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，當輸入直流電壓不具有所期望的高度時，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（ansetzen)，所述變壓器 因為電流分離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，因為電流源的有效功率被外部邊界條件不必要地限制。

【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)在短時間內(nèi)出現(xiàn)的狀況而在輸出端上進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 個變換器本身可W保持不變。通過W新式的方法來操控而達到質(zhì)量提高。因此，本發(fā)明能 夠W特別少的技術(shù)耗費移植到實際中。此外，也能夠按照簡單的方式改進已存在的功率件。
[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，而是按 照中間電路電壓的平均值來設(shè)計。一些構(gòu)件也是對短時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的電流源。特別是可W高地預(yù)計變壓器的變 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)計第一變換器時選擇參數(shù)的優(yōu)點。中間電 路電壓的短時間的提高僅在該短的時間段內(nèi)提供允許高的輸出功率的輸出特性曲線。在實 際中，在靜態(tài)的電流源運行中，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 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)致多項優(yōu)點。盡管背離了 該原則，在中間電路中的電壓當然還是可W至少暫時保持恒定。
[0016]本發(fā)明的有利的實施方案和進一步擴展方案由從屬權(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)計算的時刻的理論值并且匹配中間電路電壓直至所 述時刻。按照該種方式可W確保，在事件出現(xiàn)時有充足的功率供使用并且中間電路電壓僅 稍微擾動或者完全不擾動。
[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要設(shè)置下一個脈沖，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。就該點而言特別有利的是，中間電路電壓在脈沖之前該樣及時 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達到其最大值， 從而也可獲得最大化的電流上升。
[0020] 特別有利的是，當脈沖形的輸出電流達到其上理論值時，所述中間電路電壓降低。 按照該種方式，在提高滿足其目標之后，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。
[0021] 有利的是，所述中間電路電壓在較短的脈沖時比在較長的脈沖時更強烈地提高。 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)比時提高到