説明

寿命推定装置、寿命推定方法及びプログラム

【課題】コンデンサを有する電子機器の寿命をより正確に算出する。
【解決手段】コンデンサの温度と寿命との関係を表す関係式に基づいて、前記コンデンサを有する電子機器の寿命を推定する寿命推定装置であって、前記電子機器が有する前記コンデンサの推定温度と、前記コンデンサが前記推定温度であった合計時間と、を温度毎に対応付けて記憶する温度別滞在時間テーブルと、前記各推定温度における前記コンデンサの寿命を、前記関係式を用いてそれぞれ算出する第1寿命算出部と、前記コンデンサの推定温度から算出される前記寿命の逆数と、前記コンデンサが前記推定温度であった前記合計時間と、の乗算値を前記推定温度毎に求め、前記各乗算値の合計値を、前記コンデンサの劣化度として算出する劣化度算出部と、前記劣化度の逆数を、前記電子機器の寿命として算出する第2寿命算出部と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、寿命推定装置、寿命推定方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
インバータ等の電子機器には、その主回路や制御回路にコンデンサが使用されている。コンデンサは、他の部品に比べて熱に弱く、電子機器の構成部品の中では通常寿命が最も短い。そのため、コンデンサについて推定した寿命により、電子機器の寿命を推定することが行われている。
【0003】
コンデンサの寿命は、コンデンサの電気的特性の経時的変化と周囲温度との関係を示すアレニウスの法則(式1)を用いて推定することができる。

ここで、L:コンデンサの推定寿命[時間]、L0:コンデンサの基準寿命[時間]、Tmax:コンデンサの最高使用温度[℃]、T:コンデンサの周囲温度[℃]である。なお、基準寿命L0、および最高使用温度Tmaxは、コンデンサの特性値としてコンデンサの製造メーカによって公表されている。
【0004】
アレニウスの法則を用いてコンデンサの寿命(余寿命)を推定する技術は、例えば特許文献1に記載されている。
特許文献1には、まず初期時点において、標準的な使用条件で想定される電解コンデンサの温度t0における総余寿命をアレニウスの法則に基づいて計算しておき、その後、所定時間毎に、経過時間とその間の平均温度txとを考慮して、前記温度t0における余寿命に逐次換算し、この換算した余寿命と前記総余寿命と初期時点からの経過時間とに基づいて、ある時点における実使用時(電解コンデンサを備えた電子機器の実使用時)の余寿命を計算することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第3850311号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載されている技術は、初期時点における電解コンデンサの総余寿命が時間経過とともに直線的に減少する特性を前提としている。そして温度や負荷等の使用条件が変化した場合には、スイッチや外部信号によって上記特性をリセットし、その傾きを変更するようになっている。
しかしながら、コンデンサの温度は電子機器の動作状態や気温等により様々に変化するのが通常である。これまでの技術では、このようなコンデンサの温度変化が正確に反映されておらず、電子機器の寿命が正確に算出されているとは必ずしも言えない。
【0007】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、コンデンサを有する電子機器の寿命をより正確に算出することが可能な寿命推定装置、寿命推定方法及びプログラムを提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、コンデンサの温度と寿命との関係を表す関係式に基づいて、前記コンデンサを有する電子機器の寿命を推定する寿命推定装置であって、前記電子機器が有する前記コンデンサの推定温度と、前記コンデンサが前記推定温度であった合計時間と、を温度毎に対応付けて記憶する温度別滞在時間テーブルと、前記各推定温度における前記コンデンサの寿命を、前記関係式を用いてそれぞれ算出する第1寿命算出部と、前記コンデンサの推定温度から算出される前記寿命の逆数と、前記コンデンサが前記推定温度であった前記合計時間と、の乗算値を前記推定温度毎に求め、前記各乗算値の合計値を、前記コンデンサの劣化度として算出する劣化度算出部と、前記劣化度の逆数を、前記電子機器の寿命として算出する第2寿命算出部と、を備える。
【0009】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、コンデンサを有する電子機器の寿命をより正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】コンデンサ余寿命診断システムの全体構成例を示す図である。
【図2】コンデンサ余寿命診断システムのハードウェア構成例を示す図である。
【図3】コンデンサ余寿命診断システムの記憶装置を示す図である。
【図4】温度変化データベースを示す図である。
【図5】温度分布データベースを示す図である。
【図6】温度補正データベースを示す図である。
【図7】コンデンサデータベースを示す図である。
【図8】コンデンサ余寿命診断システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図9】最寄地点温度テーブルを示す図である。
【図10】電子機器温度テーブルを示す図である。
【図11】コンデンサ温度テーブルを示す図である。
【図12】温度分布データベースをグラフ表示した図である。
【図13】動作状態記憶テーブルを示す図である。
【図14】動作状態記憶テーブルを示す図である。
【図15】コンデンサ温度テーブルを示す図である。
【図16】コンデンサ余寿命診断システムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図17】温度別滞在時間テーブルを示す図である。
【図18】温度別滞在時間テーブルを示す図である。
【図19】温度別滞在時間テーブルを示す図である。
【図20】温度別滞在時間テーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
==コンデンサ余寿命診断システムの概要==
本発明の実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム(寿命推定装置)1000の概要について、図1を参照しながら説明する。
本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、インバータ等の各種電子機器が有するコンデンサの寿命を算出することで、電子機器の寿命を推定する装置である。また本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、算出したコンデンサの寿命と、電子機器が設置された時期と、により、電子機器内のコンデンサの交換推奨時期を算出し、出力することもできる。
【0013】
図1に示すように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、温度変化算出部600、周囲温度変化算出部610、装置稼動状態作成部620、稼動考慮周囲温度変化算出部630、寿命予測算出部640、交換推奨時期算出部650、温度変化データベース(DB)500、温度分布データベース(DB)510、温度補正データベース(DB)520、コンデンサデータベース(DB)530を備えて構成される。
【0014】
==コンデンサ余寿命診断システムの構成==
次に、コンデンサ余寿命診断システム1000の構成について、適宜図面を参照しながら説明する。
コンデンサ余寿命診断システム1000は、図2に例示するように、CPU100、メモリ110、記憶装置120、通信装置130、入力装置140、出力装置150、記録媒体読取装置160を備えるコンピュータにより実現することができる。
【0015】
CPU100は、コンデンサ余寿命診断システム1000の全体の制御を司るもので、記憶装置120に記憶されたコンデンサ余寿命診断システム制御プログラム400(図3)をメモリ110に読み出して実行し、メモリ110や通信装置130、入力装置140、出力装置150、記憶装置120等のハードウェア機器と協働することにより、コンデンサ余寿命診断システム1000としての各種機能を実現する。
【0016】
記録媒体読取装置160は、記録媒体200に記録されている各種プログラムやデータの読み取りや書き込みを行うための装置である。読み取られたプログラムやデータはメモリ110や記憶装置120に格納される。
【0017】
記録媒体200としては磁気ディスクや光ディスク、磁気テープ、半導体メモリ等を用いることができる。記録媒体200には、例えばコンデンサ余寿命診断システム制御プログラム400を記録しておくことができる。
【0018】
入力装置140は、オペレータ等によるコンデンサ余寿命診断システム1000へのデータ入力等のために用いられる装置であり、ユーザインタフェースとして機能する。入力装置140としては例えばキーボードやマウス等を用いることができる。
【0019】
出力装置150は、情報を外部に出力するための装置でありユーザインタフェースとして機能する。出力装置150としては例えばディスプレイやプリンタ等を用いることができる。
【0020】
通信装置130は通信を行うための装置である。コンデンサ余寿命診断システム1000はネットワーク300を介して他のコンピュータと通信を行い、例えば、ネットワーク300を介して他のコンピュータからコンデンサ余寿命診断システム制御プログラム400を受信して、記憶装置120に格納するようにすることもできる。
【0021】
記憶装置120は、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置である。図3に示すように、記憶装置120にはコンデンサ余寿命診断システム制御プログラム400、温度変化データベース500、温度分布データベース510、温度補正データベース520、コンデンサデータベース530が記憶されている。
【0022】
<温度変化データベース>
温度変化DB500には、図4に示すように、1月1日から12月31日までの1年間に各地点において計測された1時間毎の気温データが、日時を示す情報と対応付けて時系列に記憶されている。図4に示す例では、A地点、B地点、C地点の1年間の1時間毎の気温が例示されている。
【0023】
<温度分布データベース>
温度分布DB(温度対応テーブル)510には、図5に示すように、電子機器の盤内温度(電子機器における温度)と、電子機器が上記温度である場合に計測されたコンデンサの温度と、が対応付けて記憶されている。
図5に例示する温度分布DBでは、2つの電子機器(型式・シリアル番号がXXXXXX0で特定される電子機器と、型式・シリアル番号がYYYYYY0で特定される電子機器)について、盤内温度とコンデンサの実測温度との関係が記憶されている。
【0024】
また、一つの電子機器内に複数のコンデンサが使用されている場合には、それぞれのコンデンサで実測された温度が、電子機器の盤内温度と対応付けて記憶されている。
なお、電子機器の盤内温度が同じでも、電子機器の負荷の程度に応じてコンデンサの温度は変動する。そのため、本実施形態に係る温度分布DB510は、電子機器を所定負荷(例えば50%)で動作させたときの盤内温度とコンデンサの温度との関係を記憶している。電子機器の負荷によるコンデンサの温度の変動分は、以下に記載する温度補正データベース520により補正する。
【0025】
<温度補正データベース>
温度補正DB520には、図6に示すように、電子機器の負荷が上記所定負荷(50%)である場合を基準にして、電子機器の負荷が0%から100%まで変化した場合におけるコンデンサの温度の変化量が記憶されている。
【0026】
<コンデンサデータベース>
コンデンサDB530には、図7に示すように、電子機器が有する各コンデンサの各種特性値が記憶されている。図7には、各コンデンサの基準寿命L0と、コンデンサの基準温度(最高使用温度)Tmaxと、が例示されている。
【0027】
<温度変化算出部>
温度変化算出部600は、入力装置140から、電子機器が設置される最寄地点を示す情報の入力を受け付けると、温度変化DB500から最寄地点における1年間の気温データを読み出す。例えば図4に示すA地点が最寄地点として指定された場合には、温度変化算出部600は、A地点の年間気温データを温度変化DB500から読み出す。そして温度変化算出部600は、読み出した気温データを最寄地点温度テーブル700としてメモリ110あるいは記憶装置120に記憶する。最寄地点温度テーブル700の例を図9に示す。
【0028】
また温度変化算出部600は、入力装置140から、温度測定値、診断年月、及び診断日時を示す情報の入力を受け付ける。温度測定値は、電子機器における温度(盤内温度)の計測値であり、診断年月及び診断日時は、電子機器の上記温度が計測された年月日及び時刻を示す。
【0029】
そうすると温度変化算出部600は、最寄地点温度テーブル700に記憶されている最寄地点における1年間の気温データから上記診断日時における気温データを抽出し、この気温データを上記温度測定値から減算し、差分を求める。
【0030】
そして、温度変化算出部600は、上記最寄地点温度テーブル700に記憶されている最寄地点の1年間のそれぞれの気温データに対して、この減算値をそれぞれ加算する。このようにして得られる温度データは、電子機器の1年間に亘る盤内温度であると推定できる。
【0031】
温度変化算出部600は、これらの1年分の温度データをそれぞれ日時情報と対応付けて、電子機器温度テーブル710としてメモリ110あるいは記憶装置120に記憶する。電子機器温度テーブル710の例を図10に示す。
【0032】
電子機器温度テーブル710に記憶されている各温度データは、1月1日の0時から12月31日の23時までに亘り、電子機器の盤内温度を1時間毎に1年間に亘り計測した場合に得られると推定される温度データに相当する。
【0033】
このように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、最寄地点の気温データを利用して電子機器の盤内温度を得るようにしているので、1時間毎の盤内温度を1年間にも亘って実測することなく、これらの温度を取得することが可能となる。
【0034】
<周囲温度変化算出部>
周囲温度変化算出部610は、温度分布DB510を参照し、上記電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の1年間の1時間毎の各盤内温度を、それぞれコンデンサの温度に変換し、コンデンサ温度テーブル720としてメモリ110あるいは記憶装置120に記憶する。
【0035】
具体的には、周囲温度変化算出部610は、電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の各盤内温度について、それぞれの盤内温度に対応するコンデンサの温度を温度分布DB510から抽出し、抽出した温度に変換する。コンデンサ温度テーブル720の例を図11に示す。
【0036】
その際、周囲温度変化算出部610は、入力装置140から入力された電子機器の装置型式及びシリアル番号により、温度分布DB510に記憶されている電子機器を特定するようにする。
【0037】
なお、電子機器温度テーブル710に記憶されている盤内温度に一致する盤内温度が温度分布DB510中に記載されていない場合には、コンデンサ余寿命診断システム1000は、温度分布DB510に記載されている盤内温度を線形補完することにより、電子機器温度テーブル710に記憶されている盤内温度に対応するコンデンサの温度を求める。
【0038】
また、電子機器に複数のコンデンサが含まれる場合には、周囲温度変化算出部610は、その電子機器に含まれる全てのコンデンサについて、それぞれコンデンサ温度テーブル720を生成する。
【0039】
また周囲温度変化算出部610は、入力装置140から負荷率を示すデータを取得すると、負荷率に対応するコンデンサの温度の変化量を、温度補正データベース520から読み出し、この変化量を、上記コンデンサ温度テーブル720に記憶されているコンデンサのそれぞれの温度データに加算する。
【0040】
このように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、温度分布DB510に記憶されている電子機器の盤内温度とコンデンサの温度との関係を示すデータを予め作成しておき、このデータを利用してコンデンサの温度を得るようにしているので、1時間毎のコンデンサの温度を1年間にも亘って実測することなく、これらの温度を取得することが可能となる。
【0041】
さらに本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、負荷率に応じて変動するコンデンサの温度の変動量を予め測定しておき、この変動量を利用して、コンデンサの温度を負荷率に応じて補正するようにしているので、より正確なコンデンサの温度を取得することが可能となる。
【0042】
<装置稼動状態作成部>
装置稼動状態作成部620は、入力装置140から、電子機器の装置稼動状態を示す情報を取得し、動作状態記憶テーブル740を生成する。動作状態記憶テーブル740を図13及び図14に示す。
装置稼動状態を示す情報には、1日のうち電子機器が動作中である期間を示す情報、例えば1日のうち電子機器が動作を開始する時刻と動作を終了する時刻が記載されている。
【0043】
そして動作状態記憶テーブル740には、上記装置稼動状態に対応して生成される、電子機器が動作中である期間を示す情報が記憶されている。
例えば、動作状態記憶テーブル740は、午前0時から24時までの1時間毎に、電子機器が動作中であるか、動作中でないかを示す情報を記憶している。図13は、電子機器が毎日午前8時から午後9時までの間動作する場合の動作状態記憶テーブル740を示し、図14は、電子機器が毎日24時間連続して動作する場合の動作状態記憶テーブル740を示す。
【0044】
<稼動考慮周囲温度変化算出部>
稼動考慮周囲温度変化算出部630は、温度変化算出部600が生成した電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の1年間分の盤内温度データのうち、電子機器が動作中の期間に対応する盤内温度データを、コンデンサ温度テーブル720に記載されているコンデンサの各温度データに変換する。
【0045】
電子機器が動作中である期間は、コンデンサの温度は、コンデンサの発熱により、コンデンサ温度テーブル720に記載されている温度になると推定されるが、電子機器が動作中でない期間は、コンデンサは発熱しないため、コンデンサの温度は電子機器の盤内温度と等しい温度になると推定されるためである。
【0046】
稼動考慮周囲温度変化算出部630は、電子機器が動作中か動作中でないかの情報を、動作状態記憶テーブル740を参照することにより取得することができる。
【0047】
なお、上記と同じことであるが、稼動考慮周囲温度変化算出部630は、周囲温度変化算出部610が生成したコンデンサ温度テーブル720に記憶されている1年間分のコンデンサの温度データのうち、電子機器が動作中ではない期間に対応するコンデンサの温度データを、電子機器温度テーブル710に記載されている電子機器の盤内温度データに変換する、としてもよい。
【0048】
稼動考慮周囲温度変化算出部630は、電子機器が動作中か動作中でないかを温度データに反映させたコンデンサ温度テーブル720を、メモリ110や記憶装置120に記憶する。その様子を図15に示す。
【0049】
図15に示した例は、図13に示したように、電子機器が毎日午前8時から午後9時までの間のみ動作する場合を示したものであり、電子機器が動作中の期間は、コンデンサ温度テーブル720に記載されている温度データが記載され、電子機器が動作中でない期間は、電子機器温度テーブル710に記載されている盤内温度データが記載されている。
【0050】
このように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、電子機器の稼動状態も加味してコンデンサの温度を得るようにしているので、より正確にコンデンサの温度を取得することが可能となる。
【0051】
<寿命予測算出部>
寿命予測算出部640は、上記コンデンサ温度テーブル720に1月1日から12月31日まで時系列に記載されているコンデンサの各温度データを、温度別に並べ替える。その際寿命予測算出部640は、並べ替えた温度毎に、コンデンサがその温度であった合計時間Dを求め、各温度の温度データと対応付けて記憶する。
コンデンサ温度テーブル720には温度データが1時間毎に記憶されているので、各温度の温度データの数(頻度)が、コンデンサがその温度であった合計時間Dに相当する。
【0052】
そして寿命予測算出部640は、温度毎の合計時間Dを温度別滞在時間テーブル730としてメモリ110あるいは記憶装置120に記憶する。温度別滞在時間テーブル730を図17に示す。温度別滞在時間テーブル730の滞在時間D欄の合計は8760時間となる。
【0053】
次に寿命予測算出部640は、温度別滞在時間テーブル730に記載されている温度毎に、コンデンサの寿命Jを(式1)を用いて算出する。
その際、寿命予測算出部640はコンデンサDB530を参照し、コンデンサの寿命を算出するために必要な特性値(基準寿命及び基準温度)を読み出す。寿命予測算出部640が、各温度についてコンデンサの寿命Jを算出した結果を図18に示す。
【0054】
次に寿命予測算出部640は、各温度について上記算出したコンデンサの寿命Jの逆数(1/J)と、各温度の合計時間(滞在時間)Dとの積を温度毎に求める。この積は、それぞれ、各温度においてコンデンサの劣化がどの程度進むか、つまりコンデンサの劣化の度合いRを表す。各温度についてコンデンサの劣化の度合いRを算出した様子を図19に示す。
【0055】
そして寿命予測算出部640は、各温度におけるコンデンサの劣化の度合いRの合計値を算出する。この合計値は、1年間にコンデンサが総じてどの程度劣化するか、つまり1年間のコンデンサの劣化の度合い(劣化度)を表す。
【0056】
そして寿命予測算出部640は、この劣化度の逆数を電子機器の寿命として算出する。寿命予測算出部640が電子機器の寿命を算出した様子を図20に示す。図20に示す例では、電子機器の寿命は5.36年と算出される。
【0057】
なお、電子機器に複数のコンデンサが含まれる場合には、それぞれのコンデンサに対してそれぞれ生成された温度別滞在時間テーブル730に基づいて、それぞれ電子機器の寿命を算出し、それらの寿命を元に例えば最小値や平均値を電子機器の寿命として算出するようにする。
【0058】
このように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、電子機器内のコンデンサの温度変化を考慮し、各温度でのコンデンサの劣化度合いを総合的に加味した上で、電子機器の寿命を算出するようにしているので、より正確に電子機器の寿命を算出することが可能となる。
【0059】
<交換推奨時期算出部>
交換推奨時期算出部650は、入力装置140から、電子機器が設置された時期を示す情報を受け付けると、上記算出した電子機器の寿命と、電子機器の設置時期と、に基づいて、電子機器が有するコンデンサの交換推奨時期を算出する。
例えば、電子機器の設置時期が2008年1月であり、電子機器の寿命が5年と算出された場合には、交換推奨時期算出部650は、コンデンサの交換推奨時期を2013年1月と算出する。
【0060】
そして交換推奨時期算出部650は、このコンデンサの交換推奨時期を示すメッセージを出力装置150に出力する。
なお交換推奨時期算出部650は、電子機器の寿命に所定の係数を掛けて、コンデンサの交換推奨時期を算出するようにしてもよい。例えば係数を0.8とした場合には、交換推奨時期算出部650は、電子機器の設置時期が2008年1月であり、電子機器の寿命が5年と算出された場合には、コンデンサの交換推奨時期を2012年1月と算出する。
【0061】
あるいは交換推奨時期算出部650は、診断年月(現在日時)を示す情報も取得し、現在からコンデンサ交換推奨時期までの期間を算出するようにしても良い。
例えば、電子機器の設置時期が2008年1月であり、診断年月が2011年1月であり、電子機器の寿命が5年と算出された場合には、交換推奨時期算出部650は、コンデンサの交換推奨期間を2011年1月から2年以内と算出する。
【0062】
このように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、電子機器内のコンデンサの交換推奨時期を算出し、交換時期を示すメッセージを出力するようにしているので、電子機器内のコンデンサが破損する前に、交換を行うことが可能となる。
【0063】
==コンデンサ余寿命診断システムの処理の流れ==
次に、コンデンサ余寿命診断システム1000の処理の流れについて、適宜図面を参照しながら説明する。コンデンサ余寿命診断システム1000の処理の流れを示すフローチャートを図8及び図16に示す。
【0064】
図16のフローチャートは、図8のフローチャートにおけるS8の処理をより詳細に記載したものである。
まずコンデンサ余寿命診断システム1000は、入力装置140から各種データの入力を受け付ける(S1)。
入力装置140から受け付けるデータは、例えば、図1に示した、「装置稼動状態」、「負荷率」、「装置型式」、「シリアルNO」、「温度測定値」、「診断年月」、「診断日時」、「最寄地点」、「設置年月」である。
【0065】
「装置稼動状態」は、電子機器の毎日の動作開始時刻と動作終了時刻とを含む情報である。毎日午前8時に動作を開始し、午後9時に動作を終了する場合には、「稼動開始時刻:8:00稼動終了時刻:21:00」のように入力する。毎日24時間動作する場合には、「稼動開始時刻:0:00稼動終了時刻:0:00」のように入力する。また、電子機器が一日中稼動している場合以外では、動作開始時刻が動作終了時刻よりも小さくなるように指定する。
【0066】
「負荷率」は電子機器の負荷率を示す情報である。負荷率は、所定の基準に基づいて定まる値であり、0%から100%のいずれかの値を取る。
「装置型式」及び「シリアルNO」は、電子機器を特定するための情報である。
「温度測定値」は、電子機器の盤内温度の実測値である。
「診断年月」及び「診断日時」は、電子機器の盤内温度を測定した年月日及び時刻を示す。
「最寄地点」は、電子機器が設置される場所や建物、地域に最も近い場所を示す情報を表す。「最寄地点」を入力する際は、事前に定められた複数の候補地点の中から選ぶようにしてもよい。
「設置年月」は、電子機器がはじめて動作を開始した年月を示す。電子機器の寿命の起点となる情報である。
【0067】
次にコンデンサ余寿命診断システム1000は、最寄地点の温度データを温度変化DB500から読み込み、読み込んだ温度データを最寄地点温度テーブル700に記憶する(S2)。最寄地点温度テーブル700を図9に示す。
【0068】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、最寄地点温度テーブル700に記憶されている最寄地点における1年間の気温データから上記診断日時における気温データを抽出し、この気温データを上記温度測定値から減算し、差分ΔTを求める。(S3)。
【0069】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、上記最寄地点温度テーブル700に記憶されている最寄地点の1年間のそれぞれの気温データに対して、この減算値をそれぞれ加算し、電子機器の1年間に亘る盤内温度の推定値を算出し、電子機器温度テーブル710に記憶する(S4)。電子機器温度テーブル710を図10に示す。
【0070】
なお最寄地点温度テーブル700に記憶されている各気温データから、電子機器の盤内温度への変換は、(式2)により行うことができる。
(n)=T(x,n)+ΔT (式2)
ただし、T(n):1年分の盤内温度変化(n=1〜8760)、T(x,n):最寄地点xの1年分の温度変化(n=1〜8760)、ΔT:温度偏差をあらわす。
【0071】
次に、コンデンサ余寿命診断システム1000は、装置型式とシリアルNoを用いて、温度分布DB510の中から、上記装置型式・シリアルNoに対応する電子機器のコンデンサの温度を抽出する。(S5)。
【0072】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、温度分布DB510から抽出した電子機器の盤内温度とコンデンサの温度との関係を示すデータを用いて、上記電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の各盤内温度を、それぞれコンデンサの温度に変換するとともに、電子機器の負荷率に応じて変動するコンデンサの温度の変化量を温度補正データベース520から読み出し、この変化量を上記コンデンサの各温度データに加算する(S6)。
【0073】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、これらの温度データをコンデンサ温度テーブル720としてメモリ110あるいは記憶装置120に記憶する。コンデンサ温度テーブル720の例を図11に示す。
【0074】
コンデンサ余寿命診断システム1000は、上記電子機器の盤内温度からコンデンサの温度データへの変換を(式3)により行う。
S(n)=f(TB(n))+ f(LF) (式3)
ただし、TS(n):1年分のコンデンサの温度(n=1〜8760)、f(TB(n)):盤内温度から換算した1年分のコンデンサの温度(n=1〜8760)、LF:負荷率、f(LF):負荷率LFに応じたコンデンサの温度変化量をあらわす。
【0075】
なおコンデンサ余寿命診断システム1000は、上記電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の各盤内温度を、それぞれコンデンサの温度に変換する場合に、温度分布DB510中に、電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の盤内温度に一致する盤内温度が記載されていない場合には、盤内温度とコンデンサの温度の関係を線形近似することで、コンデンサの温度を求める。盤内温度TBとコンデンサの温度TS’との関係を線形近似により求めた際のグラフを、図12に示す。
【0076】
すなわち、盤内温度をTB、コンデンサの温度をTS’とし、式(4)のようにして近似する。
TS’=aTB+b (式4)
ただし、a、bは定数とする。
例えば、電子機器温度テーブル710に記憶されている電子機器の盤内温度が18℃である場合には、温度分布DB510に記載されている盤内温度15℃及び20℃のときのコンデンサの各温度を線形補完する。
(式4)に、TB=15℃、TS’=18℃、および、TB=20℃、TS’=25℃を代入してa、bを求め、このa、bを用いて、TBに対するTS’を求める。
【0077】
次にコンデンサ余寿命診断システム1000は、電子機器の動作状態を考慮し、周囲温度変化算出部610が生成したコンデンサ温度テーブル720に記憶されている1年間分のコンデンサの温度データのうち、電子機器が動作中ではない期間に対応するコンデンサの温度データを、電子機器温度テーブル710に記載されている電子機器の盤内温度データに変換する(S7)。
【0078】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は電子機器の寿命を算出する(S8)。このS8における処理をさらに詳細に図16に示す。
【0079】
まずコンデンサ余寿命診断システム1000は、上記コンデンサ温度テーブル720に1月1日から12月31日まで時系列に記載されているコンデンサの各温度データを、温度別に並べ替え、並べ替えた温度毎にコンデンサがその温度であった合計時間Dを求め、各温度の温度データと対応付けて温度別滞在時間テーブル730として記憶する(S8-1)。温度別滞在時間テーブル730を図17に示す。
【0080】
次にコンデンサ余寿命診断システム1000は、温度別滞在時間テーブル730に記載されている温度毎に、コンデンサの寿命Jを(式1)を用いて算出する(S8-2)。コンデンサ余寿命診断システム1000が、各温度についてコンデンサの寿命Jを算出した結果を図18に示す。
【0081】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、各温度について上記算出したコンデンサの寿命Jの逆数(1/J)と、各温度の合計時間(滞在時間)Dとの積を温度毎に求め、さらに、これらの合計値からコンデンサの劣化度を求める(S8-3)。その様子を図19に示す。
【0082】
そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、この劣化度の逆数から電子機器の寿命を算出する(S8-4)。コンデンサ余寿命診断システム1000が電子機器の寿命を算出した様子を図20に示す。
【0083】
次に、図8に戻って、コンデンサ余寿命診断システム1000は、電子機器が有するコンデンサの交換推奨時期を算出する(S9)。そしてコンデンサ余寿命診断システム1000は、このコンデンサの交換推奨時期を示すメッセージを出力装置150に出力する。
【0084】
このように、本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000によれば、電子機器が有するコンデンサの温度変化を正確に反映させることができるので、電子機器の寿命をより正確に算出することが可能となる。
【0085】
また本実施形態に係るコンデンサ余寿命診断システム1000は、電子機器内のコンデンサの交換推奨時期を算出し、交換時期を示すメッセージを出力するようにしているので、電子機器内のコンデンサが破損する前に、交換を行うことが可能となる。
【0086】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲を上記実施形態のみに限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。
【符号の説明】
【0087】
100 CPU
110 メモリ
120 記憶装置
130 通信装置
140 入力装置
150 出力装置
160 記録媒体読取装置
200 記録媒体
300 ネットワーク
400 コンデンサ余寿命診断システム制御プログラム
500 温度変化データベース
510 温度分布データベース
520 温度補正データベース
530 コンデンサデータベース
600 温度変化算出部
610 周囲温度変化算出部
620 装置稼動状態作成部
630 稼動考慮周囲温度変化算出部
640 寿命予測算出部
650 交換推奨時期算出部
700 最寄地点温度テーブル
710 電子機器温度テーブル
720 コンデンサ温度テーブル
730 温度別滞在時間テーブル
740 動作状態記憶テーブル
1000 コンデンサ余寿命診断システム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンデンサの温度と寿命との関係を表す関係式に基づいて、前記コンデンサを有する電子機器の寿命を推定する寿命推定装置であって、
前記電子機器が有する前記コンデンサの推定温度と、前記コンデンサが前記推定温度であった合計時間と、を温度毎に対応付けて記憶する温度別滞在時間テーブルと、
前記各推定温度における前記コンデンサの寿命を、前記関係式を用いてそれぞれ算出する第1寿命算出部と、
前記コンデンサの推定温度から算出される前記寿命の逆数と、前記コンデンサが前記推定温度であった前記合計時間と、の乗算値を前記推定温度毎に求め、前記各乗算値の合計値を、前記コンデンサの劣化度として算出する劣化度算出部と、
前記劣化度の逆数を、前記電子機器の寿命として算出する第2寿命算出部と、
を備えることを特徴とする寿命推定装置。
【請求項2】
請求項1に記載の寿命推定装置であって、
前記コンデンサの推定温度を所定時間毎に記憶したコンデンサ温度テーブルと、
前記コンデンサ温度テーブルに記憶されている各推定温度の温度別の頻度を求め、各推定温度の前記頻度からそれぞれ各推定温度の前記合計時間を求め、前記各合計時間をそれぞれ前記各推定温度と対応付けることにより、前記温度別滞在時間テーブルを作成する温度別滞在時間テーブル作成部と、
を備えることを特徴とする寿命推定装置。
【請求項3】
請求項2に記載の寿命推定装置であって、
前記電子機器における推定温度を前記所定時間毎に記憶した電子機器温度テーブルと、
前記電子機器が所定温度である場合における前記コンデンサの温度の計測値と、前記所定温度と、を複数の所定温度について対応付けて記憶した温度対応テーブルと、
前記電子機器温度テーブルに記憶されている前記電子機器の各推定温度を、前記温度対応テーブルを用いて、前記コンデンサの各推定温度に変換することにより、前記コンデンサ温度テーブルを作成するコンデンサ温度テーブル作成部と、
を備えることを特徴とする寿命推定装置。
【請求項4】
請求項2に記載の寿命推定装置であって、
前記電子機器における推定温度を、前記電子機器が前記推定温度であった時刻を示す時刻情報と対応付けて、前記所定時間毎に記憶した電子機器温度テーブルと、
前記電子機器が所定温度である場合における前記コンデンサの温度の計測値と、前記所定温度と、を複数の所定温度について対応付けて記憶した温度対応テーブルと、
前記電子機器が動作中である期間を記憶した動作状態記憶テーブルと、
前記電子機器温度テーブルに記憶されている前記電子機器の各推定温度のうち、前記電子機器が動作中である期間における各推定温度を、前記温度対応テーブルを用いて、前記コンデンサの各推定温度に変換することにより、前記コンデンサ温度テーブルを作成するコンデンサ温度テーブル作成部と、
を備えることを特徴とする寿命推定装置。
【請求項5】
請求項3又は4に記載の寿命推定装置であって、
前記電子機器が設置される最寄地点において前記所定時間毎に計測された温度を、この温度の計測日時を示す情報と対応付けて記憶した最寄地点温度テーブルと、
前記電子機器における温度の計測値と、この温度の計測日時を示す情報と、の入力を受け付ける計測温度入力部と、
前記電子機器における温度の計測値と、この温度が計測された日時における前記最寄地点の温度と、の差分を算出する差分算出部と、
前記最寄地点温度テーブルに記憶されている各温度を、前記差分を用いて、それぞれ前記電子機器における各推定温度に換算し、前記電子機器温度テーブルを作成する電子機器温度テーブル作成部と、
を備えることを特徴とする寿命推定装置。
【請求項6】
請求項1〜5に記載の寿命推定装置であって、
前記電子機器が設置された時期を示す情報を受け付ける設置時期入力部と、
前記設置時期と、前記電子機器の寿命と、に基づいて、前記電子機器が有する前記コンデンサの交換推奨時期を算出する交換時期算出部と、
前記交換推奨時期を示すメッセージを出力する交換時期出力部と、
を備えることを特徴とする寿命推定装置。
【請求項7】
電子機器が有するコンデンサの推定温度と、前記コンデンサが前記推定温度であった合計時間と、を温度毎に対応付けて記憶する寿命推定装置による、前記電子機器の寿命推定方法であって、
前記寿命推定装置が、前記各推定温度における前記コンデンサの寿命を、前記コンデンサの温度と寿命との関係を表す関係式を用いてそれぞれ算出し、
前記寿命推定装置が、前記推定温度から算出される前記寿命の逆数と、前記コンデンサが前記推定温度であった前記合計時間と、の乗算値を前記推定温度毎に求め、
前記寿命推定装置が、前記各乗算値の合計値を、前記コンデンサの劣化度として算出し、
前記寿命推定装置が、前記劣化度の逆数を前記電子機器の寿命として算出する
ことを特徴とする寿命推定方法。
【請求項8】
電子機器が有するコンデンサの推定温度と、前記コンデンサが前記推定温度であった合計時間と、を温度毎に対応付けて記憶するコンピュータに、
前記各推定温度における前記コンデンサの寿命を、前記コンデンサの温度と寿命との関係を表す関係式を用いてそれぞれ算出する手順と、
前記推定温度から算出される前記寿命の逆数と、前記コンデンサが前記推定温度であった前記合計時間と、の乗算値を前記推定温度毎に求める手順と、
前記各乗算値の合計値を、前記コンデンサの劣化度として算出する手順と、
前記劣化度の逆数を前記電子機器の寿命として算出する手順と、
を実行させるプログラム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【公開番号】特開2013−80787(P2013−80787A)
【公開日】平成25年5月2日(2013.5.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−219443(P2011−219443)
【出願日】平成23年10月3日(2011.10.3)
【出願人】(000005234)富士電機株式会社 (3,146)
【Fターム(参考)】