[发明专利]电容器的剩余使用寿命的估计

说明书

本发明涉及一种用于确定表示电容器的剩余使用寿命RUL的值的方法，该方法包括以下操作：‑重复多次迭代1至k，k是大于1的整数：获取(301)表示当前迭代中电容器的环境的环境测量；‑基于在当前迭代之前的先前迭代1至k‑1中获取的先前环境测量和基于在迭代k中接收的环境测量来计算(307)至少一个老化模型；‑基于至少一个计算的老化模型来确定(308‑311)表示电容器的RUL的值。

技术领域

本发明涉及电容器的剩余使用寿命的估计，特别是但不限于电解电容器。

背景技术

电容器是众所周知的器件，其能够通过在被电介质组件分隔的阳极和阴极中积累正电荷和负电荷来存储电能。

电解电容器用在电源转换器(诸如电动机驱动和不间断电源系统(Uninterruptible Power System，UPS))中。

电解电容器是最关键的电子组件之一。静态转换器中的大量故障是由于电解电容器而引起的，如以下文献中解释的：

-A.Lahyani,P.Venet,G.Grellet,P.J.Viverge,Failure prediction ofelectrolytic capacitors during operation of a switch-mode power supply.IEEETransactions on power electronics,1998,13(6),1199-1207；

-U.S.of A.D.of Defense,“Military Handbook:Reliability Prediction ofElectronic Equipment:MIL-HDBK-217F:2 December 1991”.Department of defense,1991；

-S.Yang,A.Bryant,P.Mawby,D.Xiang,and P.Tavner,“An industry-basedsurvey of reliability in power electronic converters”,in 2009 IEEE EnergyConversion Congress and Exposition,2009,p.3151-3157。

在一些电源转换器应用中，建议定期更换电解电容器，以避免由于电解电容器的故障而引起整个电源转换器产品的意外停机。

在诸如施耐德电气Galaxy系列的UPS产品中，建议每五年更换一次电解电容器，以避免整个UPS产品由于电解电容器的故障而引起意外停机。

然而，在实践中，许多电容器在其剩余使用寿命到期之前就被更换了。

因此，需要一种允许监测环境条件和/或预测电容器的剩余使用寿命RUL的方法和工具，以便及时计划维修并且在需要更改电容器时警告操作者/用户。

真正的电容器可以视为等效于与电容(称为电容C)串联的电阻，称为等效串联电阻ESR(Equivalent Series Resistance)。

现有技术的解决方案提议基于ESR和C来评估RUL，例如在以下文献中详细描述的：

-P.Venet,H.Darnand and G.Grellet,“Detection of faults of filtercapacitors in a converter.Application to predictive maintenance”,inProceedings of Intelec 93:15th International Telecommunications EnergyConference,1993,vol.2,p.229-234vol.2；