CN115792735A - 直流母线电容老化的在线诊断方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种直流母线电容老化的在线诊断方法、装置、设备及存储介质，可以应用于电力电子技术领域。该方法包括：使电机向直流母线电容间歇性充电，得到该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和该电机的A相电流，利用直流母线电压在该预设时间内的增量和该A相电流，计算直流母线电容的等效电容，基于该直流母线电容的等效电容，诊断该直流母线电容的老化情况。无需安装包括额外传感器和注入装置等其他硬件设备，且等效电容估算精度高，在任意工况下的最大误差小于0.5％，整个电机驱动***不停电工作，不影响正常运行。

Description

直流母线电容老化的在线诊断方法、装置、设备及介质

技术领域

本公开涉及电力电子领域，尤其涉及一种直流母线电容老化的在线诊断方法、装置、设备及介质。

背景技术

近年来，电机驱动***直流母线电容老化状态诊断引起了广泛关注。ESR和等效电容C是最常用的监测老化参数指标。通常，当参数ESR增加到其初始值的两倍或参数C减少到初始值的80％时，可以认为直流母线电容发生故障。现有的诊断方法可分为离线方法、准在线方法和在线方法。

但是，离线方法需要整个电机驱动***停电，无法保持正常运行状态进行测试，准在线方法需要指定工作条件，一般在电力电子变换器运行、电机停止时进行，降低了诊断效率且影响***正常运行，在线方法要么诊断精度不高，要么参数估算准确度有限。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了直流母线电容老化的在线诊断方法、装置、设备、介质和程序产品。

根据本公开的第一个方面，提供了一种直流母线电容老化的在线诊断方法，应用于三相电机驱动***，所述三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，所述电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器，所述电机驱动***连接电机，所述方法包括：

使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电，得到所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和所述电机的A相电流；

利用直流母线电压在所述预设时间内的增量和所述A相电流，计算直流母线电容的等效电容；

基于所述直流母线电容的等效电容，诊断所述直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，所述使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电，得到所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和所述电机的A相电流包括：

使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电；

控制所述三相逆变器的所有开关均为闭合状态，并获取所述电机的A相电流；

在所述A相电流为0的情况下，重复执行预设操作直至所述直流母线电容的直流母线电流为0，所述预设操作包括第一操作和第二操作，所述第一操作为控制所述三相逆变器中的任一开关在第一预设时长内为导通状态，所述第二操作为控制所述三相逆变器所有开关在第二预设时长内均为闭合状态；

使所述电机停止向所述直流母线电容间歇性充电；

其中，在所述歇性性充电过程中，采集所述A相电流和所述直流母线电压，以计算所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和执行所述预设操作时的所述A相电流。

在本公开一实施例中，所述控制所述三相逆变器的所有开关为关闭状态之前，包括：

检测所述直流母线电容的直流母线电压是否到达峰值；

在所述直流母线电压到达峰值的情况下，在等待第三预设时长后，执行所述控制所述三相逆变器的所有开关为关闭状态的操作。

在本公开一实施例中，所述方法还包括：

获取所述预设操作的重复执行次数N、所述第一预设时长t1和所述第二预设时长t2；

根据所述重复执行次数N、所述第一预设时长t1和所述第二预设时长t2，得到所述预设时间T；

其中，T＝N*(t1+t2)。

在本公开一实施例中，所述利用直流母线电压在所述预设时间内的增量和所述A相电流，计算直流母线电容的等效电容包括：

获取所述直流母线电压在所述预设时间T的增量ΔV_dc，重复执行次数N，执行第q次所述第一操作对应的时间值t_1(q)，执行第q次所述第二操作对应的时间值t_2(q)，以及，执行第q次所述预设操作时的A相电流i_a，0≤q≤N；

令所述直流母线电容的等效电容为C，则：

在本公开一实施例中，基于所述直流母线电容的等效电容，诊断所述直流母线电容的老化情况包括：

获取所述直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀；

计算所述直流母线电容的等效电容为C与所述直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀的比值；

根据所述比值，诊断所述直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，所述根据所述比值，诊断所述直流母线电容的老化情况包括：

在所述比值小于预设阈值的情况下，发出所述直流母线电容的故障预警提示信息。

本公开的第二方面提供了一种直流母线电容老化的在线诊断装置，包括：

直流母线电容老化的在线诊断装置，应用于三相电机驱动***，所述三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，所述电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器，所述电机驱动***连接电机，所述装置包括：

间歇充电模块，用于使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电，得到所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和所述电机的A相电流；

计算模块，用于利用直流母线电压在所述预设时间内的增量和所述A相电流，计算直流母线电容的等效电容；

诊断模块，用于基于所述直流母线电容的等效电容，诊断所述直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，间歇充电模块具体用于：

使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电；

控制所述三相逆变器的所有开关均为闭合状态，并获取所述电机的A相电流；

在所述A相电流为0的情况下，重复执行预设操作直至所述直流母线电容的直流母线电流为0，所述预设操作包括第一操作和第二操作，所述第一操作为控制所述三相逆变器中的任一开关在第一预设时长内为导通状态，所述第二操作为控制所述三相逆变器所有开关在第二预设时长内均为闭合状态；

使所述电机停止向所述直流母线电容间歇性充电；

其中，在所述歇性性充电过程中，采集所述A相电流和所述直流母线电压，以计算所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和执行所述预设操作时的所述A相电流。

在本公开一实施例中，所述控制所述三相逆变器的所有开关为关闭状态之前，包括：

检测所述直流母线电容的直流母线电压是否到达峰值；

在所述直流母线电压到达峰值的情况下，在等待第三预设时长后，执行所述控制所述三相逆变器的所有开关为关闭状态的操作。

在本公开一实施例中，所述装置还包括：

获取模块，用于获取所述预设操作的重复执行次数N、所述第一预设时长t1和所述第二预设时长t2；

预设时间计算模块，用于根据所述重复执行次数N、所述第一预设时长t1和所述第二预设时长t2，得到所述预设时间T；

其中，T＝N*(t1+t2)。

在本公开一实施例中，所述计算模块包括：

获取所述直流母线电压在所述预设时间T的增量ΔV_dc，重复执行次数N，执行第q次所述第一操作对应的时间值t_1(q)，执行第q次所述第二操作对应的时间值t_2(q)，以及，执行第q次所述预设操作时的A相电流i_a，0≤q≤N；

令所述直流母线电容的等效电容为C，则：

在本公开一实施例中，诊断模块包括：

获取所述直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀；

计算所述直流母线电容的等效电容为C与所述直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀的比值；

根据所述比值，诊断所述直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，所述根据所述比值，诊断所述直流母线电容的老化情况包括：

在所述比值小于预设阈值的情况下，发出所述直流母线电容的故障预警提示信息。

本公开的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述方法。

本公开的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行上述方法。

本公开的第五方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

根据本公开提供的直流母线电容老化的在线诊断方法、装置、设备和介质，本公开的实施例提供了一种直流母线电容老化的在线诊断方法，应用于三相电机驱动***，该三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，该电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器，该电机驱动***连接电机，该方法包括：使该电机向该直流母线电容间歇性充电，得到该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和该电机的A相电流，利用直流母线电压在该预设时间内的增量和该A相电流，计算直流母线电容的等效电容，基于该直流母线电容的等效电容，诊断该直流母线电容的老化情况。一方面，相比现有在线方法，无需安装包括额外传感器和注入装置等其他硬件设备，且等效电容估算精度高，在任意工况下的最大误差小于0.5％。另一方面，相比于准在线方法和离线方法，在正常运行时在线实施，即整个电机驱动***不停电工作，不影响正常运行。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的三相电机驱动***的运行环境示意图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的直流母线电容对应的等效电路的示意图；

图3a示意性示出了根据本公开实施例的三相逆变器工作的一种开关组合状态的示意图；

图3b示意性示出了根据本公开实施例的三相逆变器工作的另一种开关组合状态的示意图；

图4a示意性示出了根据本公开实施例的在该一种开关组合状态下直流母线电压V_dc与电机A相电流i_a的关系示意图；

图4b示意性示出了根据本公开实施例的在该一种开关组合状态下直流母线电流i_dc与电机A相电流i_a的关系示意图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的直流母线电容老化的在线诊断方法的流程图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的直流母线电容老化的在线诊断装置的结构框图；以及

图7示意性示出了根据本公开实施例的适于实现直流母线电容老化的在线诊断方法的电子设备的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的***”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的***等)。

电力电子变换器是工业电机驱动***中重要组成部分，保证其高可靠性、高效运行至关重要。通常，电力电子变换器由功率半导体器件和直流母线电容组成。铝电解电容器具备体积效率高、性价比高等优势，广泛应用在电力电子变换器中，用于缓冲瞬时电压尖峰和消除谐波，提供无功功率补偿和降低直流电压的纹波。根据电机驱动***故障统计，直流母线电容老化失效是造成整机***故障的关键原因之

在运行过程中，直流母线电容一直承受由直流电压、谐波电压和开关暂态电压产生的电应力，以及直流电流和谐波电流产生的热损耗，其内部电解质溶液将逐渐退化，使用寿命大大降低，最终导致直流母线电容老化失效故障。在电解电容器的电解质蒸发和氧化层劣化过程中，等效串联电阻(ESR)增大，等效串联电容(C)减小，导致电机驱动***直流侧母线电压降落，严重情况下，整个***将被迫停机。因此，为电机驱动***的直流母线电容提供老化状态在线诊断，对电机驱动***预防性维护具有重要意义。

现有的诊断方法可分为离线方法、准在线方法和在线方法。

离线方法通常直接测量直流母线电容的ESR和C，这种方法简单、廉价，但需要拆卸***或修改电路。此外，需要信号注入或额外设备来提取离线状态下的ESR和C。总体而言，离线方法的诊断精度较高，但需要整个***停电，无法保持正常运行状态进行测试。

准在线方法是在特定的运行条件下进行测试，例如启动阶段或关闭状态。与离线方法相比，这些方法无需拆卸电机驱动***，可以方便地实现。在电机停止时，使用电力电子变换器特殊开关模式下的电压电流来计算传递函数，完成直流母线电容等效电参数的估算。这一种主动的开关状态调整是在电机停止时进行的，降低了诊断效率且影响***正常运行。此外，传递函数的阻尼振荡持续时间取决于可变的***参数，采样精度无法保证。

在线方法是在电机完全正常运行条件下进行的。现有技术例如将交流电压分量注入直流母线，计算直流母线电容中的有功功率在线估算参数C。这种方式假设电机驱动***运行在“恒定直流电压和相电流”条件，与实际运行工况存在偏差，导致诊断精度不高。现有技术又例如利用直流母线的纹波电压和纹波电流，通过将电流和电压相乘计算出的平均电容功率，在线估算参数ESR，但是基于无传感器的参数估算准确度通常是有限的。现有技术又例如基于主动开关状态修改的变换器控制策略，使用短路电流和响应的阶跃电压实现参数ESR的在线估算，但是其基于额外注入装置的诊断方法会增加成本，并引入其他可靠性问题。又例如通过低频电流注入进行直流母线电容老化状态的在线诊断，然而电流注入需要可控栅极侧变换器，并且该方案中引入了侵入性的温度测量装置，在实际应用中不可行。

本公开的实施例提供了一种直流母线电容老化的在线诊断方法，应用于三相电机驱动***，该三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，该电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器，该电机驱动***连接电机，该方法包括：使该电机向该直流母线电容间歇性充电，得到该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和该电机的A相电流，利用直流母线电压在该预设时间内的增量和该A相电流，计算直流母线电容的等效电容，基于该直流母线电容的等效电容，诊断该直流母线电容的老化情况。一方面，相比现有在线方法，无需安装包括额外传感器和注入装置等其他硬件设备，且等效电容估算精度高，在任意工况下的最大误差小于0.5％。另一方面，相比于准在线方法和离线方法，在正常运行时在线实施，即整个电机驱动***不停电工作，不影响正常运行。

图1示意性示出了根据本公开实施例的三相电机驱动***的运行环境示意图。如图1所示，电网视为交流电源，经过整流器连接该三相电机驱动***后再连接电机，该三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，该电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器。直流母线电容两端的直流母线电压记作V_dc，直流母线电流记作i_dc。

可选的，本公开实施例中三相逆变器以基于全控电力电子开关器件(IGBT)的三相逆变器为例进行示意。

图2示意性示出了根据本公开实施例的直流母线电容对应的等效电路的示意图。如图2所示，本公开实施例的直流母线电容包括串联的等效电阻ESR和等效电容C。本发明通过估算等效电容C，诊断直流母线电容的老化状态。

图3a示意性示出了根据本公开实施例的三相逆变器工作的一种开关组合状态的示意图。如图3a所示，该一种开关组合状态为三相逆变器中的所有开关均为闭合状态，记作开关组合状态1(000/000)。图3a中，开关组合状态1的三相逆变器上、下桥臂的六个IGBT全关，且i_dc＝i_a，i_a是流入电机的A相电流，三相逆变器在开关组合状态1的工作模式下，直流母线电容被电机反向充电。

图3b示意性示出了根据本公开实施例的三相逆变器工作的另一种开关组合状态的示意图。如图3b所示，该另一种开关组合状态为三相逆变器中的任一开关为导通状态，其余开关为闭合状态，记作开关组合状态2(100/000)，且i_dc＝0。

可理解的，图3b中，以三相逆变器上桥臂A相IGBT导通，其余五个IGBT闭合为例进行示意，本领域技术人员还可以以其它任一IGBT闭合实时本发明，本公开对此不做限制。

图4a示意性示出了根据本公开实施例的在该一种开关组合状态下直流母线电压V_dc与电机A相电流i_a的关系示意图。图4b示意性示出了根据本公开实施例的在该一种开关组合状态下直流母线电流i_dc与电机A相电流i_a的关系示意图。

以下将基于图1至图4b描述的场景，通过图5对公开实施例的直流母线电容老化的在线诊断方法进行详细描述。

图5示意性示出了根据本公开实施例的直流母线电容老化的在线诊断方法的流程图。

如图5所示，该实施例的直流母线电容老化的在线诊断方法包括操作S510～操作S530。

在操作S510，使该电机向该直流母线电容间歇性充电，得到该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和该电机的A相电流。

在操作S520，利用直流母线电压在该预设时间内的增量和该A相电流，计算直流母线电容的等效电容。

在操作S530，基于该直流母线电容的等效电容，诊断该直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，操作S510，使该电机向该直流母线电容间歇性充电，得到该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和该电机的A相电流包括：使该电机向该直流母线电容间歇性充电；控制该三相逆变器的所有开关均为闭合状态(如图3a所示)，并获取该电机的A相电流i_a；在该A相电流i_a为0的情况下，重复执行预设操作直至该直流母线电容的直流母线电流为0，该预设操作包括第一操作和第二操作，该第一操作为控制该三相逆变器中的任一开关在第一预设时长t1内为导通状态(如图3b所示开关组合状态2)，该第二操作为控制该三相逆变器所有开关在第二预设时长t2内均为闭合状态(如图3a所示开关组合状态1)；使该电机停止向该直流母线电容间歇性充电。

其中，在该歇性性充电过程中，采集该A相电流和该直流母线电压，以计算该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和执行该预设操作时的该A相电流。

使该电机向该直流母线电容间歇性充电，也即直流母线电容被电机反向充电，可以利用图3a所示的开关组合状态1实现反向充电。在反向充电开关组合状态1(000/000)中，保证了直流母线电容的直流母线电压等于流入电机的A相电流，即i_dc＝i_a，这样避免了在直流母线电容上安装额外的电流传感器，直接利用***自带的相电流传感器。

在本公开一实施例中，上述控制该三相逆变器的所有开关为关闭状态之前，包括：检测该直流母线电容的直流母线电压V_dc是否到达峰值；在该直流母线电压V_dc到达峰值的情况下，在等待第三预设时长t0后，执行该控制该三相逆变器的所有开关为关闭状态的操作。

在本公开一实施例中，预设时间为重复执行预设操作的总时长，计算预设时间的方法包括：获取该预设操作的重复执行次数N、该第一预设时长t1和该第二预设时长t2，根据该重复执行次数N、该第一预设时长t1和该第二预设时长t2，得到该预设时间T，其中，T＝N*(t1+t2)。

可理解的，第一预设时长t1、第二预设时长t2和等待第三预设时长t0均为微秒级，具体数值不做限定，本领域技术人员可根据需要自行设定。

在本公开一实施例中，操作S520利用直流母线电压在该预设时间内的增量和该A相电流，计算直流母线电容的等效电容包括：获取该直流母线电压在该预设时间T的增量ΔV_dc，重复执行次数N，执行第q次该第一操作对应的时间值t_1(q)，执行第q次该第二操作对应的时间值t_2(q)，以及，执行第q次该预设操作时的A相电流i_a，令该直流母线电容的等效电容为C，0≤q≤N。则：

在本公开一实施例中，操作S530基于该直流母线电容的等效电容，诊断该直流母线电容的老化情况包括：获取该直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀；计算该直流母线电容的等效电容为C与该直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀的比值；根据该比值，诊断该直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，上述根据该比值，诊断该直流母线电容的老化情况包括：在该比值小于预设阈值的情况下，发出该直流母线电容的故障预警提示信息。本公开不对该阈值做出具体限定，例如，在比值小于0.9的情况下，发出该直流母线电容的故障预警提示信息

在一示例中，还可以将直流母线电容的老化情况分为多个等级，例如，第一等级(较严重)、第二等级(中等)和第三等级(较轻)，在比值在第一范围内则将直流母线电容的老化情况为第一等级，在比值在第二范围内则将直流母线电容的老化情况为第二等级，在比值在第三范围内则将直流母线电容的老化情况为第三等级。例如，第一范围为不小于0.9，第二范围为小于0.9且不小于0.6，第三范围为小于0.6。

可理解的，以上仅为一种示意性示例，本领域技术人员可做出其它变形示意。

可选的，在诊断出直流母线电容的老化情况符合标准后，可以等待指定时长后，再次实施本公开提供的直流母线电容老化的在线诊断方法，以及时检测直流母线电容的老化情况。

在一实际应用例子中，直流母线电容的真实值C_r为1000.5uF。三相电机驱动***运行工况为额定速度100％，额定负荷20％。按照本公开提出的直流母线电容老化的在线诊断方法，计算出直流母线电容的等效电容C为1001.2uF，与真实值C_r相比误差为0.7uF，误差为0.07％，实现了电机驱动***直流母线电容的高精度在线诊断。

基于上述直流母线电容老化的在线诊断方法，本公开还提供了一种直流母线电容老化的在线诊断装置。以下将结合图6对该装置进行详细描述。

图6示意性示出了根据本公开实施例的直流母线电容老化的在线诊断装置的结构框图。

如图6所示，该实施例的直流母线电容老化的在线诊断装置600包括间歇充电模块610、计算模块620和诊断模块630。

间歇充电模块610用于使该电机向该直流母线电容间歇性充电，得到该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和该电机的A相电流。在一实施例中，间歇充电模块610可以用于执行前文描述的操作S510，在此不再赘述。

计算模块620用于利用直流母线电压在该预设时间内的增量和该A相电流，计算直流母线电容的等效电容。在一实施例中，计算模块620可以用于执行前文描述的操作S520，在此不再赘述。

诊断模块630用于基于该直流母线电容的等效电容，诊断该直流母线电容的老化情况。在一实施例中，诊断模块630可以用于执行前文描述的操作S530，在此不再赘述。

在本公开一实施例中，间歇充电模块610具体用于：

使该电机向该直流母线电容间歇性充电；

控制该三相逆变器的所有开关均为闭合状态，并获取该电机的A相电流；

在该A相电流为0的情况下，重复执行预设操作直至该直流母线电容的直流母线电流为0，该预设操作包括第一操作和第二操作，该第一操作为控制该三相逆变器中的任一开关在第一预设时长内为导通状态，该第二操作为控制该三相逆变器所有开关在第二预设时长内均为闭合状态；

使该电机停止向该直流母线电容间歇性充电；

其中，在该歇性性充电过程中，采集该A相电流和该直流母线电压，以计算该直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和执行该预设操作时的该A相电流。

在本公开一实施例中，该控制该三相逆变器的所有开关为关闭状态之前，包括：

检测该直流母线电容的直流母线电压是否到达峰值；

在该直流母线电压到达峰值的情况下，在等待第三预设时长后，执行该控制该三相逆变器的所有开关为关闭状态的操作。

在本公开一实施例中，该装置还包括：

获取模块，用于获取该预设操作的重复执行次数N、该第一预设时长t1和该第二预设时长t2；

预设时间计算模块，用于根据该重复执行次数N、该第一预设时长t1和该第二预设时长t2，得到该预设时间T；

其中，T＝N*(t1+t2)。

在本公开一实施例中，该计算模块620包括：

获取该直流母线电压在该预设时间T的增量ΔV_dc，重复执行次数N，执行第q次该第一操作对应的时间值t_1(q)，执行第q次该第二操作对应的时间值t_2(q)，以及，执行第q次该预设操作时的A相电流i_a；

令该直流母线电容的等效电容为C，则：

在本公开一实施例中，诊断模块630包括：

获取该直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀；

计算该直流母线电容的等效电容为C与该直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀的比值；

根据该比值，诊断该直流母线电容的老化情况。

在本公开一实施例中，该根据该比值，诊断该直流母线电容的老化情况包括：

在该比值小于预设阈值的情况下，发出该直流母线电容的故障预警提示信息。

根据本公开的实施例，间歇充电模块模块610、计算模块620和诊断模块630中的任意多个模块可以合并在一个模块中实现，或者其中的任意一个模块可以被拆分成多个模块。或者，这些模块中的一个或多个模块的至少部分功能可以与其他模块的至少部分功能相结合，并在一个模块中实现。根据本公开的实施例，间歇充电模块模块610、计算模块620和诊断模块630中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上***、基板上的***、封装上的***、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，间歇充电模块模块610、计算模块620和诊断模块630中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。

图7示意性示出了根据本公开实施例的适于实现直流母线电容老化的在线诊断方法的电子设备的方框图。

如图7所示，根据本公开实施例的电子设备700包括处理器701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器701例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))等等。处理器701还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器701可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 703中，存储有电子设备700操作所需的各种程序和数据。处理器701、ROM702以及RAM 703通过总线704彼此相连。处理器701通过执行ROM 702和/或RAM 703中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，该程序也可以存储在除ROM702和RAM 703以外的一个或多个存储器中。处理器701也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。

根据本公开的实施例，电子设备700还可以包括输入/输出(I/O)接口705，输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。电子设备700还可以包括连接至I/O接口705的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/***中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/***中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 702和/或RAM 703和/或ROM 702和RAM 703以外的一个或多个存储器。

本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。当计算机程序产品在计算机***中运行时，该程序代码用于使计算机***实现根据本公开实施例的方法。

在该计算机程序被处理器701执行时执行本公开实施例的***/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的***、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分709被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被处理器701执行时，执行本公开实施例的***中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的***、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种直流母线电容老化的在线诊断方法，应用于三相电机驱动***，所述三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，所述电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器，所述电机驱动***连接电机，所述方法包括：

使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电，得到所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和所述电机的A相电流；

利用直流母线电压在所述预设时间内的增量和所述A相电流，计算直流母线电容的等效电容；

基于所述直流母线电容的等效电容，诊断所述直流母线电容的老化情况。

2.根据权利要求1所述的直流母线电容老化的在线诊断方法，所述使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电，得到所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和所述电机的A相电流包括：

使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电；

控制所述三相逆变器的所有开关均为闭合状态，并获取所述电机的A相电流；

在所述A相电流为0的情况下，重复执行预设操作直至所述直流母线电容的直流母线电流为0，所述预设操作包括第一操作和第二操作，所述第一操作为控制所述三相逆变器中的任一开关在第一预设时长内为导通状态，所述第二操作为控制所述三相逆变器所有开关在第二预设时长内均为闭合状态；

使所述电机停止向所述直流母线电容间歇性充电；

其中，在所述歇性性充电过程中，采集所述A相电流和所述直流母线电压，以计算所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和执行所述预设操作时的所述A相电流。

3.根据权利要求2所述的直流母线电容老化的在线诊断方法，所述控制所述三相逆变器的所有开关为关闭状态之前，包括：

检测所述直流母线电容的直流母线电压是否到达峰值；

在所述直流母线电压到达峰值的情况下，在等待第三预设时长后，执行所述控制所述三相逆变器的所有开关为关闭状态的操作。

4.根据权利要求2或3所述的直流母线电容老化的在线诊断方法，所述方法还包括：

获取所述预设操作的重复执行次数N、所述第一预设时长t1和所述第二预设时长t2；

根据所述重复执行次数N、所述第一预设时长t1和所述第二预设时长t2，得到所述预设时间T；

其中，T＝N*(t1+t2)。

5.根据权利要求4所述的直流母线电容老化的在线诊断方法，所述利用直流母线电压在所述预设时间内的增量和所述A相电流，计算直流母线电容的等效电容包括：

获取所述直流母线电压在所述预设时间T的增量ΔV_dc，重复执行次数N，执行第q次所述第一操作对应的时间值t_1(q)，执行第q次所述第二操作对应的时间值t_2(q)，以及，执行第q次所述预设操作时的A相电流i_a，0≤q≤N；

令所述直流母线电容的等效电容为C，则：

6.根据权利要求1所述的直流母线电容老化的在线诊断方法，基于所述直流母线电容的等效电容，诊断所述直流母线电容的老化情况包括：

获取所述直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀；

计算所述直流母线电容的等效电容为C与所述直流母线电容在健康状态下的等效电容C₀的比值；

根据所述比值，诊断所述直流母线电容的老化情况。

7.根据权利要求1所述的直流母线电容老化的在线诊断方法，所述使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电包括：

使所述三相逆变器所有开关均为闭合状态，所述直流母线电容的直流母线电压等于所述A相电流。

8.一种直流母线电容老化的在线诊断装置，应用于三相电机驱动***，所述三相电机驱动***包括整流器和电机驱动***，所述电机驱动***包括直流母线电容和三相逆变器，所述电机驱动***连接电机，所述装置包括：

间歇充电模块，用于使所述电机向所述直流母线电容间歇性充电，得到所述直流母线电容的直流母线电压在预设时间内的增量和所述电机的A相电流；

计算模块，用于利用直流母线电压在所述预设时间内的增量和所述A相电流，计算直流母线电容的等效电容；

诊断模块，用于基于所述直流母线电容的等效电容，诊断所述直流母线电容的老化情况。

9.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行根据权利要求1～7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器执行根据权利要求1～7中任一项所述的方法。

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