[發(fā)明專(zhuān)利]用于焊接發(fā)電機(jī)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的雙向3電平轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980011029.0
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111670083B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 詹姆斯·弗蘭克·烏爾里奇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/10
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/10
• 代理公司: 上海脫穎律師事務(wù)所 31259
• 代理人: 脫穎

一種焊接型電力系統(tǒng)包含電力供應(yīng)器、DC電力總線、能量存儲(chǔ)裝置和雙向轉(zhuǎn)換器。雙向轉(zhuǎn)換器被配置成將DC電力總線連接到能量存儲(chǔ)裝置，并且被進(jìn)一步配置成響應(yīng)于DC電力總線上的電力需求而從DC電力總線到能量存儲(chǔ)裝置地轉(zhuǎn)換電力以對(duì)能量存儲(chǔ)裝置充電，并且從能量存儲(chǔ)裝置到DC電力總線地轉(zhuǎn)換電力。雙向轉(zhuǎn)換器被進(jìn)一步配置成平衡DC電力總線。控制器被配置成控制雙向轉(zhuǎn)換器的占空比，以便平衡DC電力總線，并控制能量存儲(chǔ)裝置與DC電力總線之間的電力流動(dòng)。

優(yōu)先權(quán)聲明

本申請(qǐng)主張以下申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)中的每一個(gè)以引用方式并入本文中：

2018年1月30日提交申請(qǐng)的名為“用于焊接發(fā)電機(jī)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的雙向3電平轉(zhuǎn)換器(BIDIRECTIONAL?3-LEVEL?CONVERTER?FOR?USE?IN?ENERGY?STORAGE?SYSTEM?FORWELDING?GENERATOR)”的第62/623,660號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的焊接型電力系統(tǒng)為焊接型工具提供電力。一些這樣的電力系統(tǒng)耦接到電力供應(yīng)器和能量存儲(chǔ)裝置。在一些系統(tǒng)中，DC電力總線為焊接型工具和輔助輸出提供焊接型電力。這些配置可需要多個(gè)轉(zhuǎn)換器以在DC電力總線與能量存儲(chǔ)單元之間轉(zhuǎn)換電力。此外，當(dāng)提供輔助電力時(shí)，在沒(méi)有平衡機(jī)制的情況下，DC電力總線可變得不平衡。

發(fā)明內(nèi)容

公開(kāi)一種焊接型電力系統(tǒng)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法，所述焊接型電力系統(tǒng)包含雙向3電平轉(zhuǎn)換器，所述雙向3電平轉(zhuǎn)換器被配置成在電力總線與能量存儲(chǔ)裝置之間轉(zhuǎn)換電力，大體上如附圖中的至少一幅所圖示以及結(jié)合附圖中的至少一幅所描述，如權(quán)利要求書(shū)中更全面地闡述的那樣。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面的實(shí)例焊接型電力系統(tǒng)的框圖。

圖2是實(shí)例雙向3電平轉(zhuǎn)換器的示意圖。

圖3是為失衡負(fù)載供電的實(shí)例雙向3電平轉(zhuǎn)換器的示意圖。

圖4圖示根據(jù)本公開(kāi)的各個(gè)方面的操作焊接型電力系統(tǒng)的實(shí)例方法。

附圖未必按比例繪制。在合適的情況下，類(lèi)似或相同附圖標(biāo)記用于表示類(lèi)似或相同部件。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)總的來(lái)說(shuō)涉及焊接系統(tǒng)，并且更明確地說(shuō)，涉及經(jīng)由雙向3電平轉(zhuǎn)換器而在DC電力總線與能量存儲(chǔ)單元之間轉(zhuǎn)換電力的系統(tǒng)和方法，所述DC電力總線將電力供應(yīng)到焊接型輸出和輔助輸出。雙向3電平轉(zhuǎn)換器可被配置成平衡DC電力總線。

公開(kāi)了焊接型電力系統(tǒng)的實(shí)例。所公開(kāi)的焊接型電力系統(tǒng)包含電源，所述電源包含DC電力總線。電源可以是發(fā)動(dòng)機(jī)供能的，并且DC電力總線例如直接由整流器或升壓轉(zhuǎn)換器饋電。發(fā)動(dòng)機(jī)供能的焊接系統(tǒng)可用于轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)，所述發(fā)電機(jī)用于為多個(gè)焊接型工具(例如，焊接型焊炬、送絲機(jī)、等離子焊炬等)提供電力，并且可長(zhǎng)時(shí)間使用。在一些實(shí)例中，DC電力總線具有分立電容，從而允許用戶將插入式裝置(例如，燈光、小型電動(dòng)工具等)連接到輔助電力，而總DC電力總線可對(duì)焊接逆變器供電。

此外，在一些實(shí)例中，焊接型電力系統(tǒng)可包含能量存儲(chǔ)裝置，諸如，電池。能量存儲(chǔ)裝置可在一些情形(諸如，輸出處具有低電力需求(例如，燈光、小型電動(dòng)工具等)的情形)下提供電力，或者可在短時(shí)間的較高電力需求(例如，短暫的焊接或切割，使用電力存儲(chǔ)裝置和開(kāi)關(guān)模式電電力供應(yīng)器)期間對(duì)DC電力總線進(jìn)行補(bǔ)充。

本公開(kāi)的一些方面涉及一種雙向轉(zhuǎn)換器，所述雙向轉(zhuǎn)換器從DC電力總線到能量存儲(chǔ)裝置地轉(zhuǎn)換電力以對(duì)能量存儲(chǔ)裝置充電，從能量存儲(chǔ)裝置到DC電力總線地轉(zhuǎn)換電力，并且平衡分立電容的DC電力總線。在一些方面中，轉(zhuǎn)換器是雙向3電平轉(zhuǎn)換器。