CN117155214A - 用于固定变频器的输出功率限制的方法和诊断dc链路电容器的状况的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法，包括：对于变频器的输出功率Pout(i)的至少两个不同值中的每一个值，确定至少两个DC链路电路电容器或至少两块DC链路电路电容器之间的电压差ΔUi，提供至少两组电压差ΔUi；确定针对每组电压差ΔUi的百分位值，以便消除在确定电压差ΔUi期间出现的最大误差；根据百分位的值来确定特性ΔU＝f(Pout)，确定最大可允许电压差ΔUmaxallow；针对所确定的最大可允许电压差ΔUmaxallow，固定变频器的输出功率限制Poutlimit的值。本发明还提供了用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法包括：比较包括变频器的输出功率限制Poutlimit的值与变频器的标称功率Pn的值；评估DC链路电容器的状况。

Description

用于固定变频器的输出功率限制的方法和诊断DC链路电容器 的状况的方法
技术领域
本发明涉及一种用于固定变频器的输出功率限制的方法和一种用于诊断DC链路电容器的状况的方法。
背景技术
如今，变频器在电动引擎的控制中起着关键作用，例如发电厂中使用的电动引擎，其必须每天24小时、每周7天地运行。它们尤其允许按用户的实际需要调节受控电动引擎的速度。与以标称速度操作电动引擎相比，以调节的速度操作电动引擎导致能量节省。这就是为什么对于配备有变频器的装置来说，提供所述变频器的可靠和不间断操作是很重要的。为了满足上述要求，对变频器的组件的适当监测是很必要的，因为不同种类的变频器的组件被设计为在不同的时间段内操作。此外，不同的组件具有不同的老化模式。在所述变频器内使用的所有组件之中，DC链路电容器对老化过程的抵抗力最小。它们的老化过程取决于许多因素，如它们的温度、环境湿度、大气压力、振动、工作电压、纹波电流或充放电循环。例如，对于电解电容器，它是变频器的DC链路中最常使用的电容器，对其老化过程的速度的最关键影响是纹波电流及其温度。纹波电流的值会影响电解电容器中生成的热量。反过来，每个电解电容器内部的温度取决于环境温度和功率，因此也间接取决于此类电容器内部散发的热量。此外，所述DC链路电容器具有被称为故障时间(FIT)的参数，其与所述老化过程相关。FIT参数随时间变化。FIT参数遵循浴缸曲线，其包括三个时段：FIT参数减小时的早期故障、FIT参数恒定时的随机故障、以及FIT参数增大时的磨损故障。在新的变频器中，DC链路电容器处于随机故障时段。在它们使用一段时间后，那些电容器中的每一个都进入磨损故障模式。磨损故障模式意指电容器的电气参数逐渐恶化并且电容器故障。在所述模式下，FIT参数不再有效，这意味着电容器将更频繁地故障。同时，所述DC链路电容器在确保所提及的变频器的不间断和可靠操作方面发挥着关键作用，因此需要计划维护动作，并在必要时比其它组件更频繁地更换那些电容器。因此，在变频器的情况下，当试图确保其可靠操作时出现的最大困难是估计DC链路电容器被新电容器更换的时间。适当的估计可以提供配备有可靠操作的变频器的装置。通常，变频器不间断地工作直到它们出现故障，因此在进行此类估计时，它们通常在安全和不断变化的工作状况方面有很大的裕度。
从美国专利US3125720中已知一种电容器故障监测器，其用于指示多部分电容器或多个串联连接的电容器中的短路。所述电容器故障监测器包括分压器，其中分压器包括串联连接的电阻器。所述电阻器与电容器的所述部分或串联连接的电容器并联连接。采用电容器故障监测器来检测所述电容器两端的任何电压变化以指示故障电容器。所公开的发明的目的是提供一种用于确定电气电路中的故障电容器的简单且相对便宜且方便的方法。该发明的另一个目的是检测电容器中的短路以防止电容器***。
美国专利申请US4805063公开了一种故障检测器，其用于通过将直流电转换为交流电以抑制电压脉动的半导体器件来检测连接到逆变器电路的DC链路的DC电容器电路中的故障。故障检测器包括：多个并联连接的电容器电路，每个电容器电路具有多个串联连接的DC电容器；以及连接到串联连接的DC电容器的结点的比较部件，用于比较并联连接的电容器电路的相应电势，并在比较部件的输出信号的基础上快速检测并联连接的电容器电路的DC电容器的短路和时间老化。所公开的方案的目的是提供一种故障检测器，其能够瞬时检测DC电容器电路的诸如内部短路之类的异常状况，并且能够检测归因于时间老化的DC电容器的性能劣化。
此外，美国专利US6211684公开了一种电容器，其包括外壳、外壳内第一串联的第一多个电容器部分、外壳内第二串联的第二多个电容器部分、耦合到第一串联的第一端子和第二串联的第一端子的第一电极，其中第一电极在外壳外部是可电接触的；以及耦合到第一串联的第二端子和第二串联的第二端子的第二电极，其中第二电极在外壳外部是可电接触的。电容器还包括包含电压检测器和阈值电路的电压不平衡检测电路。电压检测器被***在第一串联电容器部分的节点和第二串联电容器的节点之间，以便测量构成两个并联电流路径的两个并联串联的节点之间的电压。电压检测器向阈值电路提供输出信号。阈值电路被配置为根据由电压检测器所指示的电压在不平衡检测输出处生成不平衡检测信号。信号输出被配置为将输出信号传输到外壳外部。所公开的解决方案的目的是在不关闭电容器的情况下及早检测或预先检测初期电容器故障，除非电容器即将发生诸如***之类的灾难性故障。所提及的解决方案的另外的目的是使得早期检测到轻微故障的电容器能够继续操作直到安排维修，而不会出现不必要的中断。
尽管上述专利文献中公开了检测电容器异常状况的解决方案，甚至是检测在使用中的电容器的劣化的解决方案，但是这些解决方案都没有提供对DC链路电路电容器的可靠性的评估。此外，这些解决方案都没有提供在此类设备的预定服务日期之前无需更换此类电容器而利用老化的DC链路电路电容器操作变频器的可能性，从而导致它们以高故障风险操作。因此，本发明的一个目的是提供一种允许评估DC链路电路电容器的可靠性并因此预测包括此类DC链路电路电容器的变频器的可靠操作的持续时间的方法，并且还提供一种允许在这种设备的预定服务日期之前无需更换此类电容器而利用老化的DC链路电路电容器操作变频器的方法，协同地使得这种设备无故障操作及其与现有技术已知的解决方案相比具备更高的可靠性。
发明内容
本发明的目的是一种用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法，包括以下步骤：对于变频器的输出功率Pout(i)的至少两个不同值中的每一个，确定至少两个DC链路电路电容器或至少两块DC链路电路电容器之间的电压差ΔUi，从而提供至少两组电压差ΔUi，其中i＝(1,2…,n)，其中电压差异ΔUi是在变频器的稳定热状况期间确定的；确定每组电压差ΔUi的百分位值，以便消除在确定电压差ΔUi期间出现的最大误差，其中通过拒绝高于所确定的百分位的值来进行消除，其中i＝(1,2…,n)；根据百分位数的值来确定特性ΔU＝f(Pout)，确定最大可允许电压差ΔUmaxallow，其中ΔUmaxallow＝1/3·Udc，其中Udc–DC链路电路的电压；针对所确定的最大可允许电压差ΔUmaxallow，固定(105)变频器的输出功率限制Poutlimit的值。
应用用于固定输出功率限制的计算机实现的方法允许使用老化的DC链路电路电容器操作变频器，而无需更换此类电容器，直到预计的服务日期。
优选地，输出功率限制Poutlimit以误差因子Fme的裕度来固定，其中0＜Fme＜1。
优选地，误差因子Fme的裕度为0.9。
应用误差因子Fme的裕度，其中0＜Fme＜1，特别是当误差因子Fme的裕度为0.9时，提高了在受限输出功率下的变频器操作的安全性。
优选地，在确定电压差ΔUi的步骤中，确定电压差ΔUi的至少100个样本。
电压差ΔUi的至少100个样本的确定改善了甚至确保了利用老化的DC链路电路电容器操作变频器，而无需更换此类电容器，直到预计的服务日期。
优选地，百分位至少为第75位。
优选地，百分位为第98位。
第98百分位的应用进一步提高了确定输出功率限制Poutlimit的准确性。
优选地，DC链路电路电容器是电解电容器。
此外，本发明的目的是一种用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法，包括以下步骤：比较包括至少两个DC链路电容器或至少两块DC链路电容器的变频器的输出功率限制Poutlimit的值与变频器的标称功率Pn的值，其中由根据本发明的用于固定输出功率限制的计算机实现的方法来固定输出功率限制Poutlimit的值；评估DC链路电容器的状况，其中如果标称功率Pn的值高于固定输出功率限制Poutlimit，则在功率Pi低于固定输出功率限制Poutlimit的情况下有条件地使用变频器，而无需更换至少两个DC链路电容器或至少两块DC链路电容器，其中i＝(1,2…,n)。
用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的应用允许评估DC链路电容器的可靠性并且因此允许预测包括DC链路电路电容器的变频器的可靠操作的持续时间。
因此，与现有技术已知的解决方案相比，两种公开的方法的应用导致变频器的无故障操作及其更高的可靠性。
优选地，定期验证和/或更新变频器的输出功率限制Poutlimit的值。
优选地，DC链路电路电容器是电解电容器。
在所公开的方法中的每一个中的电解电容器的应用导致变频器的生产成本的降低并且同时提供变频器的适当水平的可靠性。
本发明还涉及一种变频器，其被配置为执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤。
本发明还涉及一种用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤的***，包括：至少一个变频器、至少一个监测装置和/或至少一个服务器，其中至少一个监测装置和/或至少一个服务器被配置为与至少一个变频器通信，其中至少一个监测装置和/或至少一个服务器还被配置为执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤。
为了本发明的目的，术语服务器还指代云服务。
此外，本发明涉及一种计算机程序，包括程序代码的部件，当所述程序在变频器或监测装置和/或服务器上运行时用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤。
此外，一种计算机可读介质，其存储在变频器或监测装置和/或服务器上的用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤的计算机实现的指令。
本发明的优点
根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的方法允许远程调节变频器的输出功率限制。
根据本发明的用于诊断DC链路电路电容器的状况的方法允许估计此类电容器的实际状况(即，它们的退化程度)并且指示它们是否需要被更换，以使得在出现严重问题之前计划维护行动，这些问题不仅与变频器有关，而且与包括变频器的整个装置有关。
根据本发明的用于诊断DC链路电路电容器的状况的方法允许基于电容器的实际状况(即，它们的退化程度)来计划变频器的维护工作。
根据本发明的基于DC链路电路电容器的实际状况的用于诊断DC链路电路电容器的状况的方法允许准备更详细和准确的维护工作计划。
根据本发明的用于诊断DC链路电路电容器的状况的方法确保了电容器的状况的远程评估
根据本发明的用于诊断DC链路电路电容器的状况的方法允许向变频器用户供应关于DC链路电路电容器的实际状况的信息。
根据本发明的方法确保变频器操作的优化，并因此确保变频器维护工作的优化，从而导致其维护成本的降低。
根据本发明的方法允许预测包括这种DC链电路电容器的变频器的可靠操作的持续时间。
根据本发明的方法允许使用电解电容器，从而导致变频器的生产成本的降低并且同时提供变频器的适当水平的可靠性。
附图说明
本发明的主题在附图中的实施例中被示出，其中：
图1呈现了用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法的流程图；
图2呈现了变频器的输出功率限制Poutlimit为固定值时的特性ΔU＝f(Pout)；
图3呈现了用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的流程图；
图4在布线图中呈现了根据本发明的包括两个DC链路电路电容器的变频器；
图5示意性地呈现了包括监测装置的根据本发明的***，用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的方法的步骤；
图6示意性地呈现了包括服务器的根据本发明的***，用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的方法的步骤。
具体实施方式
一种用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法
在用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法的第一步骤101中，对于变频器的输出功率Pout(i)的五个不同值中的每一个，确定两个DC链路电路电容器C1、C2之间的电压差ΔUi，其中i＝(1,2…,n)。作为示例，给出以下值：Pout(1)＝0kW，Pout(2)＝1.6kW，Pout(3)＝3.1kW，Pout(4)＝4kW，Pout(5)＝5.8kW(图2)。DC链路电路电容器C1、C2是电解电容器。电解电容器的应用降低了变频器的生产成本并且同时提供了变频器的适当水平的可靠性。电压差ΔUi是在变频器的稳定热状况期间确定的。电压差ΔUi的确定可以通过测量DC链路电路电容器C1、C2上的这些值来实现。这种确定导致提供五组电压差ΔUi。接下来，为了消除在确定电压差ΔUi期间出现的最大误差，确定102每组电压差ΔUi的第98百分位的值。最高误差的消除是通过拒绝高于所确定的百分位的值的电压差ΔUi的值来完成的。在下一步骤103中，根据百分位的值来确定特性ΔU＝f(Pout)。在那之后，确定104最大可允许电压差ΔUmaxallow，其中
ΔUmaxallow＝1/3·Udc
其中
Udc–DC链路电路的电压。
最后，针对所确定的最大可允许电压差ΔUmaxallow的变频器的输出功率限制Poutlimit的值被固定105，其中误差因子Fme的裕度为0.9。所公开方法的应用允许利用老化的DC链电路电容器操作变频器，而无需更换此类电容器，直到预计的服务日期。反过来，误差因子Fme的裕度的应用，其中0<Fme<1，特别是当误差因子Fme的裕度为0.9时，提高了在受限输出功率下的变频器操作的安全性。此外，第98百分位的应用进一步提高了固定输出功率限制Poutlimit的准确性。此外，在确定101电压差ΔUi的步骤中，确定电压差ΔUi的100个样本。电压差ΔUi的100个样本的确定可以改善甚至确保利用老化的DC链路电路电容器操作变频器，而无需更换此类电容器，直到预计的服务日期。
一种用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法
在用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的第一步骤201中，比较201变频器的输出功率限制Poutlimit的值与变频器的标称功率Pn的值。由用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法来固定输出功率限制Poutlimit的值。在最后的步骤202中，评估DC链路电容器C1、C2的状况，其中如果变频器的标称功率Pn的值高于固定输出功率限制Poutlimit，则在功率Pi低于固定输出功率限制Poutlimit的情况下有条件地使用变频器，而无需更换DC链路电容器C1、C2，其中i＝(1,2…,n)。此外，因为输出功率限制Poutlimit的变化率随着所使用的电容器老化而增加，所以定期验证并更新变频器的输出功率限制Poutlimit的值。因此，对于较旧的电容器，输出功率限制Poutlimit的变化会更快。在这里应该注意，这些步骤很重要，因为电容器不会线性老化。
变频器
根据本发明的变频器被配置为执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤。变频器在布线图中如图4中所示，其中C1、C2为两个DC链路电路电容器，R1、R2形成电压平衡器，Udc为DC链路电路的电压，并且Udcx为DC链路电路中点的电压。
***
用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤的***10包括变频器11和被配置为与变频器11通信的监测装置12。监测装置12还配置为执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤。在另一个实施例中，***10包括服务器13而不是监测装置12。然后服务器13被配置为与变频器11通信。服务器13还被配置为执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤。在又一个实施例中，***10包括监测装置12和服务器13二者。在这样的实施例中，监测装置12和服务器13被配置为与变频器12通信，并且监测装置12和服务器13二者都被配置为执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的步骤。
计算机程序
计算机程序包括程序代码的部件，当所述程序在监测装置12上运行时用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤。在另一个实施例中，计算机程序包括程序代码的部件，当所述程序在服务器13上运行时用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤。在又一个实施例中，计算机程序包括程序代码的部件，当所述程序在监测装置12和服务器13上运行时用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤。
计算机可读介质
计算机可读介质存储在监测装置12上实现的用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤的指令。在另一个实施例中，计算机可读介质存储在服务器13上实现的用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤的指令。在又一个实施例中，计算机可读介质存储在监测装置12和服务器上实现的用于执行根据本发明的用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法的所有步骤的指令和/或根据本发明的用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法的所有步骤的指令。

Claims (14)

1.一种用于固定变频器的输出功率限制的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-对于变频器的输出功率Pout(i)的至少两个不同值中的每一个值，确定(101)至少两个DC链路电路(C1，C2)电容器或至少两块DC链路电路电容器之间的电压差ΔUi，因此提供至少两组电压差ΔUi，其中i＝(1,2...,n)，其中所述电压差ΔUi是在所述变频器的稳定热状况期间确定的；
-确定(102)每组电压差ΔUi的百分位值，以便消除在确定电压差ΔUi期间出现的最大误差，其中通过拒绝高于所确定的百分位的值来完成所述消除，其中i＝(1,2...,n)；
-根据所述百分位的值来确定(103)特性ΔU＝f(Pout)，
-确定(104)最大可允许电压差ΔUmaxallow，其中
ΔUmaxallow＝1/3·Udc
其中
Udc–DC链路电路的电压
-针对确定的所述最大可允许电压差ΔUmaxallow，固定(105)所述变频器的输出功率限制Poutlimit的值。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述输出功率限制Poutlimit以误差因子Fme的裕度来固定，其中0＜Fme＜1。
3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，其中所述误差因子Fme的裕度为0.9。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，其中在确定(101)电压差ΔUi的步骤中，确定所述电压差ΔUi的至少100个样本。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述百分位至少为第75位。
6.根据权利要求5所述的计算机实现的方法，其中所述百分位为第98位。
7.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现的方法，其中所述DC链路电路电容器是电解电容器。
8.一种用于诊断DC链路电容器的状况的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-比较(201)包括至少两个DC链路电容器(C1，C2)或至少两块DC链路电容器的变频器的输出功率限制Poutlimit的值与所述变频器的标称功率Pn的值，其中通过根据权利要求1-7中任一项所述的方法来固定所述输出功率限制Poutlimit的值；
-评估(202)所述DC链路电容器的状况，其中如果所述标称功率Pn的值高于所固定的输出功率限制Poutlimit，则在所述功率Pi低于所固定的输出功率限制Poutlimit的情况下有条件地使用所述变频器而无需更换所述至少两个DC链路电容器(C1、C2)或至少两块DC链路电容器，其中i＝(1,2…,n)。
9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中变频器的所述输出功率限制Poutlimit的值被定期验证和/或更新。
10.根据权利要求8或9所述的计算机实现的方法，其中所述DC链路电路电容器是电解电容器。
11.一种变频器，所述变频器被配置为执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法和/或根据权利要求8-10中任一项所述的方法的步骤。
12.一种用于执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法和/或根据权利要求8-10中任一项所述的方法的步骤的***，包括：
至少一个变频器(11)，
至少一个监测装置(12)，和/或
至少一个服务器(13)，
其中所述至少一个监测装置(12)和/或所述至少一个服务器(13)被配置为与所述至少一个变频器(11)通信，
其中所述至少一个监测装置(12)和/或所述至少一个服务器(13)还被配置为执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法和/或根据权利要求8或9所述的方法的步骤。
13.一种计算机程序，所述计算机程序包括程序代码的部件，当所述程序在变频器或监测装置和/或服务器上运行时，所述程序代码的部件用于执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法和/或根据权利要求8至10中任一项所述的方法的所有步骤。
14.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质存储有计算机实现的指令，所述计算机实现的指令用于执行在变频器或监测装置和/或服务器上实现的根据权利要求1-7中任一项所述的方法和/或根据权利要求8-10中任一项所述的方法的所有步骤。
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US3125720A (en) 1964-03-17 Capacitor fault indicator including resistance voltage divider
JP2566556B2 (ja) 1986-04-22 1996-12-25 三菱電機株式会社 直流コンデンサの異常検出器
US6107808A (en) 1998-12-28 2000-08-22 Maxwell Energy Products, Inc. Internal unbalance detection in capacitors
JP2002165357A (ja) * 2000-11-27 2002-06-07 Canon Inc 電力変換装置およびその制御方法、および発電システム
US8698507B2 (en) * 2010-12-21 2014-04-15 Eneraiser Technology Co., Ltd. DC capacitor degradation alarm circuit

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