[发明专利]一种滤波电容器的EMC寿命评估方法

权利要求书

1.一种滤波电容器的EMC寿命评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集待检测滤波电容器的特性参数，根据特性参数建立滤波电路高频等效电路模型；

S2、根据滤波电路高频等效电路模型，建立高速动车组辅助变流系统的滤波器电路模型；

S3、采集待检测寿命滤波电容器所在系统的参数，并利用参数计算滤波电路高频等效电路模型两端的源阻抗和负载阻抗；

S4、将源阻抗、负载阻抗和特性参数中阻抗频率响应输入滤波器电路模型，获取滤波电容器EMC性能失效阈值；

S5、根据滤波电容器的EMC性能失效阈值，获取滤波电容器的预估寿命期限；

所述步骤S1中特性参数包括滤波电容器的等效串联电阻ESR_t、等效电容、接地电阻和阻抗频率响应；

所述步骤S2中高速动车组辅助变流系统的滤波器电路模型包括依次连接的源阻抗Z_S、滤波电路高频等效电路模型和负载阻抗Z_L；所述源阻抗Z_S和滤波电路高频等效电路模型通过相线和地线连接；

所述步骤S4包括以下分步骤：

S4.1、将源阻抗、负载阻抗和特性参数中阻抗频率响应输入滤波器电路模型；

S4.2、根据阻抗频率响应，获取滤波电容器全新时的容值C₀和等效串联电阻ESR₀为：

S4.3、根据待检测滤波电容器的工作指标，获取滤波电容器EMC寿命阈值时的截止频率点的插入损耗；

S4.4、根据截止频率点的插入损耗通过ADS软件进行仿真，得到滤波电容器EMC寿命阈值时的容值C'和等效串联电阻ESR'；

其中，n为阻抗频率响应测试结果的取样个数，C_i为电容频率响应取样值，X_i为等效串联电阻频率响应取样值。

2.根据权利要求1所述的滤波电容器的EMC寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S3中源阻抗Z_S和负载阻抗Z_L为：

其中，U为变压器输出电压，P为变压器输出功率，U_n为电动机额定电压，I_n为电动机额定电流，K为堵转电流倍数。

3.根据权利要求2所述的滤波电容器的EMC寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S4中获取滤波电容器EMC性能失效阈值前先将三相电路等效为单相电路，等效的具体方法为：

A1、取三相电路的中性点O为电位参考点，得到节点电压为：

A2、将三相电路的中线短路，得到三个单独的回路，获取A相线电流和负载相电压为：

A3、根据A相线电流和负载相电压，得到B相和C相的线电流和负载相电压分别为：

其中，表示B相的线电流，表示B相的负载相电压，表示C相的线电流，表示C相的负载相电压，Z₀表示中线等效阻抗，Z_X表示三相电路的等效阻抗，Z表示负载等效阻抗，表示中线的节点电压，和分别表示A相、B相和C相的电压数。

4.根据权利要求1所述的滤波电容器的EMC寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S4中特性参数中阻抗频率响应通过阻抗分析仪检测获取。

5.根据权利要求1所述的滤波电容器的EMC寿命评估方法，其特征在于，所述步骤S5中根据滤波电容器的EMC性能失效阈值，获取滤波电容器的预估寿命期限的公式为：

其中，C₀和ESR₀表示全新时滤波电容的容值和等效串联电阻，C'和ESR'表示滤波电容器EMC寿命阈值时的容值和等效串联电阻，C_t和ESR_t表示待检测滤波电容器的容值和等效串联电阻。