專(zhuān)利名稱(chēng)：電容器的剩余壽命診斷裝置以及具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電容器的剩余壽命診斷裝置以及具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償 裝置，通過(guò)考慮由電容器構(gòu)成的蓄電體的內(nèi)部電阻等可以正確地診斷能夠使用蓄電體的剩 余壽命。
背景技術(shù)：
作為具備使用雙電層電容器(EDCL :electric double layercapacitor)而形成的 蓄電體的電力補(bǔ)償裝置，有瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置和無(wú)停電電源裝置(UPS uninterrupted Power Supply 不間斷電源)。在此，參照?qǐng)D12，對(duì)作為蓄電體而使用了 EDCL的瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置進(jìn)行說(shuō)明。如圖12所示，從系統(tǒng)電源1經(jīng)由高速開(kāi)關(guān)2向負(fù)荷3提供電力。高速開(kāi)關(guān)2通過(guò)控制裝置4的控制，在系統(tǒng)電源1為正常狀態(tài)時(shí)為接通狀態(tài)，如果 在系統(tǒng)電源1中發(fā)生瞬時(shí)降低則變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)，在瞬時(shí)降低發(fā)生后，如果瞬時(shí)降低狀態(tài)消 除而系統(tǒng)電源1恢復(fù)到正常狀態(tài)則返回接通狀態(tài)。系統(tǒng)電源1的交流電流由交流電流測(cè)量器5測(cè)量，將所測(cè)量的交流電流值發(fā)送到 控制裝置4，系統(tǒng)電源1的交流電壓由交流電壓測(cè)量器6測(cè)量，將所測(cè)量的交流電壓值發(fā)送 到控制裝置4。電容器陣列7是使用EDCL而形成的蓄電體。更詳細(xì)而言，通過(guò)金屬制的導(dǎo)線或?qū)?體，例如，將并聯(lián)連接11個(gè)EDCL的多個(gè)電容器模塊，進(jìn)行3并聯(lián)X 3串聯(lián)地連接而做成陣 列結(jié)構(gòu)。圖13表示其一個(gè)例子，7a 7i分別為電容器模塊(并聯(lián)連接11個(gè)EDCL而成的 模塊)，電容器模塊7a 7c并聯(lián)連接、電容器模塊7d 7f并聯(lián)連接、電容器模塊7g 7i 并聯(lián)連接。而且，將并聯(lián)連接的電容器模塊7a 7c的組、并聯(lián)連接的電容器模塊7d 7f的 組、并聯(lián)連接的電容器模塊7g 7i的組串聯(lián)連接，從而構(gòu)成3并聯(lián)X3串聯(lián)的陣列結(jié)構(gòu)。返回圖12繼續(xù)進(jìn)行說(shuō)明，通過(guò)控制裝置4的控制，電力變換器(轉(zhuǎn)換器/逆變器)8 進(jìn)行轉(zhuǎn)換器動(dòng)作和逆變器動(dòng)作。即，當(dāng)系統(tǒng)電源1為正常時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)換器動(dòng)作對(duì)電容器陣列 7充電，如果充電完成則停止轉(zhuǎn)換器動(dòng)作，在發(fā)生了瞬時(shí)降低時(shí)進(jìn)行逆變器動(dòng)作，對(duì)電容器 陣列7的電力進(jìn)行DC/AC變換并向負(fù)荷3提供電力。電容器陣列7的直流電壓由直流電壓測(cè)量器9測(cè)量，將所測(cè)量的直流電壓值發(fā)送 到控制裝置4，從電容器陣列7輸出的直流電流由直流電流測(cè)量器10測(cè)量，將所測(cè)量的直流 電流值發(fā)送到控制裝置4。在將電容器陣列7最初設(shè)置在使用場(chǎng)所時(shí)，和在為了維護(hù)而使電容器陣列7完全 放電時(shí)，因?yàn)殡娙萜麝嚵?完全沒(méi)有被充電，所以為了對(duì)電容器陣列7充電，配置轉(zhuǎn)換器11和預(yù)備充電用升降壓斬波器12，使用轉(zhuǎn)換器11和預(yù)備充電用升降壓斬波器12進(jìn)行電容器 陣列7的預(yù)備充電。另外，在預(yù)備充電完成了之后，對(duì)電容器陣列7的充電由電力變換器8進(jìn)行。控制裝置4具有預(yù)備充電控制部4a、電容器控制部4b、高速開(kāi)關(guān)控制部4c、以及逆 變器控制部4d。預(yù)備充電控制部如在進(jìn)行預(yù)備充電時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)換器11和預(yù)備充電用升降壓斬波器 12的動(dòng)作進(jìn)行控制，電容器控制部4b對(duì)由電力變換器8進(jìn)行的對(duì)電容器陣列7的充電動(dòng)作 進(jìn)行控制，高速開(kāi)關(guān)控制部4c對(duì)根據(jù)瞬時(shí)降低的發(fā)生/消除來(lái)斷開(kāi)/接通高速開(kāi)關(guān)2的動(dòng) 作進(jìn)行控制，逆變器控制部4d對(duì)電力變換器8進(jìn)行控制，使電力變換器8進(jìn)行轉(zhuǎn)換器動(dòng)作 或者逆變器動(dòng)作。圖12的例子，作為瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置進(jìn)行了說(shuō)明，但是即使是無(wú)停電電源裝 置基本結(jié)構(gòu)也是相同的。另外，在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置的情況下，設(shè)計(jì)為電容器陣列7能夠在數(shù)秒左右 的時(shí)間(額定補(bǔ)償時(shí)間)期間內(nèi)輸出額定電力，在無(wú)停電電源裝置的情況下，設(shè)計(jì)為電容器 陣列7能夠在數(shù)分鐘左右的時(shí)間(額定補(bǔ)償時(shí)間)期間內(nèi)輸出額定電力。上述那樣的結(jié)構(gòu)的瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置和無(wú)停電電源裝置，因?yàn)槭情L(zhǎng)期使用的 裝置，所以需要診斷EDCL的剩余壽命有多少。基于這樣的要求，在日本專(zhuān)利第3562633號(hào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)中公開(kāi)有計(jì)量/掌握電 容器的狀態(tài)的系統(tǒng)，在日本專(zhuān)利第4011016號(hào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)以及日本特開(kāi)2008-17691號(hào) (專(zhuān)利文獻(xiàn)3)中公開(kāi)有使用靜電電容來(lái)預(yù)測(cè)剩余壽命的系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本專(zhuān)利第3562633號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本專(zhuān)利第4011016號(hào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2008-17691號(hào)

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題)在專(zhuān)利文獻(xiàn)2、3(日本專(zhuān)利第4011016號(hào)、日本特開(kāi)2008-17691號(hào))所示出的技術(shù)中，采用如下方法在應(yīng)用了電容器的電源裝置中，組裝計(jì)量電壓、電流和氣氛溫度的裝置， 根據(jù)所計(jì)量的結(jié)果求出靜電電容并判斷壽命。但是，因?yàn)樵谠摲椒ㄖ胁荒茉u(píng)價(jià)電容器所具有的內(nèi)部電阻的影響，所以作為結(jié)果， 有時(shí)不滿足作為瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置和無(wú)停電電源裝置的功能所需要的、“僅在預(yù)先決 定的額定補(bǔ)償時(shí)間期間內(nèi)輸出預(yù)先決定的額定電力或負(fù)荷所需電力”的要件。即，即使電容器能夠僅進(jìn)行放電的放電時(shí)間比額定補(bǔ)償時(shí)間還長(zhǎng)，也不能判斷“在 確保輸出額定電力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠放電的放電時(shí)間”是否比額定補(bǔ)償時(shí)間還 長(zhǎng)。另外，所謂的負(fù)荷所需電力表示負(fù)荷(3)所消耗的電力，表示負(fù)荷在最佳工作時(shí) 所需的電力。因此，在負(fù)荷電容和額定電容不同的情況下，負(fù)荷所需電力和額定電力不同 (負(fù)荷所需電力變得比額定電力還小)，在負(fù)荷電容為額定電容的情況下，負(fù)荷所需電力變得和額定電力相等。特別是，因?yàn)樵谒矔r(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置中電容器的電流值大，另一方面，電容器的 內(nèi)部電阻隨著被使用的環(huán)境溫度而劇烈變化，所以必須考慮內(nèi)部電阻的影響。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本專(zhuān)利第356^33號(hào))所示出的技術(shù)中，根據(jù)放電電力量 來(lái)進(jìn)行壽命推定，但是當(dāng)裝置所補(bǔ)償?shù)碾娏α康膶?shí)際負(fù)荷與裝置額定不同的情況下(特別 是在裝置額定電力量以下運(yùn)行的情況下)，不能作為判斷是否滿足“僅在預(yù)先決定的額定補(bǔ) 償時(shí)間的期間內(nèi)輸出預(yù)先決定的額定電力”這一要件的基準(zhǔn)。S卩，即使電容器能夠僅進(jìn)行放電的放電時(shí)間比額定補(bǔ)償時(shí)間長(zhǎng)，也不能判斷“在確 保輸出額定電力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠放電的放電時(shí)間”是否比額定補(bǔ)償時(shí)間還長(zhǎng)。另外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1(日本專(zhuān)利第356^33號(hào))示出的技術(shù)中，雖然根據(jù)裝置應(yīng)該 補(bǔ)償?shù)碾娏α康膶?shí)際負(fù)荷和雙電層電容器的靜電電容、以及其劣化程度來(lái)求出可動(dòng)作時(shí) 間，但是因?yàn)椴辉u(píng)價(jià)內(nèi)部電阻的影響，所以不能正確地判斷電源裝置是否正常地進(jìn)行動(dòng)作。在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置和無(wú)停電電源裝置等的應(yīng)用電容器的設(shè)備中，因?yàn)椴荒?滿足“僅在預(yù)先決定的額定補(bǔ)償時(shí)間(例如，在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置中預(yù)先設(shè)定的數(shù)秒 鐘、在無(wú)停電電源裝置中預(yù)先設(shè)定的數(shù)分鐘)的期間內(nèi)輸出預(yù)先決定的額定電力或負(fù)荷所 需電力”這一要件的情況作為裝置的任務(wù)是不能完成的，所以有時(shí)也成為社會(huì)性的問(wèn)題。本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)，目的在于提供一種電容器的剩余壽命診斷裝置以及具 備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置，該電容器的剩余壽命診斷裝置在由電容器構(gòu)成的蓄 電體在輸出額定電力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠放電的放電時(shí)間超過(guò)各電力補(bǔ)償裝置所 要求的額定補(bǔ)償時(shí)間(能夠輸出額定電力的時(shí)間)的狀態(tài)下，診斷能夠使用由電容器構(gòu)成 的蓄電體的剩余壽命。(用于解決問(wèn)題的手段)解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的電容器的剩余壽命診斷裝置的結(jié)構(gòu)是在設(shè)置在電力補(bǔ) 償裝置中的、診斷使用雙電層電容器而形成的蓄電體的壽命的剩余壽命診斷裝置中，其特 征在于，具有溫度測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的溫度；電壓測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的直流電壓；電流測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流；靜電電容運(yùn)算單元，在上述蓄電體成為放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中 測(cè)量的測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述 蓄電體的靜電電容；內(nèi)部電阻運(yùn)算單元，在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量的 測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電體 的內(nèi)部電阻；放電時(shí)間運(yùn)算單元，根據(jù)由上述靜電電容運(yùn)算單元所求得的上述靜電電容，和由 上述內(nèi)部電阻運(yùn)算單元所求得的上述內(nèi)部電阻，對(duì)在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，上述蓄電體在 輸出額定電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算；以及余壽命表示從成為該放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始多長(zhǎng)時(shí)間之后是上述蓄電體的放電時(shí)間變?yōu)?小于額定補(bǔ)償時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，上述額定補(bǔ)償時(shí)間是作為上述電力補(bǔ)償裝置應(yīng)該輸出額定電 力的時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間。另外，本發(fā)明的電容器的剩余壽命診斷裝置的結(jié)構(gòu)的特征在于，在上述剩余壽命運(yùn)算單元中，作為上述剩余壽命特性而存儲(chǔ)有多個(gè)溫度條件下的 多個(gè)剩余壽命特性；上述剩余壽命運(yùn)算單元，在由上述溫度檢測(cè)單元所求出的上述測(cè)量溫度和上述多 個(gè)溫度條件的溫度不同的情況下，根據(jù)上述多個(gè)剩余壽命特性來(lái)求出和上述測(cè)量溫度對(duì)應(yīng) 的剩余壽命特性，并使用該求出的剩余壽命特性來(lái)運(yùn)算剩余壽命。另外，本發(fā)明的電容器的剩余壽命診斷裝置的結(jié)構(gòu)是在設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中的、診斷使用雙電層電容器而形成的蓄電體的壽命的剩 余壽命診斷裝置中，其特征在于，具有溫度測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的溫度；電壓測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的直流電壓；電流測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流；靜電電容運(yùn)算單元，在上述蓄電體成為放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中 測(cè)量的測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述 蓄電體的靜電電容；內(nèi)部電阻運(yùn)算單元，在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量的 測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電體 的內(nèi)部電阻；放電時(shí)間運(yùn)算單元，根據(jù)上述蓄電體的靜電電容和上述蓄電體的內(nèi)部電阻，運(yùn)算 上述蓄電體在輸出額定電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí)間；以及剩余壽命運(yùn)算單元，運(yùn)算剩余壽命，該剩余壽命表示從成為該放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn) 開(kāi)始多長(zhǎng)時(shí)間之后是上述蓄電體的放電時(shí)間變?yōu)樾∮陬~定補(bǔ)償時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，上述額定補(bǔ) 償時(shí)間是作為上述電力補(bǔ)償裝置應(yīng)該輸出額定電力的時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間，上述剩余壽命運(yùn)算單元，預(yù)先存儲(chǔ)靜電電容變化率特性和內(nèi)部電阻變化率特性，其中該靜電電容變化率特 性針對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的靜電電容隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特性，該內(nèi)部 電阻變化率特性針對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的內(nèi)部電阻隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化 的特性，上述剩余壽命運(yùn)算單元求得由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)在成為上述放電狀態(tài) 時(shí)的時(shí)間點(diǎn)由上述靜電電容運(yùn)算單元所求得的上述靜電電容、在成為上述放電狀態(tài)時(shí)的時(shí) 間點(diǎn)由上述內(nèi)部電阻運(yùn)算單元所求得的上述內(nèi)部電阻、以及上述額定電力所求出的放電時(shí) 間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的比例；以及、根據(jù)上述內(nèi)部電阻變化率特性求出在與成為上述 放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的、并且在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度相同 溫度下的內(nèi)部電阻，根據(jù)上述靜電電容變化率特性求出在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不 同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)、并且在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度相同溫度下的靜電電容，由 上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)這樣求得的在多個(gè)時(shí)間的內(nèi)部電阻和靜電電容、上述額定電力8求得的在多個(gè)時(shí)間的放電時(shí)間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的在多個(gè)時(shí)間的比例，對(duì)所求得的各比例進(jìn)行外插運(yùn)算求出外插運(yùn)算特性曲線，求出該外插運(yùn)算特性曲 線變?yōu)?00%的時(shí)間點(diǎn)，并且將該時(shí)間點(diǎn)與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間作為剩 余壽命而求出。另外，本發(fā)明的具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述剩余壽命診斷裝置設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中，在上述電力補(bǔ)償裝置中，在電力補(bǔ)償時(shí)對(duì)上述蓄電體的電力進(jìn)行逆變換并提供給 負(fù)荷的電力變換器進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，在能夠測(cè)量上述蓄電體的直流電壓的位置上配置有上述電 壓測(cè)量單元，在能夠測(cè)量上述蓄電體輸出的直流電流的位置上配置有上述電流測(cè)量單元。另外，本發(fā)明的具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述剩余壽命診斷裝置設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中，在上述電力補(bǔ)償裝置中設(shè)置有電阻器；以及斬波器，該斬波器通過(guò)進(jìn)行斬波動(dòng) 作而對(duì)上述蓄電體的電力進(jìn)行放電并提供給上述電阻器供其消耗，在上述斬波器進(jìn)行斬波動(dòng)作時(shí)，在能夠測(cè)量上述蓄電體的直流電壓的位置配置上 述電壓測(cè)量單元，在能夠測(cè)量上述蓄電體輸出的直流電流的位置配置上述電流測(cè)量單元。另外，本發(fā)明的電容器的剩余壽命診斷裝置的結(jié)構(gòu)是在設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中的、診斷使用雙電層電容器而形成的蓄電體的壽命的剩 余壽命診斷裝置中，其特征在于，具有溫度測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的溫度；電壓測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的直流電壓；電流測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流；電力測(cè)量單元，測(cè)量由上述電力補(bǔ)償裝置進(jìn)行電力補(bǔ)償?shù)呢?fù)荷所消耗的電力即負(fù) 荷所需電力；靜電電容運(yùn)算單元，在上述蓄電體成為放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中 測(cè)量的測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述 蓄電體的靜電電容；內(nèi)部電阻運(yùn)算單元，在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量的 測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電體 的內(nèi)部電阻；放電時(shí)間運(yùn)算單元，根據(jù)上述蓄電體的靜電電容、上述蓄電體的內(nèi)部電阻、以及上 述負(fù)荷所需電力，運(yùn)算上述蓄電體在輸出上述負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí) 間；以及剩余壽命運(yùn)算單元，運(yùn)算剩余壽命，該剩余壽命表示上述蓄電體的放電時(shí)間變?yōu)?小于作為上述電力補(bǔ)償裝置應(yīng)該輸出上述負(fù)荷所需電力的時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間的 時(shí)間點(diǎn)，是從成為該放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始多長(zhǎng)時(shí)間之前的時(shí)間，上述剩余壽命運(yùn)算單元，預(yù)先存儲(chǔ)靜電電容變化率特性和內(nèi)部電阻變化率特性，其中該靜電電容變化率特 性針對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的靜電電容隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特性，該內(nèi)部 電阻變化率特性針對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的內(nèi)部電阻隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特性，上述剩余壽命運(yùn)算單元求得由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)在成為上述放電狀態(tài) 時(shí)的時(shí)間點(diǎn)由上述靜電電容運(yùn)算單元求得的上述靜電電容、在成為上述放電狀態(tài)時(shí)的時(shí)間 點(diǎn)由上述內(nèi)部電阻運(yùn)算單元求得的上述內(nèi)部電阻、以及由上述電力測(cè)量單元所求得的上述 負(fù)荷所需電力所求得的放電時(shí)間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的比例；以及、根據(jù)上述內(nèi)部電阻 變化率特性求出在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的、并且在與成為上述 放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度相同溫度下的內(nèi)部電阻，根據(jù)上述靜電電容變化率特性求出在與 成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)、并且在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫 度相同溫度下的靜電電容，由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)這樣求得的在多個(gè)時(shí)間的內(nèi)部電 阻和靜電電容、以及由上述電力測(cè)量單元所求得的上述負(fù)荷所需電力所求出的在多個(gè)時(shí)間 的放電時(shí)間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的在多個(gè)時(shí)間的比例，對(duì)所求得的各比例進(jìn)行外插運(yùn)算求出外插運(yùn)算特性曲線，求出該外插運(yùn)算特性曲 線變?yōu)?00%的時(shí)間點(diǎn)，并且將該時(shí)間點(diǎn)與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間作為剩 余壽命而求出。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，在使用雙電層電容器而形成的蓄電體(電容器陣列)在輸出額定電 力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí)間超過(guò)各電力補(bǔ)償裝置所要求的額定補(bǔ) 償時(shí)間的狀態(tài)下，可以正確地診斷能夠使用蓄電體的剩余壽命。因此，可以將在能夠進(jìn)行額定電力或負(fù)荷所需電力的放電的時(shí)間達(dá)不到額定補(bǔ)償 時(shí)間這樣的不良狀況防患于未然。


圖1示出本發(fā)明的實(shí)施例1的、具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2示出電容器剩余壽命診斷部的功能框圖。圖3示出靜電電容變化率的時(shí)間變化特性的特性圖。圖4示出內(nèi)部電阻變化率的時(shí)間變化特性的特性圖。圖5示出“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”的時(shí)間變化特性的特性圖。圖6示出在電力補(bǔ)償時(shí)從電容器陣列輸出的電流特性的特性圖。圖7示出電力補(bǔ)償時(shí)的電容器陣列的電壓特性的特性圖。圖8示出通過(guò)外插運(yùn)算而求出的“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”的特性的特性圖。圖9示出本發(fā)明的實(shí)施例2的、具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖10示出本發(fā)明的實(shí)施例3的、具備剩余壽命診斷裝置的電力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu) 圖。圖11示出通過(guò)外插運(yùn)算而求出的“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”的特性的特性圖。圖12示出電力補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖13示出電容器陣列的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1示出本發(fā)明的實(shí)施例1的、具備剩余壽命診斷裝置的瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置。 另外，對(duì)和圖12所示出的瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)相同功能的部分附加同一符號(hào)，并省 略了重復(fù)的說(shuō)明。在實(shí)施例1中，在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置中作為剩余壽命診斷裝置的部件要素具 備電容器剩余壽命診斷部100、溫度測(cè)量器110、以及顯示裝置120。另外，將原本就設(shè)置在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置中的直流電壓測(cè)量器9和直流電流 測(cè)量器10移用為剩余壽命診斷裝置的部件要素。作為直流電流測(cè)量器10優(yōu)選使用具有高 響應(yīng)速度的電流計(jì)量用鉗形電流表。溫度測(cè)量器110測(cè)量電容器陣列7內(nèi)的電容器模塊的任意一個(gè)的溫度，并經(jīng)由控 制裝置4將表示所測(cè)量的溫度值的溫度信號(hào)T發(fā)送給電容器剩余壽命診斷部100。配置溫 度測(cè)量器100的部分設(shè)為不損壞電容器模塊的電絕緣的位置。直流電壓測(cè)量器9測(cè)量電容器陣列7的直流電壓，并經(jīng)由控制裝置4將表示所測(cè) 量的直流電壓值的電壓信號(hào)V發(fā)送給電容器剩余壽命診斷部100。直流電流測(cè)量器10測(cè)量從電容器陣列7輸出的放電電流，并經(jīng)由控制裝置4將表 示所測(cè)量的直流電流值的電流信號(hào)I發(fā)送給電容器剩余壽命診斷部100。圖2示出表示電容器剩余壽命診斷部100的結(jié)構(gòu)的功能框圖。如圖2所示，電容器 剩余壽命診斷部100具有計(jì)時(shí)器/時(shí)間累計(jì)器101、信號(hào)輸入端口 102、數(shù)據(jù)保存RAM103、 程序保存RAM104、存儲(chǔ)器裝置105、以及中央運(yùn)算裝置(CPU) 106。計(jì)時(shí)器/時(shí)間累計(jì)器101具有作為系統(tǒng)計(jì)時(shí)器的功能、和對(duì)電容器陣列7的動(dòng)作 時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的功能。所謂“動(dòng)作時(shí)間”表示對(duì)電容器陣列7充電完成后，從成為能夠發(fā)揮 作為電力補(bǔ)償裝置(在本例中為瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置)的功能的狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始的時(shí) 間。溫度信號(hào)T、電壓信號(hào)V、電流信號(hào)I經(jīng)由信號(hào)輸入端口 102輸入到電容器剩余壽 命診斷部100。數(shù)據(jù)保存RAM103保存測(cè)量數(shù)據(jù)，并被用作CPU106的工作區(qū)域。在程序保存RAM104中存儲(chǔ)有使CPU106動(dòng)作而進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算動(dòng)作的運(yùn)算程序。 作為該運(yùn)算程序有如下程序。(1)靜電電容運(yùn)算程序(2)內(nèi)部電阻運(yùn)算程序(3)放電時(shí)間運(yùn)算程序(4)剩余壽命診斷程序在存儲(chǔ)器裝置105中存儲(chǔ)有如圖3所示的表示在不同溫度下加電時(shí)的電容器陣列 7的靜電電容變化率特性、圖4所示的表示在不同溫度下加電時(shí)的電容器陣列7的內(nèi)部電阻 變化率、以及圖5所示的表示在不同使用溫度下的電容器陣列7的放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí) 間的特性。圖3 圖5所示的特性是預(yù)先測(cè)量并求出的特性。另外，在圖3 圖5中，高溫例如為60°C、中溫例如為30°C、低溫例如為10°C，橫軸 為加電時(shí)間并與上述的動(dòng)作時(shí)間對(duì)應(yīng)。對(duì)圖3的特性進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，橫軸為時(shí)間，圖3的特性表示在對(duì)電容器陣列7進(jìn)行了11浮動(dòng)(floating)充電的狀態(tài)下，在將電容器溫度設(shè)為高溫、中溫、低溫時(shí)的各溫度下的電 容器陣列7的靜電電容隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)而變化的狀態(tài)的特性。根據(jù)圖3的特性可知電容器溫 度越高、而且經(jīng)過(guò)時(shí)間越長(zhǎng)靜電電容越降低。對(duì)圖4的特性進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，橫軸為時(shí)間，圖4的特性表示在對(duì)電容器陣列7進(jìn)行了 浮動(dòng)充電的狀態(tài)下，在將電容器溫度設(shè)為高溫、中溫、低溫時(shí)的各溫度下的電容器陣列7的 內(nèi)部電阻隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)而變化的狀態(tài)的特性。根據(jù)圖4的特性可知電容器溫度越高、而且 經(jīng)過(guò)時(shí)間越長(zhǎng)內(nèi)部電阻越上升。對(duì)圖5的特性進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，橫軸為時(shí)間、縱軸表示“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”。該 圖5的特性是表示在將電容器溫度設(shè)為各個(gè)溫度(高溫、中溫、低溫)時(shí)，在以通常的頻率 進(jìn)行補(bǔ)償動(dòng)作時(shí)的電容器陣列7的“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)而變化的狀 態(tài)的特性。在此，作為圖5的縱軸的分母的“額定補(bǔ)償時(shí)間”表示為了使電力補(bǔ)償裝置(在本 例中為瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置)能夠可靠地進(jìn)行電力補(bǔ)償(瞬時(shí)降低補(bǔ)償)動(dòng)作，作為蓄 電體(電容器陣列7)在輸出預(yù)先決定的額定電力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)應(yīng)該放電的時(shí)間 所要求的時(shí)間。另外，作為圖5的縱軸的分子的“放電時(shí)間”并不是表示電容器陣列7能夠僅進(jìn)行 放電的時(shí)間，而是表示電容器陣列7在輸出額定電力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電 的時(shí)間。在圖5的特性中，“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”如果變?yōu)樾∮?00% 了，則表示蓄電 體(電容器陣列7)的壽命已盡。即，如果“放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間”變?yōu)樾∮?00% 了，則即使蓄電體能夠進(jìn)行放 電，也只能在小于額定補(bǔ)償時(shí)間的期間內(nèi)輸出額定電力或負(fù)荷所需電力，如果變成了這種 狀態(tài)，則在本實(shí)施例中判定為壽命已盡。在這樣的剩余壽命診斷裝置中，當(dāng)系統(tǒng)電源1為未發(fā)生瞬時(shí)降低的正常狀態(tài)時(shí)， 電容器剩余壽命診斷部100，例如以10 30分鐘的間隔，取入溫度信號(hào)T、電壓信號(hào)V、電流 信號(hào)I (進(jìn)行采樣)，并保存在數(shù)據(jù)保存RAM103中。如果系統(tǒng)電源1中發(fā)生瞬時(shí)降低，則通過(guò)控制裝置4斷開(kāi)高速開(kāi)關(guān)2，并且使電力 變換器8開(kāi)始逆變器動(dòng)作而將電容器陣列7的電力提供給負(fù)荷3。即，電容器陣列7進(jìn)行放 電動(dòng)作。在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置開(kāi)始瞬時(shí)降低補(bǔ)償動(dòng)作、電容器陣列7開(kāi)始定電力放電 動(dòng)作時(shí)的、從電容器陣列7輸出的電流特性變?yōu)槿鐖D6所示，電容器陣列7的電壓特性變?yōu)?如圖7所示。在圖6、圖7中，時(shí)間點(diǎn)t0是開(kāi)始瞬時(shí)降低補(bǔ)償動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)，從該時(shí)間點(diǎn)t0開(kāi) 始，電力變換器8開(kāi)始轉(zhuǎn)換器動(dòng)作而開(kāi)始來(lái)自電容器陣列7的放電。并且，在時(shí)間點(diǎn)tl以 后，變?yōu)槎娏Ψ烹姞顟B(tài)。在圖7中，在時(shí)間點(diǎn)t0的電壓VO是電容器陣列7未輸出電流時(shí)的電壓，即，是沒(méi) 有內(nèi)部電阻的影響時(shí)的電壓。另外，在時(shí)間點(diǎn)tl的電壓VI，由于電容器陣列7正在輸出額 定電流，所以是下降了由內(nèi)部電阻引起的電壓降低量的電壓。在發(fā)生瞬時(shí)降低而通過(guò)瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置開(kāi)始瞬時(shí)降低補(bǔ)償動(dòng)作的時(shí)間點(diǎn)to以后，電容器剩余壽命診斷部100將采樣周期加速到例如20m秒以下，每個(gè)采樣周期取入 溫度信號(hào)T、電壓信號(hào)V、電流信號(hào)I，并將各個(gè)時(shí)間點(diǎn)(每個(gè)采樣周期)的溫度信號(hào)T、電壓 信號(hào)V、電流信號(hào)I時(shí)序地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)保存RAM103中。根據(jù)時(shí)序地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)保存RAM103中的電流信號(hào)I得到的特性曲線為圖6，根據(jù) 時(shí)序地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)保存RAM103中的電壓信號(hào)V得到的特性曲線為圖7。在得到了圖6、圖7所示的特性曲線之后，CPU106進(jìn)行如下上述的各步驟的運(yùn)算動(dòng)作。[求出靜電電容和內(nèi)部電阻的步驟]CPU106從程序保存RAM104中讀出“靜電電容運(yùn)算程序”，通過(guò)該靜電電容運(yùn)算程 序，進(jìn)行如下所示的運(yùn)算，求出電容器陣列7的靜電電容C。S卩，將在時(shí)間點(diǎn)t0之后時(shí)時(shí)刻刻采樣的電壓信號(hào)V(t)和電流信號(hào)I(t)應(yīng)用到下 式中。C / 1 (t) dt = / (dV(t)/dt)dt在這種情況下，積分范圍例如設(shè)為從時(shí)間點(diǎn)t0到瞬時(shí)降低補(bǔ)償動(dòng)作結(jié)束了的時(shí) 間點(diǎn)。然后，通過(guò)求解上述式子，求出發(fā)生本次瞬時(shí)降低時(shí)的、電容器陣列7的靜電電容C。CPU106從程序保存RAM104中讀出“內(nèi)部電阻運(yùn)算程序”，通過(guò)該內(nèi)部電阻運(yùn)算程 序，進(jìn)行如下所示的運(yùn)算，求出電容器陣列7的內(nèi)部電阻R。S卩，將時(shí)間點(diǎn)tl時(shí)的電流II、時(shí)間點(diǎn)tl時(shí)的電壓Vl應(yīng)用到下式中，求出發(fā)生本次 瞬時(shí)降低時(shí)的內(nèi)部電阻R。R = V1/I1其中，在本例子中使用了時(shí)間點(diǎn)tl時(shí)的電流Il和電壓VI，但是，如果是時(shí)間點(diǎn)tl 以后的時(shí)間點(diǎn)，即如果是變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行定電力放電的期間中的時(shí)間點(diǎn)，則也可以不是時(shí)間 點(diǎn)tl。像這樣地取入電流、電壓的時(shí)間點(diǎn)(變?yōu)槟軌蜻M(jìn)行定電力放電的時(shí)間點(diǎn)，例如tl)， 根據(jù)應(yīng)用電容器陣列7的電力補(bǔ)償裝置的特性而預(yù)先設(shè)定。[求得放電時(shí)間的步驟]CPU106從程序保存RAM104中讀出“放電時(shí)間運(yùn)算程序”，在該放電時(shí)間運(yùn)算程序 中應(yīng)用使用上述的靜電電容運(yùn)算程序求出的電容器陣列7的靜電電容C、使用上述的內(nèi)部 電阻運(yùn)算程序而求出的內(nèi)部電阻R，求出發(fā)生本次瞬時(shí)降低時(shí)的、電容器陣列7的放電時(shí) 間。如前上述，這里所說(shuō)的“放電時(shí)間”并不是表示電容器陣列7能夠僅進(jìn)行放電的時(shí) 間，而是電容器陣列7在輸出額定電力或負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的時(shí)間。作為放電時(shí)間運(yùn)算程序(放電時(shí)間運(yùn)算式)，已經(jīng)公知有各種程序(運(yùn)算式)， 例如，使用在文獻(xiàn)"The 12th international seminardouble layers capacitor and similar energy storage devices, Dec9. 11(2002)岡村迪夫)中所公開(kāi)的運(yùn)算程序來(lái)求 得電容器陣列7的放電時(shí)間。如果示出上述文獻(xiàn)所公開(kāi)的放電時(shí)間運(yùn)算式的一個(gè)例子，則如下上述。[數(shù)學(xué)式1]t = I^-Vo2-CR|| + -|^-+2lnv0+ln2-ln(v02+RW)}…⑴
其中，該放電時(shí)間運(yùn)算式⑴是電容器的放電終止電壓為(l/2)v。的情況，t表示 能夠進(jìn)行額定電力放電的放電時(shí)間、C表示靜電電容(F)、R表示內(nèi)部電阻(Q)、W表示輸出 電力(W)、ν表示電壓(V)0作為電力W，使用額定電力或負(fù)荷所需電力。另外，也可以將靜電電容C、內(nèi)部電阻R、根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史記錄而求出的 平均溫度作為參數(shù)，預(yù)先設(shè)定好求出放電時(shí)間的數(shù)據(jù)庫(kù)，并根據(jù)該數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)求出放電時(shí)間。[診斷剩余壽命的步驟(第1方法)]CPU106從程序保存RAM104中讀出“診斷剩余壽命的第1程序”，通過(guò)該推定剩余 壽命的第1程序，利用圖5的特性曲線進(jìn)行如下的運(yùn)算而推定電容器陣列7的剩余壽命。即，求出使用上述的放電時(shí)間運(yùn)算程序而求出的、發(fā)生了瞬時(shí)降低的時(shí)間點(diǎn)t0的 放電時(shí)間除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比例P0[% ]。另外，判定發(fā)生了瞬時(shí)降低的時(shí)間點(diǎn)t0的溫度。在此，例如，當(dāng)溫度為高溫(60°C ) 的情況下，根據(jù)圖5特性，在高溫時(shí)的特性曲線中，求出時(shí)間點(diǎn)t0的比例Ρ0Η[% ]。其中，作為時(shí)間點(diǎn)t0的溫度，采用根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史記錄而求出的平均溫度。在平均溫度為60°C的情況下，如果設(shè)剩余壽命為X，則根據(jù)圖5的特性下述關(guān)系式 成立，根據(jù)該式子求出剩余壽命X。Ρ0Η/Ρ0 = (tH-to) /X ‘ · · · (2)上述關(guān)系式能夠應(yīng)用于圖5所示的特性大致為線性的情況。另外，當(dāng)發(fā)生了瞬時(shí)降低的時(shí)間點(diǎn)t0的溫度為中溫(30°C )的情況下，根據(jù)圖5的 特性，在中溫時(shí)的特性曲線中，求出時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)的比例POM [ % ]。其中，作為時(shí)間點(diǎn)t0的溫度，采用根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史記錄而求出的平均溫度。在平均溫度為30°C的情況下，如果設(shè)剩余壽命為X，則根據(jù)圖5的特性下述關(guān)系式 成立，根據(jù)該式子求出剩余壽命X。Ρ0Μ/Ρ0 = (tM-to) /X ‘ · · · (3)上述關(guān)系式能夠應(yīng)用于圖5所示的特性大致為線性的情況。另外，當(dāng)發(fā)生了瞬時(shí)降低的時(shí)間點(diǎn)t0的溫度為低溫(10°C )的情況下，根據(jù)圖5的 特性，在低溫時(shí)的特性曲線中，求出時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)的比例P0L[% ]。其中，作為時(shí)間點(diǎn)t0的溫度，采用根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史記錄而求出的平均溫度。在平均溫度為10°C的情況下，如果設(shè)剩余壽命為X，則根據(jù)圖5的特性下述關(guān)系式 成立，根據(jù)該式子求出剩余壽命X。P0L/P0 = (tL_to)/X· · · · (4)上述關(guān)系式能夠應(yīng)用于圖5所示的特性大致為線性的情況。另外，在圖5的特性圖中，僅有高溫(60°C )時(shí)的特性曲線、中溫(30°C )時(shí)的特 性曲線、低溫(10°c )時(shí)的特性曲線，而當(dāng)發(fā)生了瞬時(shí)降低時(shí)的溫度是上述的高溫(60°C )、 中溫(30°C )、低溫(10°C )以外的溫度(例如40°C )的情況下，通過(guò)對(duì)高溫(60°C )、中溫 (30°C)、低溫(10°C)的3條特性曲線進(jìn)行最小二乘法等的運(yùn)算而求出回歸式，使用該回歸式求出例如40°C時(shí)的特性曲線。然后，例如使用40°C時(shí)的特性曲線，進(jìn)行和上述的式(2) (3)⑷相同的運(yùn)算，求出 剩余壽命X。通過(guò)電容器剩余壽命診斷部100而求出的剩余壽命X顯示在顯示裝置120中。另外，在所求出的剩余壽命X未達(dá)到瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置的保證壽命期間的情 況下、或者發(fā)生本次瞬時(shí)降低時(shí)求出的比例(=放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間)P0[%]小于 100%的情況下，也可以發(fā)出警報(bào)。[診斷剩余壽命的步驟(第2方法)]作為診斷剩余壽命的方法，除了上述的第1方法以外，還能使用如下所說(shuō)明的第2方法。CPU106從程序保存RAM104讀出“診斷剩余壽命的第2程序”。在本例子中，設(shè)發(fā)生瞬時(shí)降低時(shí)的檢測(cè)溫度例如為高溫(60°C )而進(jìn)行說(shuō)明。另 外，作為發(fā)生瞬時(shí)降低時(shí)的檢測(cè)溫度，采用根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史記錄而求出的平均溫度。首先，求出使用上述的放電時(shí)間運(yùn)算程序求得的、發(fā)生了瞬時(shí)降低的時(shí)間點(diǎn)t0時(shí) 的放電時(shí)間除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比例P0[% ]。如圖8所示那樣地繪出該時(shí)間點(diǎn)t0時(shí)的比 例 P0[% ]。在本例子中，在通過(guò)上述的放電時(shí)間運(yùn)算式(1)求放電時(shí)間時(shí)，作為電力W使用額 定電力。接著，根據(jù)圖3所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的 600C )對(duì)應(yīng)的特性，求出和時(shí)間點(diǎn)t0不同的時(shí)間點(diǎn)、例如時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的靜電電容C10。另 外，根據(jù)圖4所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的60°C)對(duì)應(yīng)的 特性求出時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的內(nèi)部電阻R10。然后，在上述的放電時(shí)間運(yùn)算程序中應(yīng)用靜電電容ClO和內(nèi)部電阻R10，預(yù)測(cè)在時(shí) 間點(diǎn)tlO時(shí)的電容器陣列7的放電時(shí)間。在本例子中，在通過(guò)上述的放電時(shí)間運(yùn)算式(1)求放電時(shí)間時(shí)，作為電力W使用額 定電力。然后，求出時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的放電時(shí)間(預(yù)測(cè)的放電時(shí)間)除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比 例P10[% ]，如圖8所示那樣地繪出時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的比例P10[% ]。然后，根據(jù)圖3所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的 600C )對(duì)應(yīng)的特性，求出和時(shí)間點(diǎn)t0、tlO不同的時(shí)間點(diǎn)、例如時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的靜電電容 C20。另外，根據(jù)圖4所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的60°C) 對(duì)應(yīng)的特性求出時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的內(nèi)部電阻R20。然后，在上述的放電時(shí)間運(yùn)算程序中應(yīng)用靜電電容C20和內(nèi)部電阻R20，預(yù)測(cè)在時(shí) 間點(diǎn)t20時(shí)的電容器陣列7的放電時(shí)間。在本例子中，在通過(guò)上述的放電時(shí)間運(yùn)算式(1)求放電時(shí)間時(shí)，作為電力W使用額 定電力。然后，求出時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的放電時(shí)間(預(yù)測(cè)的放電時(shí)間)除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比 例P20 [ % ]，如圖8所示那樣地繪出時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的比例P20 [ % ]。
這樣一來(lái)，繪出了至少3個(gè)時(shí)間點(diǎn)(在本例子中為t0、tl0、t20的時(shí)間點(diǎn))時(shí)的比 例 P0[% ]、P10[% ]、P20[% ]。另外，為了進(jìn)一步提高正確性，還可以繪出t0、tl0、t20以外的時(shí)間點(diǎn)的比例。然后，通過(guò)對(duì)所繪出的比例P0[% ]、P10[% ]、P20[% ]進(jìn)行外插運(yùn)算，求出圖8 所示的外插運(yùn)算特性曲線。因?yàn)樵撏獠暹\(yùn)算特性曲線為100%的時(shí)間點(diǎn)為ts，所以電容器剩余壽命診斷部 100將從時(shí)間點(diǎn)to開(kāi)始的剩余壽命X診斷為(ts-tO)。其中，在上述的說(shuō)明中，以發(fā)生了瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史 記錄而求出的平均溫度)為高溫(60°C)時(shí)為例進(jìn)行了說(shuō)明，而當(dāng)發(fā)生了瞬時(shí)降低時(shí)的溫度 為中溫或低溫時(shí)，使用圖4、圖5所示的中溫或低溫時(shí)的特性，求出中溫或低溫時(shí)的靜電電 容和內(nèi)部電阻。另外，圖4、圖5所示的溫度特性?xún)H僅示出有3類(lèi)溫度(高溫、中溫、低溫)時(shí)的特 性，但是在發(fā)生瞬時(shí)降低時(shí)的溫度是其他溫度的情況下，通過(guò)對(duì)3條特性曲線進(jìn)行最小二 乘法等的運(yùn)算求出回歸式，使用該回歸式求出其他溫度時(shí)的特性曲線。然后，利用這樣求出的特性求出其他溫度時(shí)的靜電電容和內(nèi)部電阻。通過(guò)電容器剩余壽命診斷部100求出的剩余壽命X顯示在顯示裝置120中。另外，在所求出的剩余壽命X未達(dá)到瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置的保證壽命期間的情 況下、或者發(fā)生本次瞬時(shí)降低時(shí)求出的比例(=放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間)P0[%]小于 100%的情況下，也可以發(fā)出警報(bào)。實(shí)施例2在上述的實(shí)施例1中，通過(guò)測(cè)量在電力變換器8進(jìn)行轉(zhuǎn)換器動(dòng)作、電容器陣列7放 電(定電力放電)向負(fù)荷3提供電力，以進(jìn)行電力補(bǔ)償動(dòng)作(瞬時(shí)降低補(bǔ)償動(dòng)作或停電補(bǔ) 償動(dòng)作)時(shí)的電容器陣列7的直流電壓、直流電流和溫度，來(lái)診斷剩余壽命。與此相對(duì)，在實(shí)施例2中，在維護(hù)模式中，通過(guò)測(cè)量電容器陣列7放電時(shí)的、電容器 陣列7的直流電壓、直流電流和溫度，來(lái)診斷剩余壽命。如圖9所示，在預(yù)備充電用升降壓斬波器12的輸出側(cè)，經(jīng)由旁路開(kāi)關(guān)121而連接 電阻器122。在連接旁路開(kāi)關(guān)121和電阻器122的導(dǎo)線上設(shè)置有直流電流測(cè)量器123和直 流電壓測(cè)量器124。在維護(hù)模式中，電力變換器8和轉(zhuǎn)換器11變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)，旁路開(kāi)關(guān)121接通，預(yù)備 充電用升降壓斬波器12在定電流放電模式下運(yùn)行。因此，從電容器陣列7進(jìn)行定電流放電，放電電流被在電阻器122中消耗，最終電 容器陣列7成為完全放電狀態(tài)。這樣，在維護(hù)模式中，在使電容器陣列7放電時(shí)，直流電流測(cè)量器123測(cè)量從電容 器陣列7輸出的放電電流，并將表示所測(cè)量的直流電流值的電流信號(hào)I發(fā)送到電容器剩余 壽命診斷部100。另外，直流電壓測(cè)量器IM測(cè)量電容器陣列7的直流電壓，并將表示所測(cè)量的直流 電壓值的電壓信號(hào)V發(fā)送到電容器剩余壽命診斷部100。此外，溫度測(cè)量器110測(cè)量電容器陣列7的溫度，并經(jīng)由控制裝置4將表示所測(cè)量 的溫度值的溫度信號(hào)T發(fā)送到電容器剩余壽命診斷部100。
剩余壽命診斷部100和實(shí)施例1時(shí)相同，讀入直流信號(hào)I和直流電壓V和溫度信 號(hào)T，通過(guò)各運(yùn)算程序進(jìn)行運(yùn)算，求出靜電電容和內(nèi)部電阻，然后求出放電時(shí)間，最終求出剩 余壽命，診斷電容器陣列7的剩余壽命。該診斷結(jié)果顯示在顯示部120中。實(shí)施例3接下來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3。在上述的實(shí)施例1的診斷剩余壽命的步驟2(第幻方法中，在通過(guò)放電時(shí)間運(yùn)算 式⑴求放電時(shí)間的情況下，作為電力W使用了額定電力，但是，在實(shí)施例3中作為電力W 使用負(fù)荷所需電力。負(fù)荷中的實(shí)際消耗電力根據(jù)與設(shè)備增強(qiáng)相伴的下游側(cè)負(fù)荷的增加、負(fù)荷方式的變 化(電容性負(fù)荷(整流器)的增加、感應(yīng)性負(fù)荷(電動(dòng)機(jī)等)的增加)而變動(dòng)。因此，在這樣的實(shí)際負(fù)荷中，正確地診斷電力補(bǔ)償裝置能夠進(jìn)行補(bǔ)償?shù)氖Ｓ鄩勖浅Ｖ匾?。在?shí)施例3中，對(duì)蓄電體能夠輸出由電力補(bǔ)償裝置進(jìn)行電力補(bǔ)償?shù)膶?shí)際負(fù)荷所消 耗的電力(負(fù)荷所需電力)的放電時(shí)間超過(guò)額定補(bǔ)償時(shí)間的狀態(tài)下的剩余壽命進(jìn)行診斷。如圖10所示，在本實(shí)施例3中，具備交流電力測(cè)量器130。該交流電力測(cè)量器130 在接通高速開(kāi)關(guān)2時(shí)，測(cè)量從系統(tǒng)電源1提供給負(fù)荷3的電力，并輸出表示所測(cè)量的電力值 的電力信號(hào)W。該電力信號(hào)W被經(jīng)由控制裝置4而發(fā)送到電容器剩余壽命診斷部100。在電容器剩余壽命診斷部100中，和圖2所示的相同，具有計(jì)時(shí)器/時(shí)間累計(jì)器 101、信號(hào)輸入端口 102、數(shù)據(jù)保存RAM103、程序保存RAM104、存儲(chǔ)器裝置105、以及中央運(yùn)算 裝置(CPU) 106。因?yàn)槠渌糠值慕Y(jié)構(gòu)和作用與圖1所示的實(shí)施例相同，所以對(duì)同一部分附加同一 符號(hào)而省略了重復(fù)的說(shuō)明。接下來(lái)對(duì)實(shí)施例3的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在本例子中，設(shè)發(fā)生瞬時(shí)降低時(shí)的檢測(cè)溫度例如為高溫(60°C )而進(jìn)行說(shuō)明。其 中，作為發(fā)生瞬時(shí)降低時(shí)的檢測(cè)溫度，采用根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史記錄而求出的平均溫度。首先，求出使用上述的放電時(shí)間運(yùn)算式(1)而求出的發(fā)生了瞬時(shí)降低的時(shí)間點(diǎn)t0 時(shí)的放電時(shí)間除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比例Q0[% ]。如圖11所示那樣地繪出該時(shí)間點(diǎn)t0時(shí) 的比例Q0[% ]。在本例子中，在通過(guò)上述的放電時(shí)間運(yùn)算式⑴求放電時(shí)間時(shí)，作為電力W使用負(fù) 荷所需電力。根據(jù)圖3所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的60°C )對(duì) 應(yīng)的特性，求出和時(shí)間點(diǎn)to不同的時(shí)間點(diǎn)、例如時(shí)間點(diǎn)tio時(shí)的靜電電容C10。另外，根據(jù) 圖4所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的60°C)對(duì)應(yīng)的特性求出 時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的內(nèi)部電阻R10。然后，在上述的放電時(shí)間運(yùn)算式(1)中應(yīng)用靜電電容ClO和內(nèi)部電阻R10，預(yù)測(cè)在 時(shí)間點(diǎn)tio時(shí)的電容器陣列7的放電時(shí)間。在本例子中，在通過(guò)上述的放電時(shí)間運(yùn)算式⑴求放電時(shí)間時(shí)，作為電力W使用負(fù)荷所需電力。然后，求出時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的放電時(shí)間(預(yù)測(cè)的放電時(shí)間)除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比 例Q10[% ]，如圖11所示那樣地繪出時(shí)間點(diǎn)tlO時(shí)的比例Q10[% J0然后，根據(jù)圖3所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的 600C )對(duì)應(yīng)的特性，求出和時(shí)間點(diǎn)t0、tlO不同的時(shí)間點(diǎn)、例如時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的靜電電容 C20。另外，根據(jù)圖4所示的特性中的與發(fā)生本次的瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(例如高溫的60°C) 對(duì)應(yīng)的特性求出時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的內(nèi)部電阻R20。然后，在上述的放電時(shí)間運(yùn)算式(1)中應(yīng)用靜電電容C20和內(nèi)部電阻R20，預(yù)測(cè)在 時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的電容器陣列7的放電時(shí)間。在本例子中，在通過(guò)上述的放電時(shí)間運(yùn)算式⑴求放電時(shí)間時(shí)，作為電力W使用負(fù) 荷所需電力。然后，求出時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的放電時(shí)間(預(yù)測(cè)的放電時(shí)間)除以額定補(bǔ)償時(shí)間的比 例Q20[% ]，如圖11所示那樣地繪出時(shí)間點(diǎn)t20時(shí)的比例Q20[% J0這樣一來(lái)，繪出了至少3個(gè)時(shí)間點(diǎn)(在本例子中為t0、tl0、t20的時(shí)間點(diǎn))時(shí)的比 M QO[% ],Q10[% ]、Q20[% ]。另外，為了進(jìn)一步提高正確性，還可以繪出t0、tl0、t20以外的時(shí)間點(diǎn)的比例。然后，通過(guò)對(duì)所繪出的比例Q0[% ]、Q10[% ]、Q20[% ]進(jìn)行外插運(yùn)算，求出圖11 所示的外插運(yùn)算特性曲線。因?yàn)樵撏獠暹\(yùn)算特性曲線為100%的時(shí)間點(diǎn)為ts，所以電容器剩余壽命診斷部 100將從時(shí)間點(diǎn)to開(kāi)始的剩余壽命X診斷為(ts-tO)。其中，在上述的說(shuō)明中，以發(fā)生了瞬時(shí)降低時(shí)的溫度(根據(jù)溫度信號(hào)T的溫度歷史 記錄而求出的平均溫度)為高溫(60°C)時(shí)為例進(jìn)行了說(shuō)明，而當(dāng)發(fā)生了瞬時(shí)降低時(shí)的溫度 為中溫或低溫時(shí)，使用圖4、圖5所示的中溫或低溫時(shí)的特性，求出中溫或低溫時(shí)的靜電電 容和內(nèi)部電阻。另外，圖4、圖5所示的溫度特性?xún)H僅示出有3類(lèi)溫度(高溫、中溫、低溫)時(shí)的特 性，而在發(fā)生瞬時(shí)降低時(shí)的溫度是其他溫度的情況下，通過(guò)對(duì)3條特性曲線進(jìn)行最小二乘 法等的運(yùn)算求出回歸式，使用該回歸式求出其他溫度時(shí)的特性曲線。然后，利用這樣求出的特性求出其他溫度時(shí)的靜電電容和內(nèi)部電阻。通過(guò)電容器剩余壽命診斷部100求出的剩余壽命X顯示在顯示裝置120中。另外，在所求出的剩余壽命X未達(dá)到瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置的保證壽命期間的情 況下、或者發(fā)生本次瞬時(shí)降低時(shí)求出的比例(=放電時(shí)間/額定補(bǔ)償時(shí)間)Q0[%]小于 100%的情況下，也可以發(fā)出警報(bào)。另外，在上述的實(shí)施例1 3中，對(duì)電力補(bǔ)償裝置為瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置的情況 進(jìn)行了說(shuō)明，但是，即使是無(wú)停電電源裝置，當(dāng)然也同樣能夠診斷剩余壽命。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明除了瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置或無(wú)停電電源裝置之外，能夠應(yīng)用在具備使用 雙電層電容器而形成的蓄電體的各種電力補(bǔ)償裝置中。附圖標(biāo)記說(shuō)明1 系統(tǒng)電源；2 高速開(kāi)關(guān)；3 負(fù)荷；4 控制裝置；5 交流電流測(cè)量器；6 :交流電壓測(cè)量器-J 電容器陣列；8 電力變換器(轉(zhuǎn)換器/逆變器)；9 直流電壓測(cè)量器；10 直流電流測(cè)量器；U 轉(zhuǎn)換器；12 預(yù)備充電用升降壓斬波器；100 電容器剩余壽命診斷 部；110 溫度測(cè)量器；120 顯示裝置；121 旁路開(kāi)關(guān)；122 電阻器；123 直流電流測(cè)量器； 124 直流電壓測(cè)量器；130 交流電力測(cè)量器。
權(quán)利要求
1.一種電容器的剩余壽命診斷裝置，設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中，對(duì)使用雙電層電容器而 形成的蓄電體的壽命進(jìn)行診斷，該剩余壽命診斷裝置的特征在于，具備溫度測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的溫度；電壓測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的直流電壓；電流測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流；靜電電容運(yùn)算單元，在上述蓄電體成為放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量 的測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電 體的靜電電容；內(nèi)部電阻運(yùn)算單元，在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量 電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電體的內(nèi) 部電阻；放電時(shí)間運(yùn)算單元，根據(jù)由上述靜電電容運(yùn)算單元所求得的上述靜電電容和由上述內(nèi) 部電阻運(yùn)算單元所求得的上述內(nèi)部電阻，運(yùn)算在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，上述蓄電體在輸出 額定電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí)間；以及剩余壽命運(yùn)算單元，根據(jù)由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元所求得的上述放電時(shí)間、由上述溫 度檢測(cè)單元所求得的測(cè)量溫度、以及預(yù)先存儲(chǔ)的剩余壽命特性來(lái)運(yùn)算剩余壽命，該剩余壽 命表示從成為該放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始多長(zhǎng)時(shí)間之后是上述蓄電體的放電時(shí)間變?yōu)樾∮?額定補(bǔ)償時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，上述額定補(bǔ)償時(shí)間是作為上述電力補(bǔ)償裝置應(yīng)該輸出額定電力的 時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間。
2.一種電容器的剩余壽命診斷裝置，其特征在于，在上述剩余壽命運(yùn)算單元中，作為上述剩余壽命特性而存儲(chǔ)有多個(gè)溫度條件下的多個(gè) 剩余壽命特性；上述剩余壽命運(yùn)算單元，在由上述溫度檢測(cè)單元所求得的上述測(cè)量溫度和上述多個(gè)溫 度條件的溫度不同的情況下，根據(jù)上述多個(gè)剩余壽命特性而求出和上述測(cè)量溫度對(duì)應(yīng)的剩 余壽命特性，使用該求得的剩余壽命特性來(lái)運(yùn)算剩余壽命。
3.一種電容器的剩余壽命診斷裝置，設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中，對(duì)使用雙電層電容器而 形成的蓄電體的壽命進(jìn)行診斷，該剩余壽命診斷裝置的特征在于，具備溫度測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的溫度；電壓測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的直流電壓；電流測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流；靜電電容運(yùn)算單元，在上述蓄電體成為放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量 的測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電 體的靜電電容；內(nèi)部電阻運(yùn)算單元，在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量 電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電體的內(nèi) 部電阻；放電時(shí)間運(yùn)算單元，根據(jù)上述蓄電體的靜電電容和上述蓄電體的內(nèi)部電阻，運(yùn)算上述 蓄電體在輸出額定電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí)間；以及剩余壽命運(yùn)算單元，求出剩余壽命，該剩余壽命表示從成為該放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始多長(zhǎng)時(shí)間之后是上述蓄電體的放電時(shí)間變?yōu)樾∮陬~定補(bǔ)償時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，上述額定補(bǔ)償時(shí) 間是作為上述電力補(bǔ)償裝置應(yīng)該輸出額定電力的時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間， 上述剩余壽命運(yùn)算單元，預(yù)先存儲(chǔ)靜電電容變化率特性和內(nèi)部電阻變化率特性，其中該靜電電容變化率特性針 對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的靜電電容隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特性，該內(nèi)部電阻 變化率特性針對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的內(nèi)部電阻隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特 性，上述剩余壽命運(yùn)算單元求得由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)在成為上述放電狀態(tài)時(shí)的 時(shí)間點(diǎn)由上述靜電電容運(yùn)算單元求得的上述靜電電容、在成為上述放電狀態(tài)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)由 上述內(nèi)部電阻運(yùn)算單元求得的上述內(nèi)部電阻、以及上述額定電力所求出的放電時(shí)間除以上 述額定補(bǔ)償時(shí)間的比例；以及、根據(jù)上述內(nèi)部電阻變化率特性求出在與成為上述放電狀態(tài) 的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的、并且與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度相同溫度下的內(nèi) 部電阻，根據(jù)上述靜電電容變化率特性求出在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí) 間點(diǎn)、并且與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度相同溫度下的靜電電容，由上述放電時(shí)間 運(yùn)算單元根據(jù)這樣求得的在多個(gè)時(shí)間的內(nèi)部電阻和靜電電容、上述額定電力求出的在多個(gè) 時(shí)間的放電時(shí)間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的在多個(gè)時(shí)間的比例，對(duì)所求得的各比例進(jìn)行外插運(yùn)算求出外插運(yùn)算特性曲線，求出該外插運(yùn)算特性曲線變 為100%的時(shí)間點(diǎn)，并且將該時(shí)間點(diǎn)和成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間作為剩余壽 命而求出。
4.一種電力補(bǔ)償裝置，其特征在于，在該電力補(bǔ)償裝置中設(shè)置有權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)上述的電容器的剩余壽命診斷裝置，在上述電力補(bǔ)償裝置中，在電力補(bǔ)償時(shí)對(duì)上述蓄電體的電力進(jìn)行逆變換并提供給負(fù)荷 的電力變換器進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，在能夠測(cè)量上述蓄電體的直流電壓的位置上配置上述電壓測(cè)量 單元，在能夠測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流的位置上配置有上述電流測(cè)量單元。
5.一種電力補(bǔ)償裝置，其特征在于，在該電力補(bǔ)償裝置中設(shè)置有權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)上述的電容器的剩余壽命診斷裝置，在上述電力補(bǔ)償裝置中設(shè)置有電阻器；以及斬波器，該斬波器通過(guò)進(jìn)行斬波動(dòng)作對(duì) 上述蓄電體的電力進(jìn)行放電并提供給上述電阻器供其消耗，在上述斬波器進(jìn)行斬波動(dòng)作時(shí)，在能夠測(cè)量上述蓄電體的直流電壓的位置配置上述電 壓測(cè)量單元，在能夠測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流的位置配置上述電流測(cè)量單元。
6.一種電容器的剩余壽命診斷裝置，設(shè)置在電力補(bǔ)償裝置中，對(duì)使用雙電層電容器而 形成的蓄電體的壽命進(jìn)行診斷，該剩余壽命檢測(cè)裝置的特征在于，具備溫度測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的溫度； 電壓測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體的直流電壓； 電流測(cè)量單元，測(cè)量上述蓄電體所輸出的直流電流；電力測(cè)量單元，測(cè)量由上述電力補(bǔ)償裝置進(jìn)行電力補(bǔ)償?shù)呢?fù)荷所消耗的電力即負(fù)荷所 需電力；靜電電容運(yùn)算單元，在上述蓄電體成為放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量 的測(cè)量電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電 體的靜電電容；內(nèi)部電阻運(yùn)算單元，在成為上述放電狀態(tài)時(shí)，根據(jù)在上述電壓測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量 電壓和在上述電流測(cè)量單元中測(cè)量的測(cè)量電流，運(yùn)算成為該放電狀態(tài)時(shí)的上述蓄電體的內(nèi) 部電阻；放電時(shí)間運(yùn)算單元，根據(jù)上述蓄電體的靜電電容、上述蓄電體的內(nèi)部電阻、和上述負(fù)荷 所需電力，運(yùn)算上述蓄電體在輸出上述負(fù)荷所需電力的同時(shí)能夠進(jìn)行放電的放電時(shí)間；以 及剩余壽命運(yùn)算單元，求出剩余壽命，該剩余壽命表示從成為該放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始 多長(zhǎng)時(shí)間之后是上述蓄電體的放電時(shí)間變?yōu)樾∮陬~定補(bǔ)償時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)，上述額定補(bǔ)償時(shí) 間是作為上述電力補(bǔ)償裝置應(yīng)該輸出上述負(fù)荷所需電力的時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間，上述剩余壽命運(yùn)算單元，預(yù)先存儲(chǔ)靜電電容變化率特性和內(nèi)部電阻變化率特性，其中該靜電電容變化率特性針 對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的靜電電容隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特性，該內(nèi)部電阻 變化率特性針對(duì)各溫度的每一個(gè)溫度示出上述蓄電體的內(nèi)部電阻隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的特 性，上述剩余壽命運(yùn)算單元求得由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)在成為上述放電狀態(tài)時(shí)的 時(shí)間點(diǎn)由上述靜電電容運(yùn)算單元所求得的上述靜電電容、在成為上述放電狀態(tài)時(shí)的時(shí)間點(diǎn) 由上述內(nèi)部電阻運(yùn)算單元所求得的上述內(nèi)部電阻、以及由上述電力測(cè)量單元所求得的上述 負(fù)荷所需電力所求得的放電時(shí)間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的比例；以及、根據(jù)上述內(nèi)部電阻 變化率特性求出在與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的、并且與成為上述放 電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度相同溫度下的內(nèi)部電阻，根據(jù)上述靜電電容變化率特性求出在與成 為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)不同的多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的、并且與成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)的溫度 相同溫度下的靜電電容，由上述放電時(shí)間運(yùn)算單元根據(jù)這樣求得的在多個(gè)時(shí)間的內(nèi)部電阻 和靜電電容、以及由上述電力測(cè)量單元所求得的上述負(fù)荷所需電力所求出的在多個(gè)時(shí)間的 放電時(shí)間除以上述額定補(bǔ)償時(shí)間的在多個(gè)時(shí)間的比例，對(duì)所求得的各比例進(jìn)行外插運(yùn)算求出外插運(yùn)算特性曲線，求出該外插運(yùn)算特性曲線成 為100%的時(shí)間點(diǎn)，并且將該時(shí)間點(diǎn)和成為上述放電狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間作為剩余壽 命而求出。
全文摘要
在瞬時(shí)電壓降低補(bǔ)償裝置中，如果發(fā)生瞬時(shí)降低則電力變換器(8)進(jìn)行逆變器動(dòng)作對(duì)電容器陣列(7)的電力進(jìn)行DC/AC變換并提供給負(fù)荷(3)。此時(shí)電容器剩余壽命診斷部(100)將電容器陣列(7)的直流電壓值、直流電流值和溫度值取入到電容器剩余壽命診斷部(100)中，使用預(yù)先存儲(chǔ)的運(yùn)算剩余壽命的程序，對(duì)電容器放電時(shí)間超過(guò)額定補(bǔ)償時(shí)間的狀態(tài)下能夠使用電容器陣列(7)的剩余壽命進(jìn)行診斷。因此，在電容器陣列(7)在輸出額定電力的同時(shí)進(jìn)行放電的放電時(shí)間超過(guò)電力補(bǔ)償裝置作為應(yīng)該輸出額定電力的時(shí)間所要求的額定補(bǔ)償時(shí)間的狀況下，可以診斷能夠使用電容器陣列(7)的剩余壽命。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102057282SQ20098012067
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者伊藤裕通, 坂井良孝, 渡邊裕之 申請(qǐng)人:株式會(huì)社明電舍