CN111044167B

CN111044167B - 一种电容芯温的确定方法及装置

Info

Publication number: CN111044167B
Application number: CN201811187493.9A
Authority: CN
Inventors: 卓清锋
Original assignee: Vertiv Tech Co Ltd
Current assignee: Vertiv Tech Co Ltd
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2021-10-26
Anticipated expiration: 2038-10-12
Also published as: CN111044167A

Abstract

本发明公开了一种电容芯温的确定方法及装置，用以提高确定出的电容芯温的准确性。所述电容芯温的确定方法，包括：获取电容的工作参数和散热参数；获取目标设备的性能参数，目标设备为电容所在设备；基于预先存储的电容芯温关系式，根据工作参数、散热参数和性能参数确定电容的芯温；其中，预先存储的电容芯温关系式包括以电容的工作参数、电容的散热参数和目标设备的性能参数为自变量，电容的芯温为因变量的函数关系。

Description

一种电容芯温的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种电容芯温的确定方法及装置。

背景技术

电容作为电力电子设备中的一种重要器件，应用十分广泛，根据电容器连接位置和连接部件的不同，电容的功能可分为滤波、解耦、移相、提供无功等。电容作为一种易损坏的器件，必须对它进行定期检查和更换等维护工作，为了充分利用电容器、降低设备的运行成本、维持设备的可靠性，预测电容的剩余寿命，安排维修工作是十分必要的。

电容的寿命取决于电容的内部温度，即电容芯温。电容的设计和应用环境都会影响到电容的寿命，从设计来说，电容的设计方法、材料以及加工工艺会影响到电容的寿命；从应用环境来说，工作电压、纹波电流、开关频率、安装方式以及散热方式等也会影响到电容的使用寿命。

目前，常用的获取电容芯温的方式有以下两种：一种是直接测量，即对电容进行打孔，使用热电偶伸入孔中直接进行温度测量，这种测量方法测量准确，但不利于在系统运行时进行；另一种是测量电容的壳体温度，然后查询电容壳体温度与电容芯温的对应表格得出电容芯温，这种方法十分简单，但电容壳体温度的测量容易受到电容散热条件的影响，使得测量结果不准确。

综上所述，现有技术中电容芯温的测量方式，测量得到的电容芯温准确率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种电容芯温的确定方法及装置，用以提高确定出的电容芯温的准确性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电容芯温的确定方法，包括：

获取电容的工作参数和散热参数；

获取目标设备的性能参数，目标设备为电容所在设备；

基于预先存储的电容芯温关系式，根据工作参数、散热参数和性能参数确定电容的芯温；

其中，预先存储的电容芯温关系式包括以电容的工作参数、电容的散热参数和目标设备的性能参数为自变量，电容的芯温为因变量的函数关系。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，预先存储的电容芯温关系式，采用如下步骤建立：

获取电容在不同工况下工作时的多组采样数据，每组采样数据中包括电容的工作参数、散热参数、以及目标设备的性能参数三者与电容的芯温之间的对应关系，其中，不同工况包括以下一种或多种：工作参数在预先划分的工作参数区间中所属的区间不同、散热参数在预先划分的散热参数区间中所属的区间不同、以及目标设备的性能参数在预先划分的性能参数区间中所属的区间不同；

基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，预先存储的电容芯温关系式，还可以采用如下步骤建立：

获取电容在不同工况下工作时的多组采样数据，每组采样数据中包括电容的工作参数、散热参数、以及目标设备的性能参数三者与电容的芯温之间的对应关系，且多组采样数据包括电容在所有工况中每一工况下工作时的至少一组采样数据，其中，不同工况包括以下一种或多种：工作参数在预先划分的工作参数区间中所属的区间不同、散热参数在预先划分的散热参数区间中所属的区间不同、以及目标设备的性能参数在预先划分的性能参数区间中所属的区间不同；

基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式，包括：

基于多组采样数据，利用数据分析算法生成电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，基于多组采样数据，利用数据分析算法生成电容芯温关系式，包括：

将多组采样数据分为第一部分采样数据和第二部分采样数据；

基于第一部分采样数据，利用数据分析算法生成用于计算电容芯温的目标关系式；

基于第二部分采样数据，对目标关系式进行校验；

在确定校验的校验结果满足预设条件时，将目标关系式确定为电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述方法中，电容的工作参数包括以下一个或多个：电容的工作电压和电容的壳体温度，电容的散热参数包括：电容的散热风扇的风扇转速，目标设备的性能参数包括以下一个或多个：视在功率、功率因数以及总谐波分量。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电容芯温的确定装置，包括：

第一获取单元，用于获取电容的工作参数和散热参数；

第二获取单元，用于获取目标设备的性能参数，目标设备为电容所在设备；

处理单元，用于基于预先存储的电容芯温关系式，根据工作参数、散热参数和性能参数确定电容的芯温；

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，处理单元还用于，采用如下步骤建立预先存储的电容芯温关系式：

基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，处理单元具体用于：

基于第二部分采样数据，对目标关系式进行校验；

在一种可能的实施方式中，本发明实施例提供的上述装置中，电容的工作参数包括以下一个或多个：电容的工作电压和电容的壳体温度，电容的散热参数包括：电容的散热风扇的风扇转速，目标设备的性能参数包括以下一个或多个：视在功率、功率因数以及总谐波分量。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例提供的一种电容芯温的确定方法及装置，获取电容的工作参数和散热参数；获取目标设备的性能参数，目标设备为电容所在设备；基于预先存储的电容芯温关系式，根据工作参数、散热参数和性能参数确定电容的芯温；其中，预先存储的电容芯温关系式包括以电容的工作参数、电容的散热参数和目标设备的性能参数为自变量，电容的芯温为因变量的函数关系。

本发明实施例提供的电容芯温的确定方案，在获取电容的工作参数、散热参数以及电容所在设备的性能参数之后，根据获取到的工作参数、散热参数以及性能参数，基于预先存储的电容芯温关系式即可计算得到电容的芯温，与现有技术中根据电容壳体温度估计电容芯温的方式相比，考虑了更多影响电容芯温的参数，提高了确定出的电容芯温的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电容芯温的确定方法的示意流程图；

图2为本发明实施例提供的一种建立电容芯温关系式的方法的示意流程图；

图3为本发明实施例提供的另一建立电容芯温关系式的方法的示意流程图；

图4所示为本发明实施例提供的一种电容芯温的确定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。

下面结合说明书附图，对本发明实施例提供的电容芯温的确定方法及装置的具体实施方式进行说明。

本发明实施例提供了一种电容芯温的确定方法，如图1所示，可以包括如下步骤：

步骤101、获取电容的工作参数和散热参数。

本发明实施例中，电容的工作参数可以包括但不限于电容的工作电压和电容的壳体温度，电容的散热参数可以包括但不限于电容散热风扇的风扇转速。

具体实施时，电容的工作电压可通过功率分析仪获得，也可以使用电压表测量获得。电容壳体温度使用传感器(热电偶)获取。散热风扇可使用具有固定档位的风扇，根据当前散热风扇的档位换算出散热风扇的风扇转速。当然，本发明其它实施例中，电容的工作参数和散热参数也可以使用其它方法获取，本发明对此不做限定。

其中，电容的工作参数和散热参数可以实时获取，也可以周期性获取，还可以在需要确定电容芯温时进行获取，本发明对此不做限定。

步骤102、获取目标设备的性能参数，目标设备为电容所在设备。

本发明实施例中，目标设备的性能参数可以包括但不限于电容所在设备的视在功率、电容所在设备的功率因数以及电容所在设备的总谐波分量。

具体实施时，电容所在设备的视在功率和电容所在设备的功率因数可通过功率分析仪获取，电容所在设备的总谐波分量可以通过电能质量分析仪获取。当然，本发明其它实施例中，目标设备的性能参数也可以使用其它方法获取，本发明对此不做限定。

其中，目标设备的性能参数可以实时获取，也可以周期性获取，还可以在需要确定电容芯温时进行获取，本发明对此不做限定。

步骤103、基于预先存储的电容芯温关系式，根据工作参数、散热参数和性能参数确定电容的芯温；

具体实施时，预先存储的电容芯温关系式包括以电容的工作参数、电容的散热参数和目标设备的性能参数为自变量，电容的芯温为因变量的函数关系，因此，在获取到电容的工作参数、散热参数以及电容所在设备的性能参数后，将获取到的电容的工作参数、散热参数以及电容所在设备的性能参数代入预先存储的函数关系中，即可计算得到电容的芯温。

具体实施时，预先存储的电容芯温关系式，可以采用如下两种实施方式建立，具体来说：

实施方式一

如图2所示，建立电容芯温关系式的方法，可以包括如下步骤：

步骤201、获取电容在不同工况下工作时的多组采样数据，每组采样数据中包括电容的工作参数、散热参数、以及目标设备的性能参数三者与电容的芯温之间的对应关系，其中，不同工况包括以下一种或多种：工作参数在预先划分的工作参数区间中所属的区间不同、散热参数在预先划分的散热参数区间中所属的区间不同、以及目标设备的性能参数在预先划分的性能参数区间中所属的区间不同。

具体实施时，预先分别对电容的工作参数、散热参数以及电容所在设备的性能参数划分区间，并将划分得到的工作参数区间、划分得到的散热参数区间以及划分得到的性能参数区间进行组合，以得到电容工作的多个工况。其中，电容在工作参数、散热参数以及目标设备的性能参数的区间划分可根据经验和实际需求进行设定，本发明对此不做限定。

在一个示例中，以电容的工作参数包含电容的工作电压和电容的壳体温度、电容的散热参数包括散热风扇的风扇转速、电容所在设备的性能参数包括视在功率和总谐波分量为例，假设划分得到的电容的工作电压的区间有两个，分别为：[25伏(V)，30V]和区间(30V，45V)；划分得到的电容的壳体温度的区间有两个，分别为：[25摄氏度(℃)，30℃]和[35℃，45℃]；散热风扇的风扇转速有1000转每秒和2000转每秒两个；划分得到的视在功率的区间有两个，分别为：[1000伏安(VA)，1100VA]和[1200VA，1300VA]；划分得到的总谐波分量的区间有两个，分别为[0，0.1]和[0.2，0.3]。

依据上述划分得到的区间，电容工作时的工况可以有32种，例如，工作电压[25V，30V]、壳体温度[25℃，30℃]、风扇转速1000转每秒、视在功率[1000VA，1100VA]以及总谐波分量[0，0.1]为一种工况，再例如，工作电压(30V，45V)、壳体温度[25℃，30℃]、风扇转速1000转每秒、视在功率[1000VA，1100VA]以及总谐波分量[0，0.1]也为一种工况。

本实施例中，获取电容在不同工况下工作时的多组采样数据时，可以获取电容在所有工况下工作时的采样数据，也可以获取电容在部分工况下工作的采样数据，且每种工况下的采样数据可以是一组也可以是多组，本发明对此不做限定。

步骤202、基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式，包括：基于多组采样数据，利用数据分析算法生成电容芯温关系式。

需要说明的是，在本发明其它实施例中，基于多组采样数据，利用数据分析算法生成电容芯温关系式，可以使用回归分析算法，也可以使用相关分析算法、神经网路模型建模等学习和深度学习等方法生成电容芯温关系式，本发明对此不做限定。

具体基于多组采样数据，利用数据分析算法生成电容芯温关系式，包括：将多组采样数据分为第一部分采样数据和第二部分采样数据；基于第一部分采样数据，利用数据分析算法生成用于计算电容芯温的目标关系式；基于第二部分采样数据，对目标关系式进行校验；在确定校验的校验结果满足预设条件时，将目标关系式确定为电容芯温关系式。

实施方式二

如图3所示，建立电容芯温关系式的方法，可以包括如下步骤：

步骤301、获取电容在不同工况下工作时的多组采样数据，每组采样数据中包括电容的工作参数、散热参数、以及目标设备的性能参数三者与电容的芯温之间的对应关系，且多组采样数据包括电容在所有工况中每一工况下工作时的至少一组采样数据，其中，不同工况包括以下一种或多种：工作参数在预先划分的工作参数区间中所属的区间不同、散热参数在预先划分的散热参数区间中所属的区间不同、以及目标设备的性能参数在预先划分的性能参数区间中所属的区间不同。

本实施例中，电容工作时工况的确定方法与实施例一中的确定方法相同，此处不再赘述。

本实施例中，获取电容在不同工况下工作时的多组采样数据时，需要获取电容在所有工况下工作时的采样数据，也即需要保证采样数据覆盖电容工作的所有工况。

步骤302、基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式。

具体实施时，多组采样数据覆盖电容工作的所有工况时，基于多组采样数据，生成的电容芯温关系式，能够更加准确的确定电容的芯温。

在一个示例中，假设获取的多组采样数据为200组采样数据，在基于多组采样数据，利用数据分析算法生成电容芯温关系式时，将200组数据分为两部分数据，第一部分有150组采样数据，用于生成目标关系式，第二部分有50组采样数据，用来对生成的目标关系式进行校验。具体实施时，多组采样数据、第一部分采样数据和第二部分采样数据的数量可根据经验和实际情况进行设定，本发明对此不做限定。

具体实施时，由于每组采样数据中包括电容的工作参数、散热参数、以及目标设备的性能参数三者与电容的芯温之间的对应关系，因此，基于第二部分采样数据，对目标关系式进行校验时，针对第二部分采样数据中的每组采样数据，可以利用目标关系式，基于每组采样数据中的工作参数、散热参数、以及目标设备的性能参数计算电容芯温，并将计算得到的电容芯温与每组采样数据中测量得到的电容芯温进行比较，并确定误差是否在预设误差范围内。其中，预设误差范围可以根据经验值进行设定，本发明对此不做限定，例如：预设误差范围为[-0.2℃，+0.2℃]。

基于第二部分采样数据，对目标关系式进行校验后，若校验结果满足预设条件，则可以将目标关系式作为电容芯温关系式，若校验结果不满足预设条件，则需要重新生成目标关系式。其中，预设条件可以根据实际情况灵活设定，本发明对此不做限定。例如，第二部分采样数据为50组采样数据时，预设条件为电容芯温误差值超出预设误差范围的组数小于或等于2。

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供一种电容芯温的确定装置。

如图4所示，本发明实施例提供的电容芯温的确定装置，包括：

第一获取单元401，用于获取电容的工作参数和散热参数；

第一获取单元402，用于获取目标设备的性能参数，目标设备为电容所在设备；

处理单元403，用于基于预先存储的电容芯温关系式，根据工作参数、散热参数和性能参数确定电容的芯温；其中，预先存储的电容芯温关系式包括以电容的工作参数、电容的散热参数和目标设备的性能参数为自变量，电容的芯温为因变量的函数关系。

在一种可能的实施方式中，处理单元403，还用于采用如下步骤建立预先存储的电容芯温关系式：

基于多组采样数据，利用预设算法生成电容芯温关系式。

在一种可能的实施方式中，处理单元403，具体用于：

基于第二部分采样数据，对目标关系式进行校验；

在一种可能的实施方式中，电容的工作参数包括以下一个或多个：电容的工作电压和电容的壳体温度，电容的散热参数包括：电容的散热风扇的风扇转速，目标设备的性能参数包括以下一个或多个：视在功率、功率因数以及总谐波分量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种电容芯温的确定方法，其特征在于，包括：

获取所述电容的工作参数和散热参数；

获取目标设备的性能参数，所述目标设备为所述电容所在设备；所述目标设备的性能参数包括以下一个或多个：视在功率、功率因数以及总谐波分量；

基于预先存储的电容芯温关系式，根据所述工作参数、所述散热参数和所述性能参数确定所述电容的芯温；

其中，所述预先存储的电容芯温关系式包括以所述电容的工作参数、所述电容的散热参数和所述目标设备的性能参数为自变量，所述电容的芯温为因变量的函数关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先存储的电容芯温关系式，采用如下步骤建立：

获取所述电容在不同工况下工作时的多组采样数据，每组采样数据中包括所述电容的工作参数、散热参数、以及所述目标设备的性能参数三者与所述电容的芯温之间的对应关系，其中，所述不同工况包括以下一种或多种：工作参数在预先划分的工作参数区间中所属的区间不同、散热参数在预先划分的散热参数区间中所属的区间不同、以及目标设备的性能参数在预先划分的性能参数区间中所属的区间不同；

基于所述多组采样数据，利用预设算法生成所述电容芯温关系式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先存储的电容芯温关系式，采用如下步骤建立：

获取所述电容在不同工况下工作时的多组采样数据，每组采样数据中包括所述电容的工作参数、散热参数、以及所述目标设备的性能参数三者与所述电容的芯温之间的对应关系，且所述多组采样数据包括所述电容在所有工况中每一工况下工作时的至少一组采样数据，其中，所述不同工况包括以下一种或多种：工作参数在预先划分的工作参数区间中所属的区间不同、散热参数在预先划分的散热参数区间中所属的区间不同、以及目标设备的性能参数在预先划分的性能参数区间中所属的区间不同；

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述基于所述多组采样数据，利用预设算法生成所述电容芯温关系式，包括：

基于所述多组采样数据，利用数据分析算法生成所述电容芯温关系式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述多组采样数据，利用数据分析算法生成所述电容芯温关系式，包括：

将所述多组采样数据分为第一部分采样数据和第二部分采样数据；

基于所述第一部分采样数据，利用数据分析算法生成用于计算电容芯温的目标关系式；

基于所述第二部分采样数据，对所述目标关系式进行校验；

在确定所述校验的校验结果满足预设条件时，将所述目标关系式确定为所述电容芯温关系式。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电容的工作参数包括以下一个或多个：所述电容的工作电压和所述电容的壳体温度，所述电容的散热参数包括：所述电容的散热风扇的风扇转速。

7.一种电容芯温的确定装置，其特征在于，包括：

第一获取单元，用于获取所述电容的工作参数和散热参数；

第二获取单元，用于获取目标设备的性能参数，所述目标设备为所述电容所在设备；所述目标设备的性能参数包括以下一个或多个：视在功率、功率因数以及总谐波分量；

处理单元，用于基于预先存储的电容芯温关系式，根据所述工作参数、所述散热参数和所述性能参数确定所述电容的芯温；

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于采用如下步骤确定预先存储的电容芯温关系式：

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于采用如下步骤确定预先存储的电容芯温关系式：

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述处理单元，具体用于：

基于所述第二部分采样数据，对所述目标关系式进行校验；

12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电容的工作参数包括以下一个或多个：所述电容的工作电压和所述电容的壳体温度，所述电容的散热参数包括：所述电容的散热风扇的风扇转速。