JP7241590B2 - Condition Diagnosis Device, Condition Diagnosis Method, and Condition Diagnosis Program - Google Patents
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Description
本発明は、整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置における平滑コンデンサの状態を診断することができる状態診断装置、状態診断方法、および状態診断プログラムに関する。 The present invention relates to a state diagnosis device, a state diagnosis method, and a state diagnosis program capable of diagnosing the state of a smoothing capacitor in a power supply device having a rectifier circuit and a smoothing capacitor.
従来、電気設備の電源装置には、スイッチング電源回路が広く採用されており、かかるスイッチング電源回路の寿命は電気設備の信頼性に大きく影響する。スイッチング電源回路の寿命は、一次側に配置される平滑コンデンサの劣化に大きく影響する。そのため、かかる平滑コンデンサが設備の保守点検の対象になることが多く、保守費用の削減または設備稼働の最適化などへの影響が大きい。 2. Description of the Related Art Conventionally, switching power supply circuits have been widely used in power supply devices for electrical equipment, and the life of such switching power supply circuits greatly affects the reliability of the electrical equipment. The life of the switching power supply circuit greatly affects the deterioration of the smoothing capacitor arranged on the primary side. Therefore, such a smoothing capacitor is often the object of maintenance and inspection of equipment, and has a great impact on the reduction of maintenance costs and the optimization of equipment operation.
そこで、例えば、特許文献1には、平滑コンデンサの寿命を判定する電源装置が提案されている。特許文献1に記載の電源装置は、整流回路によって整流された電圧を平滑する平滑コンデンサへ流れる電流の瞬時値のピーク値を判定基準値と比較した結果に基づいて、平滑コンデンサの寿命を判定する。
Therefore, for example,
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、整流回路と平滑コンデンサとの間に流れる電流を測定する電流測定部を電源装置の内部に設ける必要があるため、かかる電流測定部を設けた電源装置以外の電源装置に特許文献1に記載の技術を適用するのは難しい。
However, in the technique described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整流回路および平滑コンデンサを有する電源装置の外部から平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断することができる状態診断装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a condition diagnosis device capable of diagnosing at least one of deterioration and service life of a smoothing capacitor from the outside of a power supply device having a rectifying circuit and a smoothing capacitor. With the goal.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の状態診断装置は、電流測定部と、電圧位相算出部と、診断部とを備える。電流測定部は、整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置へ交流電力を供給する交流電源と電源装置との間の電流の瞬時値を測定する。電圧位相算出部は、交流電源から整流回路へ交流電力の供給が開始されたタイミングである第1タイミングにおける交流電源の電圧位相を算出する。診断部は、第1タイミングから第1期間の間における電流測定部によって測定された瞬時値の大きさの移動平均値である電流移動平均値を、第1期間より長い第2期間の間算出し、第2期間における電流移動平均値のピーク値である電流移動平均ピーク値を算出することを、平滑コンデンサの劣化状態判定時に複数回行って、平滑コンデンサの劣化状態判定時における電圧位相である第1電圧位相と平滑コンデンサの劣化状態判定時における電流移動平均ピーク値である第1電流移動平均ピーク値との関係である第1関係を取得し、第1関係における第1電流移動平均ピーク値の経時的な全体的減少に基づいて、平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the condition diagnosis device of the present invention includes a current measurement section, a voltage phase calculation section, and a diagnosis section. The current measurement unit measures an instantaneous value of current between the power supply and an AC power supply that supplies AC power to the power supply including a rectifying circuit and a smoothing capacitor. The voltage phase calculator calculates the voltage phase of the AC power supply at a first timing when the supply of AC power from the AC power supply to the rectifier circuit is started. The diagnosis unit calculates a current moving average value, which is a moving average value of magnitudes of instantaneous values measured by the current measurement unit during the first period from the first timing, during a second period longer than the first period. , the current moving average peak value, which is the peak value of the current moving average value in the second period, is calculated a plurality of times when determining the deterioration state of the smoothing capacitor, and the voltage phase when determining the deterioration state of the smoothing capacitor is calculated. A first relationship, which is a relationship between one voltage phase and a first current moving average peak value that is a current moving average peak value at the time of determining the deterioration state of the smoothing capacitor, is acquired, and the first current moving average peak value in the first relationship is acquired. Diagnosing at least one of smoothing capacitor degradation and life based on the overall decrease over time .
本発明によれば、整流回路および平滑コンデンサを有する電源装置の外部から平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断することができる、という効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to diagnose at least one of deterioration and lifetime of a smoothing capacitor from the outside of the power supply device which has a rectifier circuit and a smoothing capacitor.
以下に、本発明の実施の形態にかかる状態診断装置、状態診断方法、および状態診断プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 A condition diagnosis device, a condition diagnosis method, and a condition diagnosis program according to embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる状態診断装置による状態診断処理を説明するための図である。図1に示すように、実施の形態1にかかる状態診断装置1は、交流電源2と電気設備3との間に配置される。
FIG. 1 is a diagram for explaining state diagnosis processing by a state diagnosis device according to
交流電源2は、交流電力を電気設備3へ供給する。電気設備3は、一次側に整流回路41および平滑コンデンサ42を有し、交流電源2から供給される交流電力を直流電力へ変換する電源装置4と、電源装置4から直流電力が供給される負荷5とを備える。負荷5は、例えば、電気部品または電動部品などを含み、電気設備3の機能を実行するために電力を消費する。かかる負荷5は、例えば、スイッチング素子、スイッチングトランス、二次側のダイオード、および二次側の平滑コンデンサを一部に含む。かかる負荷5の一部と、整流回路41および平滑コンデンサ42とでスイッチング電源回路が構成される。
The AC
電源装置4は、突入電流制限抵抗43と、スイッチ44とを備える。突入電流制限抵抗43は、整流回路41と平滑コンデンサ42との間に配置され、平滑コンデンサ42への突入電流を制限する。なお、突入電流制限抵抗43は、平滑コンデンサ42への突入電流を制限することができればよく、図1に示す位置に限定されない。
The
スイッチ44は、交流電源2と整流回路41との間の電路の開閉を行う。スイッチ44による電路の開閉は、例えば、手動または自動で行われる。かかるスイッチ44が開状態から閉状態へ切り替えられた場合に、交流電源2から電源装置4への交流電力の供給が開始される。電源装置4は、交流電源2から供給される交流電力を直流電力へ変換し、変換した直流電力を負荷5に供給する。これにより、電気設備3が稼働状態になる。以下、例えば、スイッチ44が開状態から閉状態へ切り替えられるタイミングを電源投入タイミングと記載する。
The
図2は、実施の形態1にかかる電気設備の構成例を示す図である。図2に示す例では、電源装置4の整流回路41は、ダイオードブリッジ回路により構成される全波整流回路であり、交流電源2から出力される交流電圧を全波整流する。なお、整流回路41は、図2に示す例に限定されず、例えば、交流電源2から出力される交流電圧を半波整流する半波整流回路であってもよい。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of electrical equipment according to the first embodiment. In the example shown in FIG. 2 , the
図1に戻って、状態診断装置1の説明を続ける。状態診断装置1は、変流器10と、電流測定部11と、電圧測定部12と、診断部13とを備える。変流器10は、交流電源2と電源装置4とを接続する電線に取り付けられる。電流測定部11は、変流器10の出力に基づいて、交流電源2と電源装置4との間の電流の瞬時値を予め設定された周期で測定する。
Returning to FIG. 1, the description of the
電圧測定部12は、交流電源2から電源装置4へ出力される電圧の瞬時値を予め設定された周期で測定する。診断部13は、電流測定部11によって測定された電流の瞬時値と電圧測定部12によって測定された電圧の瞬時値とに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断する。
The
交流電源2から電源装置4への交流電力の供給が開始された場合、電源装置4において平滑コンデンサ42の充電が開始され、平滑コンデンサ42に突入電流が流れる。そのため、交流電源2と電源装置4との間に突入電流に応じた電流が流れ、かかる電流の瞬時値が電流測定部11によって測定される。以下、電流測定部11によって測定される電流の瞬時値を電流瞬時値idと記載し、電圧測定部12によって測定された電圧の瞬時値を電圧瞬時値vdと記載する。
When the supply of AC power from the
診断部13は、電流測定部11によって測定される電流瞬時値idを自乗した値を予め設定された期間Tにおいて積算した値である期間積算値Idaを算出する。具体的には、診断部13は、予め設定された期間Tで電流測定部11によって測定された複数の電流瞬時値idを各々自乗し、かかる複数の自乗値を積算することで、期間積算値Idaを求める。
The
交流電源2から電源装置4への交流電力の供給が開始された直後は、交流電源2から供給される交流電力は平滑コンデンサ42への充電に用いられることから、期間積算値Idaは平滑コンデンサ42の突入電流に応じた値になる。そして、かかる突入電流は、平滑コンデンサ42の静電容量、突入電流制限抵抗43、および電源投入タイミングでの交流電源2の交流電圧の位相に依存する。以下、交流電源2の交流電圧の位相を電圧位相と記載する。
Since the AC power supplied from the
平滑コンデンサ42は、充放電が繰り返されることによって、劣化していき、平滑コンデンサ42の静電容量が低下していくが、突入電流制限抵抗43は、平滑コンデンサ42に比べて、劣化の進行が無視できる程度に小さい。したがって、電源投入タイミングでの電圧位相が変わらない場合、突入電流は、平滑コンデンサ42の静電容量に主に依存する。
As the
そこで、診断部13は、電流測定部11によって測定された電流瞬時値idを自乗した値を予め設定された期間T積算した値である期間積算値Idaを算出し、かかる期間積算値Idaに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断する。
Therefore, the
電流測定部11は、電源装置4の内部の電流ではなく、交流電源2と電源装置4との間の電流を測定するため、状態診断装置1は、電源装置4の外部から平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断することができる。
Since the
電源投入タイミングでの電圧位相が変わる場合、突入電流も電源投入タイミングでの電圧位相に応じて変わる。そこで、診断部13は、電圧測定部12によって測定された電圧瞬時値vdに基づいて、電源投入タイミングでの電圧位相を判定し、電源投入タイミングでの電圧位相と期間積算値Idaとに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断する。以下、電源投入タイミングでの電圧位相を電圧位相θonと記載する場合がある。
When the voltage phase changes at power-on timing, the rush current also changes according to the voltage phase at power-on timing. Therefore, the
電気設備3は、電源投入タイミングを示すオン信号を出力する機能を有しており、診断部13は、電気設備3からオン信号が出力されるタイミングでの電圧位相を、電圧位相θonとして判定することができる。
The
また、交流電源2は、内部に開閉器6を有しており、かかる開閉器6が開状態から閉状態へ切り替わった場合に、交流電源2から交流電圧が出力される。交流電源2は、開閉器6が開状態から閉状態へ切り替わるタイミングを示すオン信号を出力する機能を有している。診断部13は、例えば、スイッチ44が閉状態である場合に、交流電源2からオン信号が出力されるタイミングでの電圧位相を、電圧位相θonとして判定することができる。
The
このように、診断部13は、交流電源2または電気設備3からのオン信号に基づいて、電圧位相θonを判定できる。そして、診断部13は、電圧位相θonと期間積算値Idaとに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断する。したがって、状態診断装置1は、電圧位相θonが変わる場合であっても、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断することができる。
In this manner, the
なお、電源投入タイミングにおける電圧位相が変わらない場合、状態診断装置1は電圧測定部12を有しない構成であってもよい。例えば、交流電源2の交流電圧のゼロクロス点で開閉器6が開状態から閉状態になる場合、または電気設備3において交流電源2の交流電圧のゼロクロス点でスイッチ44が開状態から閉状態になる場合、状態診断装置1は電圧測定部12を有しない構成であってもよい。
If the voltage phase does not change at power-on timing, the
以下、状態診断装置1の構成について具体的に説明する。図3は、実施の形態1にかかる状態診断装置の具体的な構成例を示す図である。図3に示すように、状態診断装置1は、変流器10と、電流測定部11と、電圧測定部12と、診断部13とを備える。診断部13は、算出部21と、記憶部22と、判定部23とを備える。
The configuration of the
上述したように、電圧位相θonが変わる場合、電圧位相θonに依存して突入電流が変わる。すなわち、電圧位相θonによって平滑コンデンサ42への突入電流の波形は、大きく変化する。そこで、算出部21は、電流瞬時値idを自乗した値を予め設定された期間Tにおいて積算した値である期間積算値Idaを算出し、かかる期間積算値Idaに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断する。これにより、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を電源装置4の外部から精度よく診断することができる。
As described above, when the voltage phase θon changes, the inrush current changes depending on the voltage phase θon . That is, the waveform of the rush current to the smoothing
ここで、突入電流の特性について説明する。時刻tにおいて電気設備3に入力される交流電源2の交流電圧v(t)が下記式(1)で表されるとする。
Here, the characteristics of the inrush current will be described. Assume that the AC voltage v(t) of the
電源投入タイミングで流れる電流は、整流回路41、突入電流制限抵抗43、および平滑コンデンサ42によって制御される。整流回路41のダイオードブリッジによって整流回路41から出力される電圧v’(t)の値は、下記式(2)に示すように、絶対値になる。なお、交流電圧v(t)に比べ、ダイオードブリッジによる電圧降下は無視できる程度に小さいものとする。
The current flowing at power-on timing is controlled by a rectifying
ここで、突入電流制限抵抗43の抵抗値を「R」、電気設備3の負荷5を「R0」とし、平滑コンデンサ42の静電容量を「C」とする。また、突入電流制限抵抗43、負荷5、および平滑コンデンサ42に時刻tにおいてそれぞれに流れる電流を「i(t)」、「iC(t)」、および「iR0(t)」とし、平滑コンデンサ42の電荷を「q(t)」とする。この場合、下記式(3)~(6)の回路方程式が成り立つ。
Here, let the resistance value of the rush current limiting
上記式(3)~(6)から下記式(7)の微分方程式が成り立つ。 A differential equation of the following equation (7) is established from the above equations (3) to (6).
v’(t)<q(t)/Cとなった場合、整流回路41を構成するダイオードブリッジにより、電源装置4から交流電源2へ電流が流れないため、負荷5で平滑コンデンサ42の電荷q(t)は消費されるのみになる。したがって、v’(t)<q(t)/Cの状態とv’(t)>q(t)/Cの状態とでそれぞれで微分方程式を解く必要がある。
When v′(t)<q(t)/C, the current does not flow from the
平滑コンデンサ42における電荷の初期値を「Q0」とし、電源投入タイミングから経過した時刻を「t」とすると、v’(t)>q(t)/Cの状態において、平滑コンデンサ42の電荷q(t)は、下記式(8)で表される。下記式(8)において、φは下記式(9)で表される。
Assuming that the initial value of the charge in the smoothing
また、平滑コンデンサ42の電荷q(t)の初期値を「Q’0」とすると、v’(t)<q(t)/Cの期間において、平滑コンデンサ42の電荷q(t)は、下記式(10)で表される。
Further, if the initial value of the charge q(t) of the smoothing
図4は、実施の形態1にかかる電源装置への突入電流の波形の一例を示す図である。図4に示す例では、θon=0、すなわち電源投入タイミングでの電圧位相が0度である場合を示している。図4に示すように、電流i(t)は、v’(t)の周波数に応じた間隔でピークになり、時間の経過に伴ってピーク値が小さくなる波形になる。なお、図4に示す電流i(t)は、電荷q(t)を微分することで求めることができる。また、図4に示す例では、電源投入タイミングの時間を「0」としている。 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of rush current to the power supply device according to the first embodiment; FIG. The example shown in FIG. 4 shows the case where θ on =0, that is, the voltage phase at power-on timing is 0 degrees. As shown in FIG. 4, the current i(t) has a waveform with peaks at intervals corresponding to the frequency of v'(t), and the peak value decreases over time. Note that the current i(t) shown in FIG. 4 can be obtained by differentiating the charge q(t). In addition, in the example shown in FIG. 4, the power-on timing is set to "0".
電圧位相θonが同じであっても劣化によって平滑コンデンサ42の静電容量が低下すると、電流i(t)の各ピーク値も小さくなる。そのため、例えば、最初に出現する電流i(t)のピーク値の減少度合いから平滑コンデンサ42の劣化を判定することができる。しかしながら、電流i(t)の波形は、電圧位相θonによって変わる。したがって、電圧位相θonを同じにできない場合、電流i(t)のピーク値の減少度合いから平滑コンデンサ42の劣化を判定することが難しい。
Even if the voltage phase θ on is the same, when the capacitance of the smoothing
そこで、診断部13は、予め設定された期間Tで電流測定部11によって測定された複数の電流瞬時値idを各々自乗し、かかる複数の自乗値を積算することで、期間積算値Idaを求める。そして、診断部13は、期間積算値Idaを予め設定され期間Tで除算し、かかる除算結果の平方根を算出する。例えば、診断部13は、予め設定された期間Tで電流測定部11によって測定された複数の電流瞬時値idを用いて下記式(11)の計算を行う。
Therefore, the
診断部13は、電流瞬時値idが計測される毎に繰り返し上記式(11)を計算するため、上記式(11)で算出される値Irは、予め設定された期間Tにおける電流瞬時値idの大きさの移動平均値と呼ぶことができる。以下、上記式(11)で算出される値Irを電流移動平均値Irと記載する。
Since the
電流瞬時値idは、例えば4kHz周期で電流測定部11によって測定される。予め設定された期間Tは、例えば、25msである。なお、予め設定され期間Tは、交流電源2から出力される交流電圧波形の1周期よりも長い時間であればよく、25msに限定されず、例えば、20msであってもよい。また、電流測定部11による電流瞬時値idの測定周期は、4kHzでなくてもよい。
The current instantaneous value i d is measured by the
図5は、実施の形態1にかかる電流移動平均値の時間変化の一例を示す図である。図5に示すように、電流移動平均値Irの時間変化は、山形状の特性になる。診断部13は、繰り返し算出した電流移動平均値Irのピーク値を算出することができる。以下、電流移動平均値Irのピーク値を、電流移動平均ピーク値Irpと記載する。
FIG. 5 is a diagram showing an example of temporal change in current moving average value according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, the time change of the current moving average value Ir has a mountain-shaped characteristic. The
電流移動平均値Irの時間変化は、電圧位相θonによって異なるため、電流移動平均ピーク値Irpの時間変化も、電圧位相θonによって異なる。 Since the time change of the current moving average value Ir varies depending on the voltage phase θon , the time change of the current moving average peak value Irp also varies depending on the voltage phase θon .
図6は、実施の形態1にかかる電源投入タイミングでの電圧位相が0度である場合の電圧位相、電流移動平均値、および電流移動平均ピーク値の各々の時間変化の一例を示す図である。図7は、実施の形態1にかかる電源投入タイミングでの電圧位相が90度である場合の電圧位相、電流移動平均値、および電流移動平均ピーク値の各々の時間変化の一例を示す図である。図8は、実施の形態1にかかる電源投入タイミングでの電圧位相と電流移動平均ピーク値との関係を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing an example of temporal changes in each of a voltage phase, a current moving average value, and a current moving average peak value when the voltage phase is 0 degrees at power-on timing according to the first embodiment. . FIG. 7 is a diagram showing an example of temporal changes in each of a voltage phase, a current moving average value, and a current moving average peak value when the voltage phase is 90 degrees at power-on timing according to the first embodiment. . FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the voltage phase and current moving average peak value at power-on timing according to the first embodiment.
図6および図7に示すように、電流i(t)の時間変化は、θon=0度である場合と、θon=90度である場合とで大きく異なる。かかる電流i(t)の時間変化に比べ、電流移動平均値Irの時間変化は、図6および図7に示すように、電圧位相θonの変化による変化が抑制されていることが分かる。 As shown in FIGS. 6 and 7, the time change of the current i(t) differs greatly between when θ on =0 degrees and when θ on =90 degrees. As shown in FIGS. 6 and 7, it can be seen that the change in the current moving average value Ir due to the change in the voltage phase θon is suppressed compared to the time change in the current i(t).
また、電流移動平均ピーク値Irpは、図8に示すように、電圧位相θonの変化で変化する山形状の特性であり、電圧位相θonの変化による変化が抑制されていることが分かる。なお、図8に示す例では、電圧位相θonが0度から180度までの変化に対する電流移動平均ピーク値Irpの変化を示している。電圧位相θonが180度から360度までの変化に対する電流移動平均ピーク値Irpの変化は、電圧位相θonが0度から180度までの変化に対する電流移動平均ピーク値Irpの変化と同じである。 Also, as shown in FIG. 8, the current moving average peak value Irp has a mountain-shaped characteristic that changes with changes in the voltage phase θon , and it can be seen that changes due to changes in the voltage phase θon are suppressed. . Note that the example shown in FIG. 8 shows changes in the current moving average peak value Irp with respect to changes in the voltage phase θon from 0 degrees to 180 degrees. The change in the current moving average peak value Irp with respect to the voltage phase θon changing from 180 degrees to 360 degrees is the same as the change in the current moving average peak value Irp with respect to the voltage phase θon changing from 0 degrees to 180 degrees. is.
電気設備3の起動と停止とが繰り返されることで、電源装置4において、平滑コンデンサ42で充電と放電とが繰り返され、劣化によって平滑コンデンサ42の静電容量が低下する。平滑コンデンサ42の静電容量が低下すると、平滑コンデンサ42における充電可能な電荷量も低下するため、電源投入時の突入電流も小さくなる。
As the
図9は、実施の形態1にかかる平滑コンデンサの静電容量が変化した場合における電源投入タイミングでの電圧位相と電流移動平均ピーク値との関係を示す図である。図9では、平滑コンデンサ42の静電容量が100%の状態と、平滑コンデンサ42の静電容量が67%および33%に各々減少した状態とにおける電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係が示される。 FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the voltage phase and current moving average peak value at power-on timing when the capacitance of the smoothing capacitor changes according to the first embodiment. 9, the voltage phase θ on and current moving average peak value I rp is shown.
図9に示すように、平滑コンデンサ42の静電容量が低下すると、山形状の特性が全体的に減少する。そこで、診断部13は、電流移動平均ピーク値Irpと電圧位相θonとに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化を検出する。例えば、診断部13は、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係の全体的な減少量または減少率から平滑コンデンサ42の劣化を判定することができる。
As shown in FIG. 9, when the capacitance of the smoothing
診断部13は、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を、異なる電圧位相を電源投入タイミングとして得られる複数の電流移動平均ピーク値Irpに基づいて、近似する近似処理を行う。かかる近似処理によって、診断部13は、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を示す近似式Fvcを算出することができる。近似式Fvcは、例えば、図8に示す特性に近似する式である。診断部13は、近似処理を、例えば、多項式近似、または最小二乗法などによって実行することができる。また、診断部13は、近似処理に代えて、補間処理によって、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を示す近似式Fvcを算出することができる。
例えば、診断部13は、電気設備3における電源の投入が1日1回である場合、20日の各々の日の電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの組を得る。これにより、診断部13は、20組分の電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの組み合わせを得ることができる。診断部13は、かかる20組分の情報から近似処理または補間処理を行うことで、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を示す近似式Fvcを算出することができる。
For example, if the
電源投入タイミングが特定の電圧位相になるように電気設備3における電源の投入を行うことができない場合、各電圧位相θonは、一般的にランダムな電圧位相になる。この場合、20日の電圧位相θonが均等間隔になる可能性は低い。そのため、0度から180度までの電圧位相のうち両端の特性が真値と離れるように発散する近似式になる可能性がある。
Each voltage phase θ on will generally be a random voltage phase if the power-on in the
そこで、診断部13は、両端までの電圧位相θonの傾向を示す情報を記憶している。診断部13は、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの複数の組の情報と両端までの電圧位相θonの傾向の情報とから、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を示す近似式Fvcを算出することができる。これにより、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を示す近似式Fvcを精度よく算出することができる。
Therefore, the
診断部13は、電圧位相θonと電流移動平均ピーク値Irpとの関係を示す近似式Fvcに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定することができる。具体的には、診断部13は、初期状態判定モードにおいて、算出した近似式Fvcを初期近似式FBvcとする。その後、診断部13は、劣化状態判定モードにおいて、算出した近似式Fvcを現在近似式FCvcとする。初期状態判定モードは、電源装置4が初期状態である場合の平滑コンデンサ42の状態を判定するためのモードである。劣化状態判定モードは、平滑コンデンサ42の劣化状態を判定するためのモードである。
The
診断部13は、算出した初期近似式FBvcと現在近似式FCvcとに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定することができる。初期近似式FBvcと現在近似式FCvcとの差または比が変化するほど、平滑コンデンサ42の静電容量が低下していることを示している。診断部13は、初期近似式FBvcと現在近似式FCvcとの差または比を算出することで、平滑コンデンサ42の静電容量の低下を検出することができる。
The
例えば、診断部13は、初期近似式FBvcに含まれる電流移動平均ピーク値Irpの平均値を電流特性値Icの初期値とし、現在近似式FCvcに含まれる電流移動平均ピーク値Irpの平均値を電流特性値Icの現在値として算出する。診断部13は、電流特性値Icにおける初期値と現在値との差または比を初期近似式FBvcと現在近似式FCvcの差または比として算出することができる。以下、電流移動平均ピーク値Irpの平均値を、電流移動平均ピーク値平均値Irpavと記載する。
For example, the
図10は、実施の形態1にかかる電流移動平均ピーク値平均値と平滑コンデンサの静電容量との関係の一例を示す図である。図10に示すように、電流移動平均ピーク値平均値Irpavは、平滑コンデンサ42の静電容量が低下するほど小さくなる。
10 is a diagram showing an example of a relationship between a current moving average peak value average value and a capacitance of a smoothing capacitor according to
図11は、実施の形態1にかかる電流移動平均ピーク値平均値と突入電流制限抵抗の抵抗値と平滑コンデンサの静電容量との関係の一例を示す図である。図11では、整流回路41が全波整流回路であり、交流電源2の交流電圧の実効値が100Vである場合の例を示している。図11に示すように、突入電流制限抵抗43の抵抗値と平滑コンデンサ42の静電容量によって、電流移動平均ピーク値平均値Irpavが異なる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the current moving average peak value average value, the resistance value of the inrush current limiting resistor, and the capacitance of the smoothing capacitor according to the first embodiment. FIG. 11 shows an example in which the
診断部13は、電源装置4の等価回路などから得られる計算式またはテーブルなどによって電流特性値Icの初期値を算出することもできる。例えば、診断部13は、不図示の入力部から、交流電源2の交流電圧の実効値および周波数、整流回路41の種別、突入電流制限抵抗43の抵抗値、および平滑コンデンサ42の静電容量の情報を取得する。診断部13は、取得した情報に基づいて、電流特性値Icの初期値を算出することができる。なお、整流回路41の種別には、全波整流と半波整流とがある。
The
図3に戻って、診断部13の説明を続ける。図3に示すように、診断部13は、算出部21と、算出部21によって算出された初期特性の情報を記憶する記憶部22と、算出部21で算出された電流特性値Icの現在値と記憶部22に記憶された電流特性値Icの初期値とに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する判定部23を備える。記憶部22に記憶される初期特性の情報は、例えば電流特性値Icの初期値および初期近似式FBvcである。なお、以下において、電流特性値Icの初期値を初期特性値Iicと記載し、電流特性値Icの現在値を現在特性値Iccと記載する場合がある。
Returning to FIG. 3, the description of the
算出部21は、電圧測定部12から得られる電圧瞬時値vdに基づいて、電圧位相θonを算出する電圧位相算出部31と、電流測定部11から得られる電流瞬時値idに基づいて、電流特性値Icを算出する電流特性算出部32とを備える。
電圧位相算出部31は、例えば、電圧測定部12によって測定された電圧瞬時値vdに基づいて電圧位相を繰り返し算出し、電気設備3から示すオン信号が出力されたタイミングでの電圧位相を電圧位相θonとして算出することができる。また、電圧位相算出部31は、交流電源2からオン信号が出力されたタイミングでの電圧位相を電圧位相θonとして算出することもできる。
The voltage
図12は、実施の形態1にかかる電流特性算出部の構成例を示す図である。図12に示すように、電流特性算出部32は、自乗値算出部51と、期間積算値算出部52と、期間平均値算出部53と、平方根値算出部54と、ピーク値判定部55と、ピーク平均値算出部56と、電流特性出力部57とを備える。
12 is a diagram illustrating a configuration example of a current characteristic calculation unit according to the first embodiment; FIG. As shown in FIG. 12, the current
自乗値算出部51は、電流測定部11によって予め設定さられた周期で測定される電流瞬時値idを取得する。自乗値算出部51は、電流瞬時値idを取得する毎に、電流瞬時値idを繰り返し自乗することで、自乗値id
2を算出する。自乗値算出部51は、自乗値id
2を算出する毎に、算出した自乗値id
2を期間積算値算出部52へ出力する。
The squared
期間積算値算出部52は、自乗値算出部51から自乗値id
2を取得する毎に、現時点から予め設定され期間T前までの自乗値id
2を積算することで、期間積算値Idaを繰り返し算出する。期間積算値算出部52は、期間積算値Idaを算出する毎に、算出した期間積算値Idaを期間平均値算出部53へ出力する。
Every time the period integrated value calculation unit 52 acquires the squared value id 2 from the squared
期間平均値算出部53は、期間積算値算出部52から期間積算値Idaを取得する毎に、期間積算値Idaを予め設定され期間Tで除算することで、期間平均値Idavを繰り返し算出する。期間平均値算出部53は、期間平均値Idavを算出する毎に、算出した期間平均値Idavを平方根値算出部54へ出力する。
The period average
平方根値算出部54は、期間平均値算出部53から期間平均値Idavを取得する毎に、期間平均値Idavの平方根である電流移動平均値Irを算出する。平方根値算出部54は、電流移動平均値Irを算出する毎に、算出した電流移動平均値Irをピーク値判定部55へ出力する。
Each time the square
ピーク値判定部55は、電源投入タイミングを示すオン信号を電気設備3から取得したタイミングから予め設定された期間TAが経過するまでの間に、平方根値算出部54から繰り返し出力される電流移動平均値Irのうち最も大きい電流移動平均値Irを判定する。ピーク値判定部55は、最も大きいと判定した電流移動平均値Irが電流移動平均ピーク値Irpであると判定する。期間TAは、予め設定され期間Tよりも大きく、例えば、予め設定され期間Tの2倍以上の期間である。
The peak value determination unit 55 determines the current moving average repeatedly output from the square root
以下においては、上述した期間積算値Ida、期間平均値Idav、電流移動平均値Ir、または電流移動平均ピーク値Irpを電流特性値Ic1と記載する。期間平均値Idav、電流移動平均値Ir、または電流移動平均ピーク値Irpは、期間積算値Idaに基づく値の一例である。また、電流移動平均ピーク値Irpの平均値を電流特性値Ic2と記載する場合がある。なお、電流特性値Ic1および電流特性値Ic2を各々区別せずに示す場合、電流特性値Icと記載する場合がある。 Hereinafter, the period integration value I da , period average value I dav , current moving average value I r , or current moving average peak value I rp described above will be referred to as current characteristic value I c1 . The period average value I dav , current moving average value I r , or current moving average peak value I rp are examples of values based on the period integrated value I da . Also, the average value of the current moving average peak values Irp may be referred to as the current characteristic value Ic2 . Note that when the current characteristic value Ic1 and the current characteristic value Ic2 are not distinguished from each other, they may be referred to as the current characteristic value Ic .
ピーク平均値算出部56は、電流特性値Ic1を取得すると共に、電圧位相算出部31で算出される電圧位相θonを取得する。ピーク平均値算出部56は、取得した電流特性値Ic1と電圧位相θonとに基づいて、上述した近似式Fvcを算出する。
The peak
例えば、ピーク平均値算出部56は、初期状態判定モードである場合、初期近似式FBvcを算出し、算出した初期近似式FBvcの情報を記憶部22に記憶する。また、ピーク平均値算出部56は、算出した初期近似式FBvcに基づいて、電流特性値Ic2である電流移動平均ピーク値平均値Irpavを初期特性値Iicとして算出する。
For example, in the initial state determination mode, the peak
また、ピーク平均値算出部56は、劣化状態判定モードである場合、平滑コンデンサ42の現在近似式FCvcを算出し、算出した現在近似式FCvcに基づいて、電流特性値Ic2である電流移動平均ピーク値平均値Irpavを現在特性値Iccとして算出する。
In addition, in the deterioration state determination mode, the peak average
なお、算出部21は、劣化状態判定モードである場合、電流移動平均ピーク値Irpと電圧位相θonとの関係を示す近似式に代えて、期間積算値Ida、期間平均値Idav、または電流移動平均値Irと電圧位相θonとの関係を示す近似式を初期近似式FBvcとして算出することもできる。
Note that, in the deterioration state determination mode, the
また、電流特性出力部57は、電流特性算出部32において算出された初期近似式FBvcおよび初期特性値Iicを記憶部22に記憶する。また、電流特性出力部57は、電流特性算出部32において算出された現在特性値Iccを判定部23へ出力する。また、電流特性出力部57は、劣化状態判定モードにおいて電流特性算出部32において算出された電流特性値Ic1を現在特性値Iccとして判定部23へ出力することもできる。
The current
次に、判定部23について説明する。図13は、実施の形態1にかかる判定部の構成例を示す図である。図13に示すように、判定部23は、劣化状態判定モードである場合に、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する。かかる判定部23は、比較部61と、劣化度判定部62と、寿命判定部63とを備える。
Next, the
比較部61は、記憶部22から取得した初期特性値Iicと電流特性算出部32から取得した現在特性値Iccとを比較する。例えば、比較部61は、初期特性値Iicに対する現在特性値Iccの差である減少量を算出する。また、比較部61は、初期特性値Iicに対する現在特性値Iccの比である減少率を算出することもできる。
The
また、比較部61は、初期特性値Iicと比較する現在特性値Iccとして電流特性値Ic2に代えて電流特性値Ic1を用いることもできる。電流特性値Ic1は、上述したように、例えば、期間平均値Idav、電流移動平均値Ir、電流移動平均ピーク値Irp、または電流移動平均ピーク値Irpである。
Further, the
この場合、比較部61は、初期近似式FBvcに含まれる各電圧位相θonでの電流特性値Ic1のうち劣化状態判定モードで電圧位相算出部31によって算出された電圧位相θonに対応する電流特性値Ic1を初期特性値Iicにする。例えば、電圧位相算出部31によって算出された電圧位相θonが90度であるとする。この場合、比較部61は、初期近似式FBvcに90度を電圧位相θonとして代入して得られる電流特性値Ic1を初期特性値Iicにする。また、比較部61は、劣化状態判定モードにおいて、算出部21によって算出される電流特性値Ic1を現在特性値Iccとする。そして、比較部61は、初期特性値Iicと現在特性値Iccとの比または差を算出することができる。
In this case, the
劣化度判定部62は、比較部61による比較結果に基づいて、平滑コンデンサ42の劣化度を判定することができる。具体的には、劣化度判定部62は、初期特性値Iicと現在特性値Iccとの比または差毎に劣化度を関連付けた劣化度判定情報を有している。かかる劣化度判定情報は、例えば、テーブルまたは演算式の情報である。
The deterioration
劣化度判定部62は、かかる劣化度判定情報と、比較部61によって算出された減少量または減少率に基づいて、減少量または減少率に対応する劣化度を平滑コンデンサ42の劣化度として判定することができる。
The deterioration
寿命判定部63は、比較部61による比較結果に基づいて、平滑コンデンサ42の寿命を判定することができる。具体的には、寿命判定部63は、初期特性値Iicと現在特性値Iccとの比または差毎に寿命までの残期間を関連付けた寿命判定情報を有している。かかる寿命判定情報は、例えば、テーブルまたは演算式の情報である。
The
寿命判定部63は、かかる寿命判定情報と、比較部61によって算出された減少量または減少率とに基づいて、減少量または減少率に対応する残期間を平滑コンデンサ42の寿命として判定することができる。
Based on the life determination information and the reduction amount or reduction rate calculated by the
つづいて、状態診断装置1の診断部13の動作を、フローチャートを用いて説明する。図14は、実施の形態1にかかる状態診断装置の診断部による処理の一例を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
図14に示すように、状態診断装置1の診断部13は、設定されているモードが初期状態判定モードであるか否かを判定する(ステップS11)。かかる初期状態判定モードは、例えば、状態診断装置1における不図示の入力部への入力操作によって設定される。
As shown in FIG. 14, the
診断部13は、設定されているモードが初期状態判定モードであると判定した場合(ステップS11:Yes)、電源投入タイミングから設定期間内であるか否かを判定する(ステップS12)。診断部13は、電源投入タイミングから設定期間内であると判定した場合(ステップS12:Yes)、初期特性算出処理を実行する(ステップS13)。かかる初期特性算出処理は、例えば、図15に示すステップS21~S26の処理であり、後述する。
When the
診断部13は、設定されているモードが初期状態判定モードでないと判定した場合(ステップS11:No)、電源投入タイミングから設定期間内ではないと判定した場合(ステップS12:No)、またはステップS13の処理が終了した場合、設定されているモードが劣化状態判定モードであるか否かを判定する(ステップS14)。かかる劣化状態判定モードは、例えば、状態診断装置1における不図示の入力部への入力操作によって設定される。
If the
診断部13は、設定されているモードが劣化状態判定モードであると判定した場合(ステップS14:Yes)、電源投入タイミングから設定期間内であるか否かを判定する(ステップS15)。診断部13は、電源投入タイミングから設定期間内であると判定した場合(ステップS15:Yes)、劣化寿命判定処理を実行する(ステップS16)。かかる劣化寿命判定処理の処理は、例えば、図16に示すステップS31~S35の処理であり、後述する。
When the
診断部13は、設定されているモードが劣化状態判定モードでないと判定した場合(ステップS14:No)、電源投入タイミングから設定期間内ではないと判定した場合(ステップS15:No)、またはステップS16の処理が終了した場合、図14に示す処理を終了する。
If the
つづいて、図14に示すステップS13の初期特性算出処理について説明する。図15は、実施の形態1にかかる初期特性算出処理の一例を示すフローチャートである。 Next, the initial characteristic calculation process in step S13 shown in FIG. 14 will be described. 15 is a flowchart illustrating an example of initial characteristic calculation processing according to the first embodiment; FIG.
図15に示すように、診断部13は、電源投入タイミングでの電圧位相である電圧位相θonを算出し(ステップS21)、電流特性値Ic1を算出する(ステップS22)。そして、診断部13は、電流特性値Ic2の算出タイミングであるか否かを判定する(ステップS23)。ステップS23において、診断部13は、例えば、初期状態判定モードにおいて、電圧位相θonおよび電流特性値Ic1の算出が予め設定された回数または期間行われた場合に、電流特性値Ic2の算出タイミングであると判定することができる。
As shown in FIG. 15, the
診断部13は、電流特性値Ic2の算出タイミングであると判定した場合(ステップS23:Yes)、ステップS21,S22で算出された電圧位相θonおよび電流特性値Ic1に基づいて、近似式Fvcを算出する(ステップS24)。また、診断部13は、近似式Fvcに基づいて初期特性値Iicを算出する(ステップS25)、そして、診断部13は、算出した近似式Fvcおよび初期特性値Iicを記憶部22に記憶する(ステップS26)。診断部13は、電流特性値Ic2の算出タイミングではないと判定した場合(ステップS23:No)、またはステップS26の処理が終了した場合、図15に示す処理を終了する。
When the diagnosis unit 13 determines that it is time to calculate the current characteristic value Ic2 (step S23: Yes) , the approximation formula Fvc is calculated (step S24). In addition, the
つづいて、図14に示すステップS16の劣化寿命判定処理について説明する。図16は、実施の形態1にかかる劣化寿命判定処理の一例を示すフローチャートである。 Next, the deterioration life determination process in step S16 shown in FIG. 14 will be described. 16 is a flowchart illustrating an example of deterioration life determination processing according to the first embodiment; FIG.
図16に示すように、診断部13は、電源投入タイミングでの電圧位相である電圧位相θonを算出し(ステップS31)、電流特性値Ic1を算出する(ステップS32)。そして、診断部13は、電流特性値Ic2の算出タイミングであるか否かを判定する(ステップS33)。ステップS33において、診断部13は、例えば、劣化状態判定モードにおいて、電圧位相θonおよび電流特性値Ic1の算出が予め設定された回数または期間行われた場合に、電流特性値Ic2の算出タイミングであると判定することができる。
As shown in FIG. 16, the
診断部13は、電流特性値Ic2の算出タイミングであると判定した場合(ステップS33:Yes)、ステップS31,S32で算出された電圧位相θonおよび電流特性値Ic1に基づいて、現在特性値Iccとして電流特性値Ic2を算出する(ステップS34)。なお、ステップS34において、診断部13は、ステップS31,S32で算出された電圧位相θonおよび電流特性値Ic1に基づいて、現在近似式FCvcを算出し、かかる現在近似式FCvcから電流特性値Ic2を算出することができる。
When the
診断部13は、算出した現在特性値Iccと記憶部22に記憶された初期特性値Iicとの比較結果に基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する(ステップS35)。診断部13は、電流特性値Ic2の算出タイミングではないと判定した場合(ステップS33:No)、またはステップS35の処理が終了した場合、図16に示す処理を終了する。
図14に示すステップS16の劣化寿命判定処理は、図16に示す例に限定されない。図17は、実施の形態1にかかる劣化寿命判定処理の他の例を示すフローチャートである。 The deterioration life determination process in step S16 shown in FIG. 14 is not limited to the example shown in FIG. 17 is a flowchart illustrating another example of the deterioration life determination process according to the first embodiment; FIG.
図17に示すように、診断部13は、電源投入タイミングでの電圧位相である電圧位相θonを算出し(ステップS41)、現在特性値Iccとして電流特性値Icを算出する(ステップS42)。そして、診断部13は、ステップS41で算出した電圧位相θonとステップS42で算出した電流特性値Icとに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する(ステップS43)。
As shown in FIG. 17, the
例えば、診断部13は、記憶部22に記憶された初期近似式FBvcにステップS41で算出した電圧位相θonを代入して得られる電流特性値IcとステップS42で算出した電流特性値Icとを比較する。診断部13は、かかる比較結果に基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定することができる。診断部13は、ステップS43の処理が終了した場合、図17に示す処理を終了する。
For example, the
図18は、実施の形態1にかかる状態診断装置における診断部のハードウェア構成の一例を示す図である。図18に示すように、状態診断装置1の診断部13は、プロセッサ101と、メモリ102と、インタフェース回路103とを備えるコンピュータを含む。
18 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a diagnosis unit in the condition diagnosis device according to
プロセッサ101、メモリ102、およびインタフェース回路103は、バス104によって互いにデータの送受信が可能である。記憶部22は、メモリ202によって実現される。プロセッサ101は、メモリ102に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、算出部21、記憶部22、および判定部23の機能を実行する。プロセッサ101は、処理回路の一例であり、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processer)、およびシステムLSI(Large Scale Integration)のうち一つ以上を含む。
メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、およびEEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)のうち一つ以上を含む。また、メモリ102は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびDVD(Digital Versatile Disc)のうち一つ以上を含む。なお、状態診断装置1の診断部13は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)およびFPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路を含んでいてもよい。
The
なお、上述した例では、診断部13は、交流電源2または電気設備3からのオン信号に基づいて、電源投入タイミングにおける電圧位相を判定するが、かかる例に限定されない。例えば、診断部13は、交流電源2または電気設備3からのオン信号を用いずに、電源投入タイミングにおける電圧位相を判定することもできる。例えば、診断部13は、電流瞬時値idの変化の状態から電源投入タイミングにおける電圧位相を判定することもできる。
In the example described above, the
また、電流特性算出部32は、初期状態判定モードと劣化状態判定モードで図12に示す構成を各々有する構成であってもよい。すなわち、電流特性算出部32は、初期状態判定モードでの算出処理を行う図12に示す構成と、劣化状態判定モードでの算出処理を行う図12に示す構成とをそれぞれ別々に有する構成であってもよい。
Further, the current
以上のように、実施の形態1にかかる状態診断装置1は、電流測定部11と、診断部13とを備える。電流測定部11は、整流回路41および平滑コンデンサ42を備える電源装置4へ交流電力を供給する交流電源2と電源装置4との間の電流の瞬時値である電流瞬時値idを測定する。診断部13は、電流測定部11によって測定された電流瞬時値idを自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値Idaに基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する。これにより、整流回路41および平滑コンデンサ42を有する電源装置4の外部から平滑コンデンサ42の劣化および寿命を診断することができる。
As described above, the
また、診断部13は、算出部21と、判定部23とを備える。算出部21は、期間積算値Idaまたは期間積算値Idaに基づく値を電流特性値Icとして算出する。判定部23は、電流特性値Icと平滑コンデンサ42の初期特性値Iicとの比較結果に基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する。これにより、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を容易に診断することができる。
The
また、算出部21は、交流電源2から整流回路41へ交流電力の供給が開始されたタイミングにおける交流電源2の電圧位相である電圧位相θonを算出する。判定部23は、電圧位相算出部31で算出された電圧位相θonに対応する初期特性値Iicと現在特性値Iccである電流特性値Icとの比較に基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する。これにより、電源投入タイミングが同じ電圧位相θonでない場合であっても、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を容易に診断することができる。
The
また、算出部21は、電流特性値Icと電圧位相算出部31によって算出された電圧位相θonとに基づいて、電流特性値Icの平均値を算出する。判定部23は、現在特性値Iccである電流特性値Icの平均値と初期特性値Iicとの差または比に基づいて、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を判定する。これにより、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を精度よく診断することができる。
Further, the
また、算出部21は、電流特性値Icと電圧位相算出部31によって算出された電圧位相θonとに基づいて、初期特性値Iicを算出する。これにより、電源装置4に個体差がある場合であっても、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を精度よく診断することができる。
Further, the
また、算出部21は、予め設定された期間Tよりも短い間隔で期間積算値Idaを繰り返し算出し、期間積算値Idaのピーク値、期間積算値Idaに基づく値のピーク値、またはピーク値の平均値を電流特性値Icとして算出する。これにより、平滑コンデンサ42の劣化および寿命を精度よく診断することができる。
Further, the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above embodiment shows an example of the content of the present invention, and it is possible to combine it with another known technology, and one configuration can be used without departing from the scope of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 状態診断装置、2 交流電源、3 電気設備、4 電源装置、5 負荷、6 開閉器、10 変流器、11 電流測定部、12 電圧測定部、13 診断部、21 算出部、22 記憶部、23 判定部、31 電圧位相算出部、32 電流特性算出部、41 整流回路、42 平滑コンデンサ、43 突入電流制限抵抗、44 スイッチ、51 自乗値算出部、52 期間積算値算出部、53 期間平均値算出部、54 平方根値算出部、55 ピーク値判定部、56 ピーク平均値算出部、61 比較部、62 劣化度判定部、63 寿命判定部。
1
Claims (7)
前記交流電源から前記整流回路へ交流電力の供給が開始されたタイミングである第1タイミングにおける前記交流電源の電圧位相を算出する電圧位相算出部と、
前記第1タイミングから第1期間の間における前記電流測定部によって測定された前記瞬時値の大きさの移動平均値である電流移動平均値を、前記第1期間より長い第2期間の間算出し、前記第2期間における前記電流移動平均値のピーク値である電流移動平均ピーク値を算出することを、前記平滑コンデンサの劣化状態判定時に複数回行って、前記平滑コンデンサの劣化状態判定時における前記電圧位相である第1電圧位相と前記平滑コンデンサの劣化状態判定時における前記電流移動平均ピーク値である第1電流移動平均ピーク値との関係である第1関係を取得し、前記第1関係における前記第1電流移動平均ピーク値の経時的な全体的減少に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する診断部と、を備える
ことを特徴とする状態診断装置。 a current measurement unit that measures an instantaneous value of current between an AC power supply that supplies AC power to a power supply device that includes a rectifying circuit and a smoothing capacitor, and the power supply device;
a voltage phase calculator that calculates the voltage phase of the AC power supply at a first timing, which is the timing at which supply of AC power from the AC power supply to the rectifier circuit is started;
A current moving average value, which is a moving average value of magnitudes of the instantaneous values measured by the current measuring unit during a first period from the first timing, is calculated for a second period longer than the first period. and calculating a current moving average peak value, which is a peak value of the current moving average value in the second period, a plurality of times when determining the deterioration state of the smoothing capacitor, Acquiring a first relationship that is a relationship between a first voltage phase that is a voltage phase and a first current moving average peak value that is the current moving average peak value at the time of determining the deterioration state of the smoothing capacitor, and obtaining a first relationship in the first relationship a diagnostic unit that diagnoses at least one of deterioration and life of the smoothing capacitor based on the overall decrease in the first current moving average peak value over time .
前記電源装置の初期状態時における前記電圧位相である第2電圧位相と前記電源装置の初期状態時における前記電流移動平均ピーク値である第2電流移動平均ピーク値との関係である第2関係を予め取得し、前記第1関係と前記第2関係との比較に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを判定する
ことを特徴とする請求項1に記載の状態診断装置。 The diagnosis unit
a second relationship that is a relationship between a second voltage phase that is the voltage phase in the initial state of the power supply and a second moving average peak value that is the current moving average peak value in the initial state of the power supply; Determine at least one of deterioration and life of the smoothing capacitor obtained in advance and based on a comparison between the first relationship and the second relationship
The condition diagnosis device according to claim 1, characterized in that:
前記第1関係に含まれる前記第1電流移動平均ピーク値の平均値である第1電流移動平均ピーク値平均値を算出し、前記第2関係に含まれる前記第2電流移動平均ピーク値の平均値である第2電流移動平均ピーク値平均値を算出し、前記第1電流移動平均ピーク値平均値と前記第2電流移動平均ピーク値平均値との比較に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の状態診断装置。 The diagnosis unit
Calculate a first current moving average peak value average value that is an average value of the first current moving average peak values included in the first relationship, and average the second current moving average peak values included in the second relationship A second current moving average peak value average value is calculated, and based on a comparison between the first current moving average peak value average value and the second current moving average peak value average value, deterioration of the smoothing capacitor and 3. The condition diagnosis device according to claim 2, wherein at least one of lifespans is determined.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の状態診断装置。 4. The condition diagnosis device according to claim 2, wherein said first relationship and said second relationship are approximate expressions .
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の状態診断装置。 The moving average value is obtained by dividing a period integrated value, which is a value obtained by accumulating a value obtained by squaring the instantaneous value during the first period, by the first period, and obtaining the square root of the division result. The condition diagnosis device according to any one of claims 1 to 4 .
前記交流電源から前記整流回路へ交流電力の供給が開始されたタイミングである第1タイミングにおける前記交流電源の電圧位相を算出する電圧位相算出ステップと、
前記第1タイミングから第1期間の間における前記電流測定ステップで測定された前記瞬時値の大きさの移動平均値である電流移動平均値を、前記第1期間より長い第2期間の間算出し、前記第2期間における前記電流移動平均値のピーク値である電流移動平均ピーク値を算出することを、前記平滑コンデンサの劣化状態判定時に複数回行って、前記平滑コンデンサの劣化状態判定時における前記電圧位相である第1電圧位相と前記平滑コンデンサの劣化状態判定時における前記電流移動平均ピーク値である第1電流移動平均ピーク値との関係である第1関係を取得し、前記第1関係における前記第1電流移動平均ピーク値の経時的な全体的減少に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する診断ステップと、を含む
ことを特徴とする状態診断方法。 a current measuring step of measuring an instantaneous value of a current between an AC power supply that supplies AC power to a power supply comprising a rectifying circuit and a smoothing capacitor and the power supply;
A voltage phase calculation step of calculating the voltage phase of the AC power supply at a first timing, which is the timing at which the supply of AC power from the AC power supply to the rectifier circuit is started;
A current moving average value, which is a moving average value of magnitudes of the instantaneous values measured in the current measuring step from the first timing to the first period, is calculated for a second period longer than the first period. and calculating a current moving average peak value, which is a peak value of the current moving average value in the second period, a plurality of times when determining the deterioration state of the smoothing capacitor, Acquiring a first relationship that is a relationship between a first voltage phase that is a voltage phase and a first current moving average peak value that is the current moving average peak value at the time of determining the deterioration state of the smoothing capacitor, and obtaining a first relationship in the first relationship and a diagnostic step of diagnosing at least one of deterioration and life of the smoothing capacitor based on an overall decrease in the first current moving average peak value over time .
前記交流電源から前記整流回路へ交流電力の供給が開始されたタイミングである第1タイミングにおける前記交流電源の電圧位相を算出する電圧位相算出ステップと、
前記第1タイミングから第1期間の間における前記電流測定ステップで測定された前記瞬時値の大きさの移動平均値である電流移動平均値を、前記第1期間より長い第2期間の間算出し、前記第2期間における前記電流移動平均値のピーク値である電流移動平均ピーク値を算出することを、前記平滑コンデンサの劣化状態判定時に複数回行って、前記平滑コンデンサの劣化状態判定時における前記電圧位相である第1電圧位相と前記平滑コンデンサの劣化状態判定時における前記電流移動平均ピーク値である第1電流移動平均ピーク値との関係である第1関係を取得し、前記第1関係における前記第1電流移動平均ピーク値の経時的な全体的減少に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する診断ステップと、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする状態診断プログラム。 a current measuring step of measuring an instantaneous value of a current between an AC power supply that supplies AC power to a power supply comprising a rectifying circuit and a smoothing capacitor and the power supply;
A voltage phase calculation step of calculating the voltage phase of the AC power supply at a first timing, which is the timing at which the supply of AC power from the AC power supply to the rectifier circuit is started;
A current moving average value, which is a moving average value of magnitudes of the instantaneous values measured in the current measuring step from the first timing to the first period, is calculated for a second period longer than the first period. and calculating a current moving average peak value, which is a peak value of the current moving average value in the second period, a plurality of times when determining the deterioration state of the smoothing capacitor, Acquiring a first relationship that is a relationship between a first voltage phase that is a voltage phase and a first current moving average peak value that is the current moving average peak value at the time of determining the deterioration state of the smoothing capacitor, and obtaining a first relationship in the first relationship a diagnostic step of diagnosing at least one of deterioration and life of the smoothing capacitor based on the overall decrease in the first current moving average peak value over time. program.
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