[发明专利]三相系统直流母线电容的在线监测方法

说明书

本发明提供的三相系统直流母线电容的在线监测方法，包括采集直流母线电容电压，获取直流母线电容电压下降曲线；采集输出三相电流，并根据三相输出电流重构电容电流；根据所述直流母线电容电压下降曲线和电容电流获取直流母线电容的电容值和等效串联电阻；本发明通过监测三相变频器等功率设备停机过程中的直流母线电压下降曲线和三相输出电流，以及半导体开关控制信号，准确的计算出直流母线电容的C和ESR，实现三相AC/DC/AC系统直流母线电容的无侵入式在线监测，本发明不但适用于铝电解电容，同样适用于薄膜电容等其他电容的在线监测，还可以应用在其他三相AC/DC/AC系统中，如风电变流器、光伏的三相AC/DC/AC系统、三相航空电源系统等。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种三相系统直流母线电容的在线监测方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，电力电子技术在现代工业中发挥着越来越重要的作用，特别是在风力发电、太阳能发电、电动汽车、电子照明等现代工业中，电力电子技术得到了进一步的应用和发展。伴随电力电子技术应用范围的不断拓宽，电力电子器件的使用量也逐年增加，然而电力电子器件会因为长期工作老化而失效，导致系统性故障，造成巨大的经济损失，这逐渐引起了工业界对电力电子器件可靠性的重视。在电力电子器件中，失效率最高的是电解电容、IGBT、二极管、MOS管等器件，其中以电解电容的失效率最高，是各种晶体管失效率的两倍。

电容在现代工业中的应用非常广泛，如电力电容、DC-link电容(直流母线电容)、旁路电容、整流滤波电容等。其中DC-link电容在新能源发电、电动汽车等产业中应用得最为广泛，如风电变流器中的直流母线电容、高压变频器中直流母线电容、光伏逆变器中的支撑电容等都是DC-link电容。DC-link电容在变流器中主要起到功率平衡，连接两级变流器，平滑电压波动的作用。因此，在电力电子器件中，电容是关键的器件之一，在各种变流器中的作用不可替代。但是电容工业应用中失效率一直很高，是系统中一个极大的弊端，严重影响了电力电子系统的可靠性。近年来，针对电容的可靠性研究，学者们在电容的在线监测技术、退化机理、可靠性评估方面投入了巨大的精力。因此，电容的在线监测技术成为了提供电容预维护的关键技术，通过电容的在线监测可以在电容失效之前为用户提供预维护信息，让用户能提前采取措施，防止系统性故障，将经济损失降低到最小。近几年来，各种电容在线监测技术不断出现，但是通常都会有电容的电流传感器，这会破坏主功率电路，或者占用设备体积，这对于现代工业设备的设计是一个很大的缺陷，并不适合应用于很多工业应用中。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三相系统直流母线电容的在线监测方法，以解决上述问题。

本发明提供的三相系统直流母线电容的在线监测方法，包括

b.采集直流母线电容电压，获取直流母线电容电压下降曲线；

c.采集输出三相电流，并根据三相输出电流重构电容电流；

d.根据所述直流母线电容电压下降曲线和电容电流获取直流母线电容的电容值和等效串联电阻。

进一步，在步骤b之前还包括

a.控制三相系统停止工作，并保持逆变桥处于工作状态，当直流母线电容向负载放电时，获取逆变桥开关的工作状态。

进一步，步骤c具体包括：通过如下公式重构电容电流

i_c＝i_dc＝S_a·i_as+S_b·i_bs+S_c·i_cs