[發(fā)明專利]一種基于PCB羅氏線圈的電容器運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911292919.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN111141972B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷萬鈞;王蒙;呂高泰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00;G01R15/18;G01R27/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

1.一種基于PCB羅氏線圈的電容器運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)根據(jù)具體待監(jiān)測(cè)電容器的尺寸設(shè)計(jì)一款適合該類電容器的PCB羅氏線圈，將其套在電容器的正極或負(fù)極端口測(cè)量流過電容的紋波電流；

2)利用高低電壓隔離方法測(cè)得電容器兩端的紋波電壓與直流電壓；使用PCB羅氏線圈作為電流傳感器測(cè)得流過電容器的紋波電流，且PCB羅氏線圈能夠根據(jù)具體要求設(shè)計(jì)成各種尺寸大小；

3)將步驟2)中測(cè)得的紋波電流與紋波電壓進(jìn)行濾波，獲得某一頻段的紋波電流與紋波電壓值，將其送入微控制器；由于電容器在實(shí)際應(yīng)用中的阻抗Z_C能夠等效為電容、電阻與電感的串聯(lián)模型：

Z_C＝C+ESR+ESL

式中：C為電容器的容值，ESR為串聯(lián)等效電阻，ESL為串聯(lián)等效電感；

故在不同頻段上電容器的阻抗值是不同的，測(cè)得ESR主導(dǎo)頻段上的電容與電壓值即可得到ESR的大小；

4)利用溫度傳感器測(cè)得電容端子的溫度，將其送入微控制器，利用經(jīng)驗(yàn)公式推得電容內(nèi)部核心溫度；

5)將步驟4)中得到的電容內(nèi)部核心溫度帶入ESR的溫度與電阻值經(jīng)驗(yàn)公式中推得該溫度下的ESR值；

6)利用步驟3)中得到的某一頻段的紋波電壓與紋波電流值送入低功耗的微控制器，經(jīng)計(jì)算得到ESR的大小，與步驟5)中得到的ESR值進(jìn)行比較，監(jiān)測(cè)電容的運(yùn)行狀態(tài)，最終通過設(shè)置警報(bào)提醒或?qū)?shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行后續(xù)處理；由于電容器的ESR值為衡量電容器運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)之一，對(duì)電解電容器而言當(dāng)ESR變?yōu)樵瓉?～3倍時(shí)即可判定電容器失效，并且電容器的ESR值受電容內(nèi)部核心溫度影響較大，在不同電容內(nèi)部核心溫度下，電容器的ESR值是不同的；因此，步驟3)中得到的ESR值與步驟5)中得到的原始ESR值進(jìn)行比較后監(jiān)測(cè)電容器的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)測(cè)值達(dá)到規(guī)定值時(shí)報(bào)警或?qū)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行后續(xù)處理。