專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的速度控制系統(tǒng)和方法
發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的速度控制系統(tǒng)和方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體涉及一種系統(tǒng)和方法，其用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)狀況和發(fā)電機(jī)負(fù)荷來(lái)控制一種驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。在不易獲取常規(guī)電能的地方，人們常用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)來(lái)提供電能。將汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)這些發(fā)電機(jī)，所產(chǎn)生的電能通常為120VAC或240 VAC。在應(yīng)用過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)可用于向焊槍(比如，氣炬槍，電弧焊槍等等)提供能量，比如焊條焊接，MIG焊接，TIG焊接等等。這些焊接系統(tǒng)包含可調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的能量的控制系統(tǒng)， 從而使之與電弧焊接，等離子切割，和類似的操作相適應(yīng)。在典型的焊接系統(tǒng)中，使用者很難對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)置進(jìn)行可定制的操控。例如，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。當(dāng)焊接噴槍或輔助設(shè)備與該系統(tǒng)連接并啟動(dòng)的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可提高到驅(qū)動(dòng)負(fù)荷所需要的速度。該轉(zhuǎn)速的提升可由通用調(diào)速器曲線來(lái)決定，其緩慢地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的速度，基本上防止了速度超過(guò)所需要的速度。焊接負(fù)荷與輔助負(fù)荷之間并無(wú)區(qū)別，例如一盞燈，其使用時(shí)所需要的能量明顯少于電焊機(jī)。此外，當(dāng)?shù)湫偷暮附酉到y(tǒng)處于停用階段時(shí)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可能會(huì)降到空轉(zhuǎn)速度。 但是，該空轉(zhuǎn)速度可能仍然消耗大量的能量并產(chǎn)生大量的噪音。使用者別無(wú)選擇，只能忍受這些不便或者是當(dāng)焊接系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)不要使用時(shí)手動(dòng)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。然后，在需要再次使用該焊接系統(tǒng)之前，需手動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的某些方面，一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)的方法，其包括監(jiān)測(cè)所述發(fā)電機(jī)的焊接和輔助輸出中的電壓和/或電流負(fù)荷，并根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)荷控制內(nèi)燃機(jī)的速度。進(jìn)一步提供了一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)的方法，包括監(jiān)測(cè)所述發(fā)電機(jī)的焊接輸出的需求，當(dāng)測(cè)出需求時(shí)根據(jù)預(yù)設(shè)的運(yùn)行參數(shù)使用常規(guī)控制系統(tǒng)來(lái)提高內(nèi)燃機(jī)的速度，并根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)。本發(fā)明還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)系統(tǒng)，包括內(nèi)燃機(jī)，由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，及控制器，該控制器被配置成用于檢測(cè)焊接發(fā)電機(jī)的焊接需求并根據(jù)測(cè)出的焊接需求和/或預(yù)設(shè)的運(yùn)行參數(shù)至少在某種程度上控制內(nèi)燃機(jī)。


參照附圖閱讀如下詳細(xì)說(shuō)明可更好地理解本發(fā)明的這些和其它的特征、內(nèi)容及優(yōu)點(diǎn)，在全部附圖中，相同的符號(hào)表示相同的零件，其中圖1根據(jù)本發(fā)明的某些方面的發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)整合控制方案的圖解概述，其允許關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)功能的改進(jìn)控制；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)系統(tǒng)的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖4是一個(gè)流程圖，其說(shuō)明了用于生產(chǎn)圖3的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖所示的一個(gè)系列(series)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制工序；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖5是一個(gè)流程圖，其說(shuō)明另外的用于生產(chǎn)圖3的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖所示的另一個(gè)系列的發(fā)動(dòng)機(jī)控制工序；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖7是一個(gè)流程圖，其說(shuō)明另一個(gè)用于生產(chǎn)圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖所示的一個(gè)系列的發(fā)動(dòng)機(jī)控制工序；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖8是一個(gè)流程圖，其仍是說(shuō)明另一個(gè)用于生產(chǎn)圖6的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖所示的另一個(gè)系列的發(fā)動(dòng)機(jī)控制工序；圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖10是一個(gè)流程圖，其說(shuō)明另一種用于生產(chǎn)圖9的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖所示的一個(gè)系列的發(fā)動(dòng)機(jī)控制工序；以及根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖11是一個(gè)通過(guò)結(jié)合如圖4，5，7和9所示的發(fā)動(dòng)機(jī)控制工序來(lái)制作的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及對(duì)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。一種驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)可包括一些控制裝置，這些控制裝置根據(jù)各種輸入來(lái)影響發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、點(diǎn)火、燃料噴射、火花定時(shí)、以及發(fā)動(dòng)機(jī)的其它可控參數(shù)。例如，這些輸入值可包括，提供給負(fù)荷(例如焊槍和/ 或輔助設(shè)備)的電流或電壓、預(yù)設(shè)的焊接參數(shù)和時(shí)間。圖1是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的一個(gè)示例性的發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)整合控制方案的圖解概述。該系統(tǒng)適用于一系列發(fā)動(dòng)機(jī)，比如汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)，下面將詳細(xì)介紹。而且，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可包括廣泛的可測(cè)量的、可觀察的和可控制的參數(shù)，比如(僅僅是舉例)，燃料流量、節(jié)流閥的位置(throttl印osition)、速度、扭矩、功率、點(diǎn)火提前(比如，適用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī))等等。這些控件中的一部分可通過(guò)機(jī)械的、機(jī)電的或電子的方式來(lái)實(shí)施，比如通過(guò)使用電子調(diào)節(jié)器?？傊l(fā)動(dòng)機(jī)將啟動(dòng)并按照?qǐng)D1所示的整合控制器所確定的速度運(yùn)行。 所述整合控制器可使發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)最佳運(yùn)行狀況，特定負(fù)載的負(fù)荷(下面將詳細(xì)說(shuō)明)等等以特定的速度運(yùn)行。在圖1所示的實(shí)施例中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)將驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。事實(shí)上，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)而言，發(fā)電機(jī)代表著負(fù)荷，而對(duì)于電力負(fù)荷而言，發(fā)電機(jī)自己則是電源。在圖1的圖解說(shuō)明中，系統(tǒng)也可包括其它電源，比如電池，及被配置為從電網(wǎng)中獲得電能并將電能提供給電力負(fù)荷的電網(wǎng)轉(zhuǎn)換器(grid converters)。在某些目前預(yù)期的系統(tǒng)中，所述發(fā)電機(jī)將與其它諸如電池和電網(wǎng)轉(zhuǎn)換器之類的電源配合運(yùn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷從發(fā)電機(jī)和/或其它電源獲得電能，并通過(guò)整合控制器的中介作用來(lái)影響對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。因此，可以測(cè)出關(guān)于發(fā)電機(jī)、電池、電網(wǎng)轉(zhuǎn)換器，及其它電源的電氣參數(shù)，并且整合控制器可運(yùn)用這些測(cè)出的參數(shù)來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和性能。應(yīng)注意，整合控制器也可以調(diào)整電源的某些功能。例如，所述控制器可調(diào)控發(fā)電機(jī)從而根據(jù)電氣負(fù)荷的需要控制發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能的大小，使之與發(fā)動(dòng)機(jī)的速度和扭矩控制相適合。在目前所預(yù)期的應(yīng)用中，電源將產(chǎn)生可控制的電能，這些電能適用于各種各樣的負(fù)荷。所述電能可以是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度和所述發(fā)電機(jī)中電極數(shù)量的函數(shù)，或者該電能可按如下所述進(jìn)一步處理。圖1也舉例說(shuō)明了許多示例性的負(fù)荷，這些負(fù)荷可從包括發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)裝置在內(nèi)的電源中獲得電能。在目前預(yù)期的實(shí)施例中，這些負(fù)荷包括電焊機(jī)和某些輔助負(fù)荷。該領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知道，在焊接操作中電焊機(jī)需要大量能量來(lái)產(chǎn)生用于熔化金屬的電弧。 圖1所示的電焊機(jī)可將發(fā)電機(jī)提供的能量轉(zhuǎn)換為適于執(zhí)行特定的焊接操作所需要的能量。 如下所述，就焊接操作的性質(zhì)而言，所述的焊接操作可能需要恒壓輸出狀態(tài)，恒定的電流狀態(tài)，或各種脈沖狀態(tài)。輔助負(fù)荷可包括交流電負(fù)荷和直流電負(fù)荷，電源的輸出可被轉(zhuǎn)化成以適應(yīng)特定負(fù)荷的需要。在某些實(shí)施例中，所述整合控制器能以適當(dāng)?shù)乃俣群凸β蔬\(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)從而與焊接負(fù)荷和輔助負(fù)荷相適應(yīng)。例如，根據(jù)發(fā)電機(jī)的牽引力的數(shù)量(number of pulls)，被設(shè)計(jì)為以電網(wǎng)頻率(例如，在北美地區(qū)為60Hz)的交流電運(yùn)行的器件、電燈及其它負(fù)荷可能要求發(fā)動(dòng)機(jī)以特定的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。所述整合控制器可檢測(cè)出所述發(fā)電機(jī)的輸出值和所述負(fù)荷的輸出值，或者負(fù)荷的牽拉以相應(yīng)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。其它可由圖1所示的系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的負(fù)荷包括電池充電器。例如，在許多移動(dòng)設(shè)備中， 驅(qū)動(dòng)作為備用電源的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)給車輛電池充電是有用的。其它的一些負(fù)荷也通過(guò)一種不能窮舉的方式在圖1中舉例說(shuō)明。所述的其它負(fù)荷可能包括等離子切割機(jī)，送線器，用于特殊操作的交流電源，比如鎢極惰性氣體(TIG)焊接，各種焊接配件，電源轉(zhuǎn)換器，比如換流器和斷路器，等等。至于上文所討論的電焊機(jī)和輔助負(fù)荷，所述的整合控制器可基于連線的檢測(cè)，功率牽引，特定器件的信號(hào)等等來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從而與所述的負(fù)荷相適應(yīng)。所述的整合控制器也可能將發(fā)動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)的控制，各種源的輸入考慮在內(nèi)，其中一些列在圖1的圖表中。當(dāng)前可預(yù)期的用于控制的輸入源包括各種操作員的輸入。 所述的操作員的輸入可以包含在焊接機(jī)/發(fā)電機(jī)的控制室中的控制面板或人機(jī)界面里。舉例來(lái)說(shuō)，操作員的輸入可設(shè)置如下所述的焊接參數(shù)。但是，操作員的輸入也可能包括了速度的手動(dòng)超越控制，所期望的噪音或燃料用量的人工輸入，等等。也可如圖1所示采用網(wǎng)絡(luò)輸入的方式。所述網(wǎng)絡(luò)輸入可包括諸如通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)連接，局域網(wǎng)連接，廣域網(wǎng)連接，無(wú)線連接等等來(lái)接收的輸入。事實(shí)上，任何一種由所述整合控制器調(diào)整的輸入甚或受控參數(shù)都可能由操作員或網(wǎng)絡(luò)來(lái)輸入。其它的輸入源可包括一些針對(duì)任一與電源連接的負(fù)荷的特定功率或電子參數(shù)的指令或要求。所述的輸入可進(jìn)一步包括直接或間接與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接但不通過(guò)電源的設(shè)備。例如，在某些應(yīng)用中，發(fā)動(dòng)機(jī)可驅(qū)動(dòng)其它設(shè)備(未在圖1顯示)比如空氣壓縮機(jī)，液壓泵，等等，并且所述整合控制器可接收要求啟動(dòng)所述設(shè)備和從所述發(fā)動(dòng)機(jī)獲得能量的輸入，并根據(jù)所述的輸入改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，燃料流量，輸出扭矩或功率，等等。所述的整合控制器自身可采用任何一種適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，典型的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多于一個(gè)電源，一個(gè)或多于一個(gè)與用于存儲(chǔ)測(cè)量參數(shù)值、控制程序等等的儲(chǔ)存器相結(jié)合的處理器。由于在許多應(yīng)用中，所述系統(tǒng)將是可移動(dòng)的，因此所述的整合控制器往往被穩(wěn)固地封裝起來(lái)，并能夠和所述發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)及所述系統(tǒng)的其它部件一起在困難的環(huán)境條件下運(yùn)作。所述的處理器可能包括任一種適合的數(shù)字處理器，比如微處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列 (fieldprogrammabIe gate arrays)，等等。存儲(chǔ)設(shè)備可能作為處理器套件的一部分而一起提供，例如對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的情況，附加的存儲(chǔ)器可包括閃存、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、可編程序只讀存儲(chǔ)器，等等。所述的用于調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行的控制程序能夠以任一種適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫(xiě)下來(lái)，根據(jù)如下討論的各種控制系統(tǒng)，所述的編碼被認(rèn)為在該領(lǐng)域的技術(shù)人員的技術(shù)范圍內(nèi)。根據(jù)所面對(duì)的控制狀況的復(fù)雜性，所述的整合控制器所實(shí)施的控制的綜合程度可能有所變化。例如，像下文中所詳述地那樣，所述的整合控制器可檢測(cè)出所述電源的某些電參數(shù)，尤其是所述發(fā)電機(jī)的電參數(shù)，并執(zhí)行相對(duì)簡(jiǎn)易的操作，比如為了所述發(fā)電機(jī)而根據(jù)節(jié)流閥的位置，燃料流量等等進(jìn)行速度控制。然而，可以實(shí)施許多更復(fù)雜的控制系統(tǒng)，其中控制器調(diào)節(jié)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)和發(fā)電機(jī)的參數(shù)以適應(yīng)特定的負(fù)荷和電力需求。如上所述，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)及所預(yù)期的負(fù)荷情況，所述的整合控制器可執(zhí)行為那些機(jī)器而特別調(diào)整的各種功能。例如，在某些當(dāng)前所預(yù)期的應(yīng)用中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的許多功能可能通過(guò)機(jī)械的方式來(lái)控制，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可能以碳化燃料混合為基礎(chǔ)。在其它應(yīng)用中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)將包括燃料注入的模式。與碳化燃料混合或燃料注入一起，可以提供機(jī)械或電子調(diào)節(jié)器。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)于所述的機(jī)械調(diào)節(jié)器，所述的控制器通常不控制節(jié)流閥的位置。同樣地，所述系統(tǒng)中的發(fā)動(dòng)機(jī)可以是單缸的、雙缸的、三缸的或更多缸的，并且可以是液冷式或氣冷式的。也如上文所述，控制可以是以所述發(fā)電機(jī)的特定設(shè)計(jì)和系統(tǒng)中任何其它電源為基礎(chǔ)的。例如，在某些當(dāng)前預(yù)期的設(shè)計(jì)中，所述的發(fā)電機(jī)可利用電子變阻器進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制。該現(xiàn)場(chǎng)控制可由所述的整合控制器進(jìn)行調(diào)整。在所述的應(yīng)用中，所述的整合控制器也可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油器，而且所有的該種控制可以來(lái)自各種類型的電焊機(jī)、輔助負(fù)荷等等的輸入為基礎(chǔ)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖2舉例說(shuō)明了一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的焊接和發(fā)電的系統(tǒng)10。所述的系統(tǒng)10總體包括發(fā)動(dòng)機(jī)12、焊接發(fā)電機(jī)14，和用于提供輔助電源輸出的發(fā)電機(jī)16。整合控制系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)控制器18和焊接控制器20，它們能夠全部或部分整合從而接收來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)，所述焊接發(fā)電機(jī)和輔助發(fā)電機(jī)的控制輸入，并產(chǎn)生用于控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)、所述發(fā)電機(jī)，或所述發(fā)動(dòng)機(jī)和所述發(fā)電機(jī)的輸出。所述的焊接發(fā)電機(jī)向電焊機(jī)22提供能量， 該電焊機(jī)由焊接控制器20來(lái)控制。電焊機(jī)通常包括焊槍(比如，MIG或TIG焊炬，桿柄等等)。各種輔助負(fù)荷或設(shè)備24(比如，燈、電動(dòng)工具、收音機(jī)等等)可由輔助發(fā)電機(jī)16所提供的能量驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)12可以是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖2所示，控制器18可接收來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)12、用戶界面52的輸入，和/或來(lái)自發(fā)電機(jī)的電源輸出。例如，內(nèi)置的或與發(fā)動(dòng)機(jī)12相連的傳感器可向控制器18提供發(fā)動(dòng)機(jī)的信息，比如發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行條件、設(shè)置、瞬變工況(transient conditions)等等。示例性的傳感器包括溫度傳感器26，氧傳感器28，歧管壓力傳感器30，RPM傳感器32，曲軸位置傳感器34。 進(jìn)一步地，發(fā)動(dòng)機(jī)的傳感器可檢測(cè)關(guān)于節(jié)流閥位置，燃料噴射率，火花定時(shí)，空氣流量等信息。此外，與發(fā)電機(jī)14和16的一個(gè)或多個(gè)電能輸出連接的傳感器可提供關(guān)于從發(fā)電機(jī)(比如，電焊機(jī)22和/或輔助負(fù)荷24)獲得能量的負(fù)荷的信息。例如，電壓傳感器36和/或電流傳感器38可與發(fā)電機(jī)14的電源輸出線相連接從而使控制器確定是否有負(fù)荷(例如，電焊機(jī)22)正從發(fā)電機(jī)獲取能量以及能量獲取的程度。同樣地，電壓傳感器40和/或電流傳感器42可與發(fā)電機(jī)16的電源輸出線相連接以檢測(cè)來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。也可通過(guò)用戶界面 52將用戶輸入(比如預(yù)設(shè)的運(yùn)行參數(shù))提供給所述控制器。示例性的預(yù)設(shè)運(yùn)行參數(shù)可包括需要的電流和電壓值，工序類型(比如，恒定電流，恒定電壓，MIG，TIG，焊棒(stick))，電極絲或焊棒尺寸等等。用戶界面24可以與所述系統(tǒng)集成在一起或可以是獨(dú)立的設(shè)備，比如， 輸入面板，遙控系統(tǒng)，等等。例如，所述的用戶界面24可包括像按鍵、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、觸摸屏、刻度盤(pán)、開(kāi)關(guān)、電位器、LED，燈等等之類的用戶輸入設(shè)備及像監(jiān)控器，CRT顯示器和液晶屏等等之類顯示器。除了從輸入端接收發(fā)動(dòng)機(jī)、工序、和負(fù)荷的信息外，所述的控制器可將控制信號(hào)發(fā)送給各種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。如下詳述，所述的控制器可處理一些或所有通過(guò)傳感器38-42收集的信息和/或來(lái)自用戶界面52的輸入從而改變發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行設(shè)置。例如，所述控制器可控制發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器44 (比如，通過(guò)節(jié)流閥板)、點(diǎn)火或啟動(dòng)時(shí)間46、燃料噴射器48及其定時(shí)、電火花計(jì)時(shí)器50，或其它任何可控的發(fā)動(dòng)機(jī)組件。例如，為處理所有輸入到控制器的信號(hào)和從控制器輸出的信號(hào)，所述控制器可包括離散模擬和/或數(shù)字電路、邏輯裝置、微處理器、微控制器、可編程序邏輯控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、復(fù)合可編程邏輯器，等等。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56 (比如，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))與時(shí)間58相對(duì)應(yīng)的曲線圖54?？傮w參照?qǐng)D2中的系統(tǒng)10中各組件和圖3中的曲線圖54，如雙缸內(nèi)燃機(jī)之類的內(nèi)燃機(jī)的空轉(zhuǎn)速度60約為1800-2400轉(zhuǎn)每分鐘。在另一實(shí)施例中，柴油機(jī)可以約600-1200 轉(zhuǎn)每分鐘的空轉(zhuǎn)速度運(yùn)行。驅(qū)動(dòng)焊接發(fā)電機(jī)14和輔助發(fā)電機(jī)16的發(fā)動(dòng)機(jī)18可以運(yùn)行轉(zhuǎn)速62的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。通常，標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行轉(zhuǎn)速62是生產(chǎn)同步電源輸出頻率的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。美國(guó)的設(shè)備通常使用60赫茲的頻率，其它的設(shè)備則用50赫茲的頻率。一個(gè)典型的雙缸內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)速度62約為3600轉(zhuǎn)每分鐘，產(chǎn)生頻率約60赫茲的交流電。一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的 4-電極發(fā)電機(jī)在約1800轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速時(shí)可產(chǎn)生60赫茲的交流電。所述發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度 62可近似地按如下方程式算出

s=120f/p其中，s是所述發(fā)動(dòng)機(jī)的速度(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))，f是目標(biāo)頻率(赫茲)，P是所述發(fā)動(dòng)機(jī)中電極的數(shù)量。使用其它的空轉(zhuǎn)速度60和運(yùn)轉(zhuǎn)速度62則取決于例如發(fā)動(dòng)機(jī)類型(如， 汽油或柴油)和發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)(如，汽缸數(shù)，電極數(shù)等等)。與傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中所觀察到的一樣，跡線64表明了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56從空轉(zhuǎn)速度60提升到運(yùn)轉(zhuǎn)速度62的過(guò)程。例如，電焊機(jī)22和/或輔助負(fù)荷24可在時(shí)間點(diǎn)66 啟動(dòng)。由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加的時(shí)候所需要的扭矩增加了，所述發(fā)動(dòng)機(jī)12的速度56在最初的時(shí)候是減小的。一段時(shí)間后，所述發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器44檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56的變化并提高燃料流量以提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56進(jìn)而彌補(bǔ)增加的負(fù)荷。然后根據(jù)調(diào)速曲線，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56 提升到運(yùn)行轉(zhuǎn)速62。傳統(tǒng)的以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)可利用通用調(diào)速曲線將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56提升到給定負(fù)荷所需要的速度(并將該速度維持在每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的閉合回路中)。也就是說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56相對(duì)緩慢地增加以便于不會(huì)明顯超過(guò)給定負(fù)荷所需要的速度(即， 限制“過(guò)度”)。為達(dá)到并維持運(yùn)轉(zhuǎn)速度62，所述的控制器可利用各種控制技術(shù)，比如閉環(huán)控制、開(kāi)環(huán)控制、比例積分微分控制(PID control)、直接極點(diǎn)配置法、最優(yōu)控制、適應(yīng)性控制、 智能控制、非線性控制等等。在過(guò)了時(shí)間點(diǎn)68之后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56基本上保持在轉(zhuǎn)速62。 從曲線圖54中可看到，跡線64在負(fù)荷引入之后調(diào)速器44提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56之前有一個(gè)明顯的下垂。相比之下，跡線70顯示了一種在電焊機(jī)22從發(fā)電機(jī)14獲取能量時(shí)提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56的改良技術(shù)。用戶可以通過(guò)用戶界面52輸入設(shè)定值，比如電焊機(jī)22所需電流和電壓。所述控制器可具有檢測(cè)功能，即在電焊機(jī)22運(yùn)行時(shí)，經(jīng)由傳感器36和38來(lái)監(jiān)控從焊接電源輸出所獲得的電壓和電流。當(dāng)在所述發(fā)電機(jī)14上檢測(cè)出負(fù)荷時(shí)，所述控制器可向發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器44發(fā)送信號(hào)從而根據(jù)修正的調(diào)速曲線馬上提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56。例如，可在查找表、算法等等中利用用戶輸入的設(shè)定值來(lái)確定調(diào)速曲線，該曲線能最有效地將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 56提升到所想要的運(yùn)行速度62。除了通用調(diào)速曲線外，所述控制器22還可儲(chǔ)存許多關(guān)于特定輸入的調(diào)速曲線的信息。當(dāng)所述的電焊機(jī)22在時(shí)間點(diǎn)66開(kāi)始獲得能量時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可能由于負(fù)荷而短暫地降低。但是，由于一旦檢測(cè)出負(fù)荷便馬上把信號(hào)發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器44，發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器開(kāi)始比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)(如跡線64所示)快得多地提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56。因此，在時(shí)間點(diǎn)72之后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56基本上保持在運(yùn)行速度62。從發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始加載到時(shí)間點(diǎn)72的延遲要要明顯小于從發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始加載到時(shí)間點(diǎn)68(傳統(tǒng)控制)的延遲，跡線64在時(shí)間點(diǎn)68維持運(yùn)行速度62.此外，在速度提升和維持的過(guò)程中，所述控制器可在不同的時(shí)間點(diǎn)采用不同的控制系統(tǒng)(control regimes)。例如，跡線70舉例說(shuō)明了一種基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在圖4中將有進(jìn)一步地說(shuō)明。相比之下，跡線64舉例說(shuō)明了一種傳統(tǒng)的基于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。從曲線圖M中可知，與基于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)(跡線64)相比，所述的基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)(跡線70)會(huì)在更大程度上過(guò)度超過(guò)運(yùn)行速度62。這種現(xiàn)象可歸結(jié)于在提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56時(shí)各自的控制系統(tǒng)所采用的技術(shù)。將所述的基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)中的速度提升(speed ramp-up)和基于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性相結(jié)合， 所述控制器可從一種控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N，比如通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56。例如，在時(shí)間點(diǎn)74， 在使用所述的基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)的情況下(跡線70)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56接近目標(biāo)運(yùn)行速度62，所述的控制器可轉(zhuǎn)變?yōu)榛诿糠昼娹D(zhuǎn)數(shù)(rpm-based)的控制系統(tǒng)(跡線64)。 通過(guò)改變控制系統(tǒng)，每種類型的控制效益都可達(dá)到最優(yōu)化。圖4為可生成跡線70(見(jiàn)圖3)的工序76。參考用于說(shuō)明系統(tǒng)10各組件的圖2， 用于說(shuō)明曲線圖M的圖3及用于說(shuō)明工序76的圖4，可通過(guò)諸如用戶界面52來(lái)輸入(方框78)預(yù)設(shè)的運(yùn)行參數(shù)。預(yù)設(shè)的運(yùn)行參數(shù)可包括諸如電焊機(jī)22所需要的電流和電壓、焊接系統(tǒng)、系統(tǒng)的詳細(xì)信息等等。然后，可根據(jù)電焊機(jī)22(方框80)所需要的輸入設(shè)置來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷。也就是說(shuō)，可確定用于實(shí)現(xiàn)電焊機(jī)22所需要的電流和電壓的空轉(zhuǎn)速度60、運(yùn)行速度62、和/或輸出的預(yù)期負(fù)荷。例如，可利用查找表、算法等等來(lái)確定發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、空轉(zhuǎn)速度60，和/或負(fù)荷所需要的運(yùn)行速度62。這些可通過(guò)在預(yù)期負(fù)荷條件下測(cè)試所述發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)經(jīng)驗(yàn)地、推理地確定。在輸入運(yùn)行參數(shù)后，所述發(fā)動(dòng)機(jī)12可能空轉(zhuǎn)一段時(shí)間(方框82)， 例如用戶用這段時(shí)間來(lái)裝備電焊機(jī)22。當(dāng)電焊機(jī)22運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)的時(shí)候(例如發(fā)出電弧)，所述控制器檢測(cè)到發(fā)電機(jī)14(方框84)上的負(fù)荷。然后，所述控制器可能將信號(hào)發(fā)送給發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器44、點(diǎn)火/曲柄輸入裝置46、燃料噴射器48、火花定時(shí)器50，等等，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56由空轉(zhuǎn)速度60提高到運(yùn)行轉(zhuǎn)速62 (方框88)。所述的提升過(guò)程可使用基于用戶輸入設(shè)置和預(yù)期的運(yùn)轉(zhuǎn)速度62的發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速曲線。例如，如果電焊機(jī)22需要所述發(fā)電機(jī)以 3600轉(zhuǎn)每分鐘的速度62運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的輸出功率，所述的控制器可調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行設(shè)置從而打開(kāi)節(jié)流閥到所述發(fā)動(dòng)機(jī)以3600轉(zhuǎn)每分鐘運(yùn)行時(shí)所需要的位置。然后所述發(fā)動(dòng)機(jī)快速地提升到運(yùn)行速度62。
圖5為改變發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的工序90。參考用于說(shuō)明曲線圖M的圖3和說(shuō)明工序90的圖4，可通過(guò)使用基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)(方框9 來(lái)提高所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56。 然后可檢測(cè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56 (方框94)并與目標(biāo)運(yùn)行速度62相比較(方框96)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56并沒(méi)有接近運(yùn)行速度62，則使用基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)(方框92)來(lái)繼續(xù)提速。但是，如果所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56接近運(yùn)行速度62，則使用基于每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)的控制系統(tǒng) (方框98)?？蓪l(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56視為接近運(yùn)行速度62的臨界值可以是一個(gè)預(yù)設(shè)值、用戶輸入值、所述運(yùn)行速度62的百分比，或其它適當(dāng)?shù)闹怠８鶕?jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖6是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56與時(shí)間58相對(duì)應(yīng)的曲線圖100。參見(jiàn)用于說(shuō)明所述系統(tǒng)10的組件的圖2和用于說(shuō)明曲線圖100的圖6，除空轉(zhuǎn)速度60和額定轉(zhuǎn)速62外，圖中還舉例說(shuō)明了低空轉(zhuǎn)速度102和發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)速度104(也就是停止)。例如， 以1800轉(zhuǎn)每分鐘的空轉(zhuǎn)速度60運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)可具有約1600轉(zhuǎn)每分鐘的低空轉(zhuǎn)速度102， 然而，也可實(shí)施其它的低空轉(zhuǎn)速度102。在停用期間降低所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56或關(guān)閉所述發(fā)動(dòng)機(jī)有助于在無(wú)負(fù)荷的情況下冷卻所述發(fā)動(dòng)機(jī)和降低噪音和耗油量。在另一實(shí)施例中，可用高空轉(zhuǎn)速度105來(lái)預(yù)測(cè)基于預(yù)設(shè)運(yùn)行參數(shù)的電焊機(jī)22的需求。例如，如果所述發(fā)動(dòng)機(jī)具有1800轉(zhuǎn)每分鐘的空轉(zhuǎn)速度60和3600轉(zhuǎn)每分鐘的預(yù)設(shè)運(yùn)行速度62，所述高空轉(zhuǎn)速度105 約為3000轉(zhuǎn)每分鐘。例如，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)間歇性空轉(zhuǎn)時(shí)，所述的高空轉(zhuǎn)速度105能夠快速地增加到運(yùn)行速度62。跡線106，108和114說(shuō)明了可用于系統(tǒng)10的合適的節(jié)能技術(shù)。例如，如果在時(shí)間點(diǎn)Iio之后所述發(fā)電機(jī)上沒(méi)有負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可從空轉(zhuǎn)速度60降到低空轉(zhuǎn)速度 102(跡線106)或者發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行會(huì)暫時(shí)中斷(跡線108)，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56降到發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)速度104。一旦在時(shí)間點(diǎn)112檢測(cè)到所述發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷，可使用上文所述的任一種控制技術(shù)將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56提高到運(yùn)轉(zhuǎn)速度62。此外，如跡線114所示，可將低空轉(zhuǎn)速度102與發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉速度104組合運(yùn)用。比如，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可在時(shí)間點(diǎn)110之后降低到低空轉(zhuǎn)速度102，然后在時(shí)間點(diǎn)116之后減低到發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉速度104。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可首先從運(yùn)轉(zhuǎn)速度62減低到高空轉(zhuǎn)速度 105。一旦檢測(cè)到所述發(fā)電機(jī)上的負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可恢復(fù)到運(yùn)轉(zhuǎn)速度62。但是，如果在時(shí)間點(diǎn)110之后沒(méi)有檢測(cè)到任何負(fù)荷，發(fā)動(dòng)機(jī)速度56可從高空轉(zhuǎn)速度105下降到更低的速度(例如，跡線109所示的空轉(zhuǎn)速度56 ；低空轉(zhuǎn)速度102 ；發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)速度104 ；或另一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56)。應(yīng)注意，對(duì)于不同的空轉(zhuǎn)狀態(tài)，時(shí)間點(diǎn)110，112和116可能是不同的。例如，在轉(zhuǎn)變到較低的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56之前，維持所述發(fā)動(dòng)機(jī)以高空轉(zhuǎn)速度105運(yùn)行一段更短的時(shí)間要比以空轉(zhuǎn)速度60運(yùn)行要好。一種可產(chǎn)生跡線106，108和114(圖6)的工序118如圖7所示。參照用于說(shuō)明系統(tǒng)10中組件的圖2，用于說(shuō)明曲線圖100的圖6，和用于說(shuō)明工序118的步驟的圖7，所述發(fā)動(dòng)機(jī)18可以高空轉(zhuǎn)速度105或空轉(zhuǎn)速度60運(yùn)行(方框120)。所述控制器可監(jiān)控電源輸出中的電流和電壓負(fù)荷從而確定是否有負(fù)荷正從所述發(fā)電機(jī)獲得能量(方框122)。如果沒(méi)有負(fù)荷，所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度56可能降低到空轉(zhuǎn)速度60 (例如，從高空轉(zhuǎn)速度10 ，降到低空轉(zhuǎn)速度102(例如，從空轉(zhuǎn)速度60或高空轉(zhuǎn)速度105)，或降到發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)速度104(比如，從空轉(zhuǎn)速度60，低空轉(zhuǎn)速度102，或高空轉(zhuǎn)速度105)(方框124)。在所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56 下降之后，所述控制器可能繼續(xù)通過(guò)傳感器36-42來(lái)監(jiān)測(cè)來(lái)自所述發(fā)電機(jī)的電流和/或電壓(方框126)。如果電焊機(jī)22和輔助負(fù)荷M中任一個(gè)獲得電流和/或電壓，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可重新啟動(dòng)和/或所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可提升到運(yùn)行速度62 (方框128)。此外，關(guān)機(jī)后可用開(kāi)關(guān)來(lái)重啟所述發(fā)動(dòng)機(jī)。例如，電焊機(jī)22可以包括開(kāi)關(guān)以便于能遠(yuǎn)程啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)。 如果所述發(fā)電機(jī)上沒(méi)負(fù)荷，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可能繼續(xù)維持在空轉(zhuǎn)速度60或低空轉(zhuǎn)速度 102，或者所述發(fā)動(dòng)機(jī)仍處于停機(jī)狀態(tài)(方框124)。應(yīng)注意，雖然在曲線圖100(圖6)和工序118 (圖7)中介紹了四種空轉(zhuǎn)/關(guān)機(jī)速度，但是根據(jù)本公開(kāi)的內(nèi)容，許多空轉(zhuǎn)/關(guān)機(jī)速度及它們的結(jié)合也是可以應(yīng)用的。圖8為工序130，其包含發(fā)動(dòng)機(jī)速度56的多次下降，如跡線114(見(jiàn)圖6)所示。參照用于說(shuō)明系統(tǒng)10中組件的圖2，用于說(shuō)明曲線圖100的圖6，和用于說(shuō)明工序130的步驟的圖8，發(fā)動(dòng)機(jī)可以空轉(zhuǎn)速度60空轉(zhuǎn)(方框13 。所述控制器可監(jiān)控所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56 和/或所述發(fā)電機(jī)上的電流和電壓負(fù)荷從而確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)已空轉(zhuǎn)了多久(方框134)。如果發(fā)動(dòng)機(jī)18空轉(zhuǎn)的時(shí)間沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)速度56會(huì)仍然維持空轉(zhuǎn)速度 60(方框13 。但是，如果所述發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)的時(shí)間已達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間，所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度56 會(huì)減速到低空轉(zhuǎn)速度102(方框136)。然后，所述控制器會(huì)繼續(xù)監(jiān)控所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56從而確定所述發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)以低空轉(zhuǎn)速度102轉(zhuǎn)動(dòng)了多久(方框138)。如果所述發(fā)動(dòng)機(jī)以低空轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)的時(shí)間，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56會(huì)仍然維持在低空轉(zhuǎn)速度 102(方框136)。如果所述發(fā)動(dòng)機(jī)以低空轉(zhuǎn)速度102轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間，則所述發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)暫時(shí)停止，把所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56降到發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)速度104(方框140)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，所述控制器可能繼續(xù)監(jiān)控感測(cè)負(fù)荷的傳感器36-42(方框14 。如果打開(kāi)電焊機(jī)22 和輔助負(fù)荷M中的一個(gè)(即，開(kāi)始獲取能量或需要能量)，發(fā)動(dòng)機(jī)18可重啟并且所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56會(huì)提升到額定速度62 (方框144)。此外，關(guān)機(jī)后可用開(kāi)關(guān)重啟所述發(fā)動(dòng)機(jī)。比如，焊槍20可包括開(kāi)關(guān)以便于遠(yuǎn)程啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)。如果沒(méi)有檢測(cè)出負(fù)荷，所述發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)仍然保持關(guān)機(jī)狀態(tài)(方框140)。應(yīng)理解，不同的空轉(zhuǎn)速度的組合可用在工序130中，并且可采用各種速度來(lái)實(shí)現(xiàn)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56的逐步下降。參照本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56對(duì)應(yīng)于時(shí)間58的曲線圖146如圖9所示。參照說(shuō)明系統(tǒng)10的組件的圖2、說(shuō)明曲線圖146的圖9。在本發(fā)明的這個(gè)方面，可用“智能超速” 148來(lái)提高用于焊接的功率輸出，特別是當(dāng)輔助負(fù)荷M沒(méi)有從發(fā)電機(jī)16獲得能量，或者對(duì)發(fā)電機(jī)16所提供的頻率不敏感。當(dāng)執(zhí)行高電流強(qiáng)度的加工時(shí)，比如，刨削，用大號(hào)的焊絲進(jìn)行焊接，大號(hào)焊條的焊接，或涉及多個(gè)換流器的加工，提升發(fā)動(dòng)機(jī)的速度56從而增加發(fā)電機(jī)14的輸出是合適的。跡線150表明智能超速148的運(yùn)用情況。在時(shí)間點(diǎn)152，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可從標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度62提升到較高的速度148。較高速度148可以是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 56，電焊機(jī)22在該轉(zhuǎn)速時(shí)運(yùn)行效率更高(例如，適于2-極點(diǎn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的3700-3800轉(zhuǎn)每分鐘，或適于4-極點(diǎn)柴油機(jī)的M00-3000轉(zhuǎn)每分鐘)。根據(jù)所述系統(tǒng)和電焊機(jī)22的運(yùn)行參數(shù)可采用其它速度148。此外，其它速度148可能是預(yù)設(shè)值、用戶輸入值、根據(jù)焊接設(shè)置來(lái)確定的值，或任一近似速度值。在較高頻率時(shí)為了發(fā)電同時(shí)不損壞受頻率影響的輔助負(fù)荷M，需要提供一種當(dāng)使用受頻率影響的輔助負(fù)荷M時(shí)阻止所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提升的控制系統(tǒng)。例如，除了標(biāo)準(zhǔn)輔助電源插座，所述系統(tǒng)可以配備專用的輔助電源插座，或用該專用的輔助電源插座取代標(biāo)準(zhǔn)輔助電源插座。不受頻率影響的輔助負(fù)荷可有相應(yīng)的專用插頭以便于只有不受頻率影響的輔助負(fù)荷可以把插頭插進(jìn)輔助電源插座。此外，在相應(yīng)的控制系統(tǒng)中，如果能量是從標(biāo)準(zhǔn)電源插座獲取的，發(fā)動(dòng)機(jī)速度56不會(huì)提升，但是如果能量是從專用的電源插座獲取的，發(fā)動(dòng)機(jī)的速度56會(huì)提升。在另一實(shí)施例中，所述控制器可確定連接的輔助負(fù)荷是否是受頻率影響的。只是在不存在從所述系統(tǒng)獲得能量的受頻率影響的輔助負(fù)荷的時(shí)候，所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速才會(huì)提升。此外，在另一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)可包括電源管理技術(shù)，其調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)不受輸入電壓、頻率、相位等等的影響。例如，可從Miller Electric獲得的Auto-LineTM 技術(shù)能提供類似的穩(wěn)定功率。因此，雖然所述焊接電源輸出可能是變頻的，但所述輔助插座可能已經(jīng)調(diào)整了輸出功率。圖10為可獲得跡線150(圖9)的工序154。參照用于說(shuō)明系統(tǒng)組件的圖2、用于說(shuō)明曲線圖146的圖9和用于說(shuō)明工序IM的圖10，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可按運(yùn)行速度62運(yùn)轉(zhuǎn)(方框156)。也就是說(shuō)，電焊機(jī)和/或輔助負(fù)荷可從發(fā)電機(jī)獲得能量。使用傳感器36-42，所述控制器可確定是否從發(fā)電機(jī)的焊接電源輸出和/或輔助電源輸出中獲得能量(方框158和 162)。如果沒(méi)有獲得焊接能量(即，電焊機(jī)沒(méi)有運(yùn)轉(zhuǎn))，并且如果受頻率影響的輔助負(fù)荷從中獲得能量(即，正在使用受頻率影響的設(shè)備)，那么發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可維持在標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度62(方框160)。但是，如果獲得了焊接能量(S卩，電焊機(jī)正在使用中)并且不存在獲得能量的受頻率影響的輔助負(fù)荷(即，沒(méi)有使用輔助設(shè)備，或只是使用不受頻率影響的輔助設(shè)備)，所述控制器可將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56提升到較高的速度148(方框164)。通過(guò)提升發(fā)動(dòng)機(jī)速度56，所述發(fā)電機(jī)可在較高的頻率輸出功率。使用較高頻率的電源時(shí)，所述焊槍14可更有效率地運(yùn)行。最后，依照本發(fā)明的實(shí)施例，圖11為所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56對(duì)應(yīng)于時(shí)間58的曲線圖 166。參照用于說(shuō)明系統(tǒng)10中組件的圖2和用于說(shuō)明曲線圖166的圖“，一跡線說(shuō)明了本發(fā)明多個(gè)方面的組合。例如，所述發(fā)動(dòng)機(jī)可在空轉(zhuǎn)速度60時(shí)啟動(dòng)。在時(shí)間點(diǎn)170，所述控制器可檢測(cè)出電焊機(jī)正從發(fā)電機(jī)獲得能量。根據(jù)用戶界面上的預(yù)設(shè)的運(yùn)行參數(shù)輸入值，使用基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)，可快速提升所述電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56。在時(shí)間點(diǎn)172，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56接近目標(biāo)運(yùn)行速度62，所述控制器可轉(zhuǎn)變?yōu)榛诿糠昼娹D(zhuǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。然后，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56可穩(wěn)定在運(yùn)行速度62。在時(shí)間點(diǎn)174之后，所述控制器可確定是否電焊機(jī)和輔助負(fù)荷均沒(méi)有使用并且把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速56降低到空轉(zhuǎn)速度60。在更遠(yuǎn)的時(shí)間點(diǎn)176之后沒(méi)有檢測(cè)出負(fù)荷，所述控制器可把發(fā)動(dòng)機(jī)速度56降低到低空轉(zhuǎn)速度102。同樣地，如果在時(shí)間點(diǎn) 178之后沒(méi)有檢測(cè)出負(fù)荷，所述控制器可關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，有效地將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)速度104。當(dāng)在時(shí)間點(diǎn)180檢測(cè)出負(fù)荷時(shí)，所述控制器可啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)并將發(fā)動(dòng)機(jī)速度 56提升到運(yùn)行速度62。在時(shí)間點(diǎn)182，所述控制器可再一次從基于預(yù)先設(shè)置的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛诿糠昼娹D(zhuǎn)數(shù)的控制系統(tǒng)。在時(shí)間點(diǎn)184，如果所述控制器確定在發(fā)動(dòng)機(jī)上沒(méi)有受頻率影響的負(fù)荷(即，只有電焊機(jī)在運(yùn)行，或者電焊機(jī)和不受頻率影響的設(shè)備在運(yùn)行)，那么所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度56可進(jìn)一步提升到更高的速度148。應(yīng)注意的是，此處公開(kāi)的任何一個(gè)或全部的實(shí)施例都可以應(yīng)用在一個(gè)單一系統(tǒng)、 發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)，或發(fā)電機(jī)中。雖然在此只是舉例說(shuō)明了本發(fā)明的某些特征，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員是能夠想到其諸多變更和改變的。因此，應(yīng)當(dāng)理解，所附的權(quán)利要求意在包括所有這些落入本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的變更和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于控制由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的方法，包括監(jiān)控對(duì)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出的焊接需求和輔助需求；以及如果檢測(cè)到所述的焊接需求同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到所述的輔助需求，將內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度之上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的增加的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是用戶輸入的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括如果檢測(cè)到所述的輔助需求則將所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，焊接預(yù)設(shè)裝置決定目標(biāo)速度、空轉(zhuǎn)速度，和內(nèi)燃機(jī)到達(dá)所述目標(biāo)速度的方式。
5.一種用于控制由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的方法，包括監(jiān)測(cè)對(duì)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出的焊接需求和輔助需求；當(dāng)檢測(cè)到所述輔助需求時(shí)，將該輔助需求歸類為受頻率影響的或不受頻率影響的；以及如果檢測(cè)到所述的焊接需求同時(shí)沒(méi)有檢測(cè)到所述的輔助需求或者所述的輔助需求可歸類為不受頻率影響的，則將所述內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高到標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度之上。
6.一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括具有標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度和最高運(yùn)行速度的內(nèi)燃機(jī)；內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)，其中，所述的發(fā)電機(jī)被配置用于以所述內(nèi)燃機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行速度輸出同步功率；以及控制器，其被配置用于將內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高所述標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速之上以便所述發(fā)電機(jī)輸出非同步功率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，其中，所述同步功率具有60Hz的頻率并且所述非同步功率具有超過(guò)60Hz的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，包括特別的電源插座，其被配置用于限制外部設(shè)備的非同步功率的使用，所述外部設(shè)備具有與所述特別的電源插座相配套的電源連接器。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，包括同步電源插座和非同步電源插座。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述系統(tǒng)，包括選擇器，其具有與所述同步功率相對(duì)應(yīng)的第一選項(xiàng)和與所述非同步功率相對(duì)應(yīng)的第二選項(xiàng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述系統(tǒng)，其中，所述第二選項(xiàng)與第一選項(xiàng)相比在應(yīng)用時(shí)具有更高的電流強(qiáng)度的需求。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述系統(tǒng)，其中，所述的更高的電流強(qiáng)度的需求與焊槍的較粗的電焊條、與焊槍一起使用的較厚的材料，或兩者的組合有關(guān)。
13.一種用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的方法，包括監(jiān)測(cè)對(duì)內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)的輸出的需求；以及如果在所預(yù)設(shè)的時(shí)段里沒(méi)有檢測(cè)到所述需求，則停止所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括當(dāng)檢測(cè)到所述需求時(shí)繼續(xù)監(jiān)控所述需求并自動(dòng)重啟所述內(nèi)燃機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括接收來(lái)自遠(yuǎn)程設(shè)備的信號(hào)并重啟所述內(nèi)燃機(jī)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述遠(yuǎn)程設(shè)備包括焊槍。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述遠(yuǎn)程設(shè)備包括輔助設(shè)備。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述的預(yù)設(shè)時(shí)間段是預(yù)先設(shè)定的、固定的時(shí)間段。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述的預(yù)設(shè)時(shí)間段是用戶輸入的時(shí)間段。
20.一種發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，包括 內(nèi)燃機(jī)；由所述內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)；以及發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，其被配置用于檢測(cè)發(fā)電機(jī)上的需求及至少部分地根據(jù)所檢測(cè)出的需求停止和啟動(dòng)所述內(nèi)燃機(jī)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)與發(fā)電機(jī)的電源輸出相連接的傳感器，其中所述傳感器被配置用于監(jiān)測(cè)所述功率輸出中的電流和/或電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，如果在預(yù)定的時(shí)間段里沒(méi)有檢測(cè)到所述需求， 則所述發(fā)動(dòng)機(jī)被配置用于將內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)臉?biāo)準(zhǔn)空轉(zhuǎn)速度降到比所述標(biāo)準(zhǔn)空轉(zhuǎn)速度更低的速度。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，如果在額外的預(yù)定時(shí)間段里沒(méi)有檢測(cè)到所述需求，則所述的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器被配置用于停止所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)速器，其被配置用于接收來(lái)自所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器的控制信號(hào)和調(diào)整所述內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)控制器被配置用于檢測(cè)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行條件并至少部分地根據(jù)所述檢測(cè)到的運(yùn)行條件部分地控制所述內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
提供了一種可用于控制驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)/電焊機(jī)或獨(dú)立的發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的系統(tǒng)和方法?？刂扑霭l(fā)動(dòng)機(jī)包括根據(jù)發(fā)電機(jī)中所檢測(cè)到的需求和/或電焊機(jī)的運(yùn)行參數(shù)來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。例如，所述的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可根據(jù)發(fā)電機(jī)中所檢測(cè)到的負(fù)荷和/或所述電焊機(jī)的運(yùn)行參數(shù)來(lái)提升。另外，如果在一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有檢測(cè)到需求，所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度會(huì)自動(dòng)降低到非標(biāo)準(zhǔn)空轉(zhuǎn)速度或所述發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)機(jī)。此外，如果在發(fā)電機(jī)中只檢測(cè)到不受頻率影響的需求，所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度可能會(huì)提升。也可采用這些方法的組合及進(jìn)一步的方法?？商峁└鞣N設(shè)備用于實(shí)施上述方法。
文檔編號(hào)B23K9/10GK102300666SQ200980155765
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月30日
發(fā)明者丹尼爾·C·福斯賓德, 戴維·埃德溫·拉特克, 約瑟夫·卡爾·吉特 申請(qǐng)人:伊利諾斯工具制品有限公司