CN114160925A - 电流阻断方法及装置、焊接系统与焊机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电流阻断方法及装置、焊接系统与焊机，电流阻断方法应用于焊接系统，焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，开关单元连接于焊接单元与变压器的副边之间。方法包括获取焊接系统的输出电压与输出电流，其中，输出电流为流过焊接单元的电流。根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号。若获得缩颈信号，则根据缩颈信号控制开关单元的导通或关断。通过上述方式，能够降低出现断弧的风险，提高检测到缩颈的成功几率。

Description

电流阻断方法及装置、焊接系统与焊机

技术领域

本申请涉及焊接技术领域，特别是涉及一种电流阻断方法及装置、焊接系统与焊机。

背景技术

在短路过渡的焊接方式中，飞溅的产生主要是在熔滴缩颈时候所积累的电阻热，从而产生剧烈的爆炸，此电弧爆炸就是产生飞溅最大的原因。如何减少在缩颈时候积累的电阻热成为减少短路过渡方式降低飞溅最主要的办法。

在现有技术中，低飞溅焊接系统通常如图1所示，其在短路过渡焊接波形如图2所示：在时刻T201，系统通过检测电压变化量来确定熔滴是否缩颈，如果其电压变化量达超过其设定的阈值，则处理器对IGBT模块发出关断指令，输出电流急剧下降，比如在时刻T201之后，输出电流急剧下降。所以在电弧出现保险丝效应前，其积累的能量大幅减少，从而减少飞溅。

然而，在现有技术中，检测到缩颈的成功几率较低，很容易引起断弧，从而扰乱电弧，并进一步加剧缩颈检测的错误率。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种电流阻断方法及装置、焊接系统与焊机，能够降低出现断弧的风险，提高检测到缩颈的成功几率。

为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种电流阻断方法，应用于焊接系统，所述焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，所述开关单元连接于所述焊接单元与所述变压器的副边之间；

所述方法包括：

获取所述焊接系统的输出电压与输出电流，其中，所述输出电流为流过所述焊接单元的电流；

根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号；

若获得所述缩颈信号，则根据所述缩颈信号控制所述开关单元的导通或关断。

在一种可选的方式中，所述根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号，包括：

在第一时刻，获取所述焊接系统的第一输出电压与第一输出电流；

在第二时刻，获取所述焊接系统的第二输出电压与第二输出电流；

基于所述第一输出电压、所述第一输出电流、所述第二输出电压和所述第二输出电流，获取所述焊接系统输出的第一电感量；

计算由所述第一电感量产生的感应电压；

根据所述感应电压与所述输出电压，判断是否获得缩颈信号。

在一种可选的方式中，所述基于所述第一输出电压、所述第一输出电流、所述第二输出电压和所述第二输出电流，获取所述焊接系统输出的第一电感量，包括：

根据公式L＝ΔU*ΔT/ΔI，获取所述第一电感量；

其中，L为所述第一电感量，ΔU为所述第一输出电压与所述第二输出电压的差值的绝对值，ΔT为所述第一时刻与所述第二时刻之间的时长，ΔI为所述第一输出电流与所述第二输出电流之间的差值的绝对值。

在一种可选的方式中，所述计算由所述第一电感量产生的感应电压，包括：

实时获取所述输出电流的斜率；

计算所述斜率与所述第一电感量的乘积，以获得所述感应电压。

在一种可选的方式中，所述根据所述感应电压与所述输出电压，判断是否获得缩颈信号，包括：

计算所述输出电压与所述感应电压的差值，以获得目标电压；

计算所述目标电压的电压变化率；

若所述电压变化率大于预设电压变化率，则确定获得缩颈信号；

若所述电压变化率小于或等于所述预设电压变化率，则确定未获得所述缩颈信号。

在一种可选的方式中，所述若获得所述缩颈信号，则根据所述缩颈信号控制所述开关单元的导通或断开，包括：

若获得所述缩颈信号，则将获得所述缩颈信号的缩颈次数加第一次数；

若所述缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制所述开关单元关断；

若所述缩颈次数大于所述预设次数阈值，则控制所述开关单元导通，并将所述缩颈次数置零。

在一种可选的方式中，在所述若所述缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制所述开关单元关断之后，所述方法还包括：

若所述输出电压大于第一预设电压，则控制所述开关单元导通；

若所述输出电压小于或等于所述第一预设电压，则执行根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号。

在一种可选的方式中，所述焊机还包括储能单元，所述储能单元分别与所述开关单元及所述焊接单元连接，所述方法还包括：

获取所述储能单元两端的电压；

若所述储能单元两端的电压大于第二预设电压，则控制所述开关单元导通。

在一种可选的方式中，在所述根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号之前，所述方法还包括：

滤除所述输出电流上的纹波，并滤除所述输出电压上的纹波与噪音。

第二方面，本申请提供一种电流阻断装置，应用于焊接系统，所述焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，所述开关单元连接于所述焊接单元与所述变压器的副边之间；

所述装置包括：

信号获取单元，用于获取所述焊接系统的输出电压与输出电流，其中，所述输出电流为流过所述焊接单元的电流；

信号判断单元，用于根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号；

信号输出单元，用于若获得所述缩颈信号，则根据所述缩颈信号控制所述开关单元的导通或关断。

第三方面，本申请提供一种焊接系统，包括：

变压器、开关单元、焊接单元与控制处理单元，其中，所述开关单元分别与所述变压器的副边、所述焊接单元及所述控制处理单元连接；

所述焊接单元用于进行焊接；

所述控制处理单元用于控制所述开关单元的导通或断开，以控制流过所述焊接单元的电流，所述控制处理单元包括：

至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上任一项所述的方法。

在一种可选的方式中，所述焊接系统还包括储能单元、续流单元与放电单元；

所述储能单元的第一端与所述副边的第一端及所述开关单元的第一端连接，所述储能单元的第二端与所述开关单元的第二端及所述焊接单元的第一端连接，所述储能单元的第三端与所述续流单元的第一端连接，所述续流单元的第二端与所述放电单元的第一端及所述副边的第二端连接，所述放电单元的第二端与所述焊接单元的第二端连接；

所述储能单元用于在所述开关单元关断时，对所述放电单元所输出的第一部分电能进行储存，以降低流过所述焊接单元的电流；

所述续流单元用于在所述开关单元关断时，对所述放电单元所输出的第二部分电能进行储存，并根据所述第二部分电能为所述焊接单元提供续流。

第四方面，本申请提供一种焊机，包括如上所述的焊接系统。

第五方面，本申请提供一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，使所述处理器执行如上任一项所述的方法。

本申请实施例的有益效果是：本申请提供的电流阻断方法应用于焊接系统，焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，开关单元连接于焊接单元与变压器的副边之间。方法包括获取焊接系统的输出电压与输出电流，根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号，若获得缩颈信号，则根据缩颈信号控制开关单元的导通或关断。通过上述方式，通过结合焊接系统的输出电压与输出电流，能够较为准确的检测到缩颈，即可提高检测到缩颈的成功几率，从而能够降低出现断弧的风险。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为相关技术中的低飞溅焊接系统的结构示意图；

图2为相关技术中的图1所示的结构在工作过程中的信号的示意图；

图3为本申请实施例提供的焊接系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的焊接系统的电路结构示意图；

图5为本申请实施例提供的图4所示的焊接系统在工作时的各信号的示意图；

图6为本申请实施例提供的电流阻断方法的流程图；

图7为本申请实施例提供的图6中示出的步骤602的一实施方式的示意图；

图8为本申请另一实施例提供的电流阻断方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的电流阻断装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为相关技术中的低飞溅焊接系统的结构示意图。如图1所示，该低飞溅焊接系统包括电源102、第一整流支路103、开关支路104、第一变压器105、第二整流支路106、IGBT模块Q101、大功率水泥电阻R101、电弧PWL101与电感L101。

其中，第一整流支路103用于对电源102进行整流；开关支路104用于将经过整流得到的原边直流变换成可为电弧PWL101提供能量的电压直流电源；第一变压器105用于实现电压变换，即依据电磁感应的原理来改变交流电压；第二整流支路106用于对第一变压器105的副边输出的电压进行整流；大功率水泥电阻R101用于在缩颈时消耗电流；电感L101用于在缩颈时能够进行放电；电弧PWL101用于焊接。

请一并结合图1与图2，其中，图2为相关技术中的图1所示的结构在工作过程中的信号的示意图。在图2中，曲线L201为低飞溅焊接系统工作时的输出电流；曲线L202为低飞溅焊接系统工作时的输出电压；曲线L203为IGBT模块Q101的控制信号。如图2所示，在短路过渡阶段，在时刻T201之前低飞溅焊接系统控制电流按照一定斜率上升。在时刻T201，低飞溅焊接系统通过检测输出电压的电压变化量以确定熔滴是否缩颈。当确定熔滴缩颈时，则处理器对IGBT模块Q101发出关断指令，输出电流急剧下降，比如，在时刻T201之后，输出电流急剧下降。所以在电弧PWL101出现保险丝效应前，其积累的能量大幅减少，从而减少飞溅。

然而，本申请的发明人在实现本申请的过程中，发现：首先，由于开关元件(包括开关支路104中的各开关)的影响，会使得所检测到的电弧电压(即电弧两端的电压)叠加了开关纹波。其次，熔池波动和系统噪音会使得所检测到电弧电压一致性较差。再者，系统采样的所受到的干扰使得采样到的电弧电压存在一定的非真实性。以上的几个因素使得通过检测电压变化量来判断熔滴缩颈的成功几率大幅度降低，不仅容易引起断弧，还容易扰乱电弧，而导致成功几率进一步降低，从而导致焊接的稳定性较低。

同时，低飞溅焊接系统的输出电感也会对熔滴缩颈的判断造成较大的影响。具体为，在时刻T201之前，电流并不是一条直线，其上升的斜率会随着电网电压与负载特征的变化而变化。此时，存在两个变量，第一个是电流的变化率(即斜率)，第二个是系统的输出电感(系统的输出电感在不同工况下也是变化的)。所以很难得到一个固定的感应电压，而该感应电压又是叠加在电压采样上，则所检测到的电弧电压压的准确性较差，也会导致使得通过检测电压变化量来判断熔滴缩颈的成功几率大幅度降低，对焊接的稳定性带来不利影响。

基于此，本申请提供一种电流阻断方法，该方法一方面通过对电压与电流上的干扰与噪音进行滤除，以提高所检测到的电弧电压的准确性，另一方面则根据所检测到的输出电压与输出电流获取到系统的输出电感量，通过减去该电感量的感应电压，以获得较为准确的电弧电压。从而，能够使通过检测电压变化量来判断熔滴缩颈的成功几率大幅提高，有利于提高焊接的稳定性与焊接效果。

请参照图3，图3为本申请实施例提供的焊接系统的流程图。如图3所示，该焊接系统包括控制处理单元301、变压器302、开关单元303与焊接单元304，其中，开关单元303分别与变压器302的副边、焊接单元304及控制处理单元301连接。具体地，焊接单元304用于进行焊接，控制处理单元301用于控制开关单元303的导通或断开，以控制流过焊接单元304的电流。

其中，控制处理单元301可以采用微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)或者数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)控制器等。

控制处理单元301包括至少一个处理器3011以及存储器3012，其中，存储器3012可以内置在控制处理单元301中，也可以外置在控制处理单元外部，存储器3012还可以是远程设置的存储器，通过网络连接控制处理单元301。

存储器3012作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器3012可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器3012可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器3012可选包括相对于处理器3011远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

处理器3011通过运行或执行存储在存储器3012内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器3012内的数据，执行终端的各种功能和处理数据，从而对终端进行整体监控，例如实现本发明任一实施例中的电流阻断方法。

处理器3011可以为一个或多个，图3中以一个处理器3011为例。处理器3011和存储器3012可以通过总线或者其他方式连接。处理器2051可包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、控制器、现场可编程门阵列(FPGA)设备等。处理器3011还可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或多个微处理器、或者任何其它此类配置。

可以理解的是，如图3所示的焊接系统的硬件结构仅是一个示例，并且，焊接系统可以具有比图3中所示出的更多的或者更少的部件，可以组合两个或更多的部件，或者可以具有不同的部件配置，图中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。

例如，在一实施方式中，如图4所示，图4为本申请实施例提供的焊接系统的电路结构示意图。其中，焊接系统还包括储能单元305、续流单元306与放电单元307。具体地，储能单元305的第一端与变压器302的副边的第一端及开关单元303的第一端连接，储能单元305的第二端与开关单元303的第二端及焊接单元304的第一端连接，储能单元305的第三端与续流单元306的第一端连接，续流单元306的第二端与放电单元307的第一端及变压器302的副边的第二端连接，放电单元307的第二端与焊接单元304的第二端连接。

其中，储能单元305用于在开关单元303关断时，对放电单元307所输出的第一部分电能进行储存，以降低流过焊接单元304的电流。续流单元306用于在开关单元303关断时，对放电单元307所输出的第二部分电能进行储存，并基于第二部分电能为焊接单元304提供续流。

实际应用中，当开关单元303关断时，放电单元307即进行放电。此时，一方面，放电单元307所输出的第一部分电能通过储能单元305进行储存，以使流过焊接单元304的电流降低，从而能够对焊接单元304起到保护作用，有利于防止焊接电流50因流过的电流过大而损坏。另一方面，放电单元307所输出的第二部分电能通过续流单元306进行储存，继而，续流单元306并根据第二部分电能为焊接单元304提供续流。可见，当焊接单元304为焊接电弧时，能够通过储能单元305减小电流，以达到阻断的目的。同时，在阻断的过程中续流单元306能够为焊接电弧提供续流，以降低出现断弧的几率，即降低出现断弧的风险，即使出现在阻断后期，也能够通过续流单元306的续流作用以减小出现断弧的几率，有利于提高焊机工作的稳定性。

在一实施例中，储能单元305包括第一电容C1。其中，第一电容C1的第一端与变压器302的副边的第一端及开关单元303的第一端连接，第一电容C1的第二端与续流单元306的第一端连接。

具体地，当放电单元307放电时，第一电容C1被充电，即实现将放电单元307所输出的第一部分电能进行存储，从而降低电路中的电流，即降低流过焊接单元304的电流。

在一实施例中，该焊接系统还包括第一二极管D1，第一二极管D1的阳极与第一电容C1的第二端连接，第一二极管D1的阴极与开关单元303的第二端及焊接单元304的第一端连接。

其中，第一二极管D1能够防止在开关单元303导通时，第一电容C1通过与开关单元303的第一端与第二端形成的回路进行放电而损坏开关单元303。

在一实施例中，开关单元303包括开关管Q1。其中，开关管Q1的第一端与控制处理单元301连接，开关管Q1的第三端与第一电容C1的第一端连接，开关管Q1的第二端与第一二极管D1的阴极连接，其中，控制处理单元301用于控制开关管Q1的导通或关断。

在此实施例中，开关管Q1以IGBT开关管为例。其中，IGBT开关管的门极为开关管Q1的第一端，IGBT开关管的发射极为开关管Q1的第二端，IGBT开关管的集电极为开关管Q1的第三端。

具体地，当控制处理单元301输出高电平信号，且该高电平信号的电压大于IGBT的导通电压时，IGBT导通；反之，当控制处理单元301输出低电平信号，且该低电平信号的电压小于IGBT的导通电压时，IGBT关断。

需要说明的是，开关管Q1可以是任何可控开关，比如，绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、门极关断晶闸管(GTO)器件、可控硅整流器(SCR)器件、结栅场效应晶体管(JFET)器件、MOS控制晶闸管(MCT)器件等。同时，图4中示出的开关管Q1可作为并联连接的多个开关实现。

在一实施例中，放电单元307包括第一电感L1。第一电感L1的第一端与变压器302的副边的第二端及续流单元306的第二端连接，第一电感L1的第二端与焊接单元304的第二端连接。

具体地，当开关管Q1断开时，由于第一电感L1的续流作用，第一电感L1能够输出较大的电流，该电流通过为第一电容C1充电而减小，以对焊接单元304起到保护作用。同时，该电流还通过为续流单元306充电，以使续流单元306能够为焊接单元304提供续流，有利于减少出现断弧的风险。

在一实施例中，续流单元306包括第二电感L2与第二二极管D2。其中，第二电感L2的第一端与第二二极管D2的阳极连接，第二电感L2的第二端与第一电感L1的第一端连接，第二二极管D2的阴极与储能单元305的第三端(即第一二极管D1的阳极)连接。

具体地，当第一电感L1放电时，第二电感L2被充电，即实现将第一电感L1所输出的第二部分电能进行存储，从而能够为焊接单元304提供续流，以减少出现断弧的风险。

请一并参阅图5，图5为本申请实施例提供的图4所示的焊接系统在工作时的各信号的示意图。其中，曲线L501为焊接系统的输出电流的曲线；曲线L502为在阻断时流过续流单元306的电流；曲线L503为开关管Q1的控制信号的曲线。

如图5所示，在时刻T501，缩颈过程开始，即电流阻断开始，此时，续流单元306开始有续流的电流通过，并且该电流在时刻T502达到最大值。由于此电流的存在，能够使得在缩颈阶段出现断弧的几率大幅度降低，有利于保持焊接过程的稳定运行。

在一实施例中，第一电感L1的电感值小于第二电感L2的电感值。

在此实施例中，由于第二电感L2的电感值大于第一电感L1的电感值，所以在开关管Q1的关断过程，第一电感L1所输出的电流中只有第二部分电流流过第二电感L2。而该第二部分电流使第二电感L2能够提供续流，即具有较强的抑制断弧的能力，从而可使在实际的焊接过程中基本不存在在缩颈时间段内出现断弧的现象。

在一实施方式中，第二电感L2的电感值大于或等于第一电感L1的电感值的5倍。

在一实施例中，焊接单元304包括焊接电弧PWL1，其中，焊接电弧PWL1的第一端与开关单元303的第二端(即开关管Q1的第二端)及储能单元305的第二端(即第一二极管D1的阴极)连接，焊接电弧PWL1的第二端与放电单元307的第二端(即第一电感L1的第二端)连接。

在一实施例中，焊接系统还包括输出电感L3，其中，输出电感L3表示与焊接电弧PWL1串联的电感。

具体地，输出电感L3的电感值大小主要由输出线缆的长度、线缆是否盘曲等决定。可见，在不同的应用场合中，该输出电感L3的电感值不同。同时，可以理解的是，该输出电感L3为等效电感，而并非实际存在的电子元件，而且该等效电感的电感值与焊接系统在实际应用过程中的输出电感值相等。

在一实施例中，该焊接系统还包括第一电压采样单元308，第一电压采样单元308分别与焊接电弧PWL1、输出电感L3及控制处理单元301连接。

具体地，第一电压采样单元308用于采集焊接电弧PWL1与输出电感L3串联之后的电路两端的电压，该电压也为焊接系统的输出电压。并将所采用到的焊接系统的输出电压输入至控制处理单元301，以使控制处理单元301能够根据输出电压的电压变化量以确定熔滴是否缩颈。

在一实施例中，该焊接系统还包括第二电压采样单元309，第二电压采样单元309分别与第一电容C1及控制处理单元301连接。

具体地，第二电压采样单元309用于采集第一电容C1两端的电压，并将该电压输入至控制处理单元301。继而，控制处理单元301能够在第一电容C1两端的电压大于第二预设电压时，控制开关管Q1导通。

其中，第二预设电压可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作限制。在一实施方式中，可根据开关管Q1的选型对应设置第二预设电压，例如，开关管Q1选用耐压值为650伏的IGBT开关管，则第二预设电压可设置为一小于650伏的值，比如450伏等。

在此实施例中，通过获取第一电容C1两端的电压，并在该电压大于第二预设电压时控制开关管Q1关断，能够有效的将开关管Q1的第二端与第三端之间的电压控制在较小的电压以下，则可以选用耐压值较低的开关管Q1，有利于降低成本。比如，在一实施例中，对于图1所示的电路结构而言，通常选用耐压值为1200伏的IGBT模块Q101,而对于本申请而言，开关管Q1可选用650伏的IGBT开关管，开关管Q1的成本要低于耐压值为1200伏的IGBT模块Q101。

此外，通过选用耐压值较低的开关管Q1，此时开关管Q1的导通压降较低，在电流保持不变的前提下，相对于图1所示的电路结构，开关管Q1所损耗的功率更低，从而能够在降低成本的同时提高了效率。

在一实施例中，该焊接系统还包括驱动单元310、交流电源311、第一整流单元312、电压变换单元313、变压器302与第二整流单元314。其中，上述各部分的连接关系如图4所示，这里不再赘述。

具体地，第一整流单元312用于对电源311进行整流。控制处理单元301能够输出控制信号至驱动单元301，以使驱动单元310控制电压变换单元313中的各开关的导通或断开。继而，电压变换单元313能够将经过整流后的直流变换为可为焊接电弧PWL1提供能量的电压直流电源。变压器302用于实现电压变换；第二整流单元314用于对变压器302的副边输出的电压进行整流。

图6为本发明实施例提供的电流阻断方法的流程示意图，该方法可以由图3或图4所示的焊接系统执行，其中，焊接系统的结构可以参考上述针对图3至图4的具体描述，这里不再赘述。如图6所示，该电流阻断方法包括：

步骤601：获取焊接系统的输出电压与输出电流。

以图4所示的焊接系统的电路结构为例，焊接系统的输出电压为第一电压采样电源308所采样的电压，即为焊接电弧PWL1与输出电感L3串联后的电路两端的电压。焊接系统的输出电流即为流过焊接单元304中的焊接电弧PWL1的电流。

步骤602：根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号。

其中，缩颈信号为熔滴缩颈的信号。

在一实施方式中，如图7所示，步骤602中根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号的过程包括以下步骤：

步骤701：在第一时刻，获取焊接系统的第一输出电压与第一输出电流。

步骤702：在第二时刻，获取焊接系统的第二输出电压与第二输出电流。

其中，第一时刻与第二时刻通常为焊接过程中，在短路过渡过程的任意两个时刻，且第一时刻与第二时刻不同。第一时刻与第二时刻可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作限制。

在一实施方式中，为了便于后续的计算，可在短路过渡过程的一个部分选择第一时刻与第二时刻，其中，一个部分指在该部分中，任意两点之间的电流斜率相同。

例如，以图5为例，在时刻T503与时刻T501之间的时间段为一个部分，在该时间段内，任意两点之间的电流斜率相同。因此，可以在时刻T503与时刻T501之间的时间段内任意选择两个时刻，分别作为第一时刻与第二时刻。

步骤703：基于第一输出电压、第一输出电流、第二输出电压和第二输出电流，获取焊接系统输出的第一电感量。

其中，在图3所示的焊接系统中，输出电感L3的电感值即为焊接系统输出的第一电感量。

在一实施例中，可通过以下公式获得第一电感量L：

L＝ΔU*ΔT/ΔI (1)

其中，在公式(1)中，L为第一电感量；ΔU为第一输出电压U1与第二输出电压U2的差值的绝对值，即ΔU＝|U1-U2|；ΔT为第一时刻与第二时刻之间的时长；ΔI为第一输出电流I1与第二输出电流I2之间的差值的绝对值，即ΔU＝|I1-I2|；“*”表示相乘；“/”表示相除。

在另一实施例中，还可以将当前周期获得的第一电感量与前面周期所获得的第一电感量进行加权计算，以减少可以因为采样的偶然性而导致的误差。例如，将当前周期获得的第一电感量与前面周期所获得的第一电感量的平均值作为，当前周期实际使用的第一电感量。

步骤704：计算由第一电感量产生的感应电压。

请一并结合图4，该感应电压即为焊接系统的输出电流的变化率在输出电感L3上感应的电压。

在一实施例中，在计算获得第一电感量后，实时获取焊接系统的输出电流的斜率，并通过计算输出电流的斜率与第一电感量的乘积，以获得感应电压。具体可通过以下公式计算感应电压V1：

V1＝L*di/dt (2)

其中，di/dt为电流的斜率，通过实时获取焊接系统的输出电流，就能过实时获得输出电流的斜率。比如，在一实施方式中，第1秒获得输出电流为3A，第2秒获得输出电流为4A，则焊接系统的输出电流的斜率为(4-3)/(2-1)＝1。再将电流的斜率与第一电感量相乘，即可获得感应电压。

步骤705：根据感应电压与输出电压，判断是否获得缩颈信号。

在一实施例中，首先计算输出电压与感应电压的差值，以获得目标电压。再计算目标电压的电压变化率。若该电压变化率大于预设电压变化率，则确定获得缩颈信号。若该电压变化率小于或等于预设电压变化率，则确定未获得缩颈信号。

其中，目标电压即为在实际应用过程中，焊接电弧两端的实际电压。换言之，该目标电压接近为真实的电弧电压，则通过目标电压的电压变化量以判断熔滴缩颈的成功几率降大幅度提升，同时也降低了断弧的风险，有利于提升焊接的稳定性。

在此实施例中，通过分别获取两个时刻的电压，计算两个电压之差与两个时刻之间的时间段的比值，该比值即为目标电压的电压变化率。例如，在一实施方式中，获取到a时刻的目标电压为Va，b时刻的目标电压为Vb，且b大于a(即b时刻在a时刻之后出现)，则目标电压的电压变化率为：(Vb－Va)/(b－a)。继而，根据该电压变化率与预设电压变化率进行比较，即可确定是否获得缩颈信号。其中，预设电压变化率为预先设置的电压变化率，其可根据实际应用情况进行设置，本申请对此不作具体限制。

步骤603：若获得缩颈信号，则根据缩颈信号控制开关单元的导通或关断。

在一实施例中，请一并结合图4，若获得缩颈信号，则要执行熔滴缩颈过程，首先将获得缩颈信号的缩颈次数加第一次数。继而，判断缩颈次数是否大于预设次数阈值。如果缩颈次数大于预设次数阈值，则控制开关单元303中的开关管Q1导通，并将缩颈次数置零。如果缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制开关单元303中的开关管Q1关断。

其中，第一次数与预设次数阈值可根据实际应用情况进行设置，本申请实施例对此不作限制。例如，在一实施方式中，第一次数设置为1，同时预设次数阈值设置为3，即在每次获得缩颈信号时，即将缩颈次数加一。若缩颈次数大于3，则控制开关单元303中的开关管Q1导通，若缩颈次数小于或等于3，则控制开关单元303中的开关管Q1关断。

在另一实施方式中，在缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制开关单元303中的开关管Q1关断之后，该电流阻断方法还包括若焊接系统的输出电压大于第一预设电压，说明此时已再燃弧，则需控制开关单元303中的开关管Q1导通。反之，若焊接系统的输出电压小于或等于第一预设电压，说明此时未再燃弧，则返回执行根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号这一步骤，即返回执行步骤602。

在一实施例中，请参阅图4，该电流阻断方法还包括获取储能单元305中的第一电容C1两端的电压，若储能单元中的第一电容C1两端的电压大于第二预设电压，则控制开关单元的开关管Q1导通。

在此实施例中，通过获取第一电容C1两端的电压，并在该电压大于第二预设电压时控制开关管Q1关断，能够有效的将开关管Q1的第二端与第三端之间的电压控制在较小的电压以下，则可以选用耐压值较低的开关管Q1，有利于降低成本。

在一实施例中，在执行根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号这一步骤之前，即执行步骤602之前，该电流阻断方法还包括滤除所获得到的焊接系统的输出电流上的纹波，并滤除所获得到的焊接系统的输出电压上的纹波与噪音。

在此实施例中，通过滤除掉输出电压与输出电流上的纹波，以及滤除掉输出电压上的噪音，能够使所用于计算的输出电压与输出电压的准确性更高，有利于提升后续通过检测电压变化量来判断熔滴缩颈的成功几率，以提高焊接的稳定性。

可以理解的是，在该实施例中，由于实际应用过程中检测到输出电流上基本不存在噪音，所以未对电流上的噪音进行滤波，有助于提高工作效率。当然，在其他的实施例中，为了进一步减少可能出现的误差，也可对电流上的噪音进行滤除，本申请实施例对比不做限定。

在一实施例中，请一并结合图4与图8，其中，图8为本申请另一实施例提供的电流阻断方法的流程图。在此实施例中，首先，分别通过焊接系统的输出电流与输出电压的采样，以获得输出电流与输出电压。接着，对输出电流上的纹波、输出电压上的纹波与噪音进行滤除。将被滤波过后的输出电流与输出电压代入公式(1)，可获得第一电感量。并将第一电感量代入公式(2)，以获得第一电感量对应的感应电压。通过计算被滤波过后的输出电压与感应电压的差值，可获得目标电压，并计算目标电压的电压变化量。继而，可执行缩颈计算过程，具体为比较目标电压的电压变化量与预设电压变化率之间的大小关系，可确定是否获得缩颈信号。如果通过缩颈计算后获得缩颈信号，则先将缩颈信号的缩颈次数加上第一次数，并判断缩颈次数是否大于预设次数阈值。如果缩颈次数大于预设次数阈值，则控制开关管Q1导通，以起到保护作用。如果缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制开关管Q1关断。此后，判断是否再燃弧，具体为若输出电压大于第一预设电压，则确定再燃弧；反之，若输出电压小于或等于第一预设电压，则确定未再燃弧。若确定再燃弧，则控制开关管Q1导通。

同时，实时获取第一电容C1两端的电压。若第一电容C1两端的电压大于第二预设电压，则控制开关管Q1导通。并且，这一步骤的优先级是最高的，换言之，只要第一电容C1两端的电压大于第二预设电压，均需执行控制开关管Q1导通，以对开关管Q1起到保护作用，此时任一控制开关管Q1关断的指令均不执行。

本申请实施例提供了一种电流阻断装置，应用于焊接系统，焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，开关单元连接于焊接单元与变压器的副边之间。请参见图9，其示出了本申请实施例提供的一种电流阻断装置的结构示意图，电流阻断装置900包括：信号获取单元901、信号判断单元902与信号输出单元903。

信号获取单元901用于获取焊接系统的输出电压与输出电流，其中，输出电流为流过焊接单元的电流。

信号判断单元902用于根据输出电压与输出电流，判断是否获得缩颈信号。

信号输出单元903用于若获得缩颈信号，则根据缩颈信号控制开关单元的导通或关断。

上述产品可执行图6所示的本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

本申请实施例还提供一种焊机，该焊机包括上述任一实施例中的焊接系统。

本申请实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图6、图7和图8的方法步骤，以及实现图9中的各单元的功能。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的模块地址分配方法，例如，执行以上描述的图6、图7和图8的方法步骤，以及实现图9中的各单元的功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种电流阻断方法，其特征在于，应用于焊接系统，所述焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，所述开关单元连接于所述焊接单元与所述变压器的副边之间；

所述方法包括：

获取所述焊接系统的输出电压与输出电流，其中，所述输出电流为流过所述焊接单元的电流；

根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号；

若获得所述缩颈信号，则根据所述缩颈信号控制所述开关单元的导通或关断。

2.根据权利要求1所述的电流阻断方法，其特征在于，所述根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号，包括：

在第一时刻，获取所述焊接系统的第一输出电压与第一输出电流；

在第二时刻，获取所述焊接系统的第二输出电压与第二输出电流；

基于所述第一输出电压、所述第一输出电流、所述第二输出电压和所述第二输出电流，获取所述焊接系统输出的第一电感量；

计算由所述第一电感量产生的感应电压；

根据所述感应电压与所述输出电压，判断是否获得缩颈信号。

3.根据权利要求2所述的电流阻断方法，其特征在于，所述基于所述第一输出电压、所述第一输出电流、所述第二输出电压和所述第二输出电流，获取所述焊接系统输出的第一电感量，包括：

根据公式L＝ΔU*ΔT/ΔI，获取所述第一电感量；

其中，L为所述第一电感量，ΔU为所述第一输出电压与所述第二输出电压的差值的绝对值，ΔT为所述第一时刻与所述第二时刻之间的时长，ΔI为所述第一输出电流与所述第二输出电流之间的差值的绝对值。

4.根据权利要求2所述的电流阻断方法，其特征在于，所述计算由所述第一电感量产生的感应电压，包括：

实时获取所述输出电流的斜率；

计算所述斜率与所述第一电感量的乘积，以获得所述感应电压。

5.根据权利要求2所述的电流阻断方法，其特征在于，所述根据所述感应电压与所述输出电压，判断是否获得缩颈信号，包括：

计算所述输出电压与所述感应电压的差值，以获得目标电压；

计算所述目标电压的电压变化率；

若所述电压变化率大于预设电压变化率，则确定获得缩颈信号；

若所述电压变化率小于或等于所述预设电压变化率，则确定未获得所述缩颈信号。

6.根据权利要求1所述的电流阻断方法，其特征在于，所述若获得所述缩颈信号，则根据所述缩颈信号控制所述开关单元的导通或断开，包括：

若获得所述缩颈信号，则将获得所述缩颈信号的缩颈次数加第一次数；

若所述缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制所述开关单元关断；

若所述缩颈次数大于所述预设次数阈值，则控制所述开关单元导通，并将所述缩颈次数置零。

7.根据权利要求6所述的电流阻断方法，其特征在于，在所述若所述缩颈次数小于或等于预设次数阈值，则控制所述开关单元关断之后，所述方法还包括：

若所述输出电压大于第一预设电压，则控制所述开关单元导通；

若所述输出电压小于或等于所述第一预设电压，则执行根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号。

8.根据权利要求1所述的电流阻断方法，其特征在于，所述焊机还包括储能单元，所述储能单元分别与所述开关单元及所述焊接单元连接，所述方法还包括：

获取所述储能单元两端的电压；

若所述储能单元两端的电压大于第二预设电压，则控制所述开关单元导通。

9.根据权利要求1所述的电流阻断方法，其特征在于，在所述根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号之前，所述方法还包括：

滤除所述输出电流上的纹波，并滤除所述输出电压上的纹波与噪音。

10.一种电流阻断装置，其特征在于，应用于焊接系统，所述焊接系统包括变压器、开关单元和焊接单元，所述开关单元连接于所述焊接单元与所述变压器的副边之间；

所述装置包括：

信号获取单元，用于获取所述焊接系统的输出电压与输出电流，其中，所述输出电流为流过所述焊接单元的电流；

信号判断单元，用于根据所述输出电压与所述输出电流，判断是否获得缩颈信号；

信号输出单元，用于若获得所述缩颈信号，则根据所述缩颈信号控制所述开关单元的导通或关断。

11.一种焊接系统，其特征在于，包括：

变压器、开关单元、焊接单元与控制处理单元，其中，所述开关单元分别与所述变压器的副边、所述焊接单元及所述控制处理单元连接；

所述焊接单元用于进行焊接；

所述控制处理单元用于控制所述开关单元的导通或断开，以控制流过所述焊接单元的电流，所述控制处理单元包括：

至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-9任一项所述的方法。

12.根据权利要求11所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括储能单元、续流单元与放电单元；

所述储能单元的第一端与所述副边的第一端及所述开关单元的第一端连接，所述储能单元的第二端与所述开关单元的第二端及所述焊接单元的第一端连接，所述储能单元的第三端与所述续流单元的第一端连接，所述续流单元的第二端与所述放电单元的第一端及所述副边的第二端连接，所述放电单元的第二端与所述焊接单元的第二端连接；

所述储能单元用于在所述开关单元关断时，对所述放电单元所输出的第一部分电能进行储存，以降低流过所述焊接单元的电流；

所述续流单元用于在所述开关单元关断时，对所述放电单元所输出的第二部分电能进行储存，并根据所述第二部分电能为所述焊接单元提供续流。

13.一种焊机，其特征在于，包括如权利要求11或12所述的焊接系统。

14.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1-9任一项所述的方法。

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