JP2000131362A - 電解コンデンサの劣化診断方法及び装置 - Google Patents
電解コンデンサの劣化診断方法及び装置Info
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- JP2000131362A JP2000131362A JP10305432A JP30543298A JP2000131362A JP 2000131362 A JP2000131362 A JP 2000131362A JP 10305432 A JP10305432 A JP 10305432A JP 30543298 A JP30543298 A JP 30543298A JP 2000131362 A JP2000131362 A JP 2000131362A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
- G01R31/64—Testing of capacitors
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- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で電解コンデンサの劣化状況を、
的確に判定する。 【解決手段】 電解コンデンサ１０の表面温度Ｔs と、
周囲温度Ｔc の差に基づいて、電解コンデンサ１０の劣
化状況を判定する。
的確に判定する。 【解決手段】 電解コンデンサ１０の表面温度Ｔs と、
周囲温度Ｔc の差に基づいて、電解コンデンサ１０の劣
化状況を判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内部に電解液を有
する電解コンデンサの劣化状況を、回路で使用中に診断
するための電解コンデンサの劣化診断方法及び装置に係
り、特に、電源装置やインバータ盤等、電解コンデンサ
を使用している機器の劣化診断に用いるのに好適な、電
解コンデンサの劣化診断方法及び装置に関する。
する電解コンデンサの劣化状況を、回路で使用中に診断
するための電解コンデンサの劣化診断方法及び装置に係
り、特に、電源装置やインバータ盤等、電解コンデンサ
を使用している機器の劣化診断に用いるのに好適な、電
解コンデンサの劣化診断方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電解コンデンサを使用した機器
の劣化診断を行う場合、対象となる電解コンデンサの電
圧、温度や定格寿命等を用いて、アレニウス則に代表さ
れる寿命推定式を用いて残寿命を計算し、稼働時間が計
算時間を超えたり、近付いた時を寿命と判断して、警報
を出す装置が知られている。
の劣化診断を行う場合、対象となる電解コンデンサの電
圧、温度や定格寿命等を用いて、アレニウス則に代表さ
れる寿命推定式を用いて残寿命を計算し、稼働時間が計
算時間を超えたり、近付いた時を寿命と判断して、警報
を出す装置が知られている。
【０００３】例えば、特開昭６３−２８１０６５には、
監視対象としての電力用コンデンサの定格値等の各種の
定数と、前記電力用コンデンサの現在の電圧及び温度等
の各種の状態に基づいて、電力用コンデンサの寿命を演
算し、該寿命を表示することが記載されている。
監視対象としての電力用コンデンサの定格値等の各種の
定数と、前記電力用コンデンサの現在の電圧及び温度等
の各種の状態に基づいて、電力用コンデンサの寿命を演
算し、該寿命を表示することが記載されている。
【０００４】又、特開平１−２６０３６９には、電解コ
ンデンサの温度を測定し、該温度測定値と予め設定され
た消耗指数とに基づいて消耗電圧値を演算し、該演算結
果を保持して逐次積算し、該積算結果に基づいて電源寿
命を予報することが記載されている。
ンデンサの温度を測定し、該温度測定値と予め設定され
た消耗指数とに基づいて消耗電圧値を演算し、該演算結
果を保持して逐次積算し、該積算結果に基づいて電源寿
命を予報することが記載されている。
【０００５】又、特開平３−１６５２７０には、最高温
度での寿命が時間で定義されているアルミ電解コンデン
サのうち、一番高温となり、従って短寿命と考えられる
ものの周囲温度を一定間隔毎にサンプリングし、該周期
と温度から最高使用温度に換算した使用時間を計算し
て、そのコンデンサの寿命を監視することが記載されて
いる。
度での寿命が時間で定義されているアルミ電解コンデン
サのうち、一番高温となり、従って短寿命と考えられる
ものの周囲温度を一定間隔毎にサンプリングし、該周期
と温度から最高使用温度に換算した使用時間を計算し
て、そのコンデンサの寿命を監視することが記載されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの診断装置にお
ける問題は、計算より求めた寿命ではコンデンサが劣化
しないということである。即ち、計算式に用いられる定
格使用時の寿命時間は、コンデンサメーカーのカタログ
値であり、この数値は、十分余裕をもって設定されてい
るため、実際に使用している電解コンデンサについて
は、計算寿命通りには劣化しない。この対策として、加
速試験等を行って実際の寿命を求めることも考えられる
が、実際に保全方法として運用化するには、時間、コス
ト、ロッド間のばらつき等の点で問題があり、非現実的
である。
ける問題は、計算より求めた寿命ではコンデンサが劣化
しないということである。即ち、計算式に用いられる定
格使用時の寿命時間は、コンデンサメーカーのカタログ
値であり、この数値は、十分余裕をもって設定されてい
るため、実際に使用している電解コンデンサについて
は、計算寿命通りには劣化しない。この対策として、加
速試験等を行って実際の寿命を求めることも考えられる
が、実際に保全方法として運用化するには、時間、コス
ト、ロッド間のばらつき等の点で問題があり、非現実的
である。
【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解消するべ
くなされたもので、電解コンデンサの劣化状態を、簡単
な構成で的確に診断することを課題とする。
くなされたもので、電解コンデンサの劣化状態を、簡単
な構成で的確に診断することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に電解液
を有する電解コンデンサの劣化状況を、回路で使用中に
診断するための電解コンデンサの劣化診断方法におい
て、電解コンデンサの表面温度と周囲温度の差に基づい
て、電解コンデンサの劣化状況を判定するようにして、
前記課題を解決したものである。
を有する電解コンデンサの劣化状況を、回路で使用中に
診断するための電解コンデンサの劣化診断方法におい
て、電解コンデンサの表面温度と周囲温度の差に基づい
て、電解コンデンサの劣化状況を判定するようにして、
前記課題を解決したものである。
【０００９】本発明は、又、同様な電解コンデンサの劣
化診断装置において、電解コンデンサの表面温度を検出
する手段と、電解コンデンサの周囲温度を検出する手段
と、前記温度検出手段からの各出力に基づいて、電解コ
ンデンサの劣化状況を判定するための演算を行う演算手
段と、劣化を通報するための警報手段とを備えることに
より、同じく前記課題を解決したものである。
化診断装置において、電解コンデンサの表面温度を検出
する手段と、電解コンデンサの周囲温度を検出する手段
と、前記温度検出手段からの各出力に基づいて、電解コ
ンデンサの劣化状況を判定するための演算を行う演算手
段と、劣化を通報するための警報手段とを備えることに
より、同じく前記課題を解決したものである。
【００１０】本発明は、電解コンデンサが劣化すると静
電容量が減少して、内部抵抗が増大すること、特に、内
部抵抗の増大によって内部発熱が促進され、温度が上昇
することに着目してなされたもので、例えば周囲温度
と、表面温度から推定される内部温度の温度差が、ある
規定値を超えたときに、警報を出すようにしたものであ
る。
電容量が減少して、内部抵抗が増大すること、特に、内
部抵抗の増大によって内部発熱が促進され、温度が上昇
することに着目してなされたもので、例えば周囲温度
と、表面温度から推定される内部温度の温度差が、ある
規定値を超えたときに、警報を出すようにしたものであ
る。
【００１１】なお、特開昭６３−２８１０６５には、電
力用コンデンサの表面に、温度によって変色するサーモ
ラベルを貼り付けたり、電力用コンデンサの周囲温度と
ケース上蓋部温度を検出することが記載されているが、
それぞれ独立に許容値を超えたときに警報を発生した
り、コンデンサ内部の誘電体温度を計算して、寿命を演
算するために用いており、本願発明のように、両者の差
に基づいて、電解コンデンサの劣化状況を判定すること
は行われていなかった。
力用コンデンサの表面に、温度によって変色するサーモ
ラベルを貼り付けたり、電力用コンデンサの周囲温度と
ケース上蓋部温度を検出することが記載されているが、
それぞれ独立に許容値を超えたときに警報を発生した
り、コンデンサ内部の誘電体温度を計算して、寿命を演
算するために用いており、本願発明のように、両者の差
に基づいて、電解コンデンサの劣化状況を判定すること
は行われていなかった。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００１３】本発明に係る電解コンデンサの劣化診断装
置の実施形態は、図１に示す如く、機器８に取付けられ
て使用中の電解コンデンサ１０の内部温度を推定するた
めに表面温度を検出するべく、例えば電解コンデンサ１
０の表面に貼り付けられた表面温度センサ１２と、前記
電解コンデンサ１０の周囲温度を検出するべく、電解コ
ンデンサ１０の近傍に設置された周囲温度センサ１４
と、前記表面温度センサ１２の出力を増幅する増幅器２
２、前記周囲温度センサ１４の出力を増幅する増幅器２
４、前記増幅器２２及び２４の出力のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２６、該Ａ／Ｄ変換
器２６の出力に対して電解コンデンサ１０の劣化状況を
判定する演算を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）２８を
含む演算回路２０と、前記ＣＰＵ２８の演算結果に応じ
て電解コンデンサ１０の劣化を通報するための警報器３
０とを備えている。
置の実施形態は、図１に示す如く、機器８に取付けられ
て使用中の電解コンデンサ１０の内部温度を推定するた
めに表面温度を検出するべく、例えば電解コンデンサ１
０の表面に貼り付けられた表面温度センサ１２と、前記
電解コンデンサ１０の周囲温度を検出するべく、電解コ
ンデンサ１０の近傍に設置された周囲温度センサ１４
と、前記表面温度センサ１２の出力を増幅する増幅器２
２、前記周囲温度センサ１４の出力を増幅する増幅器２
４、前記増幅器２２及び２４の出力のアナログ信号をデ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２６、該Ａ／Ｄ変換
器２６の出力に対して電解コンデンサ１０の劣化状況を
判定する演算を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）２８を
含む演算回路２０と、前記ＣＰＵ２８の演算結果に応じ
て電解コンデンサ１０の劣化を通報するための警報器３
０とを備えている。
【００１４】前記表面温度センサ１２により得られる表
面温度Ｔs 、前記周囲温度センサ１４により得られる周
囲温度Ｔc とすると、電解コンデンサ１０が使用された
機器８の停止中は、両者は、ほぼ等しい。
面温度Ｔs 、前記周囲温度センサ１４により得られる周
囲温度Ｔc とすると、電解コンデンサ１０が使用された
機器８の停止中は、両者は、ほぼ等しい。
【００１５】一方、機器８が稼働すると、表面温度Ｔs
は、電解コンデンサ１０の内部抵抗に流れる電流によっ
て発熱するため、周囲温度Ｔc より高くなる。
は、電解コンデンサ１０の内部抵抗に流れる電流によっ
て発熱するため、周囲温度Ｔc より高くなる。
【００１６】電解コンデンサ１０の径に応じて変化する
温度差係数をαとすると、前記表面温度Ｔs 及び周囲温
度Ｔc を用いて、コンデンサの内部温度Ｔi を、次式で
推定することができる。
温度差係数をαとすると、前記表面温度Ｔs 及び周囲温
度Ｔc を用いて、コンデンサの内部温度Ｔi を、次式で
推定することができる。
【００１７】 Ｔi ＝α（Ｔs −Ｔc ）＋Ｔc …（１）
【００１８】この内部温度Ｔi は、短期的には、気温や
負荷電流によって変化し、長期的には、コンデンサの劣
化による内部抵抗増加によって変化する。負荷電流の変
化による温度上昇をＴu とすると、このＴu について
は、事前にデータを採取しておくことが可能である。従
って、劣化することによって生じる内部抵抗の増加によ
る温度上昇分をΔＴとすると、次式の関係が成立する。
負荷電流によって変化し、長期的には、コンデンサの劣
化による内部抵抗増加によって変化する。負荷電流の変
化による温度上昇をＴu とすると、このＴu について
は、事前にデータを採取しておくことが可能である。従
って、劣化することによって生じる内部抵抗の増加によ
る温度上昇分をΔＴとすると、次式の関係が成立する。
【００１９】 ΔＴ＝Ｔi −Ｔc −Ｔu ＝α（Ｔs −Ｔc ）＋Ｔc −Ｔc −Ｔu ＝α（Ｔs −Ｔc ）−Ｔu …（２）
【００２０】この（２）式によって計算される温度上昇
分ΔＴは、コンデンサの劣化、即ち内部抵抗の増加によ
り大きくなるため、このΔＴについて基準値ΔＴo を設
定しておき、図２に示すような手順で、ＣＰＵ２８によ
り演算処理を行い、ΔＴを計算して（ステップ１０
４）、ΔＴがΔＴo を超えたとき（ステップ１０６）に
劣化と判断して、警報器３０より出力する（ステップ１
０８）。
分ΔＴは、コンデンサの劣化、即ち内部抵抗の増加によ
り大きくなるため、このΔＴについて基準値ΔＴo を設
定しておき、図２に示すような手順で、ＣＰＵ２８によ
り演算処理を行い、ΔＴを計算して（ステップ１０
４）、ΔＴがΔＴo を超えたとき（ステップ１０６）に
劣化と判断して、警報器３０より出力する（ステップ１
０８）。
【００２１】このようにして、機器内にある複数の電解
コンデンサのうち、機能上重要なもの、あるいは、最も
温度の上昇するものを選定し、その電解コンデンサの内
部抵抗の増加による発熱の促進を表面温度センサ１２で
測定し、又、その近傍における周囲温度を周囲温度セン
サ１４で測定し、２つの温度センサ１２、１４の測定値
の差が基準値を超えたときにコンデンサが劣化し始めた
と判断できる。
コンデンサのうち、機能上重要なもの、あるいは、最も
温度の上昇するものを選定し、その電解コンデンサの内
部抵抗の増加による発熱の促進を表面温度センサ１２で
測定し、又、その近傍における周囲温度を周囲温度セン
サ１４で測定し、２つの温度センサ１２、１４の測定値
の差が基準値を超えたときにコンデンサが劣化し始めた
と判断できる。
【００２２】本実施形態においては、電解コンデンサの
表面温度と周囲温度の差が基準値を超えたときに、電解
コンデンサの劣化と判定するようにしていたため、劣化
判定が容易である。なお、表面温度と周囲温度の差に基
づいて劣化状況を判定する方法は、これに限定されな
い。
表面温度と周囲温度の差が基準値を超えたときに、電解
コンデンサの劣化と判定するようにしていたため、劣化
判定が容易である。なお、表面温度と周囲温度の差に基
づいて劣化状況を判定する方法は、これに限定されな
い。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術のような寿命
年数を予測するため計算式を用いるのではなく、実際に
コンデンサが劣化していることを、２つの温度センサを
用いることにより、効果的に把握することが可能であ
る。又、コンデンサの劣化を、変化率の大きい内部抵抗
で判断しているため、その変化を十分に捕らえることが
可能である。更に、警報が出力されてから、直ぐに故障
に至るわけではないため、修理や予備品との交換等も、
定期的な保全日に実施することが可能となる等の優れた
効果を有する。
年数を予測するため計算式を用いるのではなく、実際に
コンデンサが劣化していることを、２つの温度センサを
用いることにより、効果的に把握することが可能であ
る。又、コンデンサの劣化を、変化率の大きい内部抵抗
で判断しているため、その変化を十分に捕らえることが
可能である。更に、警報が出力されてから、直ぐに故障
に至るわけではないため、修理や予備品との交換等も、
定期的な保全日に実施することが可能となる等の優れた
効果を有する。
【図１】本発明に係る電解コンデンサの劣化診断装置の
実施形態の構成を示すブロック線図
実施形態の構成を示すブロック線図
【図２】本実施形態のＣＰＵ内部における処理手順を示
す流れ図
す流れ図
８…機器 １０…電解コンデンサ １２…表面温度センサ １４…周囲温度センサ ２０…演算回路 ２８…中央演算処理装置（ＣＰＵ） ３０…警報器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水島 成人 岡山県倉敷市水島川崎通一丁目（番地な し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 Ｆターム(参考） 2G036 AA24 BB02 CA01 CA06 CA08
Claims (2)
- 【請求項１】内部に電解液を有する電解コンデンサの劣
化状況を、回路で使用中に診断するための電解コンデン
サの劣化診断方法において、 電解コンデンサの表面温度と周囲温度の差に基づいて、
電解コンデンサの劣化状況を判定することを特徴とする
電解コンデンサの劣化診断方法。 - 【請求項２】内部に電解液を有する電解コンデンサの劣
化状況を、回路で使用中に診断するための電解コンデン
サの劣化診断装置において、 電解コンデンサの表面温度を検出する手段と、 電解コンデンサの周囲温度を検出する手段と、 前記温度検出手段からの各出力に基づいて、電解コンデ
ンサの劣化状況を判定するための演算を行う演算手段
と、 劣化を通報するための警報手段と、 を備えたことを特徴とする電解コンデンサの劣化診断装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10305432A JP2000131362A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 電解コンデンサの劣化診断方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10305432A JP2000131362A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 電解コンデンサの劣化診断方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000131362A true JP2000131362A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17945072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10305432A Pending JP2000131362A (ja) | 1998-10-27 | 1998-10-27 | 電解コンデンサの劣化診断方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000131362A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008017691A (ja) * | 2007-07-24 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | 電気二重層キャパシタシステムの監視装置 |
| JP2009281985A (ja) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電源監視装置 |
| CN102175939A (zh) * | 2011-01-25 | 2011-09-07 | 国网电力科学研究院 | 一种电力电容器温升试验的方法 |
| WO2013082130A3 (en) * | 2011-11-30 | 2014-02-27 | 3M Innovative Properties Company | Temperature-monitoring system |
| JP2019179821A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社アイエイアイ | 電子機器、ロボット制御装置、及び、電解コンデンサ寿命推定方法 |
| JP2020051996A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサの寿命推定方法、その寿命推定プログラム、情報処理装置およびコンデンサ |
-
1998
- 1998-10-27 JP JP10305432A patent/JP2000131362A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP7039019B2 (ja) | 2018-03-30 | 2022-03-22 | 株式会社アイエイアイ | 電子機器、ロボット制御装置、及び、電解コンデンサ寿命推定方法 |
| JP2020051996A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサの寿命推定方法、その寿命推定プログラム、情報処理装置およびコンデンサ |
| WO2020067393A1 (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサの寿命推定方法、その寿命推定プログラム、情報処理装置およびコンデンサ |
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| US11709209B2 (en) | 2018-09-28 | 2023-07-25 | Nippon Chemi-Con Corporation | Capacitor lifespan estimation method, lifespan estimation program thereof, information processing device, and capacitor |
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