JP2016508019A - バッテリ駆動溶接装置の制御方法およびバッテリ駆動溶接装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Ib ブーストコンバータ4を通る電流
Uzw 中間回路電圧
Uout 溶接電圧
Iout 溶接電流
Uset 設定及び/又は所望の溶接電圧
Iset 設定及び/又は所望の溶接電流
Claims (20)
- バッテリ駆動溶接装置(1)を制御する方法であって、
バッテリ(2)によって提供されるバッテリ電圧(Uin)およびバッテリ電流(Iin)が、少なくとも1つのスイッチ(5)を有するブーストコンバータ(4)および少なくとも1つのスイッチ(7)を有するバックコンバータ(6)を含む溶接コントローラ(3)を用いて、溶接トーチ(11)に供給される溶接電流(Iout)および溶接電圧(Uout)にそれぞれ制御され、
ブーストコンバータ(4)とバックコンバータ(6)との間の中間回路電圧(Uzw)がバッテリ電圧(Uin)より低いか、これと等しい場合、ブーストコンバータ(4)は、スイッチコントローラ(9)によって制御されたスイッチ(8)を用いてバイパスされ、
ブーストコンバータ(4)がアクティブである場合、ブーストコンバータ(4)をバイパスするためのスイッチ(8)は開放になることを特徴とする方法。 - ブーストコンバータ(4)をバイパスするためのスイッチ(8)は、溶接電流(Iout)がブーストコンバータ(4)を通る最大電流(Ib,max)より低く、バックコンバータ(6)が非アクティブである場合、開放になることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 溶接電圧(Uout)が、[バッテリ電圧(Uin)−予め定めた電圧(特に、2V)]より低い場合、ブーストコンバータ(4)が非アクティブになることを特徴とする請求項1または2記載の方法。
- ブーストコンバータ(4)は、中間回路電圧(Uzw)を所望の溶接電圧(Uset)と比較し、コンパレータ(10)を用いて、この比較値およびブーストコンバータ(4)を通る電流(Ib)を比較し、それを制御部(14)に供給することによって、制御部(14)を経由して制御されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- ブーストコンバータ(4)の少なくとも1つのスイッチ(5)およびバックコンバータ(6)の少なくとも1つのスイッチ(7)は、同じクロック周波数(ft)、好ましくは40〜50kHzで動作することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 中間回路電圧(Uzw)は、クロック周波数(ft)の各周期期間(Tt)の一部だけで測定され、各周期期間(Tt)の残りで評価されることを特徴とする請求項5記載の方法。
- ブーストコンバータ(4)は、電圧レギュレータとして動作することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法。
- バックコンバータ(6)は、電流レギュレータとして動作することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の方法。
- 通常の溶接動作の際、バックコンバータ(6)だけがアクティブであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- ブーストコンバータ(4)およびバックコンバータ(6)の両方は、所望の溶接電流(Iout)がブーストコンバータ(4)を通る最大電流(Ib,max)より低い場合、アクティブであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の方法。
- バッテリ(2)は、ブーストコンバータとして反対方向で使用されるバックコンバータ(6)を介して負荷となることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の方法。
- バッテリ駆動溶接装置(1)であって、
バッテリ電圧(Uin)およびバッテリ電流(Iin)を有するバッテリ(2)を備え、
少なくとも1つのスイッチ(5)を有するブーストコンバータ(4)および少なくとも1つのスイッチ(7)を有するバックコンバータ(6)を含み、溶接トーチ(11)に供給される溶接電流(Iout)および溶接電圧(Uout)を制御するための溶接コントローラ(3)を備え、
ブーストコンバータ(4)をバイパスするためのスイッチ(8)が設けられ、該スイッチ(8)はスイッチコントローラ(9)と接続され、該スイッチコントローラ(9)は、ブーストコンバータ(4)とバックコンバータ(6)との間の中間回路電圧(Uzw)がバッテリ電圧(Uin)より低いか、これと等しい場合、スイッチ(8)を閉止し、そして、ブーストコンバータ(4)がアクティブである場合、スイッチ(8)を開放するように設計されていることを特徴とするバッテリ駆動溶接装置(1)。 - スイッチコントローラ(9)は、溶接電流(Iout)がブーストコンバータ(4)を通る最大電流(Ib,max)より低く、バックコンバータ(6)が非アクティブである場合、ブーストコンバータ(4)をバイパスするためのスイッチ(8)を開放するように設計されていることを特徴とする請求項12記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- ブーストコンバータ(4)のための制御部(14)が設けられ、これは、溶接電圧(Uout)が、[バッテリ電圧(Uin)−予め定めた電圧(特に、2V)]より低い場合、ブーストコンバータを非アクティブにするように設計されていることを特徴とする請求項12または13記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- 中間回路電圧(Uzw)の比較値を所望の溶接電圧(Uout)およびブーストコンバータを通る電流(Ib)と比較するためのコンパレータ(10)が設けられ、このコンパレータ(10)は、ブーストコンバータ(4)を制御するための制御部(14)と接続されていることを特徴とする請求項14記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- 60Vより低いか、これと等しいバッテリ電圧(Uin)を有するバッテリ(2)が設けられることを特徴とする請求項12〜15のいずれかに記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- キャパシタ(12)が、ブーストコンバータ(4)とバックコンバータ(6)との間に配置されることを特徴とする請求項12〜16のいずれかに記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- ブーストコンバータ(4)をバイパスするためのスイッチ(8)は、電界効果トランジスタによって形成されることを特徴とする請求項12〜17のいずれかに記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- バッテリ(2)は、リン酸鉄リチウムバッテリによって形成されることを特徴とする請求項12〜18のいずれかに記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
- バックコンバータ(6)は、反対方向に動作した場合、バッテリ(2)を負荷とするための負荷回路として使用可能であることを特徴とする請求項12〜19のいずれかに記載のバッテリ駆動溶接装置(1)。
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