DE2903893C2

DE2903893C2 -

Info

Publication number: DE2903893C2
Application number: DE19792903893
Authority: DE
Inventors: Otto Ing.(Grad.) 7920 Heidenheim De Benz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-02-01
Filing date: 1979-02-01
Publication date: 1988-11-24
Also published as: DE2903893A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reststrommessung eines Elektrolytkondensators, bei dem der Kondensator in einer ersten Zeitspanne aufgeladen und anschließend in einer zweiten Zeit spanne von der Ladequelle freigeschaltet ist und bei dem nach Ablauf der zweiten Zeitspanne der Reststrom bestimmt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 24 04 885 bekannt. Dort wird der Kondensator an eine Gleichspannung als Ladespannung angelegt. Nach den bekannten physikalischen Gesetzen ergibt sich somit, daß der Ladestrom exponentiell abnimmt und die Aufladung des Kondensators eine längere Zeitspanne benötigt.

Auch bei dem aus DIN 41 332 Blatt 1 bekannten Reststrommeßver fahren werden verhältnismäßig lange Zeitdauern von bis zu fünf Minuten erforderlich.

Aus der DE-OS 19 60 770 ist eine Vorrichtung zur Messung der Gleichstromkapazität von Elektrolyt-Kondensatoren bekannt.

In der DE-OS 24 26 859 ist eine Vorrichtung zur Messung von Kapa zitäten und Widerständen bekanntgeworden.

Schließlich beschreibt die DE-PS 8 98 164 ein Verfahren zur Kapa zitätsmessung und zur Messung der Dauer kurzzeitiger Vorgänge (beispielsweise Stromstoßvorgänge) mit Hilfe der Aufladung und Entladung eines Kondensators.

Verfahren zur Reststrommessung sind aus den drei letztgenannten Druckschriften nicht bekannt.

Bei dem weiter oben beschriebenen Verfahren dauert die Reststrom messung wesentlich länger als andere an Elektrolytkondensatoren übliche Messungen, wie z. B. die Messung der Kapazität, des Ver lustfaktors oder Scheinwiderstandes, die in sehr viel kürzerer Zeit (Sekunden oder darunter) durchzuführen sind.

Wenn deshalb in einer Prüfanlage fertigungsübliche Stückzahlen verarbeitet werden sollen, müssen entweder mehrere Einzelrest strommeßplätze parallelgeschaltet werden, die so lang bemessen ist, daß die Durchlaufzeit der vorgesehenen Prüfdauer entspricht, wobei die Meßwerte nur auf dem letzten Teilstück der Prüfstrecke abgefragt werden. Beide Verfahren erfordern hohen apparativen Aufwand und räumlich große Prüfanlagen.

Die Leistunsfähigkeit der Prüfanlagen wird demnach vorwiegend durch die lange Reststrommeßdauer bestimmt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Reststrom messung eines Elektrolytkondensators anzugeben, dessen Durch führung nur kurze Zeit beansprucht und das auf einem getakteten Prüfautomaten einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kon densator mit konstantem Strom in einer Zeit kleiner als 300 ms auf Nennspannung aufgeladen wird und daß nach erfolgter Auf ladung vor der Freischaltung von der Ladequelle das Strom-Zeit- Integral (∫i dt) bestimmt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen aufgelistet.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, daß innerhalb einer kurzen Gesamtmeßzeit von beispielsweise 3 Sek. eine befriedigende Aussage über das Langzeitverhalten des Rest stromes ermöglicht wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die für den hohen Anfangsstrom des Kondensators verantwortlichen Störstellen im Dielektrikum aus dem Meßergebnis weitgehend eliminert werden. Dies geschieht durch die Freischaltung des Kondensators von der Spannungsquelle, nachdem er auf Nennspan nung aufgeladen wurde. Dabei wird die gespeicherte Ladung durch die Störstellen im Dielektrikum abgebaut und die Spannung am Kondensator sinkt entsprechend ab. Durch diese Spannungs-Ab senkung werden die Störstellen im Dielektrikum abgeschaltet und die weitere Entladung des Kondensators erfolgt nur noch mit dem das Langzeitverhalten bestimmenden Reststrom. Ein Maß für diesen Reststrom ist die Entladezeitkonstante.

Ein wesentlicher Vorteil der Messung der Entladezeitkonstante ist dabei, daß die Istkapazität des Kondensators in das Er gebnis eingeht und für den Grenzwert kein Zuschlag wegen der möglichen Plustoleranzen gemacht werden muß.

An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie les wird die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reststrommessung näher erläutert.

Auf einer getakteten Meßstraße mit einer Taktzeit von 500 ms pro Takt wird der zu prüfende Kondensator im Zeitpunkt 0 an eine Spannungsquelle gelegt und mit konstantem Strom auf die Nennspannung U _N aufgeladen. Die Stromstärke wird dabei so ge wählt, daß die Aufladung des Kondensators in einer Zeit von kleiner als 300 ms abgeschlossen ist. Mit Beginn des zweiten Taktes bei 500 ms wird dann die Strom-Zeit-Fläche an Hand des Strom-Zeit-Integrals ∫i dt ausgewertet. Diese Bestimmung er folgt deshalb, um schlechte Kondensatoren, welche theoretisch auch bei zu großer vorhergehender Selbstentladung eine gute Entladungskonstante aufweisen können, erkennen zu können und rechtzeitig auszusortieren.

Mit Beginn des zweiten Taktes bei 1000 ms wird der Kondensator von der Spannungsquelle freigeschaltet, wobei zunächst die ge speicherte Ladung durch eventuell im Dielektrikum vorhandene Störstellen abgebaut wird und die Spannung am Prüfling ent sprechend absinkt. Nachdem die Störstellen abgeschaltet sind, flacht die Entladungskurve des Kondensators merklich ab (ungefähr 500 ms nach der Freischaltung) und es kann zu Beginn des vierten Taktes bei 200 ms die Entladungszeitkonstante des Kondensa tors an Hand des Integrales ∫(dU/dt) dt bestimmt werden. Mit Beginn des fünften Taktes bei 2500 ms wird der Kondensator ent laden, wobei die Entladung ungefähr zu Beginn des sechsten Taktes bei 3000 ms beendet ist.

Das erfindungsgemäße Meßverfahren kann beispielsweise zur Rest strommessung an Elektrolytkondensatoren an einem Bördelauto maten eingesetzt werden, wobei an den Kondensatoren zwischen den einzelnen Arbeitsschritten im Takt des Automaten der Reststrom bestimmt wird.

Claims

1. Verfahren zur Reststrommessung eines Elektrolytenkondensators, bei dem der Kondensator in einer ersten Zeitspanne aufgeladen und anschließend in einer zweiten Zeitspanne von der Ladequelle freigeschaltet ist und bei dem nach Ablauf der zweiten Zeit spanne der Reststrom bestimmt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kondensator mit konstantem Strom in einer Zeit kleiner als 300 ms auf Nennspannung aufgeladen wird und daß nach erfolgter Aufladung vor der Freischaltung von der Ladequelle das Strom-Zeit-Integral (∫i dt) bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Reststrommessung an einem getakteten Automaten durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Reststrommessung mit einer Taktzeit von 500 ms durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß innerhalb des ersten Taktes (0 bis 500 ms) die Aufladung des Kondensators auf Nennspannung erfolgt, daß im zweiten Takt (500 bis 1000 ms) die Bestimmung des Strom-Zeit-In tegrals erfolgt, daß der Kondensator im dritten und vierten Takt (1000 bis 2000 ms) freigeschaltet ist, daß die Bestimmung der Entladungszeitkonstanten im fünften Takt (2000 bis 2500 ms) er folgt und daß der Kondensator während des sechsten Taktes (2500 bis 3000 ms) entladen wird.