藝控制電路被配置成控制通過門148的一個或多個開關(guān)138或其他控制開關(guān)以同時或相繼打開和關(guān)閉一個或多個開關(guān)138。一個或多個開關(guān)138被配置成打開的，除非受工藝控制電路的控制而關(guān)閉。

在從工藝控制電路接收控制信號后，一個或多個開關(guān)138被配置成關(guān)閉，且打開第二電流路徑131。在一個或多個開關(guān)138被關(guān)閉時，由于沿第二電流路徑131的電流，工藝控制電路控制電力繼電器128以用沿第一電流路徑129的減少的電流進(jìn)行致動以打開或關(guān)閉。在對電力繼電器128進(jìn)行致動以打開或關(guān)閉后，工藝控制電路打開一個或多個開關(guān)138以打開第二電流路徑131。源于控制一個或多個開關(guān)138和電力繼電器128的控制信號可以是脈沖，其基本上同時地打開和關(guān)閉第一和第二電流路徑129、131。即，電力繼電器128可在約5至50毫秒、10至40毫秒或約20至30毫秒的時間內(nèi)打開和關(guān)閉第一和第二電流路徑129、131。

旁路電路130包括電壓嵌位裝置150(例如，金屬氧化物電阻器、變阻器)以保護(hù)一個或多個開關(guān)138和電力繼電器128免受過電壓的影響。在打開電力繼電器128后，在第一和第二中繼接合點(diǎn)132、134之間的電壓可隨著總線電容器、電力電纜和/或輔助電源或其他電路釋放所存儲的電荷而增加。電壓嵌位裝置150被配置成與較低電壓相比，其在較高電壓下具有較大的電阻。隨著在第一和第二中繼接合點(diǎn)132、134之間的電壓增加，電壓嵌位裝置150沿第三電流路徑152運(yùn)載更多的電流，從而在閾值水平以下沿第一和第二電流路徑129、131保持電流。

可根據(jù)如在圖7-10中所示的多個方法利用圖5所示的先進(jìn)工藝送絲器。圖7-10的所示的實(shí)施例中的所有均可利用先進(jìn)工藝送絲器的一些實(shí)施例。圖7-10的所示的實(shí)施例中僅有一些可利用先進(jìn)工藝送絲器的其他實(shí)施例。圖7示出一種在先進(jìn)工藝送絲器內(nèi)將輸入電力轉(zhuǎn)換成受控波形焊接輸出的方法154。該方法的第一步156是從焊接電源接收輸入電力。在一些實(shí)施例中，輸入電力可以是約為80V的極化DC輸入電力。如果被直接供給至焊炬，輸入電力則可能不適于受控波形焊接工藝。在步驟158中，操作員可打開先進(jìn)工藝送絲器的外殼。操作員可打開外殼以安裝或更換焊絲盤或調(diào)整與焊絲和氣源相關(guān)的參數(shù)。在步驟160中，在外殼內(nèi)的工藝操作員接口在外殼在步驟162中被關(guān)閉前接收焊絲和/或氣體參數(shù)。在步驟164中，工藝控制電路確定工藝參數(shù)。工藝參數(shù)包括受控波形輸出、安培數(shù)、焊絲的饋送速率等。工藝參數(shù)可基于通過工藝操作員接口接收的參數(shù)進(jìn)行確定。在一些實(shí)施例中，控制電路自動基于被存儲在存儲器中的代碼和/或指令確定用于受控波形焊接輸出的工藝參數(shù)而并不通過操作員直接選擇工藝類型。在步驟166中，先進(jìn)工藝送絲器可與焊接電源進(jìn)行通信以至少部分地基于所接收的工藝和/或焊絲參數(shù)調(diào)整輸入電力。在一些實(shí)施例中，步驟166可發(fā)生在先進(jìn)工藝送絲器的操作期間的任何時間。在方框168中，先進(jìn)工藝送絲器將輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。焊接輸出可以是適于短路或脈沖焊接工藝的受控波形焊接輸出。通過先進(jìn)工藝送絲器內(nèi)的電力轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的焊接輸出不會被聯(lián)接至焊接電源的電力電纜的電感衰減。先進(jìn)工藝送絲器在步驟170中接收保護(hù)氣體。保護(hù)氣體可通過焊接電源或單獨(dú)的氣源進(jìn)行供給。在步驟172中，先進(jìn)工藝送絲器至少部分地基于在步驟160和164接收的輸入將焊絲和氣體提供至焊炬。在步驟174中，至少部分地基于在步驟164接收的輸入，焊接輸出被提供至焊炬。由于相對較短的距離以及在電力轉(zhuǎn)換電路和焊炬之間的低電感，焊接輸出可適于受控波形焊接工藝。

圖8示出一種感測通過先進(jìn)工藝送絲器接收的輸入電力的極性的方法176。在步驟178中，先進(jìn)工藝送絲器從焊接電源接收極化輸入電力。沿電力電纜的第一和第二端子供給極化輸入電力。在各自具有限定極性的兩個輸入連接接收輸入電力。在方框180中，感測電路在第一和第二輸入連接用輸入傳感器檢測極化輸入電力的極性和電壓。在一些實(shí)施例中，在方框182中，接收的輸入電力可改變儲電電路，如輔助電源和/或總線電容器。

在步驟180中檢測輸入電力的極性后，感測電路在節(jié)點(diǎn)184驗(yàn)證第一和第二端子是否對應(yīng)于輸入連接的限定極性。如果在極性之間有錯配，在先進(jìn)工藝送絲器內(nèi)的工藝控制電路可通過工藝操作員接口、控制操作員接口和/或焊接電源用關(guān)于極性錯配的操作員可感知通知來通知操作員?？商娲兀诜娇?88中，工藝控制電路可與焊接電源進(jìn)行通信以指引焊接電源改變輸入電力的極性，如在方框190中所示。如果輸入電力的極性與限定的極性連接的極性相匹配，那么工藝控制電路則在節(jié)點(diǎn)192確定輸入電力和輸入電壓是否基本上是穩(wěn)定的。如果輸入電壓是穩(wěn)定的，則將輸入電力供給至電力轉(zhuǎn)換電路。在焊接工藝期間，工藝控制電路可在節(jié)點(diǎn)192定期感測和確定輸入電壓是否是穩(wěn)定的。如果輸入電壓不是穩(wěn)定的，工藝控制電路則可中斷至電力轉(zhuǎn)換電路的極化輸入電力供應(yīng)。工藝控制電路可通過打開在電力轉(zhuǎn)換電路上游的電力繼電器和/或與焊接電源進(jìn)行通信而中斷極化輸入電力，從而停止向先進(jìn)工藝送絲器供給輸入電力。如果輸入電力被中斷，當(dāng)接收到極化輸入電力時，該方法176則可從步驟178進(jìn)行重復(fù)。

在方框196中，如果輸入電壓是穩(wěn)定的，輸入電力則被供給至電力轉(zhuǎn)換電路以將極化輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。焊接輸出可以是適于短路或脈沖焊接工藝的受控波形焊接輸出。此外，焊接輸出可能適于FCAW工藝或GMAW焊接工藝。通過先進(jìn)工藝送絲器20內(nèi)的電力轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的焊接輸出不會被聯(lián)接至焊接電源的電力電纜的電感衰減。先進(jìn)工藝送絲器在步驟170中接收保護(hù)氣體。保護(hù)氣體可通過焊接電源或單獨(dú)的氣源進(jìn)行供給。在步驟172中，先進(jìn)工藝送絲器將焊絲和氣體提供至焊炬。在步驟174中，焊接輸出被提供至焊炬。由于相對較短的距離以及在電力轉(zhuǎn)換電路和焊炬之間的低電感，所提供的焊接輸出可適于受控波形焊接工藝。

圖9A示出一種對先進(jìn)工藝送絲器的電路元件進(jìn)行預(yù)充電并使用與電力繼電器并聯(lián)的旁路電路的方法198的第一部分。當(dāng)先進(jìn)工藝送絲器被電聯(lián)接至焊接電源時，先進(jìn)工藝送絲器在步驟199中將預(yù)充電信號發(fā)送至焊接電源。預(yù)充電信號指引焊接電源將預(yù)充電輸入電力的電流限制為初始水平。在步驟200中，先進(jìn)工藝送絲器接收在初始水平的輸入電力。在步驟201中，工藝控制電路發(fā)送控制信號至旁路電路以關(guān)閉第二電流路徑以將在初始水平的輸入電力傳輸至儲電電路(例如，在內(nèi)部總線上的總線電容器)。在步驟202中，在初始水平的輸入電力對儲電電路(例如，總線電容器)進(jìn)行充電。在步驟204中，感測電路檢測輸入電力和總線電力的電壓?？偩€電力的電壓為被存儲在總線電容器中的電力的度量。在節(jié)點(diǎn)206上，工藝控制電路比較輸入電力和總線電力的電壓。在一些實(shí)施例中，在節(jié)點(diǎn)206上，工藝控制電路測試中繼電路，如上面參照圖5所述，從而確定在中繼電路下游的短路的存在。如果在下游存在有短路(例如，電壓在閾值以下)，工藝控制電路則可能不關(guān)閉電力繼電器，從而使輸入電力不會通過短路。在下游有短路的情況下，在方框207中，工藝控制電路可打開旁路電路。在旁路電路打開后，在方框209中，電壓嵌位裝置嵌制電壓以至少部分地保護(hù)中繼電路。工藝控制電路可在方框211中將信號發(fā)送至焊接電源、工藝操作員接口和/或控制操作員接口。在一些實(shí)施例中，信號可控制焊接電源終止輸入電力的產(chǎn)生。在其他實(shí)施例中，信號在方框213中控制操作員接口向操作員指示故障(例如，短路)。如果總線電力的電壓位于閾值之上(例如，對儲電電路進(jìn)行充電)且不存在短路，工藝控制電路則將控制信號發(fā)送至電力繼電器以在步驟208關(guān)閉第一電流路徑。

在電力繼電器被關(guān)閉后，在步驟210中，工藝控制電路將控制信號發(fā)送至旁路電路以打開第二電流路徑。在一些實(shí)施例中，在方框212中，工藝控制電路將信號發(fā)送至焊接電源。信號指引焊接電源將輸入電力的電流增加至更高水平。在其他實(shí)施例中，焊接電源被配置成在步驟210后的限定時間段后將電流增加至更高水平。在一些實(shí)施例中，先進(jìn)工藝送絲器的工藝控制電路可基本上同時進(jìn)行步驟208和210或在小于約50毫秒、小于約30毫秒或小于約15毫秒的時間內(nèi)進(jìn)行。在方框214中，先進(jìn)工藝送絲器接收在更高水平的輸入電力。在更高水平的輸入電力適于在方框216中轉(zhuǎn)換成焊接輸出以用于所需的焊接工藝。

在步驟216中，先進(jìn)工藝送絲器的電力轉(zhuǎn)換電路將更高水平的輸入電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。焊接輸出可以是適于短路或脈沖焊接工藝的受控波形焊接輸出。此外，焊接輸出可能適于FCAW工藝或GMAW焊接工藝。通過先進(jìn)工藝送絲器內(nèi)的電力轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換的焊接輸出不會被聯(lián)接至焊接電源的電力電纜的電感衰減。圖9B示出可在方框216期間和在其之后進(jìn)行配置的方法198的第二部分。在焊接工藝期間，在節(jié)點(diǎn)218上，感測電路監(jiān)控輸入電力和總線電力的電壓以控制中繼電路。在一些實(shí)施例中，感測電路還可檢測輸入電力的極性，如上面參照圖8中的方法176所述的，從而將極性錯配通知操作員或反轉(zhuǎn)在焊接電源處的極性。

如果感測電路檢測到跨內(nèi)部總線的下降的電壓和/或輸入電力的下降的電壓，工藝控制電路在步驟220、224和226中致動中繼電路以中斷至電力轉(zhuǎn)換電路的輸入電力。工藝控制電路在步驟220中將控制信號發(fā)送至旁路電路以關(guān)閉第二電流路徑。在步驟220的同時或在步驟220后不久，工藝控制電路在步驟224中將控制信號發(fā)送至電力繼電器以打開第一電流路徑。工藝控制電路可對儲電電路中的至少一些進(jìn)行放電以驅(qū)動電力繼電器打開。例如，儲電電路可存儲電力以在從工藝控制電路接收控制信號后驅(qū)動磁性線圈打開電力繼電器。在電力繼電器被打開后，在步驟226中，工藝控制電路將控制信號發(fā)送至旁路電路以打開第二電流路徑。在一些實(shí)施例中，先進(jìn)工藝送絲器的工藝控制電路可基本上同時進(jìn)行步驟220、224和226或在小于約50毫秒、小于約30毫秒或小于約15毫秒的時間內(nèi)進(jìn)行。在打開第一和第二電流路徑后，跨中繼電路的電壓可能由于被存儲在電力電纜和/或儲電電路中的電力而增加。中繼電路的電壓嵌位裝置在方框228中嵌制電壓以減少所存儲的能量對電力繼電器或旁路電路的影響。在整個方法198中，例如如果感測電路檢測到輸入電力和總線電力的穩(wěn)定電壓，先進(jìn)工藝送絲器則可在步驟230中與焊接電源進(jìn)行通信。先進(jìn)工藝送絲器可指引焊接電源調(diào)整輸入電力(例如，停止供給輸入電力)。

先進(jìn)工藝送絲器在步驟170中接收保護(hù)氣體。保護(hù)氣體可通過焊接電源或單獨(dú)的氣源進(jìn)行供給。在步驟172中，先進(jìn)工藝送絲器將焊絲和氣體提供至焊炬。在步驟174中，焊接輸出被提供至焊炬。由于相對較短的距離以及在電力轉(zhuǎn)換電路和焊炬之間的低電感，所提供的焊接輸出可適于受控波形焊接工藝。

圖10示出一種控制輸入電力的電流以減少在內(nèi)部總線上的電壓紋波的方法232。該方法232的第一步驟234為從焊接電源接收輸入電力。在一些實(shí)施例中，輸入電力可以是約為80V的極化DC輸入電力。在整個方法232中，先進(jìn)工藝送絲器可與焊接電源進(jìn)行通信，如在步驟236中所示。在步驟238中，電力轉(zhuǎn)換電路的升壓轉(zhuǎn)換器接收輸入電力并將輸入電力轉(zhuǎn)換成總線電力。沿內(nèi)部總線將總線電力從升壓轉(zhuǎn)換器傳輸至降壓轉(zhuǎn)換器。在步驟240中，感測電路檢測總線電力的電流和電壓。在步驟242中，降壓轉(zhuǎn)換器將源于內(nèi)部總線的總線電力轉(zhuǎn)換成焊接輸出。焊接輸出可以是適于短路或脈沖焊接工藝的受控波形焊接輸出。此外，焊接輸出可能適于FCAW工藝或GMAW焊接工藝。在步驟244中，感測電路還檢測了焊接輸出的電流和電壓。

工藝控制電路接收所檢測的電流并處理所檢測的測量以調(diào)整電力轉(zhuǎn)換電路。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路被配置成確定總線電力的所需電流以減少跨內(nèi)部總線的電壓紋波。工藝控制電路可通過確定焊接輸出的電流和電壓的乘積、確定乘積和轉(zhuǎn)換損失的總和并用該總和除以總線電壓而確定總線電力的所需電流。工藝控制電路可基于從步驟240和244檢測的電流和電壓測量在步驟248中調(diào)整至升壓和降壓轉(zhuǎn)換器的命令信號。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路調(diào)整至電力轉(zhuǎn)換電路的命令信號以基本上使進(jìn)入內(nèi)部總線的總線電力與進(jìn)入降壓轉(zhuǎn)換器的總線電力在時間上相匹配。這減少了跨內(nèi)部總線的電壓紋波。工藝控制電路被配置成至少部分地基于焊接輸出調(diào)整總線電力的電流。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路被配置成調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)的占空比以使輸入電力至總線電力的轉(zhuǎn)換的時間提前或延遲(例如，相移)。工藝控制電路還被配置成調(diào)整降壓轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)的占空比以使總線電力至焊接輸出的轉(zhuǎn)換的時間提前或延遲(例如，相移)。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路被配置成基于反饋動態(tài)調(diào)整升壓轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器以將電壓紋波調(diào)諧至最小值。工藝控制電路被配置成將電壓紋波調(diào)諧至用于電力電纜的任何電感的最小值。

先進(jìn)工藝送絲器在步驟170中接收保護(hù)氣體。保護(hù)氣體可通過焊接電源或單獨(dú)的氣源進(jìn)行供給。在步驟172中，先進(jìn)工藝送絲器將焊絲和氣體提供至焊炬。在步驟174中，焊接輸出被提供至焊炬。由于相對較短的距離以及在電力轉(zhuǎn)換電路和焊炬之間的低電感，所提供的焊接輸出可適于受控波形焊接工藝。

圖11為示出在不調(diào)整電力轉(zhuǎn)換電路的情況下先進(jìn)工藝送絲器的總線電壓、輸入電流和焊接輸出參數(shù)與時間關(guān)系的實(shí)施例的圖249。該圖249示出由升壓轉(zhuǎn)換器供給的在內(nèi)部總線上的一系列輸入電流脈沖以及源于適于受控波形焊接工藝的內(nèi)部總線的由降壓轉(zhuǎn)換器消耗的焊接輸出。信號250是在內(nèi)部總線上測量的電壓紋波。信號252為由降壓轉(zhuǎn)換器消耗的焊接輸出的輸出電流，且信號254是由降壓轉(zhuǎn)換器消耗的焊接輸出的輸出電壓。信號256是源于輸入電力的由升壓轉(zhuǎn)換器供給的所轉(zhuǎn)換總線電力的電流。所示的信號中的每一個具有規(guī)則周期，然而，輸出電流和電壓252、254的輸出時機(jī)(例如，相位)在總線電流256的輸入時機(jī)(例如，相位)之前。即，總線電流256的峰260時機(jī)從焊接輸出電流252和焊接輸出電壓254的峰258的時機(jī)發(fā)生偏離(例如，延遲)。在圖249的輸出峰258和輸入峰260之間的相對時間差使電壓紋波具有很大的峰-峰幅度262。

圖12為示出先進(jìn)工藝送絲器的總線電壓、輸入電流和焊接輸出參數(shù)與時間關(guān)系的實(shí)施例的圖264，電力轉(zhuǎn)換電路為該先進(jìn)工藝送絲器進(jìn)行調(diào)整以減少電壓紋波。在該實(shí)施例中，電壓紋波250的峰-峰幅度262基本上小于圖11的圖249中所示。工藝控制電路控制在升壓轉(zhuǎn)換器和/或降壓轉(zhuǎn)換器內(nèi)的開關(guān)的占空比以減少電壓紋波250。例如，工藝控制電路調(diào)整輸出電流和電壓的輸出峰258的時機(jī)、調(diào)整總線電流的輸入峰260的時機(jī)或其組合。圖12示出一個實(shí)施例，其中工藝控制電路延遲輸出峰258的時機(jī)以更緊密地與輸入峰260的時機(jī)保持一致，從而減少電壓紋波250的峰-峰幅度262。在一些實(shí)施例中，當(dāng)輸入電流256和輸入電壓信號與輸出電流252和輸出電壓254在時間上對齊時，減少電壓紋波250。輸入電流256和輸入電壓信號的乘積可大致等于轉(zhuǎn)換損失(例如，源于升壓轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器的)與輸出電流252和輸出電壓254信號的乘積的總和。在一些實(shí)施例中，工藝控制電路通過升壓和降壓轉(zhuǎn)換器控制轉(zhuǎn)換以改進(jìn)脈沖波形的形狀以進(jìn)一步地減少電壓紋波。例如，圖264的實(shí)施例的總線電流256比圖249的實(shí)施例增加和減少地更快。額外地，工藝控制電路可控制由升壓轉(zhuǎn)換器供給的總線電流256以緊密地匹配由降壓轉(zhuǎn)換器消耗的焊接輸出252的電流，如在圖264中所示。

圖13示出具有上述類型的如可用于被聯(lián)接至焊接電源的懸吊裝置或遠(yuǎn)程送絲器中的示例性電流管理系統(tǒng)。通常由參考數(shù)字268指示的電流管理系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成經(jīng)電力電纜24被聯(lián)接至焊接電源12。由于焊接電源12通?？赡苁菐щ姷?即，上電的并將輸出電力提供至電纜24)，電流管理系統(tǒng)268可提供多個功能，如限制至遠(yuǎn)程部件中的能量存儲裝置的涌入電流和/或延遲將電流施加至能量存儲裝置以當(dāng)部件被聯(lián)接至帶電的焊接電源時避免在端子連接處產(chǎn)生電弧。在所示的實(shí)施例中，電流管理系統(tǒng)268包括被聯(lián)接至部件內(nèi)的局部電源272的至少一個能量存儲裝置270。局部電源可被用于為各種配件274，如用戶接口、顯示器等提供電力。能量存儲裝置270可包括一種或多種類型的裝置，如電容器、電池、這些的組合或任何其他合適的能量存儲裝置。還設(shè)有充電/放電控制電路276以調(diào)節(jié)電流至能量存儲裝置270的施加以及調(diào)節(jié)源于能量存儲裝置的電力流。這些裝置可被聯(lián)接在總線的電路布置中，如圖所示，其中焊接電力被提供至與該電路并聯(lián)的焊炬。此外，電流和電壓傳感器可被結(jié)合至用于調(diào)節(jié)某些部件的操作的電路中，特別是在懸吊裝置或送絲器至電源的初始連接期間和在操作期間。

如下面參照圖14和15更完整描述的，電流管理系統(tǒng)268通過對充電/放電控制電路的操作限制至能量存儲裝置的電流。特別地，在使用期間，電路可確保焊接電力輸出不會讓局部電源272“餓著”，如在電弧接通(例如，在TIG操作中的提升電弧接通)期間。此外，經(jīng)電路可使電流消耗足夠得低以在懸吊裝置或送絲器被連接至活動的焊接電源時防止電弧產(chǎn)生。因此，進(jìn)一步地，源于能量存儲裝置的能量可被用于在開放電路的電壓損失(即，“跨失”)期間保持至配件274的電力。

圖14示出示例性充電/放電控制電路276，如可適于限制至遠(yuǎn)程部件，如焊接懸吊裝置的涌入電流。能量存儲裝置270在這里被示為一系列電容器。充電路徑278是通過電阻器280和開關(guān)282進(jìn)行限定的。在所示的實(shí)施例中，電阻器280具有相對較低的電阻，如100歐姆，然而也可使用任何合適的電阻，且開關(guān)282包括MOSFET，然而也可使用任何合適的開關(guān)。電阻器280在將部件連接至帶電的電源后最初限制至電容器的電流。至電容器的電流是在齊納二極管286(或另一裝置，如組合地模仿齊納二極管和誤差放大器的方面的電路)的控制下通過電阻器280和開關(guān)282進(jìn)行限制的。該電流可通過選擇各個電部件而變得足夠得低，從而當(dāng)懸吊裝置被連接至焊接電源的開放電流電壓時防止電弧的產(chǎn)生。設(shè)有二極管284以進(jìn)行保護(hù)。通過一起發(fā)揮作用以通過調(diào)制開關(guān)282的導(dǎo)電狀態(tài)而限制電流的二極管286(或如上所提及的其他裝置)和電阻器288提供電流限制效果。例如，在電流電路的設(shè)計(jì)中，不允許電流超過約0.5安培。即，開關(guān)282允許對電容器進(jìn)行充電，且該開關(guān)被保持在導(dǎo)電狀態(tài)中，但卻通過部件286和288的交互而被調(diào)節(jié)回限制的電流。

此外，設(shè)有一起發(fā)揮作用以限制電壓的額外的二極管290(其可再一次地為模仿與誤差放大器相組合的二極管的方面的電路)以及額外的電阻器292。即，如在所示的圖中進(jìn)行聯(lián)接的這些部件用于減少開關(guān)282的偏壓以有效地限制裝置的電壓。因此，可利用具有相對較低電壓的電容器。

在操作中，當(dāng)部件最初被聯(lián)接至帶電的電源時，電路有效地限制電流的涌入，在這種情況下，任何火花均受限于約0.5安培。在使用一系列電容器的情況下，存儲裝置隨后被允許進(jìn)行充電。之后，“跨失”能力是通過在焊接電力通過二極管發(fā)生損失期間向局部電源272進(jìn)行饋電的電容器提供的。應(yīng)注意的是，在圖14中所示的電路且實(shí)際上為下面所述的圖13和圖15的為除了在遠(yuǎn)程部件，無論是懸吊裝置還是送絲器中所提供的任何其他電路以外的電路。即，那些部件仍可包括上述類型的各種感測、處理、控制、送絲和其他電路。

圖15示出另一個示例性電路，其可被用于在遠(yuǎn)程裝置中的電流和/或電力管理，在這種情況下，其特別適于上述類型的送絲器。電路還包括局部電源272以及存儲裝置270，在這種情況下為多個電容器。電流至電容器的施加被延遲直到通過電阻器298將進(jìn)一步的電容器296充電至固態(tài)開關(guān)294的門閾值為止。當(dāng)部件最初被聯(lián)接至帶電的焊接電源時，該延遲隨后防止或減少了產(chǎn)生電弧的可能性。此外，跨電容器的電壓是通過第二固態(tài)開關(guān)300和二極管302的交互而進(jìn)行有效限制的。即，當(dāng)二極管302變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)時，對開關(guān)300的門進(jìn)行上電，從而將開關(guān)294置于非導(dǎo)電狀態(tài)中。從電容器流出的電流通過開關(guān)294的封裝的內(nèi)部二極管。

可很容易地設(shè)想到對圖15的電路進(jìn)行的各種加強(qiáng)，例如，可在開關(guān)294和電容器296之間設(shè)有比較器以提供“直接固定”操作，其中有效地避免了開關(guān)294的線性模式。因此，電路提供了雙向低阻抗的能量存儲布置，其有效地減少或避免了在初始連接后的電弧產(chǎn)生，且同時在操作期間提供所需的局部電源的能力和跨失能力。

圖16為具有經(jīng)電力電纜24被聯(lián)接至裝置310的電源12的焊接系統(tǒng)10的一個實(shí)施例。如上面所討論的，裝置310可包括但不限于先進(jìn)工藝送絲器20，如上面所討論的且如在圖1-5中所示的。電力電纜24將第一和第二端子26、28聯(lián)接至裝置310的輸入端子40。例如，第一電力電纜312將第一端子26聯(lián)接至第一連接112，且第二電力電纜314將第二端子28聯(lián)接至第二連接114。第一組316、第二組318和第三組電力電纜24中的每一組可至少部分地基于各個電力電纜24的特性而具有不同的電感值。可影響電力電纜24的電感的特性可包括但不限于長度、材料、相對于焊接系統(tǒng)10的配置(例如，盤繞的、直的)、相對于導(dǎo)電材料的配置、相對于其他電力電纜24的布置(例如，并行、扭轉(zhuǎn)的)和與電感源(例如，其他電力電纜24)的接近性。例如，盤繞的第一組316電力電纜24可具有比未盤繞的第二組318的電力電纜24更大的電感。此外，由于未盤繞和具有相對較短的長度322，第三組320的電力電纜24可具有比第一和第二組316、318的電力電纜24更小的電感。如可理解的，電力電纜24的各種實(shí)施例不限于第一、第二和第三組316、318和320的電力電力電纜24。

電源12沿一組電力電纜24將電力輸出提供至裝置310。裝置310和電源12可經(jīng)無線連接或有線連接，如電力電纜24進(jìn)行通信。例如，裝置310的通信電路70可與電源12的通信電路38進(jìn)行通信。裝置310可將負(fù)荷324的電力需求通信至電源12，且電源12的控制電路32控制電力轉(zhuǎn)換電路30改變電力輸出以滿足所請求的電力需求。例如，裝置310可在裝置310的操作期間就待通過電源12供給的電壓(例如，焊接電壓)和/或電流的設(shè)置變化進(jìn)行通信。在裝置310的操作期間(例如，在焊縫形成期間)，裝置310通過負(fù)荷324增加了所需的源于電源12的電力輸出。負(fù)荷324可包括但不限于電力轉(zhuǎn)換電路(例如，升壓轉(zhuǎn)換器、總線電容器、降壓轉(zhuǎn)換器)、馬達(dá)、泵、燈、電力工具或其任何組合。例如，在進(jìn)行被聯(lián)接至裝置310的焊炬的觸發(fā)器的用戶致動后，裝置310增加了所需的源于電源12的電力輸出，從而增加了沿電力電纜24的電壓和/或電流。在釋放觸發(fā)器后，裝置310減少了所需的源于電源12的電力輸出，從而減少了沿電力電纜24的電壓和/或電流。在一些實(shí)施例中，裝置310和電源12可在焊接系統(tǒng)10的空轉(zhuǎn)期間進(jìn)行通信和/或同時裝置310將電力輸出(例如，焊接輸出)提供至負(fù)荷324。例如，在通過被聯(lián)接至裝置310的焊炬進(jìn)行的焊縫形成期間與電源12進(jìn)行通信。

在焊接系統(tǒng)10的空轉(zhuǎn)期間，如在焊接系統(tǒng)10的啟動時或在焊接操作之間，裝置310可確定電力電纜的電感。在一些實(shí)施例中，裝置310的通信電路70可與電源12的通信電路38進(jìn)行配對(例如，同步)。當(dāng)進(jìn)行配對時，通信電路70和/或通信電路38可驗(yàn)證電力電纜24將裝置310聯(lián)接至電源12。為了驗(yàn)證經(jīng)電力電纜保持的聯(lián)接，裝置310可定期地改變所需的源于電源12的電流且電源12可按預(yù)定的方式作出響應(yīng)。例如，在空轉(zhuǎn)期間，裝置310可簡要地按約為1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多秒的間隔以預(yù)定量(例如，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10安培)改變電流需量。在其中裝置310為先進(jìn)工藝送絲器20的一個實(shí)施例中，裝置可簡要地通過開啟升壓轉(zhuǎn)換器而改變電流需量。由電源12提供的電流是至少部分地基于所改變的電流需量而變化的，且裝置310通過監(jiān)控在驗(yàn)證間隔(例如，約10秒)期間經(jīng)電力電纜24接收的電力輸入驗(yàn)證對連接的保持。

裝置的感測電路116感測通過裝置310接收的電力輸出的電流和/或電壓。如本文所述的，感測電路116響應(yīng)于所改變的源于裝置310的電流需量監(jiān)控被提供至裝置310的電力輸出的特征，從而使感測電路116確定載有源于電源12的電力輸出的電力電纜24的電感。例如，在所感測的電流需量開始增加后對于所感測的電壓至閾值電壓的上升而引起的延遲對應(yīng)于電感值。感測電路116將所確定的電感與被存儲在存儲器中的閾值電感值進(jìn)行比較。在一些實(shí)施例中，操作員接口326可提供通知(例如，顯示、聲音、光)，其指示電力電纜24所確定的電感大于閾值電感。此外或可替代地，感測電路116可禁用裝置310的操作直到所確定的電感小于閾值電感為止。即，當(dāng)確定的電感大于閾值電感時，裝置310可禁用負(fù)荷624的操作和/或裝置310可停止通過被聯(lián)接至裝置310的焊接電纜62或工作電纜64傳輸電力輸出。

圖17示出輸入電壓(V_總線)和輸入電流(I_負(fù)荷)與時間的關(guān)系圖，其中V_總線和I_負(fù)荷在電力電纜上從電源12被提供至裝置310。雖然參照圖17在本文討論的實(shí)施例可包括作為其中的負(fù)荷326為電力轉(zhuǎn)換電路58(例如，升壓轉(zhuǎn)換器104、總線電容器110、降壓轉(zhuǎn)換器106)的裝置310的先進(jìn)工藝送絲器20，但電力電纜24的電感也可通過任何聯(lián)接裝置310的感測電路116進(jìn)行確定。在裝置310的空轉(zhuǎn)期間，V_總線和I_負(fù)荷可分別基本上保持為恒定在V₁和I₁上。在T₁，負(fù)荷的升壓轉(zhuǎn)換器將源于電源的電流需量從I₁增加至I₂。從電源接收的輸入電流I_負(fù)荷在T₁開始增加且按斜坡率350向I₂增加。在電壓瞬變的持續(xù)時間352，如圖17的V_總線的平坦部所示的，電力電纜的電感使V_總線中的變化落后于I_負(fù)荷。在電壓瞬變352后，V_總線開始增加，在T₂達(dá)到閾值電壓(V_閾值)。閾值電壓可被存儲在裝置310的存儲器中且可以是在V₁和V₂之間的任何數(shù)值。例如，V_閾值可比V₁大約5、10、15、20、25、30、40或50％。

裝置310的感測電路可經(jīng)監(jiān)控V_總線和/或I_負(fù)荷的響應(yīng)而確定電力電纜的電感。即，感測電路可通過監(jiān)控當(dāng)V_總線約等于V_閾值時在T₂和T₁之間的時間延遲、I_負(fù)荷的斜坡率、當(dāng)I_負(fù)荷約等于I₂時在T₁和T₃之間的時間延遲或V_總線與I_負(fù)荷的相對比較或其任何組合而確定電力電纜的電感。在T₁和T₂之間的延遲至少部分地基于將電力輸出從電源傳輸至裝置310的電力電纜的電感。例如，增加電力電纜的電感可增加延遲，且減少電力電纜的電感可減少延遲。I_負(fù)荷的斜坡率350可至少部分地基于將電力輸出從電源傳輸至裝置的電力電纜的電感。例如，增加電力電纜的電感可減小斜坡率350，且減少電力電纜的電感可增加斜坡率350。額外地或可替代地，感測電路可至少基于在當(dāng)所接收的電流為I₁和I₂之間的約50％時對所接收的電壓的測量確定電力電纜的電感。此外，在T₁和T₃之間的延遲可與電力電纜的電感成正比。

圖18為一種用于確定在電源和焊接系統(tǒng)的裝置之間的電力電纜的電感的方法398的一個實(shí)施例的流程圖。裝置可在時間T₀向電源發(fā)出電流需量將在T₁發(fā)生變化的信號(方框400)。因此，裝置與電源配合改變(方框402)在T₁從電源供給的電力輸出。裝置的感測電路監(jiān)控(方框404)由裝置接收的電力輸出的電流和電壓。例如，當(dāng)接收的電壓達(dá)到V_閾值時感測電路可測量(方框406)電壓延遲(例如，T₂-T₁)。在一些實(shí)施例中，感測電路可測量(方框408)相對于I_負(fù)荷的V_總線。在一些實(shí)施例中，感測電路可測量(方框410)所接收的電流的斜坡率。額外地或可替代地，當(dāng)接收的電流達(dá)到需求電流時感測電路可測量(方框412)電流延遲(例如，T₃-T₁)。

在監(jiān)控(方框404)接收的電壓和電流的同時感測電路至少部分地基于感測電路的測量確定(方框414)電力電纜的電感(L_電纜)。感測電路可至少部分地基于在方框406-412中的測量值與被存儲在存儲器中的數(shù)值的比較確定電力電纜的電感。例如，感測電路可利用查找表、算法或被存儲在存儲器中的模型確定電力電纜的電感。在節(jié)點(diǎn)416，感測電路確定L_電纜是否大于閾值電感(L_閾值)。閾值電感可以是用戶輸入的數(shù)值和/或被存儲在存儲器中的數(shù)值。在一些實(shí)施例中，閾值電感是至少部分地基于裝置的儲電電路的存儲容量或所需的源于裝置的電力輸出的質(zhì)量或其任何組合。例如，當(dāng)L_電纜小于L_閾值時，裝置可被配置成減少或消除電感的影響。如果L_電纜大于L_閾值，裝置可向操作員(例如，經(jīng)顯示、聲音、光)發(fā)送所確定的電力電纜24的電感大于閾值電感的信號(方框418)。響應(yīng)于源于裝置的信號，用戶可改變電力電纜和/或調(diào)整電力電纜的布置以試圖降低電感。在L_電纜大于L_閾值時，感測電路禁用(方框420)裝置的操作。

如果L_電纜小于L_閾值，感測電路可重置(方框422)配對計(jì)數(shù)器，從而使裝置保持在空轉(zhuǎn)模式中直到從裝置需要電力輸出(例如，焊接輸出)為止。感測電路在重復(fù)方法398前等待(方框424)采樣間隔以確定電力電纜的電感并驗(yàn)證裝置是否保持為經(jīng)電力電纜被聯(lián)接至電源。在節(jié)點(diǎn)426，如果之前在方框420中被禁用了，感測電路則啟用裝置的操作。例如，在感測電路由于L_電纜的數(shù)值而禁用(方框420)裝置的操作的情況下，感測電路可在用戶已調(diào)整或替換電力電纜以減少L_電纜后在方法398的連續(xù)迭代中啟用(方框428)裝置的操作。

雖然已在本文說明和描述了本發(fā)明的某些特性，但對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將想到許多修改和變化。因此，要理解的是所附權(quán)利要求旨在涵蓋落在本發(fā)明的真正精神內(nèi)的所有這種修改和變化。