[发明专利]一种基于关键器件的船用电气设备寿命预测方法及装置

权利要求书

1.一种基于关键器件的船用电气设备寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设备信息预录入；

步骤2，对设备进行关键器件分解；

步骤3，根据器件寿命的影响因素，分别为各关键器件建立基于环境温度、湿度、振动、导电系数、工况参数的寿命计算模型，不同类型的器件对应的模型不同；

步骤4，根据实际环境参数及运行工况，计算器件剩余寿命；

步骤5，根据器件剩余寿命对设备健康度进行划分，并制定设备维护计划及备品备件计划建议；

所述的不同类型的器件对应的模型不同，包括：

电力电子器件寿命模型：采用功率周次Pc及功率温度循环次数Tc的计算来搭建电力电子器件寿命模型：

T_device为电力电子器件寿命，其单位为月，f_req为电力电子器件的开关频率；

电容寿命模型：电容的当前剩余寿命计算公式为：

其中，T_rest表示当前剩余寿命；L_now为考虑电流纹波时，当前工况下电容的全寿命计算公式；L₁为工况1下电容的全寿命计算公式，t₁为工况1的持续时间，全寿命计算公式为：

其中，L示温度T时的考虑纹波电流的电容寿命；L_D最高工作温度T₀时额定纹波内的电容寿命；T为实际工作温度；T₀为最高工作温度；ΔT为电容中心温升；I为电路实际施加纹波电流；I0为最高温度下允许施加的最大纹波电流；K为施加纹波电流寿命常数；

轴承寿命模型：轴承的寿命与总转数、轴承材料性能、运转条件和运行温度有关，轴承的预期寿命计算公式为：

其中，L_h为轴承预期寿命；ε为寿命指数；n为转速(r/min)；C为基本额定动载荷，P为当量动载荷；f_t为温度系数；

轴承剩余寿命计算公式为：

其中，T_restb表示当前剩余寿命，L_nowb为当前工况下轴承的全寿命计算公式，L_1b为工况1下轴承的全寿命计算公式，T_1b为工况1的持续时间。

2.根据权利要求1所述一种基于关键器件的船用电气设备寿命预测方法，其特征在于，所述设备信息包括设备参数、环境参数、工况参数、故障参数；

其中，所述设备参数包括设备的品牌、型号、生产日期；

所述环境参数包括设备自投入运行以来记录的运行温度、运行湿度、空气导电性以及振动情况；

所述工况参数包括设备自投入运行以来的记录的运行工况参数；

所述故障参数包括历史故障记录和设备维修记录。

3.根据权利要求1所述一种基于关键器件的船用电气设备寿命预测方法，其特征在于，所述步骤4包括，持续采集设备运行参数，根据不同类型器件模型，实时更新器件的剩余寿命。

4.根据权利要求1或3所述一种基于关键器件的船用电气设备寿命预测方法，其特征在于，所述步骤5包括：

根据器件的剩余寿命，对设备进行健康等级划分，划分规则包括：

当所有关键器件的寿命均长于3年，设备处于健康状态，无需维护；

当至少有一个器件的寿命短于3年时，设备处于正常状态，可以准备备件；

当至少有一个器件的寿命短于1年时，设备处于亚健康状态，建议进行维护；

当至少有一个器件的寿命短于3个月时，设备处于危险状态，强烈建议维护；

当至少有一个器件的寿命为0时，设备处于失效状态，建议紧急维护。