CN117907790B - 一种ipm模块老化监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种IPM模块老化监测方法，属于老化监测技术领域，包括以下步骤：S1、采集IPM模块在各个历史时刻的实际温度值，并对各个历史时刻的实际温度值进行处理，得到各个历史时刻的观测温度值；S2、根据各个历史时刻的观测温度值，确定IPM模块的动态评估上下限；S3、采集IPM模块在当前时刻的实际温度值，并根据IPM模块的动态评估上下限，确定IPM模块在当前时刻的老化监测结果。该方法可以精准确定IPM当前时刻的工作温度，便于用户及时发现问题，对IPM模块作出有效保护。
Description
技术领域
本发明属于老化监测技术领域，具体涉及一种IPM模块老化监测方法。
背景技术
IPM模块是功率转换器件，可广泛应用于变频空调、冰箱、洗衣机和电磁炉等家电产品的变频控制器中。在使用过程中，IPM模块的保护设计是否合理，将直接关系到IPM模块的可靠性。IPM不良的一个主要情况是内部功率元件IGBT或FRD过温损坏，使用过程中务必要确保功率元件的温度不超过正常温度上限。因此有必要通过IPM的工作温度实现对IPM模块的老化监测，及时发现问题。
发明内容
本发明为了解决以上问题，提出了一种IPM模块老化监测方法。
本发明的技术方案是：一种IPM模块老化监测方法包括以下步骤：
S1、采集IPM模块在各个历史时刻的实际温度值，并对各个历史时刻的实际温度值进行处理，得到各个历史时刻的观测温度值；
S2、根据各个历史时刻的观测温度值，确定IPM模块的动态评估上下限；
S3、采集IPM模块在当前时刻的实际温度值，并根据IPM模块的动态评估上下限，确定IPM模块在当前时刻的老化监测结果。
IPM模块在当前时刻的实际温度值不属于IPM模块的动态评估上下限时，IPM模块在当前时刻的老化监测结果为疑似老化，否则为正常工作。
进一步地，S1中，对各个历史时刻的实际温度值进行均值插补处理，得到各个历史时刻的观测温度值。
进一步地，S2包括以下子步骤：
S21、将所有历史时刻的观测温度值的均值作为观测温度参考值；
S22、根据观测温度参考值以及各个历史时刻的观测温度值，为各个历史时刻生成温度观测矩阵；
S23、根据各个历史时刻的温度观测矩阵，生成观测温度特征序列；
S24、根据观测温度特征序列，确定IPM模块的动态评估上下限。
上述进一步方案的有益效果是：在本发明中，IPM模块在正常工作的历史时长的观测温度值具有参考价值，为每个历史时刻构建一个温度观测矩阵，结合上下历史时刻的观测温度值获得；再挑选部分更具代表性的温度观测矩阵，来确定观测温度特征序列，通过温度特征序列中众数、平均数以及四分位数等，确定动态评估上下限，用于确定IPM模块的工作状态，以上过程可以筛选具有代表性的温度值，使得监测结果更为准确。
进一步地，S22中，第i个历史时刻的温度观测矩阵Xi的表达式为：；式中，xi表示第i个历史时刻的观测温度值，xi+1表示第i+1个历史时刻的观测温度值，x表示观测温度参考值。
进一步地，S23包括以下子步骤：
S231、提取所有温度观测矩阵的奇异值，将所有奇异值的方差作为观测调整系数；
S232、构建正常温度条件，筛选满足正常温度条件的温度观测矩阵；
S233、根据满足正常温度条件的温度观测矩阵以及观测调整系数，确定观测温度特征序列。
进一步地，S232中，正常温度条件的表达式为：；式中，α1表示温度观测矩阵第一行的元素，α2表示温度观测矩阵第二行的元素，xi表示第i个历史时刻的观测温度值，min(·)表示最小值运算。
进一步地，S233中，观测温度特征序列Z的表达式为：Z=(z1,z2,…,zk,…,zK)；；式中，z1表示满足正常温度条件的第1个温度观测矩阵对应的观测温度特征值，z2表示满足正常温度条件的第2个温度观测矩阵的观测温度特征值，zk表示满足正常温度条件的第k个温度观测矩阵的观测温度特征值，zK表示满足正常温度条件的第K个温度观测矩阵的观测温度特征值，Xk表示满足正常温度条件的第k个温度观测矩阵，λk表示满足正常温度条件的第K个温度观测矩阵的特征值，ρ表示观测调整系数，K表示满足正常温度条件的温度观测矩阵的个数。
进一步地，述S24中，IPM模块的动态评估下限η1的计算公式为：；式中，Z0表示观测温度特征序列的众数，Zave表示观测温度特征序列的平均数，Z1表示观测温度特征序列的第一四分位数，Z2表示观测温度特征序列的第二四分位数，Z3表示观测温度特征序列的第三四分位数。
进一步地，S24中，IPM模块的动态评估上限η2的计算公式为：；式中，η1表示IPM模块的动态评估上限，Zmin表示观测温度特征序列的最小值。
本发明的有益效果是：该IPM模块老化监测方法对IPM模块在各个历史时刻的观测温度值进行矩阵构建，并通过各个历史时刻的矩阵来确定更具代表性的观测温度特征序列；通过观测温度特征序列的几个重要参数来确定最终的动态评估上下限，继而确定最终的老化监测结果。该方法可以精准确定IPM当前时刻的工作温度，便于用户及时发现问题，对IPM模块作出有效保护。
附图说明
图1为IPM模块老化监测方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图1所示，本发明提供了一种IPM模块老化监测方法，包括以下步骤：
S1、采集IPM模块在各个历史时刻的实际温度值，并对各个历史时刻的实际温度值进行处理，得到各个历史时刻的观测温度值；
S2、根据各个历史时刻的观测温度值，确定IPM模块的动态评估上下限；
S3、采集IPM模块在当前时刻的实际温度值，并根据IPM模块的动态评估上下限，确定IPM模块在当前时刻的老化监测结果。
IPM模块在当前时刻的实际温度值不属于IPM模块的动态评估上下限时，IPM模块在当前时刻的老化监测结果为疑似老化，否则为正常工作。
在本发明实施例中，S1中，对各个历史时刻的实际温度值进行均值插补处理，得到各个历史时刻的观测温度值。
在本发明实施例中，S2包括以下子步骤：
S21、将所有历史时刻的观测温度值的均值作为观测温度参考值；
S22、根据观测温度参考值以及各个历史时刻的观测温度值，为各个历史时刻生成温度观测矩阵；
S23、根据各个历史时刻的温度观测矩阵，生成观测温度特征序列；
S24、根据观测温度特征序列，确定IPM模块的动态评估上下限。
在本发明中，IPM模块在正常工作的历史时长的观测温度值具有参考价值，为每个历史时刻构建一个温度观测矩阵，结合上下历史时刻的观测温度值获得；再挑选部分更具代表性的温度观测矩阵，来确定观测温度特征序列，通过温度特征序列中众数、平均数以及四分位数等，确定动态评估上下限，用于确定IPM模块的工作状态，以上过程可以筛选具有代表性的温度值，使得监测结果更为准确。
在本发明实施例中，S22中，第i个历史时刻的温度观测矩阵Xi的表达式为：；式中，xi表示第i个历史时刻的观测温度值，xi+1表示第i+1个历史时刻的观测温度值，x表示观测温度参考值。
在本发明实施例中，S23包括以下子步骤：
S231、提取所有温度观测矩阵的奇异值，将所有奇异值的方差作为观测调整系数；
S232、构建正常温度条件，筛选满足正常温度条件的温度观测矩阵；
S233、根据满足正常温度条件的温度观测矩阵以及观测调整系数，确定观测温度特征序列。
在本发明实施例中，S232中，正常温度条件的表达式为：；式中，α1表示温度观测矩阵第一行的元素，α2表示温度观测矩阵第二行的元素，xi表示第i个历史时刻的观测温度值，min(·)表示最小值运算。
在本发明实施例中，S233中，观测温度特征序列Z的表达式为：Z=(z1,z2,…,zk,…,zK)；；式中，z1表示满足正常温度条件的第1个温度观测矩阵对应的观测温度特征值，z2表示满足正常温度条件的第2个温度观测矩阵的观测温度特征值，zk表示满足正常温度条件的第k个温度观测矩阵的观测温度特征值，zK表示满足正常温度条件的第K个温度观测矩阵的观测温度特征值，Xk表示满足正常温度条件的第k个温度观测矩阵，λk表示满足正常温度条件的第K个温度观测矩阵的特征值，ρ表示观测调整系数，K表示满足正常温度条件的温度观测矩阵的个数。
在本发明实施例中，述S24中，IPM模块的动态评估下限η1的计算公式为：；式中，Z0表示观测温度特征序列的众数，Zave表示观测温度特征序列的平均数，Z1表示观测温度特征序列的第一四分位数，Z2表示观测温度特征序列的第二四分位数，Z3表示观测温度特征序列的第三四分位数。
在本发明实施例中，S24中，IPM模块的动态评估上限η2的计算公式为：；式中，η1表示IPM模块的动态评估上限，Zmin表示观测温度特征序列的最小值。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种IPM模块老化监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集IPM模块在各个历史时刻的实际温度值，并对各个历史时刻的实际温度值进行处理，得到各个历史时刻的观测温度值；
S2、根据各个历史时刻的观测温度值，确定IPM模块的动态评估上下限；
S3、采集IPM模块在当前时刻的实际温度值，并根据IPM模块的动态评估上下限，确定IPM模块在当前时刻的老化监测结果；
所述S1中，对各个历史时刻的实际温度值进行均值插补处理，得到各个历史时刻的观测温度值；
所述S2包括以下子步骤：
S21、将所有历史时刻的观测温度值的均值作为观测温度参考值；
S22、根据观测温度参考值以及各个历史时刻的观测温度值，为各个历史时刻生成温度观测矩阵；
S23、根据各个历史时刻的温度观测矩阵，生成观测温度特征序列；
S24、根据观测温度特征序列，确定IPM模块的动态评估上下限；
所述S22中，第i个历史时刻的温度观测矩阵Xi的表达式为：；式中，xi表示第i个历史时刻的观测温度值，xi+1表示第i+1个历史时刻的观测温度值，x表示观测温度参考值；
所述S23包括以下子步骤：
S231、提取所有温度观测矩阵的奇异值，将所有奇异值的方差作为观测调整系数；
S232、构建正常温度条件，筛选满足正常温度条件的温度观测矩阵；
S233、根据满足正常温度条件的温度观测矩阵以及观测调整系数，确定观测温度特征序列；
所述S233中，观测温度特征序列Z的表达式为：Z=(z1,z2,…,zk,…,zK)；；式中，z1表示满足正常温度条件的第1个温度观测矩阵对应的观测温度特征值，z2表示满足正常温度条件的第2个温度观测矩阵的观测温度特征值，zk表示满足正常温度条件的第k个温度观测矩阵的观测温度特征值，zK表示满足正常温度条件的第K个温度观测矩阵的观测温度特征值，Xk表示满足正常温度条件的第k个温度观测矩阵，λk表示满足正常温度条件的第K个温度观测矩阵的特征值，ρ表示观测调整系数，K表示满足正常温度条件的温度观测矩阵的个数；
所述S24中，IPM模块的动态评估下限η1的计算公式为：；式中，Z0表示观测温度特征序列的众数，Zave表示观测温度特征序列的平均数，Z1表示观测温度特征序列的第一四分位数，Z2表示观测温度特征序列的第二四分位数，Z3表示观测温度特征序列的第三四分位数；
所述S24中，IPM模块的动态评估上限η2的计算公式为：；式中，η1表示IPM模块的动态评估下限，Zmin表示观测温度特征序列的最小值。
2.根据权利要求1所述的IPM模块老化监测方法，其特征在于，所述S232中，正常温度条件的表达式为：；式中，α1表示温度观测矩阵第一行的元素，α2表示温度观测矩阵第二行的元素，xi表示第i个历史时刻的观测温度值，min(·)表示最小值运算。
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|---|---|
| CN (1) | CN117907790B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013203175A1 (de) * | 2012-02-29 | 2013-08-29 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren zur fehlerminimierten Bestimmung der Temperatur heißer Gase |
| JP2017189049A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 株式会社日立製作所 | 温度推定装置、電力変換装置及び電力変換システム |
| CN108375473A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-07 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种用于水轮机组轴承温度异常判断的方法及系统 |
| CN112504505A (zh) * | 2020-08-31 | 2021-03-16 | 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 | 一种基于多变量状态估计的高压隧道电缆过热预警方法 |
| AU2020104327A4 (en) * | 2020-12-24 | 2021-03-18 | Beijing University Of Technology | Power Cycling Test Device for Multi-junction Temperature Difference Control of Automobile Grade IGBT |
| KR20210133055A (ko) * | 2020-04-28 | 2021-11-05 | 한국전력공사 | 배전 전력구 접속점 온도 경보 장치 및 온도에 따른 경보 방법 |
| CN116147805A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-05-23 | 北京工业大学 | 一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法和系统 |
| WO2023197461A1 (zh) * | 2022-04-11 | 2023-10-19 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于工况相似性评估的齿轮箱故障预警方法及系统 |
| CN117150199A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-01 | 贵州芯际探索科技有限公司 | 一种igbt的封装温度监测方法 |
| CN117309159A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-29 | 安徽中盛轨道交通产业有限公司 | 基于红外热成像的列车机柜火焰预警方法 |
| CN117554773A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 青岛中微创芯电子有限公司 | 一种ipm模块寿命预测系统 |
| CN117708627A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 中科院南京耐尔思光电仪器有限公司 | 一种全天域望远镜圆顶智能调节方法及系统 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9971368B2 (en) * | 2015-12-09 | 2018-05-15 | Qualcomm Incorporated | Accurate hotspot detection through temperature sensors |
| US10288672B2 (en) * | 2016-04-08 | 2019-05-14 | Nutech Ventures | Monitoring aging of power semiconductor devices based on case temperature |
| CN111856233B (zh) * | 2020-07-03 | 2021-04-27 | 武汉大学 | 基于键合引线退化的igbt模块可靠性评估方法及装置 |
-
2024
- 2024-03-19 CN CN202410314325.0A patent/CN117907790B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013203175A1 (de) * | 2012-02-29 | 2013-08-29 | Technische Universität Ilmenau | Verfahren zur fehlerminimierten Bestimmung der Temperatur heißer Gase |
| JP2017189049A (ja) * | 2016-04-07 | 2017-10-12 | 株式会社日立製作所 | 温度推定装置、電力変換装置及び電力変換システム |
| CN108375473A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-07 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种用于水轮机组轴承温度异常判断的方法及系统 |
| KR20210133055A (ko) * | 2020-04-28 | 2021-11-05 | 한국전력공사 | 배전 전력구 접속점 온도 경보 장치 및 온도에 따른 경보 방법 |
| CN112504505A (zh) * | 2020-08-31 | 2021-03-16 | 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 | 一种基于多变量状态估计的高压隧道电缆过热预警方法 |
| AU2020104327A4 (en) * | 2020-12-24 | 2021-03-18 | Beijing University Of Technology | Power Cycling Test Device for Multi-junction Temperature Difference Control of Automobile Grade IGBT |
| WO2023197461A1 (zh) * | 2022-04-11 | 2023-10-19 | 西安热工研究院有限公司 | 一种基于工况相似性评估的齿轮箱故障预警方法及系统 |
| CN116147805A (zh) * | 2023-04-20 | 2023-05-23 | 北京工业大学 | 一种用于泵站填料函温度监测的冗余监测方法和系统 |
| CN117309159A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-29 | 安徽中盛轨道交通产业有限公司 | 基于红外热成像的列车机柜火焰预警方法 |
| CN117150199A (zh) * | 2023-11-01 | 2023-12-01 | 贵州芯际探索科技有限公司 | 一种igbt的封装温度监测方法 |
| CN117554773A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 青岛中微创芯电子有限公司 | 一种ipm模块寿命预测系统 |
| CN117708627A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 中科院南京耐尔思光电仪器有限公司 | 一种全天域望远镜圆顶智能调节方法及系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Electromagnetic–Thermal Timesaving Coupling Analysis of a Water Cooling IPM Machine for Accurate Prediction Performance;Chengsi Liu 等;《2019 22nd International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS)》;20191205;全文 * |
| 风电机组齿轮箱温度趋势状态监测及分析方法;郭鹏 等;《中国电机工程学报》;20111115;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117907790A (zh) | 2024-04-19 |
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