專利名稱：散熱系統(tǒng)的診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對用于電氣設(shè)備的散熱系統(tǒng)進行診斷的方法，并尤其涉及使用簡單方法檢測散熱系統(tǒng)故障，以便為散熱系統(tǒng)的維護和更新做準(zhǔn)備。
背景技術(shù)：
隨著功率電氣設(shè)備的散熱增加以及整體形狀因數(shù)的減小，熱管理變得越來越重要。功率電氣設(shè)備的性能可靠性和壽命與設(shè)備各器件的溫度成反比。典型的，硅半導(dǎo)體器件的可靠性和工作溫度之間的關(guān)系表明溫度降低對應(yīng)于半導(dǎo)體器件的可靠性和壽命增加。因此，通過有效地控制器件的工作溫度可以實現(xiàn)各器件的壽命增長和可靠性增加。由此，通常要保證該功率電氣設(shè)備的各器件在設(shè)計的閥值溫度之下工作。散熱器被經(jīng)常用來從發(fā)熱器件的熱的表面將熱量耗散到周圍環(huán)境中，例如，空氣。 在本實施例中，以空氣為例，但是可以是其他介質(zhì)，如油。為了提高散熱器的散熱效率，通常的方法是增加散熱器與冷卻劑，即空氣相接觸的表面面積，或者使用風(fēng)扇來提高空氣流動速度。但是隨著使用時間增加，散熱器會由于灰塵的沉積等出現(xiàn)堵塞，并且風(fēng)扇也會出現(xiàn)老化，從而使得散熱系統(tǒng)的總體效率下降，不能夠保證主要電氣部分得到充分冷卻。而眾所周知，溫度過高會導(dǎo)致電氣部分過快老化，減少電氣部分的壽命，并且有可能導(dǎo)致電氣部分出現(xiàn)故障。為了避免電氣部分由于高溫而受到損壞，在通常的電氣設(shè)備中，例如在變頻器中， 在功率模塊處設(shè)置有溫度傳感器，在溫度傳感器所測量的溫度超過一個預(yù)定值時，則停止變頻器的工作。但是，由于目前沒有一種方法來對散熱系統(tǒng)進行診斷，從而無法預(yù)測何時散熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題，因此，由于過熱會導(dǎo)致無準(zhǔn)備的停機，從而造成不可彌補和不必要的的損耗。例如如果在紡織行業(yè)應(yīng)用中，可能由于應(yīng)用環(huán)境中的纖維或者絲狀物堵塞散熱器或者風(fēng)扇，使得散熱效果下降，變頻器停機。如果能通過系統(tǒng)檢測提前知道風(fēng)扇或者散熱系統(tǒng)出現(xiàn)問題，提示客戶提前清理或者換風(fēng)扇，可以避免不可預(yù)測的停機?；蛘咄C之后也可以很快找到停機的原因，很快采取相關(guān)處理措施。(換新風(fēng)扇或者清理散熱器)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，提出了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種散熱系統(tǒng)的診斷方法，利用該方法，可以隨時對散熱系統(tǒng)進行失效診斷，并可以根據(jù)診斷結(jié)構(gòu)預(yù)先安排散熱系統(tǒng)的維護時間和更換時間。為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于電氣設(shè)備的散熱系統(tǒng)的失效的診斷方法，包括以下步驟在所述電氣設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)下引入一個預(yù)定值的溫度波動；
在溫度波動的拐點之后的很短時刻，測量所述電氣設(shè)備的發(fā)熱元件的溫度；對所獲得的溫度值進行信號處理；以及將信號處理后的結(jié)果與一個與預(yù)定溫度波動值相關(guān)的閥值進行比較，并且在所述結(jié)果大于所述閥值時，判斷所述散熱系統(tǒng)工作不正常。所述穩(wěn)定狀態(tài)是指所述電氣設(shè)備工作在穩(wěn)定的負載和開關(guān)頻率下，維持穩(wěn)定的工作溫度。并且，所述散熱系統(tǒng)工作不正常包括風(fēng)扇老化，風(fēng)扇損壞或者散熱器被異物堵塞。所述溫度波動是通過控制所述散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇來實現(xiàn)的，具體地說，如果電氣設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)時，風(fēng)扇是打開的情況，所述溫度波動是通過關(guān)閉所述散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇，并在溫度升高到預(yù)定閥值溫度時打開風(fēng)扇而使之工作來實現(xiàn)的；或者如果電氣設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)時，風(fēng)扇是關(guān)閉的情況，所述溫度波動是通過打開所述散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇，并在溫度降低到預(yù)定閥值溫度時關(guān)閉風(fēng)扇而使之工作來實現(xiàn)的。或者，所述溫度波動是通過在電氣設(shè)備中引入一個功率損耗脈沖來實現(xiàn)，而所述功率損耗脈沖是通過改變電氣設(shè)備的工作頻率或者改變負載來實現(xiàn)的。

上述對所獲得的溫度值進行信號處理的步驟包括對所獲得的溫度值求時間導(dǎo)數(shù)。所述閥值為
權(quán)利要求
1.一種用于電氣設(shè)備的散熱系統(tǒng)的診斷方法，該診斷方法的特征在于包括以下步驟 在所述電氣設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)下引入一個預(yù)定值的溫度波動；在溫度波動的拐點之后的很短時刻，測量電氣設(shè)備的發(fā)熱元件的溫度； 對所獲得的溫度值進行信號處理；以及將信號處理后的結(jié)果與一個與預(yù)定溫度波動值相關(guān)的閥值進行比較，并且在所述結(jié)果大于所述閥值時，判斷所述散熱系統(tǒng)工作不正常。
2.如權(quán)利要求1所述的診斷方法，其中，所述穩(wěn)定狀態(tài)是指所述電氣設(shè)備工作在穩(wěn)定的負載和開關(guān)頻率下，維持穩(wěn)定的工作溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述散熱系統(tǒng)工作不正常包括風(fēng)扇老化，風(fēng)扇損壞或者散熱器被異物堵塞。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，如果電氣設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)時，風(fēng)扇是打開的情況，所述溫度波動是通過關(guān)閉所述散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇，并在溫度升高到預(yù)定閥值溫度時打開風(fēng)扇而使之工作來實現(xiàn)的；或者如果電氣設(shè)備處于穩(wěn)定狀態(tài)時，風(fēng)扇是關(guān)閉的情況，所述溫度波動是通過打開所述散熱系統(tǒng)的風(fēng)扇，并在溫度降低到預(yù)定閥值溫度時關(guān)閉風(fēng)扇來實現(xiàn)的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所獲得的溫度值進行信號處理的步驟包括 對所獲得的溫度值求時間導(dǎo)數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述閥值為
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述電氣設(shè)備的輸出頻率大于或等于10Hz。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，所述溫度波動是通過在所述電氣設(shè)備中弓丨入一個功率損耗脈沖來實現(xiàn)的。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述功率損耗脈沖是通過改變所述電氣設(shè)備的開關(guān)頻率或者改變負載來實現(xiàn)的。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，對所獲得的溫度值進行信號處理的步驟包括 對所獲得的溫度值求時間導(dǎo)數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述閥值在功率損耗脈沖是在風(fēng)扇打開情況下引入時，為
12.如權(quán)利要求1到11中任一項所述的方法，其中，所述電氣設(shè)備為變頻器，而所述發(fā)熱元件為變頻器的功率模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于電氣設(shè)備的散熱系統(tǒng)的診斷方法，包括以下步驟在系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)下，在系統(tǒng)中引入一個預(yù)定值的溫度波動；在溫度波動的拐點之后的很短時刻，測量所述電氣設(shè)備的發(fā)熱元件的溫度；對所獲得的溫度值進行信號處理；以及將信號處理后的結(jié)果和一個與預(yù)定溫度波動值相關(guān)的閥值進行比較，并且在所述結(jié)果大于所述閥值時，判斷所述散熱系統(tǒng)工作不正常。由此，通過本發(fā)明的診斷方法，可以事先確定散熱系統(tǒng)的工作狀況，以便根據(jù)工作狀況安排散熱系統(tǒng)的維護和修理。
文檔編號F04B51/00GK102200489SQ20101013038
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者李欣, 菲利普·鮑德森 申請人:施耐德東芝換流器歐洲公司