本发明专利技术公开了一种用于电气设备的散热系统的失效诊断方法，包括以下步骤：在所述电气设备稳定工作状态下该设备引入一个阶跃信号；在引入该阶跃信号后，测量所述电气设备的发热元件的温度；对所获得的温度值进行信号处理；以及将信号处理后的结果与预定阈值相比较，并且在所述结果大于所述阈值时，判断所述散热系统工作不正常，即失效。由此，通过本发明专利技术的诊断方法，可以事先确定散热系统的工作状况，以便根据工作状况安排散热系统的维护和修理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对用于电气设备的散热系统进行诊断的方法，并尤其涉及使用简单方法检测散热系统故障，以便为散热系统的维护和更新做准备。
技术介绍
随着功率电气设备的散热增加以及整体形状因数的减小，热管理变得越来越重要。功率电气设备的性能可靠性和寿命与设备各器件的温度成反比。典型的，硅半导体器件的可靠性和工作温度之间的关系表明温度降低对应于半导体器件的可靠性和寿命增加。因此，通过有效地控制器件的工作温度可以实现各器件的寿命增长和可靠性增加。由此，通常要保证该功率电气设备的各器件在设计的阈值温度之下工作。散热器被经常用来从发热器件的热的表面将热量耗散到周围环境中，例如，空气。 在本实施例中，以空气为例，但是可以是其他介质，如油。为了提高散热器的散热效率，通常的方法是增加散热器与冷却剂，即空气相接触的表面面积，或者使用风扇来提高空气流动速度。但是随着使用时间增加，散热器会由于灰尘的沉积等出现堵塞，并且风扇也会出现老化，从而使得散热系统的总体效率下降，不能够保证主要电气部分得到充分冷却。而众所周知，温度过高会导致电气部分过快老化，减少电气部分的寿命，并且有可能导致电气部分出现故障。为了避免电气部分由于高温而受到损坏，在通常的电气设备中，例如在变频器中， 在功率模块处设置有温度传感器，在温度传感器所测量的温度超过一个预定值时，则停止变频器的工作。但是，由于目前没有一种方法来对散热系统进行诊断，从而无法预测何时散热系统出现问题，因此，由于过热会导致无准备的停机，从而造成不可弥补和不必要的的损耗。例如如果在纺织行业应用中，可能由于应用环境中的纤维或者丝状物堵塞散热器或者风扇，使得散热效果下降，变频器停机。如果能通过系统检测提前知道风扇或者散热系统出现问题，提示客户提前清理或者换风扇，可以避免不可预测的停机。或者停机之后也可以很快找到停机的原因，很快采取相关处理措施。(换新风扇或者清理散热器)
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术的目的在于提供一种用于电气设备的散热系统的诊断方法，利用该方法，可以随时对散热系统进行失效诊断，并可以根据诊断结构预先安排散热系统的维护时间和更换时间。为了实现本专利技术的目的，根据本专利技术，提供了一种用于电气设备的散热系统的失效的诊断方法，包括以下步骤在所述电气设备处于稳定状态下向其引入一个阶跃信号；在引入该阶跃信号后，测量所述电气设备的发热元件的温度；对所获得的温度值进行信号处理；以及将信号处理后的结果与预定阈值相比较，并且在所述结果大于所述阈值时，判断所述散热系统工作不正常。所述稳定状态是指所述电气设备工作在稳定的负载和开关频率下，维持稳定的工作温度。所述散热系统工作不正常包括该散热系统的风扇老化，风扇故障或者散热器被堵塞。由此，通过本专利技术的诊断方法，可以事先确定散热系统的工作状况，以便根据工作状况实现安排散热系统的维护和修理。优选的是，所述阶跃信号为功率损耗阶跃信号。所述功率损耗阶跃信号是通过改变所述电气设备的开关频率或者改变负载来实现的。对所获得的温度值进行信号处理的步骤包括对所获得的温度值求时间导数；以及将所得到的时间导数被一系数1 除，该系数为时间t = 0时上述被测量的温度的导数值，即权利要求1.一种用于电气系统的散热系统的诊断方法，该诊断方法的特征在于包括以下步骤 在该电气设备处于稳定状态下向其引入一个阶跃信号；在引入该阶跃信号后，测量所述电气设备的发热元件的温度； 对所获得的温度值进行信号处理；以及将信号处理后的结果与预定阈值相比较，并且在所述结果大于所述阈值时，判断所述散热系统工作不正常。2.如权利要求1所述的诊断方法，其中，所述稳定状态是指所述电气设备工作在稳定的负载和开关频率下，维持稳定的工作温度。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述散热系统工作不正常包括所述散热系统的风扇老化，风扇损坏或者散热器被异物堵塞。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述阶跃信号为功率损耗阶跃信号。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述功率损耗阶跃信号是通过改变所述电气设备的开关频率或者改变负载或者同时改变来实现的。6.如权利要求4所述的方法，其中，对所获得的温度值进行信号处理的步骤包括 对所获得的温度值求时间导数；以及将所得到的时间导数被一系数1 除，该系数1 为时间t = 0时上述被测量的温度的导 ,d-Tc(O) Pav数值，即A= + =式。其中pAV为功率损耗；而Cthca为散热系统的热容。7.如权利要求6所述的方法，其中，所述阈值为^v Rthca ‘ Cthca y其中Rth。a为在正常工作情况下系统的热阻值；且t为测试时间。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述测试时间t为t= ’或更大， 其中，τ为系统的热时间常数。9.如权利要求1到8中任一项所述的方法，其中，所述电气设备为变频器，而所述发热元件为变频器的功率模块。全文摘要本专利技术公开了一种用于电气设备的散热系统的失效诊断方法，包括以下步骤在所述电气设备稳定工作状态下该设备引入一个阶跃信号；在引入该阶跃信号后，测量所述电气设备的发热元件的温度；对所获得的温度值进行信号处理；以及将信号处理后的结果与预定阈值相比较，并且在所述结果大于所述阈值时，判断所述散热系统工作不正常，即失效。由此，通过本专利技术的诊断方法，可以事先确定散热系统的工作状况，以便根据工作状况安排散热系统的维护和修理。文档编号H05K7/20GK102202484SQ20101013038公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日专利技术者法布里斯·贾多特, 菲利普·鲍德森 申请人:施耐德东芝换流器欧洲公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于电气系统的散热系统的诊断方法，该诊断方法的特征在于包括以下步骤：在该电气设备处于稳定状态下向其引入一个阶跃信号；在引入该阶跃信号后，测量所述电气设备的发热元件的温度；对所获得的温度值进行信号处理；以及将信号处理后的结果与预定阈值相比较，并且在所述结果大于所述阈值时，判断所述散热系统工作不正常。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·鲍德森，法布里斯·贾多特，
申请(专利权)人：施耐德东芝换流器欧洲公司，
类型：发明
国别省市：FR
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