用于調(diào)節(jié)電流源的方法以及用于此的電流源和過程調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于調(diào)節(jié)電流源的方法，所述電流源具有用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換成 中間電路電壓的第一變換器、中間電路電容器W及用于將中間電路電壓轉(zhuǎn)變成輸出電壓的 第二變換器，其中，在第二變換器的輸出端上調(diào)節(jié)過程并且特別是借助于第二變換器調(diào)節(jié) 輸出電壓和/或輸出電流。
[0002] 此外，本發(fā)明設(shè)及一種用于電流源的過程調(diào)節(jié)器，其中，所述電流源包括用于將輸 入電壓轉(zhuǎn)換成中間電路電壓的第一變換器、中間電路電容器W及用于將中間電路電壓轉(zhuǎn)變 成輸出電壓的第二變換器。在此，所述調(diào)節(jié)器包括用于輸出電壓和/或輸出電流的輸入端、 用于操控第二變換器的輸出端W及用于執(zhí)行調(diào)節(jié)算法的器件，在該器件中輸出電壓和/或 輸出電流設(shè)作調(diào)節(jié)參量并且第二變換器設(shè)作調(diào)節(jié)電路的調(diào)整單元。
[0003] 最后，本發(fā)明設(shè)及一種電流源，所述電流源包括用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間電路 電壓的第一變換器、中間電路電容器W及用于將中間電路電壓轉(zhuǎn)變成輸出電壓的第二變換 器和上述類型的調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器的用于輸出電壓和/或輸出電流的輸入端與焊接電流源 的輸出端連接并且該調(diào)節(jié)器的用于操控第二變換器的輸出端與第二變換器連接。
【背景技術(shù)】
[0004] 用于調(diào)節(jié)上述類型的電流源的方法原則上是已知的。在此，輸入交變電壓被轉(zhuǎn)變 成中間電路電壓。備選地，當(dāng)輸入直流電壓不具有所期望的高度時(shí)，也可W將輸入直流電壓 轉(zhuǎn)變成中間電路電壓。所述中間電路電壓由中間電路電容器保持在大致恒定的水平上。接 著，所述中間電路電壓被轉(zhuǎn)變成輸出電壓。在此，所述輸出電壓和/或輸出電流借助于第二 變換器來調(diào)節(jié)。例如可W在電壓恒定的情況下設(shè)有脈沖狀的輸出電流，如該例如對于脈沖 焊接所需要的那樣。此外，該樣的方法用于電池充電。
[0005] 另一方面也在于，變壓器的變壓比通常盡可能高地預(yù)計(jì)（ansetzen)，所述變壓器 因?yàn)殡娏鞣蛛x和電流變化例如存在于第二變換器中，從而相對來說低地得出（ausfallen) 初級電流。該造成相對高的中間電路電壓并且因此特別是對于初級-次級分開的構(gòu)件造成 相對大的空氣和泄漏電流距離。但是，上述變壓器的高的變壓比經(jīng)常通過如下方式限制， 良P，所需要的并且工業(yè)上可用的構(gòu)件具有確定的、但對于上面提到的空氣和泄漏電流距離 來說過小的管腳間距。然而，因此設(shè)有的、小的中間電路電壓又造成高的初級電流和使用昂 貴的構(gòu)件、特別是在上述電流源的整流器和逆整流器中的昂貴的半導(dǎo)體。該如容易看到的 那樣是不令人滿意的狀況，因?yàn)殡娏髟吹挠行Чβ时煌獠窟吔鐥l件不必要地限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種在焊接過程或者電池充電過程的范圍內(nèi)經(jīng)改 善的用于調(diào)節(jié)電流源的方法、一種經(jīng)改善的用于電流源的過程調(diào)節(jié)器W及一種經(jīng)改善的電 流源。特別是，在功率件保持不變的情況下改善焊接質(zhì)量或者在電池充電時(shí)的質(zhì)量。
[0007] 本發(fā)明的任務(wù)利用開頭提到的類型的方法來解決，在所述方法中由數(shù)字式過程調(diào) 節(jié)器根據(jù)在輸出端上的事件來預(yù)定用于調(diào)節(jié)第一變換器用的中間電路電壓的至少一個(gè)參 數(shù)和/或參數(shù)值。
[000引此外，本發(fā)明的任務(wù)利用開頭提到的類型的過程調(diào)節(jié)器來解決，所述過程調(diào)節(jié)器 包括如下的輸出端，根據(jù)焊接過程或者電池充電過程來準(zhǔn)備該輸出端W用于影響中間電路 電壓。
[0009] 最后，本發(fā)明的任務(wù)通過開頭提到的類型的電流源來解決，在所述電流源中，用于 影響中間電路電壓的調(diào)節(jié)器的輸出端與第一變換器連接或者與另一個(gè)連接于第一變換器 的調(diào)節(jié)器連接。
[0010] 因此，按照本發(fā)明，所述中間電路電壓可W匹配（也就是說變化）于焊接過程或者 電池充電過程，亦即，根據(jù)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的狀況而在輸出端上進(jìn)行中間電路電壓的匹配， W便提供總是充足的能量并且避免中間電路電壓的擾動(dòng)巧inbrechen)。通過對第一變換器 的該干預(yù)可W決定性地改善上述過程。在此特別有利的是，該樣的功率件、也就是說所述兩 個(gè)變換器本身可W保持不變。通過W新式的方法來操控而達(dá)到質(zhì)量提高。因此，本發(fā)明能 夠W特別少的技術(shù)耗費(fèi)移植到實(shí)際中。此外，也能夠按照簡單的方式改進(jìn)已存在的功率件。
[0011] 另一方面也在于，通過使中間電路電壓變化而在平均上得出小于其最大值的中間 電路電壓。但是，空氣和泄漏電流距離通常不是按照中間電路電壓的最大值來設(shè)計(jì)，而是按 照中間電路電壓的平均值來設(shè)計(jì)。一些構(gòu)件也是對短時(shí)的電壓峰值或者說過壓有抵抗力 的。按照所述方式能夠構(gòu)建沒有所提到的缺點(diǎn)的電流源。特別是可W高地預(yù)計(jì)變壓器的變 壓比，該變壓比例如存在于第二變換器中，該導(dǎo)致相對小的初級電流。因此，在電流源有效 功率更高的情況下，一方面可W使用具有相對來說小的管腳間距或者相對來說小的電壓阻 抗的構(gòu)件，但是另一方面也可W使用具有相對來說低的電流負(fù)載能力的構(gòu)件。所述表面上 矛盾的情況通過變化的中間電路電壓在平均上更小的值得出。
[0012] 此外，通過新式的調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在設(shè)計(jì)第一變換器時(shí)選擇參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)。中間電 路電壓的短時(shí)間的提高僅在該短的時(shí)間段內(nèi)提供允許高的輸出功率的輸出特性曲線。在實(shí) 際中，在靜態(tài)的電流源運(yùn)行中，輸出特性曲線的該區(qū)域幾乎從來沒有使用，或者用于持續(xù)運(yùn) 行的電流源的確本來不應(yīng)針對所述區(qū)域來選擇參數(shù)。
[0013]在較大的時(shí)間段上減少的中間電路電壓限制了電流源的可能的輸出功率。因此， 例如500A的輸出電流在1 ;10的變壓器的情況下相當(dāng)于50A的初級電流。如果在中間電路 上700Vdc供使用，則在輸出端上理論上可W給出7〇〇VdcX50 = 35kW。如果將中間電路電 壓例如減少到650V，則僅可W給出32. 5kW的功率。
[0014] 絕大多數(shù)的構(gòu)件可W短時(shí)間W更高的功率加載。因此，例如變壓器的感應(yīng)率可W 明顯地更少地確定尺寸。
[001引因此，本發(fā)明也可W從中看至Ij、看出，雖然中間電路電壓在傳統(tǒng)上盡可能地保持恒 定，亦即在中間電路中力求直流電壓，但是中間電路電壓的變化導(dǎo)致多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。盡管背離了 該原則，在中間電路中的電壓當(dāng)然還是可W至少暫時(shí)保持恒定。
[0016]本發(fā)明的有利的實(shí)施方案和進(jìn)一步擴(kuò)展方案由從屬權(quán)利要求W及由在概覽附圖 的的說明得出。
[0017]有利的是，預(yù)定在事件前的經(jīng)計(jì)算的時(shí)刻的理論值并且匹配中間電路電壓直至所 述時(shí)刻。按照該種方式可W確保，在事件出現(xiàn)時(shí)有充足的功率供使用并且中間電路電壓僅 稍微擾動(dòng)或者完全不擾動(dòng)。
[0018] 有利的是，所述中間電路電壓借助于第一變換器來調(diào)節(jié)并且根據(jù)未來的輸出電壓 和/或未來的輸出電流來預(yù)定中間電路電壓的理論值。在變型方案中，中間電路電壓（與 在控制該中間電路電壓時(shí)不同地）特別良好地遵循根據(jù)輸出電壓和/或輸出電流預(yù)定的理 論值。此外，過程調(diào)節(jié)器仿佛"看"到未來并且按照未來的要求來準(zhǔn)備在中間電路電容器中 的電壓。例如過程調(diào)節(jié)器"知道":在脈沖焊接的情況下何時(shí)要設(shè)置下一個(gè)脈沖，并且因此可 W通過如下方式相應(yīng)地預(yù)先地對此作出反應(yīng)，即，提高中間電路電壓，W便可W實(shí)現(xiàn)盡可能 理想的脈沖形狀。在此可W規(guī)定，過程調(diào)節(jié)器訪問過程數(shù)據(jù)庫，W便接收相應(yīng)的信息（"由 過程數(shù)據(jù)庫預(yù)選控制信號"）。當(dāng)然，為了直接影響中間電路電壓也可W根據(jù)過程直接匹配 調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參量，W便引起迅速地提高中間電路電壓。
[0019] 因此，就該點(diǎn)而言特別有利的是，輸出電流是脈沖形（特別是具有相同部分）的并 且所述中間電路電壓在脈沖之前提高。按照該種方式可W增加電流上升的斜度，從而使脈 沖更良好地接近理想形狀。就該點(diǎn)而言特別有利的是，中間電路電壓在脈沖之前該樣及時(shí) 地提高（優(yōu)選在脈沖之前0ms至5ms)，使得中間電路電壓在電流脈沖開始時(shí)達(dá)到其最大值， 從而也可獲得最大化的電流上升。
[0020] 特別有利的是，當(dāng)脈沖形的輸出電流達(dá)到其上理論值時(shí)，所述中間電路電壓降低。 按照該種方式，在提高滿足其目標(biāo)之后，所述中間電路電壓又立即降低。W該種方式，所述 中間電路電壓的平均值強(qiáng)烈地減少。因此，可W使用更小地選擇參數(shù)的構(gòu)造元件，由此可W 顯著地減少制造花費(fèi)。
[0021] 有利的是，所述中間電路電壓在較短的脈沖時(shí)比在較長的脈沖時(shí)更強(qiáng)烈地提高。 按照該種方式，中間電路電壓的提高的效果在該中間電路電壓的平均值保持不變時(shí)優(yōu)化地 被利用。中間電路電壓例如可W在30%的脈沖持續(xù)比時(shí)提高到