一种检测变频器内部的电解电容失效的方法与系统与流程

1.本发明涉及电路安全领域，尤其涉及一种检测变频器内部的电解电容失效的方法与系统。


背景技术：

2.电解电容在当前变频器的主回路中的核心部件之一，主要起整流后滤波，平滑直流电压的作用，其寿命也是所有核心部件中相对较低的，同时由于受环境温度、工作条件等不确定因素影响较大，其寿命也会有较大的起伏。如果其意外失效，将会使变频器无法工作，还有可能造成设备的损坏，进而对用户造成损失。电解电容失效的主要原因是长时间的使用，电解电容内部发热，导致电解液慢慢干枯，从而失效。使用过程中，电解电容寿命受实际容值大小、工作电压、电流及环境温度等参数的影响都较大，是一个受多变量影响的复杂参数。


技术实现要素：

3.当前对于变频器电解电容寿命的检测主要集中在如何更准确的计算寿命，但是由于变频器工作时，实时检测电压、电流、环境温度等参数需要较多的传感器，同时流经电解电容的是交变脉动的电流，谐波很多，均不利于寿命计算，并且硬件成本较高。不利于实现变频器的在线寿命检测。
4.本发明的目的在于，提供一种检测变频器内部的电解电容失效的方法，预设一处理模块，所述处理模块中设置一电压采集装置，所述电压采集装置通过所述变频器的直流母线连接所述电解电容；
5.所述方法中：
6.首先，对所述变频器执行一标准放电试验，并将一对应的标准放电时间记录在所述变频器内部；
7.随后，在所述变频器正常工作的过程中，针对每次所述变频器的主回路断电的情况分别执行以下步骤：
8.步骤s1，采用所述电压采集装置持续测量得到所述变频器断电后的电压值；
9.步骤s2，采用所述处理模块，根据所述电压值处理得到所述变频器断电后的实际放电时间；
10.步骤s3，将所述实际放电时间与所述变频器内部记录的所述标准放电时间进行比较：
11.若所述实际放电时间小于所述标准放电时间，则输出用于表示所述电解电容失效的报警信息，随后退出；
12.若所述实际放电时间不小于所述标准放电时间，则直接退出。
13.优选的，其中，所述变频器在工厂制造完成后，执行所述标准放电试验，以将所述标准放电时间记录在所述变频器内部。
14.优选的，于所述电压采集装置中设置一连接所述直流母线的正极的第一端以及一连接所述直流母线的负极的第二端；
15.于所述第一端和所述第二端之间串接多个容积相同的电阻；
16.则所述步骤s1中，通过持续测量其中一个所述电阻的电压值得到所述变频器断电后的电压值。
17.优选的，其中，于所述处理模块还设置一连接所述电压采集装置的处理单元；
18.则所述步骤s2具体包括：
19.步骤s21，采用所述处理单元获取所述电压采集装置持续采集到的所述电压值；
20.步骤s22，采用所述处理单元根据所述电压值随时间下降的变化情况处理得到所述实际放电时间。
21.优选的，其中，于所述处理模块中还设置一连接所述处理单元的人机交互界面；
22.则所述步骤s3中，所述处理模块将所述报警信息显示于所述人机交互界面中。
23.本技术方案还提供一种检测变频器内部的电解电容失效的系统，包括：
24.电压采集装置，通过所述变频器的直流母线连接所述电解电容，用于采集所述变频器的电压值；
25.数据处理单元，连接所述电压采集装置，用于在所述变频器断电后，根据所述电压采集装置持续采集到的所述电压值处理得到所述变频器的放电时间；
26.记录单元，连接所述数据处理单元，用于在对所述变频器执行一预先的标准放电试验时，将所述数据处理单元处理得到的所述放电时间记录为一标准放电时间；
27.比较单元，分别连接所述数据处理单元和所述记录单元，用于在所述变频器每次断电时，获取所述数据处理单元处理得到的所述放电时间并作为一实际放电时间，比较所述实际放电时间和所述标准放电时间并输出一比较结果；
28.报警单元，连接所述比较单元，用于在所述比较结果表示所述实际放电时间小于所述标准放电时间时，输出一用于表示所述电解电容失效的报警信息。
29.优选的，其中，所述变频器在工厂制造完成后，执行所述标准放电试验，以将所述标准放电时间记录在所述记录单元内。
30.优选的，其中，所述电压采集装置中设置有：
31.第一端，用于连接所述直流母线的正极；
32.第二端，用于连接所述直流母线的负极；
33.多个容积相同的电阻，串接于所述第一端和所述第二端之间；
34.测量单元，所述测量单元连接于其中一个所述电阻的两端，并通过持续测量其中一个所述电阻的电压值得到所述变频器断电后的电压值。
35.优选的，其中，所述数据处理单元具体包括：
36.接收部件，用于在所述变频器断电后，获取所述电压采集装置持续采集得到的所述电压值；
37.处理部件，连接所述接收部件，用于根据所述电压值随时间下降的变化情况处理得到所述实际放电时间并输出。
38.优选的，其中，还包括：
39.人机交互单元，连接所述报警单元，于所述人机交互单元中提供一人机交互界面，
用于展示所述报警单元输出的所述报警信息。
40.有益效果：利用本发明的方法与系统，在变频器断电后，可以立即发现是否存在电解电容存在失效情况的发生，从而可以及时通知用户及时更换设备，变更生产计划，减少设备损坏及其他损失。
附图说明
41.图1为本发明的较佳的实施例中，总体流程示意图；
42.图2为本发明的较佳的实施例中，处理模块工作流程示意图；
43.图3本发明的较佳的实施例中，系统结构示意图。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
47.本发明提供一种检测变频器内部的电解电容失效的方法，其特征在于，预设一处理模块，处理模块中设置一电压采集装置，电压采集装置通过变频器的直流母线连接电解电容；
48.方法中：
49.首先，对变频器执行一标准放电试验，并将一对应的标准放电时间记录在变频器内部；
50.随后，在变频器正常工作的过程中，针对每次变频器的主回路断电的情况分别执行以下步骤：
51.步骤s1，采用电压采集装置持续测量得到变频器断电后的电压值；
52.步骤s2，采用处理模块，根据电压值处理得到变频器断电后的实际放电时间；
53.步骤s3，将实际放电时间与变频器内部记录的标准放电时间进行比较：
54.若实际放电时间小于标准放电时间，则输出用于表示电解电容失效的报警信息，随后退出；
55.若实际放电时间不小于标准放电时间，则直接退出。
56.具体的，本实施例中，变频器内部的电压参数为待测电容的电压参数，断电后待测电容的电压即为变频器主线路母线电压，标准放电时间为当上述变频器在所有功能完整并正常的情况下，从平稳的电压下降到电压为0所花费的时间，在上述电容以及投入使用，并放电的时候，当其从平稳的电压开始下降，直到电压为0的这一过程所花费的时间成为实际放电时间。
57.本发明较佳的实施例中，变频器在工厂制造完成后，执行标准放电试验，以将标准放电时间记录在变频器内部。
58.具体的，本实施例中，变频器在出厂时，进行放电试验用以确认一个标准的放电时间，由于出厂时经过质量检验，所以该标准的放电时间即为质量正常时变频器的放电时间，便于后续检测时对上述变频器的对应电容质量进行检测。
59.本发明较佳的实施例中，于电压采集装置中设置一连接直流母线的正极的第一端以及一连接直流母线的负极的第二端；
60.于第一端和第二端之间串接多个容积相同的电阻；
61.则步骤s1中，通过持续测量其中一个电阻的电压值得到变频器断电后的电压值。
62.具体的，本实施例中，于第一端和第二端之间包含的多个等阻值电阻将电压平均分配，通过ad采集端口就可以采集单个分压电阻的电压，这样可以保护上述ad采集端口避免接触高压损坏，因为每一个分压电阻其两端电压均一致，所以通过采集单个分压电阻并通过对应的公式进行转换，就可以得到当前的电容电压，并且，操作人员可以根据变频器所处的电压环境，可以灵活地设置上述分压电阻的数量，具有良好的适应性。
63.本发明较佳的实施例中，于处理模块还设置一连接电压采集装置的处理单元；
64.则步骤s2具体包括：
65.步骤s21，采用处理单元获取电压采集装置持续采集到的电压值；
66.步骤s22，采用处理单元根据电压值随时间下降的变化情况处理得到实际放电时间。
67.具体的，本实施例中，步骤s21通过处理单元获取电压采集装置采集到的电压值，再通过处理单元根据电压值随时间下降的变化情况处理得到实际放电时间，由于上述电压采集数据只能采集到电压的数值，通过ad转换供处理器进行处理，所以无法直接测得放电时间，但是处理器内部的时钟可以根据电压归零的时间来判断放电时间，同时对于标准放电时间与当前所采集的放电时间的比较也需要在上述处理单元中进行。
68.本发明较佳的实施例中，于处理模块中还设置一连接处理单元的人机交互界面；
69.则步骤s3中，处理模块将报警信息显示于人机交互界面中。
70.具体的，本实施例中，人机交互模块包括但不限于灯光，声音，手机，电脑，电视等可供用户了解当前变频器内部电解电容状态的媒介与产生其的设备。
71.本发明还提供一种检测变频器内部的电解电容失效的系统，包括：
72.电压采集装置1，通过变频器的直流母线连接电解电容，用于采集变频器的电压值；
73.数据处理单元2，连接电压采集装置1，用于在变频器断电后，根据电压采集装置1持续采集到的电压值处理得到变频器的放电时间；
74.记录单元3，连接数据处理单元2，用于在对变频器执行一预先的标准放电试验时，将数据处理单元2处理得到的放电时间记录为一标准放电时间；
75.比较单元4，分别连接数据处理单元2和记录单元3，用于在变频器每次断电时，获取数据处理单元2处理得到的放电时间并作为一实际放电时间，比较实际放电时间和标准放电时间并输出一比较结果；
76.报警单元5，连接比较单元4，用于在比较结果表示实际放电时间小于标准放电时间时，输出一用于表示电解电容失效的报警信息。
77.具体的，本实施例中，电压采集装置1将待测电解电容的电压进行初步采集，并将
采集数据通过ad转换端口进行模数转换，从而输入数据处理单元2，使得数据处理单元2可以直接对采集量进行处理，并且，数据处理单元2在变频器断电后，直接测得变频器的放电时间，通过一记录单元3进行记录。
78.本发明较佳的实施例中，变频器在工厂制造完成后，执行标准放电试验，以将标准放电时间记录在记录单元3内。
79.具体的，本实施例中，上述记录单元3在出厂时进行一标准放电试验，将得到的标准放电时间记录在记录单元3内，用于与此后变频器断电后的放电时间作对比，所测的标准放电时间需要经过多次测量取配平均值，保证变频器是正常状态，也保证对于放电时间的测量有更好的精度。
80.本发明较佳的实施例中，电压采集装置1中设置有：
81.第一端l1，用于连接直流母线的正极；
82.第二端l2，用于连接直流母线的负极；
83.多个容积相同的电阻，串接于第一端l1和第二端l2之间；
84.测量单元11，测量单元11连接于其中一个电阻的两端，并通过持续测量其中一个电阻的电压值得到变频器断电后的电压值。
85.具体的，本实施例中，测量单元采集到的信号为模拟信号，可以通过模拟仪表直接展示给操作员，电压采集装置1或者是数据处理单元2失效时，工作人员可以刻通过人工计算来获得当前电解电容的工作状态。
86.本发明较佳的实施例中，数据处理单元2具体包括：
87.接收部件21，用于在变频器断电后，获取电压采集装置1持续采集得到的电压值；
88.处理部件22，连接接收部件21，用于根据电压值随时间下降的变化情况处理得到实际放电时间并输出。
89.具体的，本实施例中，本发明较佳的实施例中，还包括：
90.人机交互单元6，连接报警单元5，于人机交互单元6中提供一人机交互界面，用于展示报警单元5输出的报警信息。
91.本实施例中，若变频器处于正常状态，则通过人机交互单元6显示当前电解电容正常，若变频器损坏，则处于报警状态向用户告警，人机交互单元6还可以通过一报警指令触发上述控制继电器断开，阻止变频器继续工作，实现对于变频器系统的保护。
92.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。