用于自动实现驱动诊断和预测的方法.pdf

《用于自动实现驱动诊断和预测的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于自动实现驱动诊断和预测的方法.pdf（24页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN104047880A43申请公布日20140917CN104047880A21申请号201410096531522申请日2014031413/803,47220130314USF04D27/0020060171申请人洛克威尔自动控制技术股份有限公司地址美国俄亥俄州72发明人布鲁斯威廉魏斯罗伯特迈克尔米哈尔斯基韦立祥加龙科赫莫里斯布赖恩帕特里克布朗74专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人康建峰陈炜54发明名称用于自动实现驱动诊断和预测的方法57摘要本发明提供了一种用于自动实现驱动诊断和预测的方法。公开了一种电机驱动系统，其包括配置成对电机驱动系统的电力电子部。

2、件进行冷却的风扇。电机驱动系统还包括设置在风扇的空气入口附近并且配置成感测进入空气入口的空气的环境温度的温度传感器。此外，电机驱动系统包括以可通信的方式耦接至温度传感器并且配置成基于所感测的环境温度来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个的处理器。30优先权数据51INTCL权利要求书2页说明书10页附图11页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书10页附图11页10申请公布号CN104047880ACN104047880A1/2页21一种电机驱动系统，包括风扇，所述风扇配置成对所述电机驱动系统的电力电子部件进行冷却；温度传感器，所述温度传感器设置在所述风扇的空气入口。

3、附近并且配置成感测进入所述空气入口的空气的环境温度；以及处理器，所述处理器以可通信的方式耦接至所述温度传感器并且配置成基于所感测的环境温度来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个。2根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述处理器配置成在所述电机驱动系统的操作期间确定所述驱动预测和所述驱动诊断中的至少一个。3根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个包括所述风扇的预期寿命。4根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个包括所述电机驱动系统的可靠性。5根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个。

4、包括电力转换模块的预期寿命。6根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个包括所述电机驱动系统的电容器的预期寿命。7根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个包括所述电机驱动系统的热系统缺陷。8根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述驱动诊断包括所述电机驱动系统的降额要求。9根据权利要求8所述的电机驱动系统，其中，所述处理器配置成基于确定的所述降额要求来输出控制信号以调节所述电机驱动系统的性能。10根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述处理器配置成基于确定的所述预测来输出控制信号以调节所述风扇的速度。11根据权利要。

5、求1所述的电机驱动系统，其中，所述处理器配置成基于确定的所述预测来输出控制信号以向操作者提供警告提示。12根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述温度传感器设置在所述电机驱动系统的进气管中。13根据权利要求1所述的电机驱动系统，其中，所述温度传感器设置成与所述电机驱动系统的风扇外壳相邻。14根据权利要求1所述的电机驱动系统，包括控制电路，所述控制电路经由线缆以可通信的方式耦接至所述温度传感器，所述线缆配置成在所述控制电路与所述风扇之间路由电力和/或控制信号。15根据权利要求1所述的电机驱动系统，包括控制电路，所述控制电路经由无线连接以可通信的方式耦接至所述温度传感器。16根据权利要求1所述。

6、的电机驱动系统，其中，所述处理器以可通信的方式耦接至两个或更多个温度传感器，所述两个或更多个温度传感器设置在两个或更多个相应电机驱动的空气入口附近，并且其中，所述处理器配置成针对所述电机驱动中的每一个来确定驱动预测或驱动诊断中的至少一个。权利要求书CN104047880A2/2页317一种电机驱动系统，包括第一风扇，所述第一风扇配置成对第一电机驱动的电力电子部件进行冷却；第一温度传感器，所述第一温度传感器设置在所述第一风扇的第一空气入口附近并且配置成感测进入所述第一空气入口的空气的第一环境温度；第二风扇，所述第二风扇配置成对第二电机驱动的电力电子部件进行冷却；第二温度传感器，所述第二温度传感器。

7、设置在所述第二风扇的第二空气入口附近并且配置成感测进入所述第二空气入口的空气的第二环境温度；以及一个或更多个处理器，所述一个或更多个处理器以可通信的方式耦接至所述第一温度传感器和所述第二温度传感器并且配置成基于感测的所述第一环境温度和所述第二环境温度针对所述第一电机驱动和所述第二电机驱动中的每一个来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个。18根据权利要求17所述的电机驱动系统，包括单个处理器，所述单个处理器配置成在所述第一电机驱动和所述第二电机驱动并行操作以驱动单个进程期间确定所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个。19根据权利要求17所述的电机驱动系统，包括第一处理器和第二处理器，在所述第一电机。

8、驱动和所述第二电机驱动并行操作以驱动单个进程期间，所述第一处理器配置成针对所述第一电机驱动来确定所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个，所述第二处理器配置成针对所述第二电机驱动来确定所述驱动预测或所述驱动诊断中的至少一个。20一种方法，包括经由设置在电机驱动的风扇的空气入口附近的温度传感器来感测环境空气温度，其中，所述风扇配置成通过穿过所述空气入口吸入的空气来对所述电机驱动的电力电子部件进行冷却；以及经由以可通信的方式耦接至所述温度传感器的处理器基于所感测的环境温度来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个。21根据权利要求20所述的方法，包括基于确定的所述驱动诊断来调节驱动装置的性能。22根据权利。

9、要求20所述的方法，包括基于确定的所述驱动预测来生成警报。23根据权利要求20所述的方法，包括经由设置在所述电力电子部件附近的温度传感器来感测电力模块温度，计算所感测的所述环境空气温度与所感测的所述电力模块温度之间的温度差，并且基于所计算的所述温度差来确定所述驱动预测。权利要求书CN104047880A1/10页4用于自动实现驱动诊断和预测的方法技术领域0001本发明总体上涉及电力电子装置领域，具体地涉及基于所测量的驱动入口温度来实现电机驱动的诊断和预测。背景技术0002各种类型的电机驱动在工业中存在多种应用。在很多应用中，电机驱动包括用于驱动电磁机（例如有刷或无刷电机、步进电机或其他机电致动。

10、器）的电路。这样的电机和致动器可以在它们相应的电机驱动内部或者外部。可以在工厂或制造现场的各个部分布置多个电机驱动。在较高功率应用的情况下，多相电机通常与布置在被驱动的电机附近的箱体中的单独的电机驱动一起使用。0003电机驱动通常设计成仅输出该装置的最大额定功率的一定百分比。虽然由于环境条件、机器年龄和其它因素导致可能出现某种降额（DERATING），但当机器是新的，并且在机器的大部分有效寿命期间，额定功率仍可以保持初始分配值。也就是说，电机驱动从最大电流输出降额，以满足电机驱动有效地降低驱动和电机的输出的特定降额要求。当电机驱动在不同的环境温度下操作时，这种降额要求可能不同，这可能不利地影响。

11、机器的性能并且缩短它们的有效寿命。此外，可以基于电机驱动操作时的环境温度来针对电机驱动确定多个预测。0004为了执行各种诊断、预测等的计算，电机驱动通常包括位于电机驱动的电路板上的温度传感器。这样的温度传感器通常埋置在电机驱动本身内部，由保护外壳密封，并且被可以影响温度测量的元件围绕。在一些电机驱动中，处理器通过应用能量平衡方程根据电机驱动的内部操作温度来估计环境温度测量。这个估计在电机驱动初始操作时可能非常精确。遗憾的是，随着时间的推移，这个估计由于电机驱动的内部冷却机制的操作效率低和劣化而可能变得不是非常精确。因此，现在认识到，期望能有一种具有改进的环境温度感测的电机驱动，以向用户提供更精。

12、确的电机驱动诊断和预测信息。发明内容0005在第一实施例中，电机驱动系统包括配置成对电机驱动系统的电力电子部件进行冷却的风扇。电机驱动系统还包括设置在风扇的空气入口附近并且配置成感测进入空气入口的空气的环境温度的温度传感器。此外，电机驱动系统还包括以可通信方式耦接至温度传感器并且配置成基于所感测的环境温度来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个的处理器。0006在另一实施例中，电机驱动系统包括配置成对第一电机驱动的电力电子部件进行冷却的第一风扇和配置成对第二电机驱动的电力电子部件进行冷却的第二风扇。电机驱动系统还包括设置在第一风扇的第一空气入口附近并且配置成感测进入第一空气入口的空气的第一环境温度。

13、的第一温度传感器。此外，电机驱动系统还包括设置在第二风扇的第二空气入口附近并且配置成感测进入第二空气入口的空气的第二环境温度的第二温度传感说明书CN104047880A2/10页5器。另外，电机驱动系统还包括以可通信的方式耦接至第一温度传感器和第二温度传感器并且配置成基于感测的第一环境温度和感测的第二环境温度针对第一电机驱动和第二电机驱动中的每一个来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个的处理器。0007在又一实施例中，一种方法包括经由设置在电机驱动的风扇的空气入口附近的温度传感器来感测环境空气温度。风扇配置成通过穿过空气入口吸入的空气来对电机驱动的电力电子部件进行冷却。该方法还包括经由以可通信的。

14、方式耦接至温度传感器的处理器基于所感测的环境温度来确定驱动预测和驱动诊断中的至少一个。附图说明0008在参考附图阅读以下详细描述时，当前公开的实施例的这些以及其它特征、方面和优点将变得更好理解，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部分，其中0009图1是根据本公开的实施例的具有入口温度传感器的电机驱动的示意图；0010图2是根据本公开的实施例的具有用于驱动单个电机的多个电机驱动电力模块的电机驱动系统的示意图；0011图3是根据本公开的实施例的图1的电机驱动的电力电子开关电路的示意图；0012图4是例示根据本公开的实施例的由配备有入口温度传感器的电机驱动的控制电路执行的各种功能的框图；0013。

15、图5是例示根据本公开的实施例的用于确定热系统缺陷的方法的处理流程图；0014图6是例示根据本公开的实施例的用于确定电力模块寿命的方法的处理流程图；0015图7是例示根据本公开的实施例的用于确定风扇寿命的方法的处理流程图；0016图8是根据本公开的实施例的图1的电机驱动的风扇组件的透视图；0017图9是根据本公开的实施例的图8的风扇组件的分解透视图；0018图10是根据本公开的实施例的具有图8和图9的风扇组件的电机驱动的某些部件的透视图；以及0019图11是根据本公开的实施例的具有图8和图9的风扇组件的电机驱动的透视图。具体实施方式0020本公开的实施例涉及用于针对电机驱动系统确定预测和诊断的系。

16、统和方法。具体地，本文中所描述的系统和方法使用环境空气温度测量来确定驱动预测和诊断。可以使用布置在电机驱动的空气入口附近的温度传感器来直接地测量环境空气温度。该入口温度测量可能比根据电机驱动的电力模块的内部温度计算的环境温度估计更精确。因此，本文中所公开的系统和方法可以在电机驱动操作期间提供针对电机驱动的更精确的预测和诊断。通过基于所确定的预测和诊断实现某些动作，电机驱动系统可以接收改进的预防性维护和驱动控制，这可以最终导致更有效率的驱动操作并且延长电机驱动的寿命。下面所讨论的技术可以应用于所需的任何电机驱动系统，包括具有并行操作以驱动单个进程的多个电机驱动的系统。0021现在转向附图，图1是。

17、例示电机驱动12的各种内部部件的电机驱动系统10的框图。例如，电机驱动12可以包括控制电路14、驱动电路16和电力电路18。电力电路18可以接收三相电力20并且向电机24输出三相电力22。电力电路18可以包括例如电力电子说明书CN104047880A3/10页6开关电路。控制电路14和驱动电路16可以包括控制电路板和各种可选功能电路。驱动电路16可以使用信号来切换电力电路18，使其快速地闭合和断开，导致在输出端子26、27、28上的三相波形输出。驱动电路16受控于控制电路14，控制电路14可以自主操作或者可以响应于通过网络来自远程监控器的命令输入。类似地，驱动电路16的操作可以经由控制电路14。

18、与其他驱动的操作协调。可以由控制电路14的处理器来实现许多不同的控制方案和功能，并且可以将用于这样的操作（例如诸多控制中的用于闭环速度控制、闭环扭矩控制、驱动降额控制）的程序存储在控制板上。0022电机驱动12可以包括用来向电机驱动12内部的电路（例如，电力电路18）提供冷却的风扇32。风扇32可以配置成将相对较凉的环境空气吸入电机驱动12，如箭头34所示，并且配置成引导空气通过容纳各种电路的管和风道。如在下文详细讨论的，本实施例可以包括设置在风扇32的空气入口附近并且用于感测进入空气入口的环境空气的温度的温度传感器36。温度传感器36可以例如经由电机驱动12的风扇电力/控制线缆38或者无线地。

19、向控制电路14提供环境温度反馈信号。控制电路14可以基本上实时地执行各种计算，以基于所感测的入口温度来确定电机驱动12的诊断（例如，驱动降额要求）和预测。与没有入口温度传感器36的情况下可获得的预测性预测相比，这样的计算可以向用户提供更精确的预测性预测。另外，控制电路14可以基于这些计算来提供对电机驱动12的增强的控制，以提升电机驱动12的预期寿命和操作效率。0023温度传感器36可以定位在电机驱动系统10的各种其他布置中的风扇入口附近。例如，入口温度感测可以应用于使用多个单独的电机驱动12来驱动单个进程的电机驱动系统10。图2是一个这样的实施例，其具有可操作地并联耦接至驱动电机24的两个或更。

20、多个电机驱动或驱动模块12。在所示出的实施例中，电机驱动12中的每个电机驱动12配备有驱动电路16和电力电路18。然而，用于控制电机驱动12中的每个电机驱动12的驱动电路16的控制电路14可以远离电机驱动12进行定位。可以将任意数量的电机驱动12添加至电机驱动系统10或者从电机驱动系统10去除任意数量的电机驱动12，以调节输出至电机24的期望功率量。0024在这样的实施例中，电机驱动12中的每个电机驱动12可以配备有设置在在风扇32的空气入口附近的温度传感器36。例如，在例示的实施例中，第一电机驱动50包括具有第一温度传感器54的第一风扇52。类似地，第二电机驱动56包括具有第二温度传感器60。

21、的第二风扇58。温度传感器54和温度传感器60中的每一个可以经由相应的线缆62和线缆64以可通信的方式耦接至控制电路14。在这样的实施例中，控制电路14可以配置成基于相应的入口温度测量来确定电机驱动50和电机驱动56中的每一个的预测。0025经由控制电路14执行的计算可以用于识别遇到操作困难的一个或更多个电机驱动12。例如，如果内部缺陷或污垢物正在降低在电机驱动12内发生的冷却的量，则环境温度与一个驱动的内部温度之间的温度变化可能显著地小于并联连接的另一驱动的温度变化。作为响应，控制电路14可以输出信号，以向用户提供特定电机驱动12没有有效地操作的通知。在其他实施例中，如所示，两个或更多个电机。

22、驱动12可以并联地耦接，每个电机驱动12具有其自己的控制电路14，该控制电路14具有用于确定和/或实现驱动诊断或预测的处理器。在这样的情况下，电机驱动12中的每个电机驱动12的控制电路14可以经由用于控制电机24的操作的另一控制结构链接在一起。说明书CN104047880A4/10页70026图3是详细描述电力电路18的部件的示意图。在所例示的实施例中，电力电路18包括电力电子开关电路。电力电路18可以定位在电机驱动12的电力转换模块内。如上所述，电力电路18通常例如从电网接收三相电力20作为输入。三相电力电耦接至向整流电路76提供恒定频率的三相AC电力的一组输入端子70、72和74。整流电路。

23、76包括例如对三相电压波形执行全波整流的二极管78的部件。整流后，输入的电力的所有相位进行组合，以向DC总线的低压侧80和高压侧82提供DC电力。电感器84可以耦接至DC总线的高压侧和低压侧两者并且充当用于平滑经整流的DC电压波形的扼流圈。一个或更多个滤波电容器可以连接DC总线的高压侧82和低压侧80并且也配置成用于平滑经整流的DC电压波形。电感器84和电容器86共同用于从波形中去除大部分纹波，使得DC总线承载非常近似真实DC电压的波形。需要注意的是，本文中描述的三相实现不意在限制，并且本发明可用于单相电路以及用于针对电机驱动以外的应用设计的电路。0027逆变器88耦接至DC总线并且产生用于驱。

24、动连接至输出端子26、28和30的电机24的在期望频率的三相输出波形。在例示的逆变器88内，针对每个相位，两个绝缘栅双极晶体管（IGBT）90串联地耦接。可以在DC总线的高压侧82和低压侧80之间从集电极到发射极耦接成对的晶体管90。对于一共六个晶体管90，则三个晶体管对并联地耦接至DC总线。输出端子26、28和30中的每一个耦接至多对晶体管90中的一对晶体管90之间的输出中的一个输出。驱动电路16向晶体管90发送信号，使其快速地闭合和断开，导致在输出端子26、28和30上的三相波形输出。由控制电路14基于各种输入来控制驱动电路16。这样的输入可以包括例如从操作者界面接收的操作者输入。另外，控。

25、制电路14可以接收表示电机驱动12的当前操作状态的反馈91。这样的反馈91可以包括来自设置在整个电机驱动系统10中一个或更多个传感器（例如，温度传感器36）的传感器反馈。0028在一些实施例中，电机驱动12可以是再生电机驱动，该再生电机驱动配置成有时操作在操作的再生相位而在其他时间操作在上述驱动操作。在操作的再生相位，整流电路76可以使得三相电机24的惯性能量或致动能量能够重定向回到三相电力20的电力干线（如电网）。本领域的技术人员可以理解的是，在再生操作期间，电机24相当于三相发电机。因此，整流电路76中的开关可以通过驱动电路16以这样的方式切换允许流经DC总线的交变电流能够流回至电力网络，。

26、从而重新捕获电机24的惯性能量。0029如上所述，电机驱动12可以配备有用于在驱动操作过程中冷却电力电路18的风扇32。如所例示，风扇32可以布置在电机驱动12中，使得通过风扇32的空气入口吸入的空气（例如，箭头34）能够被引导经过电机驱动12的电力电路18。空气可以向电力电子开关部件提供冷却，否则，电力电子开关部件可能由于晶体管90的快速断开和闭合而过热。箭头92表示空气流经整流电路76、DC总线的高压侧82和低压侧80、以及逆变器88中的每一个。电力电路18可以全部部署在设置在电机驱动12的外壳中的单个电路板上，并且风扇可以引导冷却空气经过电路板。在一些实施例中，空气也可以流经驱动电路16。

27、和/或控制电路14，但这取决于这些部件是否定位在电机驱动12中以及取决于这些部件相对于风扇32的空间布置。0030如上所述，定位在风扇32的空气入口附近的温度传感器32可以提供用于控制电机驱动12以及用于确定电机驱动12的相对精确的预测和诊断的入口温度反馈。图1至图3呈现了可以利用入口温度测量来确定可靠性计算、剩余寿命估计、驱动健康评估、部件健说明书CN104047880A5/10页8康评估（例如风扇32）、降额要求以及用于促进一个或更多个电机驱动12的高效操作的其他信息的电机驱动系统10的实施例。这些实施例意在例示而不是限制，因此温度传感器36也可以设置任意其他类型的电机驱动系统10的风扇3。

28、2附近。0031现在已经描述了可以利用所公开的入口温度传感器的若干类型的电机驱动系统10，将提供所感测的温度的使用的更详细的描述。为了这个目的，图4是提供可以由电机驱动12的处理器执行的若干功能的框图，根据所公开的技术，处理器以可通信的方式耦接至温度传感器36。处理器可以包括用于执行本文中所描述的计算的任何期望的处理系统。例如，处理器可以包括位于电机驱动系统10的控制电路14中的微处理器。控制电路14可以向驱动电路16提供用于执行基于处理器的计算确定的各种动作的控制信号。0032其中，至处理器的输入110包括除其他外的空气温度测量值112和任意数量的各种驱动计数114。空气温度测量112可以包。

29、括表示在电机驱动12的整个操作中在不同时间从温度传感器36发送至处理器的空气温度的信号。在一些实施例中，温度传感器36可以在预定的时间间隔将这样的信号提供至处理器，特别是在温度测量112用作控制电路14的控制功能的反馈91时。在其他实施例中，温度传感器36可以基于从处理器接收的信号在期望的时间将空气温度测量112提供至处理器。这可能就是温度测量112用来确定预测并且根据请求将该预测提供给操作者时的情况。0033除温度测量112以外，处理器还可以接收与电机驱动12中存在的驱动计数114对应的信号输入。这些驱动计数114可以包括以固定时间间隔确定或计数、以提供用于控制电机驱动12的反馈91的任意其。

30、他参数。例如，驱动计数114可以包括风扇运行时间、风扇速度和模块温度。风扇运行时间表示风扇32运行了多长时间，而风扇速度表示风扇32的实际瞬时速度。模块温度可以表示电机驱动12的内部的一个或更多个部件的温度，该温度经由嵌入式温度传感器确定。例如，一个或更多个温度传感器可以连续地监测电力电路18中的晶体管90的温度。这可以使得处理器能够确定（例如，通过温度传感器36感测的）环境空气与（例如们通过嵌入式温度传感器感测的）电力电路18之间的温度变化。其他驱动计数114也可以作为输入110提供至处理器。0034处理器可以利用输入110执行任何数量的期望计算118。这样的计算118可以在电机驱动12的操。

31、作期间的任意时间点执行，使得这样的计算基本上接近于实时计算。在电机驱动12的操作期间处理器可以基于计算118来确定驱动预测或驱动诊断中的至少一种。计算118可以作为经由处理器执行的代码来执行，该代码存储在耦接至处理器的存储器或其他非暂时性计算机可读介质中。处理器可以计算与驱动操作相关的诊断或若干不同参数，并且在例示的实施例中提供了一些非限制性示例。例如，这些所计算的参数可以包括风扇寿命120、驱动降额要求122、驱动可靠性124、电力模块寿命126和运行时间128。0035风扇寿命可以是基于风扇速度、风扇运行时间和空气温度测量112确定的风扇32的预期寿命或剩余寿命。由于对于特定电机驱动12的。

32、降额要求一般与电机驱动12进行操作时的环境温度有关，所以可以基于空气温度测量112来计算驱动降额要求122。具体地，当电机驱动12在较高的环境温度下运行时，则应该降低电机驱动12的最大允许功率输出，使得内部驱动部件（例如，电力电路18）不会过热。类似地，当电机驱动12在具有相对较低环境温度的环境中运行时，则电机驱动12可以以更大的电流强度进行操作。通过根据环境温度调节（例如，升额（UPRATING）或降额）电机驱动12的电流强度，可以提高电机驱动12说明书CN104047880A6/10页9的整体寿命。0036驱动可靠性124可以是在一定时间段电机驱动12执行其指定功能（例如，以期望的额度输出。

33、功率）的能力的度量。驱动可靠性124可以根据电机驱动12失败的概率来表达，并且可以至少部分地基于空气温度测量112来确定。电力模块寿命126可以是如基于电力模块部件中的温度变化而确定的、电机驱动12的电力转换模块（例如，电力电路18）的预期寿命或剩余寿命。运行时间128可以是如通过控制电路14、驱动电路16或电力电路18中的驱动计数114确定的、电机驱动12已进行操作的时间量。运行时间128对确定与电机驱动12的效率或剩余寿命相关的诊断是有用的。0037由处理器执行的一些计算118可以用于为电机驱动12提供相对精确的预测130，而其他计算可以用于经由控制电路14生成用于执行多种动作132的控制。

34、信号。该预测130可以包括与驱动性能相关的任意预测信息，其包括风扇寿命120、驱动可靠性124、电力模块寿命126、电容器寿命134和热系统缺陷136。电容器寿命134可以是电力电路18中的一个或更多个电容器86的预测总寿命或剩余寿命，并且可以基于空气温度测量112来确定。处理器可以向操作者界面发信号以向用户提示电容器寿命134或者在几乎需要更换电容器86时提供警告。可以基于电机驱动12的冷却系统的效率或在一定入口空气温度下冷却系统从电机驱动12移除了多少热量来确定热系统缺陷136。处理器可以部分地基于空气温度测量112来确定是否在冷却系统内出现缺陷或劣化。例如，这样的缺陷可以包括电力电路18。

35、的散热片上的灰尘积聚、空气不能在足够高的流速下通过电机驱动12流通、热系统部件的不适当安装、过滤器堵塞等等。操作者可以在电机驱动系统10识别了这样的缺陷后对电机驱动12执行维护，以提高电机驱动12的操作效率。0038其中，处理器可以配置成确定与电机驱动12相关的上面所列出的任意数量的预测130。再次，预测130可以取决于电机驱动12进行操作时的环境温度。因此，为了精确确定预测130，会期望环境温度的精确测量。可以经由位于风扇入口处的、与嵌入在电机驱动电路内的传感器相对的温度传感器36来获取环境温度的相对更加精确的测量。0039除提供对电机驱动12的整个操作的预测130以外，处理器可以为电机驱动。

36、12的部件（例如，控制电路14）提供用于执行各种动作132的输出。这些动作可以包括控制电机驱动12的操作或向操作者提供信息（例如，预测130或警告）。0040在所例示的实施例中，动作132包括调节（块138）额定驱动电流强度，使得电机驱动12在所计算的驱动降额要求122内进行操作。在空气温度测量112相对较高时，该调节可以涉及使电机驱动12的电流强度输出降额。相似地，在空气温度测量112相对较低时，该额定调节可以涉及使电机驱动12的电流强度输出升额。这可以确保电力电路18相对有效地操作（例如，更高的估计的电力模块寿命126），同时仍然在降额要求122内进行操作。也就是说，控制电路12的处理器基。

37、于所确定的驱动降额要求122来调节电机驱动12的性能。0041调节（块140）风扇32的风扇速度是可以基于由处理器确定的计算118和/或预测130执行的另一动作132。在一些实施例中，当空气温度测量112更低时，可以降低风扇速度，以延长风扇寿命120和/或电力模块寿命126。在其他实施例中，可以降低风扇速度，以维持电机驱动12的预期整体效率。如前面所指出的，处理器可以将输出提供至操作者界面，用于警告用户潜在的低效率或维护的要求。例如，处理器提示的动作132可以包括基于说明书CN104047880A7/10页10电机驱动12内的识别的热系统缺陷136来提供堵塞热系统警告142。0042图5至图7。

38、详述了如在图4中略述的计算118、所确定的预测130和由控制电路14执行的动作132的一些示例。具体地，图5是用于确定热系统缺陷136和基于该确定执行特定动作132的方法150的处理流程图。方法150包括测量（块152）入口空气温度TIN，这是由空气入口附近的温度传感器36确定的温度测量112。此外，方法150包括测量（块154）IGBT的负温度系数（NTC，NEGATIVETEMPERATURECOEFFICIENT）温度TNTC。这是电机驱动12的电力电路18中的一个或更多个晶体管90的温度，并且可以使用嵌入在电力电路18中的温度传感器进行测量。温度传感器可以是NTC传感器或任意其他期望的。

39、传感器。使用这些监测的温度作为输入，控制电路14可以计算（块156）温度上升TRISE。这个值可以表示在风扇32的入口和电力电路18之间的空气温度变化，根据下面的表达式进行计算该值0043TRISETNTCTIN（1）0044除确定TRISE以外，方法150还可以包括计算（块158）IGBT损失PIGBT。这些计算的损失表示通过快速切换晶体管90所生成的热而在电力电路18中损失的功率。确定该损失的计算可以基于电力电路18的控制操作（例如，切换速度）。控制电路14可以确定电力电路18的控制操作（例如，切换速度）。控制电路14可以确定该操作以及与该操作相关联的预期损失。此外，控制电路14可以基于所。

40、计算的TRISE162与所计算的PIGBT164之间的关系160来确定是否存在热系统缺陷136。TRISE162与PIGBT164之间的关系160可以表示电机驱动12具有特定的热系统缺陷136（例如，堵塞或缺失）或者电机驱动12如期望的进行操作（例如，正常）。0045控制电路14可以基于关系160来执行评估166以确定电机驱动12的热系统的当前操作状态。例如，控制电路14可以确定电机驱动12的热系统部件阻塞。当对于电力电路18的PIGBT，TRISE比预期的高时，可以做出“阻塞”的确定。这可表示电机驱动12的冷却空气和/或散热器没有向电机驱动12的内部部件提供预期的冷却，因此会阻塞。响应于该确。

41、定，控制电路14生成（块168）阻塞的空气流警报。该警报可以对应于图4的阻塞的热系统警告142。该警报可提示操作者电机驱动12的空气过滤器或散热器阻塞，风扇32劣化，或者通过电机驱动12的气流以别的方式堵塞。0046控制电路14可以经由评估166确定电机驱动12的热系统部件缺失。当对于电力电路18的PIGBT，TRISE比预期的低时，可以做出“缺失”的确定。这可表示冷却空气以高于冷却电力电路18所需的流速流经电机驱动12。响应于该确定，控制电路14生成（块170）缺失过滤器警报，以指示操作者在电机驱动12中缺失空气过滤器，或者使用了错误类型的风扇32。0047图6是用于部分基于空气温度测量11。

42、2来确定电机驱动12的电力模块寿命126的方法176的处理流程图。类似于图5的方法150，该方法176对计算的TRISE和计算的PIGBT进行比较。在方法176中，可以使用TRISE与PIGBT之间的不同关系178来确定晶体管90是否在正常操作、接近需要更换的点、或是需要更换。该关系178与参照图4讨论的电力模块寿命126有关。0048控制电路14可以基于关系178来执行评估180以确定电力电路18的当前操作状态。例如，当根据关系178，对于电力电路18输出的热，PIGBT比预期的低（例如，基于TRISE）说明书CN104047880A108/10页11时，控制电路14确定晶体管90中的一个或。

43、更多个需要更换。响应于该确定，控制电路14会提供信号，以生成（块182）IGBT更换警告。该警告可以包括例如显示器上的形象或文本字符串、或者与控制电路14通信的操作者界面的警报。该文本可以是例如“IGBT正在接近其使用寿命的终点。尽快更换”。基于从控制电路14接收到的信号，操作界面提示操作者应更换容纳IGBT的电力模块（例如，电路板）。如果评估180表示IGBT中的一个或更多个正在接近其寿命的终点（“警告”），则可在与控制电路14一体或独立于控制电路14的日志中记录该警告（块184）。控制电路14可以访问日志，利用存储在日志中的这个信息和其他信息来改善确定的预测130。0049图7是用于部分基。

44、于空气温度测量112来确定风扇32的风扇寿命120并且响应于确定的风扇寿命120来实施各种动作的方法190的处理流程图。与之前描述的方法150和176相同，方法190包括测量（块152）TIN。此外，方法190包括例如使用电机驱动12的特定驱动计数114来确定（块192）电机驱动12的运行时间T。方法190还包括使用电机驱动12中的其他驱动计数114来确定（块194）风扇32的风扇速度（例如，以RPM为单位）。空气温度测量112、运行时间、以及风扇速度都可以作为输入196提供，以基于输入196的特定关系200来确定剩余风扇寿命198。也就是说，剩余风扇寿命198是输入196中的每一个输入的函数。

45、。0050控制电路14可以以固定间隔来执行对剩余风扇寿命198的评估202，并且响应于该评估202来实施一定的动作。例如，控制电路14可以确定应更换风扇32。这可能就是当与电机驱动12在一定环境温度下操作时所应有的风扇速度相比风扇速度显著降低和电机驱动12的运行时间随着电力电子部件的操作持续增加时的情况。当进行该确定时，控制电路14会生成（块204）风扇更换警告，其可以为形象或者操作者可见或可听的消息。例如，警告消息可以包括“风扇正在接近使用寿命的终点。尽快更换。”。响应于产生相对较低的剩余风扇寿命198的评估202，控制电路14在日志中记录（块206）一条警告。如以上所指出的，控制电路14可。

46、以控制并行操作的多个电机驱动12的操作。风扇更换警告可以是具体到特定电机驱动12的风扇32，以便操作者知晓哪一个电机驱动12有需要更换的风扇32。类似地，控制电路14可以针对多个连接的电机驱动12中特定的一个响应于其他评估166和180来执行警告或动作。0051现在已经描述了可以基于环境空气温度执行的计算、预测以及动作的数个示例。图8至图11提供了对感测该温度的温度传感器36的物理布置的更详细的描述。具体地，图8是具有电机驱动12的风扇32的风扇组件230的透视图。如所示，风扇组件230可以与电机驱动12的其他内部部件分开，或者，风扇32可以直接结合进围绕电机驱动电路的外壳的壁中。在所例示的实。

47、施例中，风扇组件230包括装纳风扇32的风扇外壳232、设置在风扇外壳232中的风扇32的叶轮234、风扇电机（未示出）、空气入口236、以及线缆组件238。风扇电机基于来自控制电路14的信号以期望的风扇速度使叶轮234转动。如箭头240所示，风扇32通过空气入口236吸入空气。在所例示的实施例中，如箭头242所示，叶轮234设计成使得风扇32推动空气向上穿过电机驱动12。风扇组件230的其他布置也是可以的。0052图9是示出了设置空气入口236附近的温度传感器36的风扇组件230的分解透视图。在所例示的实施例中，温度传感器36定位成风扇外壳232的后侧相邻，以便温度传感器36不在穿过电机驱动。

48、12的气流的直接路径中。期望的是使温度传感器36远离直接说明书CN104047880A119/10页12气流定位，以便温度测量不受风扇速度变化的影响。0053在所例示的实施例中，温度传感器36位于线缆组件238中，并且温度传感器36使用线缆组件238的线缆连接器250。线缆连接器250在风扇组件230的风扇电机254与电机驱动12的电路之间路由导线252。控制和反馈信号（例如，表示风扇速度）可以经由导线252在控制电路14与风扇电机254之间流传。此外，导线252中的一个可以从电机驱动12的电力转换电路至风扇电机254路由电力（例如，240V）。导线252中的一个可以将从温度传感器36至控制电。

49、路14的表示环境温度的信号与传送至风扇电机254的通信和电力一起传送。如以上参照图1和图2所描述的，可以从风扇组件230至控制电路14通过电力/通信线缆38来路由导线252中的每一个。以这种方式，温度传感器36可以结合进电机驱动12的风扇组件230的现有结构中。0054温度传感器36与导线252一起可以通过盖盒256来装纳，盖盒使温度传感器36免受灰尘或其他异物的污染。在一种实施例中，温度传感器36可以是负温度系数（NTC）传感器，然而在其他实施例中可以使用其他类型的温度传感器。如所例示，温度传感器36可以安装或固定至风扇外壳232。风扇外壳232可以是具有高热传导性的金属片或其他材料，以便风。

50、扇外壳232的温度环境空气温度大致一致。风扇外壳232的主体可以用作温度的阻尼过滤器，以便温度传感器36向控制电路14提供稳定的信号。然而，在其他实施例中，温度传感器36可以位于露天中以检测环境空气温度。0055温度传感器36的所示位置可以产生相对稳健可靠的空气温度读数。在其他实施例中，温度传感器36可以以不同的方式与风扇组件230结合。例如，温度传感器36可以安装在风扇外壳232内。这在风扇电机254和导线252位于风扇外壳232内部时特别有用。更进一步地，温度传感器36可以沿着电机驱动12的进气管例如位于风扇32下游（例如，在图8的箭头242的方向上）的管道来安装。另外，可以使用定位在风扇。