一种在线监测母线电容容量状态的方法及电路技术

本发明专利技术公开一种在线监测母线电容容量状态的方法，通过实时检测母线电容充放电过程中的电容电流实时值ic和电容电压实时值Uc，根据母线电容C是电容电流ic、电容电压Uc及时间t的函数，按照函数关系对电容容量进行估算，通过判断电容容量的估算值是否正常，实现在线监测母线电容容量状态。该方法能够及时发现电容性能下降及其可能导致的故障隐患，无需定期强制更换母线电容，降低了维护成本，而且对维护人员没有要求，降低维护成本和维护技术难度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及母线电容容量的检测电路，尤其涉及一种在线监测母线电容容量状态的方法及电路。
技术介绍
电容是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一，在电力电子
，几乎所有电力电子电路都会用到电容。如附图说明图1-1和图1-2的电路所示，电容在电路中所起的作用是基本的充放电功能。以图1-1为例，首先软启动开关K2闭合，输入开关Kl断开，输入电压Us经过K2和软启动电阻R给母线电容C充电，当母线电容Uc达到一定值后闭合输入开关K1，完成母线电容的软启动过程。图1-2电路中，首先软启动开关Kl闭合，输入开关K2断开，输入电压Us经过Kl和软启动电阻R给母线电容C充电，当母线电容Uc达到一定值后闭合输入开关K2，完成母线电容的软启动过程。其中，母线电容C主要起到储能和滤波的作用，后级的功率变换器将母线电容上的能量转换为需要的输出电压Uo后经输出开关K3输出。母线电容通常选用电解电容，由于其自身的工艺特点，工作时要尽可能降低温升来延长电容的使用寿命。电容温度升高主要有两个原因，一是由于其交流电流在其等效串联电阻上的损耗，二是由于环境及散热条件对它的影响，也包括其他发热组件对温度的影响。随着电力电子产品功率密度不断提高，电解电容的体积问题和热的问题越来越突出。在列车车载电源产品中，由于环境温度很高，且车载电源自身发热很严重且散热条件不佳，母线电容容易发生电解液减少、容量下降等问题，导致车载电源工作不正常甚至出现供电中断事故。因此，在车载电源的维护规程中，母线电容被明确规定为易损件，在维护时要求人工检测母线电容性能并强制定期更换。母线电容一般是高耐压大容量的电解电容，价格昂贵，定期更换成本高，而且需要有检测设备，对维护人员要求高，加上人工检测效率低，准确性低，如在该更换时未及时更换，存在较大的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种在线检测母线电容容量的方法，实时监测母线电容容量的状态，及时发现电容性能下降及其可能导致的故障隐患， 该方法无需专门的检测仪器设备，对维修人员没有要求，降低了维护的技术难度和设备要求。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的一种在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，包括如下步骤Sl 检测获得电容电压参数U。和电容电流参数i。，预设电容初始状态时，电容容量状态参数CstateSo;S2 设定母线电容正常容量的下限值Cdn lmt和母线电容正常容量的上限值Cup lmt ；根据下述公式(1)估算当前时刻的电容容量C:权利要求1.一种在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，包括如下步骤51检测获得电容电压参数U。和电容电流参数i。，预设电容初始状态时，电容容量状态参数Cstate为0 ；52设定母线电容正常容量的下限值Cdn lmt和母线电容正常容量的上限值Cup lmt ；根据下述公式(1)估算当前时刻的电容容量C 2.根据权利要求1所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，所述步骤 S2中，母线电容容量的估算算法由微处理器或者可编程逻辑器件控制完成。3.根据权利要求2所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，所述微处理器包括但不仅限于单片机、DSP,可编程逻辑器件包括但不仅限于CPLD、FPGA。4.根据权利要求1所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，所述步骤 S2还包括根据下述公式(2)估算母线电容容量C，5.根据权利要求4所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，根据下述公式(3)两边进行积分运算得到公式(2)，6.根据权利要求1所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，所述步骤 Sl中获得电容电流的方法还包括通过检测其他电气参数，根据电气参数与电容电流的关系间接计算得出。7.根据权利要求6所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，所述步骤 S2中估算母线电容的容量值由电容电压、检测到的电气参数按照一定的函数关系计算得出ο8.根据权利要求1所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，所述步骤 Sl中电容电流由电流控制电路给定。9.根据权利要求8所述的在线监测母线电容容量状态的方法，其特征在于，母线电容容量值由电容电压、电流控制电路给定电流按照一定的函数关系计算得出。全文摘要本专利技术公开一种在线监测母线电容容量状态的方法，通过实时检测母线电容充放电过程中的电容电流实时值ic和电容电压实时值Uc，根据母线电容C是电容电流ic、电容电压Uc及时间t的函数，按照函数关系对电容容量进行估算，通过判断电容容量的估算值是否正常，实现在线监测母线电容容量状态。该方法能够及时发现电容性能下降及其可能导致的故障隐患，无需定期强制更换母线电容，降低了维护成本，而且对维护人员没有要求，降低维护成本和维护技术难度。文档编号G01R27/26GK102495292SQ20111036700公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日专利技术者刘代兵 申请人:北京鼎汉技术股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘代兵，
申请(专利权)人：北京鼎汉技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：