(57)【要約】【課題】整流回路および平滑コンデンサを有する電源装置の外部から平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断することができる状態診断装置を得ること。【解決手段】状態診断装置１は、電流測定部１１と、診断部１３とを備える。電流測定部１１は、整流回路４１および平滑コンデンサ４２を備える電源装置４へ交流電力を供給する交流電源２と電源装置４との間の電流の瞬時値を測定する。診断部１３は、電流測定部１１によって測定された瞬時値を自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する。【選択図】図１
2020169948.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置へ交流電力を供給する交流電源と前記電源装置との間の電流の瞬時値を測定する電流測定部と、
前記電流測定部によって測定された前記瞬時値を自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する診断部と、を備える
ことを特徴とする状態診断装置。
【請求項２】
前記診断部は、
前記期間積算値または前記期間積算値に基づく値を電流特性値として算出する算出部と、
前記電流特性値と前記平滑コンデンサの初期特性値との比較結果に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを判定する判定部と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の状態診断装置。
【請求項３】
前記算出部は、
前記交流電源から前記整流回路へ交流電力の供給が開始されたタイミングにおける前記交流電源の電圧位相を算出する電圧位相算出部を備え、
前記判定部は、
前記電圧位相算出部で算出された電圧位相に対応する初期特性値と前記電流特性値との比較に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを判定する
ことを特徴とする請求項２に記載の状態診断装置。
【請求項４】
前記算出部は、
前記期間積算値または前記期間積算値に基づく値である前記電流特性値と前記電圧位相算出部によって算出された電圧位相とに基づいて、前記電流特性値の平均値を算出し、
前記判定部は、
前記電流特性値の平均値と前記初期特性値との差または比に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の状態診断装置。
【請求項５】
前記算出部は、
前記期間積算値または前記期間積算値に基づく値である前記電流特性値と前記電圧位相算出部によって算出された電圧位相とに基づいて、前記初期特性値を算出する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の状態診断装置。
【請求項６】
前記算出部は、
前記予め設定された期間よりも短い間隔で前記期間積算値を繰り返し算出し、前記期間積算値のピーク値、前記期間積算値に基づく値のピーク値、または前記ピーク値の平均値を前記電流特性値として算出する
ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載の状態診断装置。
【請求項７】
整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置へ交流電力を供給する交流電源と前記電源装置との間の電流の瞬時値を測定する電流測定ステップと、
前記電流測定ステップによって測定された前記瞬時値を自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する診断ステップと、を含む
ことを特徴とする状態診断方法。
【請求項８】
整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置へ交流電力を供給する交流電源と前記電源装置との間の電流の瞬時値を測定する電流測定ステップと、
前記電流測定ステップによって測定された前記瞬時値を自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値に基づいて、前記平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する診断ステップと、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする状態診断プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置における平滑コンデンサの状態を診断することができる状態診断装置、状態診断方法、および状態診断プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気設備の電源装置には、スイッチング電源回路が広く採用されており、かかるスイッチング電源回路の寿命は電気設備の信頼性に大きく影響する。スイッチング電源回路の寿命は、一次側に配置される平滑コンデンサの劣化に大きく影響する。そのため、かかる平滑コンデンサが設備の保守点検の対象になることが多く、保守費用の削減または設備稼働の最適化などへの影響が大きい。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、平滑コンデンサの寿命を判定する電源装置が提案されている。特許文献１に記載の電源装置は、整流回路によって整流された電圧を平滑する平滑コンデンサへ流れる電流の瞬時値のピーク値を判定基準値と比較した結果に基づいて、平滑コンデンサの寿命を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１０６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、整流回路と平滑コンデンサとの間に流れる電流を測定する電流測定部を電源装置の内部に設ける必要があるため、かかる電流測定部を設けた電源装置以外の電源装置に特許文献１に記載の技術を適用するのは難しい。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整流回路および平滑コンデンサを有する電源装置の外部から平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断することができる状態診断装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の状態診断装置は、電流測定部と、診断部とを備える。電流測定部は、整流回路および平滑コンデンサを備える電源装置へ交流電力を供給する交流電源と電源装置との間の電流の瞬時値を測定する。診断部は、電流測定部によって測定された瞬時値を自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値に基づいて、平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、整流回路および平滑コンデンサを有する電源装置の外部から平滑コンデンサの劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる状態診断装置による状態診断処理を説明するための図
【図２】実施の形態１にかかる電気設備の構成例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる状態診断装置の具体的な構成例を示す図
【図４】実施の形態１にかかる電源装置への突入電流の波形の一例を示す図
【図５】実施の形態１にかかる電流移動平均値の時間変化の一例を示す図
【図６】実施の形態１にかかる電源投入タイミングでの電圧位相が０度である場合の電圧位相、電流移動平均値、および電流移動平均ピーク値の各々の時間変化の一例を示す図
【図７】実施の形態１にかかる電源投入タイミングでの電圧位相が９０度である場合の電圧位相、電流移動平均値、および電流移動平均ピーク値の各々の時間変化の一例を示す図
【図８】実施の形態１にかかる電源投入タイミングでの電圧位相と電流移動平均ピーク値との関係を示す図
【図９】実施の形態１にかかる平滑コンデンサの静電容量が変化した場合における電源投入タイミングでの電圧位相と電流移動平均ピーク値との関係を示す図
【図１０】実施の形態１にかかる電流移動平均ピーク値平均値と平滑コンデンサの静電容量との関係の一例を示す図
【図１１】実施の形態１にかかる電流移動平均ピーク値平均値と突入電流制限抵抗の抵抗値と平滑コンデンサの静電容量との関係の一例を示す図
【図１２】実施の形態１にかかる電流特性算出部の構成例を示す図
【図１３】実施の形態１にかかる判定部の構成例を示す図
【図１４】実施の形態１にかかる状態診断装置の診断部による処理の一例を示すフローチャート
【図１５】実施の形態１にかかる初期特性算出処理の一例を示すフローチャート
【図１６】実施の形態１にかかる劣化寿命判定処理の一例を示すフローチャート
【図１７】実施の形態１にかかる劣化寿命判定処理の他の例を示すフローチャート
【図１８】実施の形態１にかかる状態診断装置における診断部のハードウェア構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる状態診断装置、状態診断方法、および状態診断プログラムを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる状態診断装置による状態診断処理を説明するための図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる状態診断装置１は、交流電源２と電気設備３との間に配置される。
【００１２】
交流電源２は、交流電力を電気設備３へ供給する。電気設備３は、一次側に整流回路４１および平滑コンデンサ４２を有し、交流電源２から供給される交流電力を直流電力へ変換する電源装置４と、電源装置４から直流電力が供給される負荷５とを備える。負荷５は、例えば、電気部品または電動部品などを含み、電気設備３の機能を実行するために電力を消費する。かかる負荷５は、例えば、スイッチング素子、スイッチングトランス、二次側のダイオード、および二次側の平滑コンデンサを一部に含む。かかる負荷５の一部と、整流回路４１および平滑コンデンサ４２とでスイッチング電源回路が構成される。
【００１３】
電源装置４は、突入電流制限抵抗４３と、スイッチ４４とを備える。突入電流制限抵抗４３は、整流回路４１と平滑コンデンサ４２との間に配置され、平滑コンデンサ４２への突入電流を制限する。なお、突入電流制限抵抗４３は、平滑コンデンサ４２への突入電流を制限することができればよく、図１に示す位置に限定されない。
【００１４】
スイッチ４４は、交流電源２と整流回路４１との間の電路の開閉を行う。スイッチ４４による電路の開閉は、例えば、手動または自動で行われる。かかるスイッチ４４が開状態から閉状態へ切り替えられた場合に、交流電源２から電源装置４への交流電力の供給が開始される。電源装置４は、交流電源２から供給される交流電力を直流電力へ変換し、変換した直流電力を負荷５に供給する。これにより、電気設備３が稼働状態になる。以下、例えば、スイッチ４４が開状態から閉状態へ切り替えられるタイミングを電源投入タイミングと記載する。
【００１５】
図２は、実施の形態１にかかる電気設備の構成例を示す図である。図２に示す例では、電源装置４の整流回路４１は、ダイオードブリッジ回路により構成される全波整流回路であり、交流電源２から出力される交流電圧を全波整流する。なお、整流回路４１は、図２に示す例に限定されず、例えば、交流電源２から出力される交流電圧を半波整流する半波整流回路であってもよい。
【００１６】
図１に戻って、状態診断装置１の説明を続ける。状態診断装置１は、変流器１０と、電流測定部１１と、電圧測定部１２と、診断部１３とを備える。変流器１０は、交流電源２と電源装置４とを接続する電線に取り付けられる。電流測定部１１は、変流器１０の出力に基づいて、交流電源２と電源装置４との間の電流の瞬時値を予め設定された周期で測定する。
【００１７】
電圧測定部１２は、交流電源２から電源装置４へ出力される電圧の瞬時値を予め設定された周期で測定する。診断部１３は、電流測定部１１によって測定された電流の瞬時値と電圧測定部１２によって測定された電圧の瞬時値とに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断する。
【００１８】
交流電源２から電源装置４への交流電力の供給が開始された場合、電源装置４において平滑コンデンサ４２の充電が開始され、平滑コンデンサ４２に突入電流が流れる。そのため、交流電源２と電源装置４との間に突入電流に応じた電流が流れ、かかる電流の瞬時値が電流測定部１１によって測定される。以下、電流測定部１１によって測定される電流の瞬時値を電流瞬時値ｉｄと記載し、電圧測定部１２によって測定された電圧の瞬時値を電圧瞬時値ｖｄと記載する。
【００１９】
診断部１３は、電流測定部１１によって測定される電流瞬時値ｉｄを自乗した値を予め設定された期間Ｔにおいて積算した値である期間積算値Ｉｄａを算出する。具体的には、診断部１３は、予め設定された期間Ｔで電流測定部１１によって測定された複数の電流瞬時値ｉｄを各々自乗し、かかる複数の自乗値を積算することで、期間積算値Ｉｄａを求める。
【００２０】
交流電源２から電源装置４への交流電力の供給が開始された直後は、交流電源２から供給される交流電力は平滑コンデンサ４２への充電に用いられることから、期間積算値Ｉｄａは平滑コンデンサ４２の突入電流に応じた値になる。そして、かかる突入電流は、平滑コンデンサ４２の静電容量、突入電流制限抵抗４３、および電源投入タイミングでの交流電源２の交流電圧の位相に依存する。以下、交流電源２の交流電圧の位相を電圧位相と記載する。
【００２１】
平滑コンデンサ４２は、充放電が繰り返されることによって、劣化していき、平滑コンデンサ４２の静電容量が低下していくが、突入電流制限抵抗４３は、平滑コンデンサ４２に比べて、劣化の進行が無視できる程度に小さい。したがって、電源投入タイミングでの電圧位相が変わらない場合、突入電流は、平滑コンデンサ４２の静電容量に主に依存する。
【００２２】
そこで、診断部１３は、電流測定部１１によって測定された電流瞬時値ｉｄを自乗した値を予め設定された期間Ｔ積算した値である期間積算値Ｉｄａを算出し、かかる期間積算値Ｉｄａに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断する。
【００２３】
電流測定部１１は、電源装置４の内部の電流ではなく、交流電源２と電源装置４との間の電流を測定するため、状態診断装置１は、電源装置４の外部から平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断することができる。
【００２４】
電源投入タイミングでの電圧位相が変わる場合、突入電流も電源投入タイミングでの電圧位相に応じて変わる。そこで、診断部１３は、電圧測定部１２によって測定された電圧瞬時値ｖｄに基づいて、電源投入タイミングでの電圧位相を判定し、電源投入タイミングでの電圧位相と期間積算値Ｉｄａとに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断する。以下、電源投入タイミングでの電圧位相を電圧位相θｏｎと記載する場合がある。
【００２５】
電気設備３は、電源投入タイミングを示すオン信号を出力する機能を有しており、診断部１３は、電気設備３からオン信号が出力されるタイミングでの電圧位相を、電圧位相θｏｎとして判定することができる。
【００２６】
また、交流電源２は、内部に開閉器６を有しており、かかる開閉器６が開状態から閉状態へ切り替わった場合に、交流電源２から交流電圧が出力される。交流電源２は、開閉器６が開状態から閉状態へ切り替わるタイミングを示すオン信号を出力する機能を有している。診断部１３は、例えば、スイッチ４４が閉状態である場合に、交流電源２からオン信号が出力されるタイミングでの電圧位相を、電圧位相θｏｎとして判定することができる。
【００２７】
このように、診断部１３は、交流電源２または電気設備３からのオン信号に基づいて、電圧位相θｏｎを判定できる。そして、診断部１３は、電圧位相θｏｎと期間積算値Ｉｄａとに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断する。したがって、状態診断装置１は、電圧位相θｏｎが変わる場合であっても、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断することができる。
【００２８】
なお、電源投入タイミングにおける電圧位相が変わらない場合、状態診断装置１は電圧測定部１２を有しない構成であってもよい。例えば、交流電源２の交流電圧のゼロクロス点で開閉器６が開状態から閉状態になる場合、または電気設備３において交流電源２の交流電圧のゼロクロス点でスイッチ４４が開状態から閉状態になる場合、状態診断装置１は電圧測定部１２を有しない構成であってもよい。
【００２９】
以下、状態診断装置１の構成について具体的に説明する。図３は、実施の形態１にかかる状態診断装置の具体的な構成例を示す図である。図３に示すように、状態診断装置１は、変流器１０と、電流測定部１１と、電圧測定部１２と、診断部１３とを備える。診断部１３は、算出部２１と、記憶部２２と、判定部２３とを備える。
【００３０】
上述したように、電圧位相θｏｎが変わる場合、電圧位相θｏｎに依存して突入電流が変わる。すなわち、電圧位相θｏｎによって平滑コンデンサ４２への突入電流の波形は、大きく変化する。そこで、算出部２１は、電流瞬時値ｉｄを自乗した値を予め設定された期間Ｔにおいて積算した値である期間積算値Ｉｄａを算出し、かかる期間積算値Ｉｄａに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断する。これにより、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を電源装置４の外部から精度よく診断することができる。
【００３１】
ここで、突入電流の特性について説明する。時刻ｔにおいて電気設備３に入力される交流電源２の交流電圧ｖ（ｔ）が下記式（１）で表されるとする。
【００３２】
【数１】
2020169948.tif 000003
【００３３】
電源投入タイミングで流れる電流は、整流回路４１、突入電流制限抵抗４３、および平滑コンデンサ４２によって制御される。整流回路４１のダイオードブリッジによって整流回路４１から出力される電圧ｖ’（ｔ）の値は、下記式（２）に示すように、絶対値になる。なお、交流電圧ｖ（ｔ）に比べ、ダイオードブリッジによる電圧降下は無視できる程度に小さいものとする。
【００３４】
【数２】
2020169948.tif 000004
【００３５】
ここで、突入電流制限抵抗４３の抵抗値を「Ｒ」、電気設備３の負荷５を「Ｒ０」とし、平滑コンデンサ４２の静電容量を「Ｃ」とする。また、突入電流制限抵抗４３、負荷５、および平滑コンデンサ４２に時刻ｔにおいてそれぞれに流れる電流を「ｉ（ｔ）」、「ｉＣ（ｔ）」、および「ｉＲ０（ｔ）」とし、平滑コンデンサ４２の電荷を「ｑ（ｔ）」とする。この場合、下記式（３）〜（６）の回路方程式が成り立つ。
【００３６】
【数３】
2020169948.tif 000005
【００３７】
上記式（３）〜（６）から下記式（７）の微分方程式が成り立つ。
【００３８】
【数４】
2020169948.tif 000006
【００３９】
ｖ’（ｔ）＜ｑ（ｔ）／Ｃとなった場合、整流回路４１を構成するダイオードブリッジにより、電源装置４から交流電源２へ電流が流れないため、負荷５で平滑コンデンサ４２の電荷ｑ（ｔ）は消費されるのみになる。したがって、ｖ’（ｔ）＜ｑ（ｔ）／Ｃの状態とｖ’（ｔ）＞ｑ（ｔ）／Ｃの状態とでそれぞれで微分方程式を解く必要がある。
【００４０】
平滑コンデンサ４２における電荷の初期値を「Ｑ０」とし、電源投入タイミングから経過した時刻を「ｔ」とすると、ｖ’（ｔ）＞ｑ（ｔ）／Ｃの状態において、平滑コンデンサ４２の電荷ｑ（ｔ）は、下記式（８）で表される。下記式（８）において、φは下記式（９）で表される。
【００４１】
【数５】
2020169948.tif 000007
【００４２】
また、平滑コンデンサ４２の電荷ｑ（ｔ）の初期値を「Ｑ’０」とすると、ｖ’（ｔ）＜ｑ（ｔ）／Ｃの期間において、平滑コンデンサ４２の電荷ｑ（ｔ）は、下記式（１０）で表される。
【００４３】
【数６】
2020169948.tif 000008
【００４４】
図４は、実施の形態１にかかる電源装置への突入電流の波形の一例を示す図である。図４に示す例では、θｏｎ＝０、すなわち電源投入タイミングでの電圧位相が０度である場合を示している。図４に示すように、電流ｉ（ｔ）は、ｖ’（ｔ）の周波数に応じた間隔でピークになり、時間の経過に伴ってピーク値が小さくなる波形になる。なお、図４に示す電流ｉ（ｔ）は、電荷ｑ（ｔ）を微分することで求めることができる。また、図４に示す例では、電源投入タイミングの時間を「０」としている。
【００４５】
電圧位相θｏｎが同じであっても劣化によって平滑コンデンサ４２の静電容量が低下すると、電流ｉ（ｔ）の各ピーク値も小さくなる。そのため、例えば、最初に出現する電流ｉ（ｔ）のピーク値の減少度合いから平滑コンデンサ４２の劣化を判定することができる。しかしながら、電流ｉ（ｔ）の波形は、電圧位相θｏｎによって変わる。したがって、電圧位相θｏｎを同じにできない場合、電流ｉ（ｔ）のピーク値の減少度合いから平滑コンデンサ４２の劣化を判定することが難しい。
【００４６】
そこで、診断部１３は、予め設定された期間Ｔで電流測定部１１によって測定された複数の電流瞬時値ｉｄを各々自乗し、かかる複数の自乗値を積算することで、期間積算値Ｉｄａを求める。そして、診断部１３は、期間積算値Ｉｄａを予め設定され期間Ｔで除算し、かかる除算結果の平方根を算出する。例えば、診断部１３は、予め設定された期間Ｔで電流測定部１１によって測定された複数の電流瞬時値ｉｄを用いて下記式（１１）の計算を行う。
【００４７】
【数７】
2020169948.tif 000009
【００４８】
診断部１３は、電流瞬時値ｉｄが計測される毎に繰り返し上記式（１１）を計算するため、上記式（１１）で算出される値Ｉｒは、予め設定された期間Ｔにおける電流瞬時値ｉｄの大きさの移動平均値と呼ぶことができる。以下、上記式（１１）で算出される値Ｉｒを電流移動平均値Ｉｒと記載する。
【００４９】
電流瞬時値ｉｄは、例えば４ｋＨｚ周期で電流測定部１１によって測定される。予め設定された期間Ｔは、例えば、２５ｍｓである。なお、予め設定され期間Ｔは、交流電源２から出力される交流電圧波形の１周期よりも長い時間であればよく、２５ｍｓに限定されず、例えば、２０ｍｓであってもよい。また、電流測定部１１による電流瞬時値ｉｄの測定周期は、４ｋＨｚでなくてもよい。
【００５０】
図５は、実施の形態１にかかる電流移動平均値の時間変化の一例を示す図である。図５に示すように、電流移動平均値Ｉｒの時間変化は、山形状の特性になる。診断部１３は、繰り返し算出した電流移動平均値Ｉｒのピーク値を算出することができる。以下、電流移動平均値Ｉｒのピーク値を、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐと記載する。
【００５１】
電流移動平均値Ｉｒの時間変化は、電圧位相θｏｎによって異なるため、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの時間変化も、電圧位相θｏｎによって異なる。
【００５２】
図６は、実施の形態１にかかる電源投入タイミングでの電圧位相が０度である場合の電圧位相、電流移動平均値、および電流移動平均ピーク値の各々の時間変化の一例を示す図である。図７は、実施の形態１にかかる電源投入タイミングでの電圧位相が９０度である場合の電圧位相、電流移動平均値、および電流移動平均ピーク値の各々の時間変化の一例を示す図である。図８は、実施の形態１にかかる電源投入タイミングでの電圧位相と電流移動平均ピーク値との関係を示す図である。
【００５３】
図６および図７に示すように、電流ｉ（ｔ）の時間変化は、θｏｎ＝０度である場合と、θｏｎ＝９０度である場合とで大きく異なる。かかる電流ｉ（ｔ）の時間変化に比べ、電流移動平均値Ｉｒの時間変化は、図６および図７に示すように、電圧位相θｏｎの変化による変化が抑制されていることが分かる。
【００５４】
また、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐは、図８に示すように、電圧位相θｏｎの変化で変化する山形状の特性であり、電圧位相θｏｎの変化による変化が抑制されていることが分かる。なお、図８に示す例では、電圧位相θｏｎが０度から１８０度までの変化に対する電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの変化を示している。電圧位相θｏｎが１８０度から３６０度までの変化に対する電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの変化は、電圧位相θｏｎが０度から１８０度までの変化に対する電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの変化と同じである。
【００５５】
電気設備３の起動と停止とが繰り返されることで、電源装置４において、平滑コンデンサ４２で充電と放電とが繰り返され、劣化によって平滑コンデンサ４２の静電容量が低下する。平滑コンデンサ４２の静電容量が低下すると、平滑コンデンサ４２における充電可能な電荷量も低下するため、電源投入時の突入電流も小さくなる。
【００５６】
図９は、実施の形態１にかかる平滑コンデンサの静電容量が変化した場合における電源投入タイミングでの電圧位相と電流移動平均ピーク値との関係を示す図である。図９では、平滑コンデンサ４２の静電容量が１００％の状態と、平滑コンデンサ４２の静電容量が６７％および３３％に各々減少した状態とにおける電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係が示される。
【００５７】
図９に示すように、平滑コンデンサ４２の静電容量が低下すると、山形状の特性が全体的に減少する。そこで、診断部１３は、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐと電圧位相θｏｎとに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化を検出する。例えば、診断部１３は、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係の全体的な減少量または減少率から平滑コンデンサ４２の劣化を判定することができる。
【００５８】
診断部１３は、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を、異なる電圧位相を電源投入タイミングとして得られる複数の電流移動平均ピーク値Ｉｒｐに基づいて、近似する近似処理を行う。かかる近似処理によって、診断部１３は、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を示す近似式Ｆｖｃを算出することができる。近似式Ｆｖｃは、例えば、図８に示す特性に近似する式である。診断部１３は、近似処理を、例えば、多項式近似、または最小二乗法などによって実行することができる。また、診断部１３は、近似処理に代えて、補間処理によって、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を示す近似式Ｆｖｃを算出することができる。
【００５９】
例えば、診断部１３は、電気設備３における電源の投入が１日１回である場合、２０日の各々の日の電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの組を得る。これにより、診断部１３は、２０組分の電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの組み合わせを得ることができる。診断部１３は、かかる２０組分の情報から近似処理または補間処理を行うことで、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を示す近似式Ｆｖｃを算出することができる。
【００６０】
電源投入タイミングが特定の電圧位相になるように電気設備３における電源の投入を行うことができない場合、各電圧位相θｏｎは、一般的にランダムな電圧位相になる。この場合、２０日の電圧位相θｏｎが均等間隔になる可能性は低い。そのため、０度から１８０度までの電圧位相のうち両端の特性が真値と離れるように発散する近似式になる可能性がある。
【００６１】
そこで、診断部１３は、両端までの電圧位相θｏｎの傾向を示す情報を記憶している。診断部１３は、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの複数の組の情報と両端までの電圧位相θｏｎの傾向の情報とから、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を示す近似式Ｆｖｃを算出することができる。これにより、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を示す近似式Ｆｖｃを精度よく算出することができる。
【００６２】
診断部１３は、電圧位相θｏｎと電流移動平均ピーク値Ｉｒｐとの関係を示す近似式Ｆｖｃに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定することができる。具体的には、診断部１３は、初期状態判定モードにおいて、算出した近似式Ｆｖｃを初期近似式ＦＢｖｃとする。その後、診断部１３は、劣化状態判定モードにおいて、算出した近似式Ｆｖｃを現在近似式ＦＣｖｃとする。初期状態判定モードは、電源装置４が初期状態である場合の平滑コンデンサ４２の状態を判定するためのモードである。劣化状態判定モードは、平滑コンデンサ４２の劣化状態を判定するためのモードである。
【００６３】
診断部１３は、算出した初期近似式ＦＢｖｃと現在近似式ＦＣｖｃとに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定することができる。初期近似式ＦＢｖｃと現在近似式ＦＣｖｃとの差または比が変化するほど、平滑コンデンサ４２の静電容量が低下していることを示している。診断部１３は、初期近似式ＦＢｖｃと現在近似式ＦＣｖｃとの差または比を算出することで、平滑コンデンサ４２の静電容量の低下を検出することができる。
【００６４】
例えば、診断部１３は、初期近似式ＦＢｖｃに含まれる電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの平均値を電流特性値Ｉｃの初期値とし、現在近似式ＦＣｖｃに含まれる電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの平均値を電流特性値Ｉｃの現在値として算出する。診断部１３は、電流特性値Ｉｃにおける初期値と現在値との差または比を初期近似式ＦＢｖｃと現在近似式ＦＣｖｃの差または比として算出することができる。以下、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの平均値を、電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖと記載する。
【００６５】
図１０は、実施の形態１にかかる電流移動平均ピーク値平均値と平滑コンデンサの静電容量との関係の一例を示す図である。図１０に示すように、電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖは、平滑コンデンサ４２の静電容量が低下するほど小さくなる。
【００６６】
診断部１３は、電流特性値Ｉｃとして、電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖを用いたが、電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖに代えて、期間積算値Ｉｄａを電流特性値Ｉｃとして、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定することもできる。例えば、診断部１３は、初期状態判定モードおよび劣化状態判定モードにおいて算出された電圧位相θｏｎと期間積算値Ｉｄａとに基づいて、近似式Ｆｖｃを算出することができる。この場合の近似式Ｆｖｃは、期間積算値Ｉｄａと電圧位相θｏｎとの関係を示す近似式である。診断部１３は、近似式Ｆｖｃに含まれる期間積算値Ｉｄａの平均値を電流特性値Ｉｃとして、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定することができる。
【００６７】
図１１は、実施の形態１にかかる電流移動平均ピーク値平均値と突入電流制限抵抗の抵抗値と平滑コンデンサの静電容量との関係の一例を示す図である。図１１では、整流回路４１が全波整流回路であり、交流電源２の交流電圧の実効値が１００Ｖである場合の例を示している。図１１に示すように、突入電流制限抵抗４３の抵抗値と平滑コンデンサ４２の静電容量によって、電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖが異なる。
【００６８】
診断部１３は、電源装置４の等価回路などから得られる計算式またはテーブルなどによって電流特性値Ｉｃの初期値を算出することもできる。例えば、診断部１３は、不図示の入力部から、交流電源２の交流電圧の実効値および周波数、整流回路４１の種別、突入電流制限抵抗４３の抵抗値、および平滑コンデンサ４２の静電容量の情報を取得する。診断部１３は、取得した情報に基づいて、電流特性値Ｉｃの初期値を算出することができる。なお、整流回路４１の種別には、全波整流と半波整流とがある。
【００６９】
図３に戻って、診断部１３の説明を続ける。図３に示すように、診断部１３は、算出部２１と、算出部２１によって算出された初期特性の情報を記憶する記憶部２２と、算出部２１で算出された電流特性値Ｉｃの現在値と記憶部２２に記憶された電流特性値Ｉｃの初期値とに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する判定部２３を備える。記憶部２２に記憶される初期特性の情報は、例えば電流特性値Ｉｃの初期値および初期近似式ＦＢｖｃである。なお、以下において、電流特性値Ｉｃの初期値を初期特性値Ｉｉｃと記載し、電流特性値Ｉｃの現在値を現在特性値Ｉｃｃと記載する場合がある。
【００７０】
算出部２１は、電圧測定部１２から得られる電圧瞬時値ｖｄに基づいて、電圧位相θｏｎを算出する電圧位相算出部３１と、電流測定部１１から得られる電流瞬時値ｉｄに基づいて、電流特性値Ｉｃを算出する電流特性算出部３２とを備える。
【００７１】
電圧位相算出部３１は、例えば、電圧測定部１２によって測定された電圧瞬時値ｖｄに基づいて電圧位相を繰り返し算出し、電気設備３から示すオン信号が出力されたタイミングでの電圧位相を電圧位相θｏｎとして算出することができる。また、電圧位相算出部３１は、交流電源２からオン信号が出力されたタイミングでの電圧位相を電圧位相θｏｎとして算出することもできる。
【００７２】
図１２は、実施の形態１にかかる電流特性算出部の構成例を示す図である。図１２に示すように、電流特性算出部３２は、自乗値算出部５１と、期間積算値算出部５２と、期間平均値算出部５３と、平方根値算出部５４と、ピーク値判定部５５と、ピーク平均値算出部５６と、電流特性出力部５７とを備える。
【００７３】
自乗値算出部５１は、電流測定部１１によって予め設定さられた周期で測定される電流瞬時値ｉｄを取得する。自乗値算出部５１は、電流瞬時値ｉｄを取得する毎に、電流瞬時値ｉｄを繰り返し自乗することで、自乗値ｉｄ２を算出する。自乗値算出部５１は、自乗値ｉｄ２を算出する毎に、算出した自乗値ｉｄ２を期間積算値算出部５２へ出力する。
【００７４】
期間積算値算出部５２は、自乗値算出部５１から自乗値ｉｄ２を取得する毎に、現時点から予め設定され期間Ｔ前までの自乗値ｉｄ２を積算することで、期間積算値Ｉｄａを繰り返し算出する。期間積算値算出部５２は、期間積算値Ｉｄａを算出する毎に、算出した期間積算値Ｉｄａを期間平均値算出部５３へ出力する。
【００７５】
期間平均値算出部５３は、期間積算値算出部５２から期間積算値Ｉｄａを取得する毎に、期間積算値Ｉｄａを予め設定され期間Ｔで除算することで、期間平均値Ｉｄａｖを繰り返し算出する。期間平均値算出部５３は、期間平均値Ｉｄａｖを算出する毎に、算出した期間平均値Ｉｄａｖを平方根値算出部５４へ出力する。
【００７６】
平方根値算出部５４は、期間平均値算出部５３から期間平均値Ｉｄａｖを取得する毎に、期間平均値Ｉｄａｖの平方根である電流移動平均値Ｉｒを算出する。平方根値算出部５４は、電流移動平均値Ｉｒを算出する毎に、算出した電流移動平均値Ｉｒをピーク値判定部５５へ出力する。
【００７７】
ピーク値判定部５５は、電源投入タイミングを示すオン信号を電気設備３から取得したタイミングから予め設定された期間ＴＡが経過するまでの間に、平方根値算出部５４から繰り返し出力される電流移動平均値Ｉｒのうち最も大きい電流移動平均値Ｉｒを判定する。ピーク値判定部５５は、最も大きいと判定した電流移動平均値Ｉｒが電流移動平均ピーク値Ｉｒｐであると判定する。期間ＴＡは、予め設定され期間Ｔよりも大きく、例えば、予め設定され期間Ｔの２倍以上の期間である。
【００７８】
以下においては、上述した期間積算値Ｉｄａ、期間平均値Ｉｄａｖ、電流移動平均値Ｉｒ、または電流移動平均ピーク値Ｉｒｐを電流特性値Ｉｃ１と記載する。期間平均値Ｉｄａｖ、電流移動平均値Ｉｒ、または電流移動平均ピーク値Ｉｒｐは、期間積算値Ｉｄａに基づく値の一例である。また、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐの平均値を電流特性値Ｉｃ２と記載する場合がある。なお、電流特性値Ｉｃ１および電流特性値Ｉｃ２を各々区別せずに示す場合、電流特性値Ｉｃと記載する場合がある。
【００７９】
ピーク平均値算出部５６は、電流特性値Ｉｃ１を取得すると共に、電圧位相算出部３１で算出される電圧位相θｏｎを取得する。ピーク平均値算出部５６は、取得した電流特性値Ｉｃ１と電圧位相θｏｎとに基づいて、上述した近似式Ｆｖｃを算出する。
【００８０】
例えば、ピーク平均値算出部５６は、初期状態判定モードである場合、初期近似式ＦＢｖｃを算出し、算出した初期近似式ＦＢｖｃの情報を記憶部２２に記憶する。また、ピーク平均値算出部５６は、算出した初期近似式ＦＢｖｃに基づいて、電流特性値Ｉｃ２である電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖを初期特性値Ｉｉｃとして算出する。
【００８１】
また、ピーク平均値算出部５６は、劣化状態判定モードである場合、平滑コンデンサ４２の現在近似式ＦＣｖｃを算出し、算出した現在近似式ＦＣｖｃに基づいて、電流特性値Ｉｃ２である電流移動平均ピーク値平均値Ｉｒｐａｖを現在特性値Ｉｃｃとして算出する。
【００８２】
なお、算出部２１は、劣化状態判定モードである場合、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐと電圧位相θｏｎとの関係を示す近似式に代えて、期間積算値Ｉｄａ、期間平均値Ｉｄａｖ、または電流移動平均値Ｉｒと電圧位相θｏｎとの関係を示す近似式を初期近似式ＦＢｖｃとして算出することもできる。
【００８３】
また、電流特性出力部５７は、電流特性算出部３２において算出された初期近似式ＦＢｖｃおよび初期特性値Ｉｉｃを記憶部２２に記憶する。また、電流特性出力部５７は、電流特性算出部３２において算出された現在特性値Ｉｃｃを判定部２３へ出力する。また、電流特性出力部５７は、劣化状態判定モードにおいて電流特性算出部３２において算出された電流特性値Ｉｃ１を現在特性値Ｉｃｃとして判定部２３へ出力することもできる。
【００８４】
次に、判定部２３について説明する。図１３は、実施の形態１にかかる判定部の構成例を示す図である。図１３に示すように、判定部２３は、劣化状態判定モードである場合に、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する。かかる判定部２３は、比較部６１と、劣化度判定部６２と、寿命判定部６３とを備える。
【００８５】
比較部６１は、記憶部２２から取得した初期特性値Ｉｉｃと電流特性算出部３２から取得した現在特性値Ｉｃｃとを比較する。例えば、比較部６１は、初期特性値Ｉｉｃに対する現在特性値Ｉｃｃの差である減少量を算出する。また、比較部６１は、初期特性値Ｉｉｃに対する現在特性値Ｉｃｃの比である減少率を算出することもできる。
【００８６】
また、比較部６１は、初期特性値Ｉｉｃと比較する現在特性値Ｉｃｃとして電流特性値Ｉｃ２に代えて電流特性値Ｉｃ１を用いることもできる。電流特性値Ｉｃ１は、上述したように、例えば、期間平均値Ｉｄａｖ、電流移動平均値Ｉｒ、電流移動平均ピーク値Ｉｒｐ、または電流移動平均ピーク値Ｉｒｐである。
【００８７】
この場合、比較部６１は、初期近似式ＦＢｖｃに含まれる各電圧位相θｏｎでの電流特性値Ｉｃ１のうち劣化状態判定モードで電圧位相算出部３１によって算出された電圧位相θｏｎに対応する電流特性値Ｉｃ１を初期特性値Ｉｉｃにする。例えば、電圧位相算出部３１によって算出された電圧位相θｏｎが９０度であるとする。この場合、比較部６１は、初期近似式ＦＢｖｃに９０度を電圧位相θｏｎとして代入して得られる電流特性値Ｉｃ１を初期特性値Ｉｉｃにする。また、比較部６１は、劣化状態判定モードにおいて、算出部２１によって算出される電流特性値Ｉｃ１を現在特性値Ｉｃｃとする。そして、比較部６１は、初期特性値Ｉｉｃと現在特性値Ｉｃｃとの比または差を算出することができる。
【００８８】
劣化度判定部６２は、比較部６１による比較結果に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化度を判定することができる。具体的には、劣化度判定部６２は、初期特性値Ｉｉｃと現在特性値Ｉｃｃとの比または差毎に劣化度を関連付けた劣化度判定情報を有している。かかる劣化度判定情報は、例えば、テーブルまたは演算式の情報である。
【００８９】
劣化度判定部６２は、かかる劣化度判定情報と、比較部６１によって算出された減少量または減少率に基づいて、減少量または減少率に対応する劣化度を平滑コンデンサ４２の劣化度として判定することができる。
【００９０】
寿命判定部６３は、比較部６１による比較結果に基づいて、平滑コンデンサ４２の寿命を判定することができる。具体的には、寿命判定部６３は、初期特性値Ｉｉｃと現在特性値Ｉｃｃとの比または差毎に寿命までの残期間を関連付けた寿命判定情報を有している。かかる寿命判定情報は、例えば、テーブルまたは演算式の情報である。
【００９１】
寿命判定部６３は、かかる寿命判定情報と、比較部６１によって算出された減少量または減少率とに基づいて、減少量または減少率に対応する残期間を平滑コンデンサ４２の寿命として判定することができる。
【００９２】
つづいて、状態診断装置１の診断部１３の動作を、フローチャートを用いて説明する。図１４は、実施の形態１にかかる状態診断装置の診断部による処理の一例を示すフローチャートである。
【００９３】
図１４に示すように、状態診断装置１の診断部１３は、設定されているモードが初期状態判定モードであるか否かを判定する（ステップＳ１１）。かかる初期状態判定モードは、例えば、状態診断装置１における不図示の入力部への入力操作によって設定される。
【００９４】
診断部１３は、設定されているモードが初期状態判定モードであると判定した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、電源投入タイミングから設定期間内であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。診断部１３は、電源投入タイミングから設定期間内であると判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、初期特性算出処理を実行する（ステップＳ１３）。かかる初期特性算出処理は、例えば、図１５に示すステップＳ２１〜Ｓ２６の処理であり、後述する。
【００９５】
診断部１３は、設定されているモードが初期状態判定モードでないと判定した場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、電源投入タイミングから設定期間内ではないと判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、またはステップＳ１３の処理が終了した場合、設定されているモードが劣化状態判定モードであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。かかる劣化状態判定モードは、例えば、状態診断装置１における不図示の入力部への入力操作によって設定される。
【００９６】
診断部１３は、設定されているモードが劣化状態判定モードであると判定した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、電源投入タイミングから設定期間内であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。診断部１３は、電源投入タイミングから設定期間内であると判定した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）、劣化寿命判定処理を実行する（ステップＳ１６）。かかる劣化寿命判定処理の処理は、例えば、図１６に示すステップＳ３１〜Ｓ３５の処理であり、後述する。
【００９７】
診断部１３は、設定されているモードが劣化状態判定モードでないと判定した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、電源投入タイミングから設定期間内ではないと判定した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）、またはステップＳ１６の処理が終了した場合、図１４に示す処理を終了する。
【００９８】
つづいて、図１４に示すステップＳ１３の初期特性算出処理について説明する。図１５は、実施の形態１にかかる初期特性算出処理の一例を示すフローチャートである。
【００９９】
図１５に示すように、診断部１３は、電源投入タイミングでの電圧位相である電圧位相θｏｎを算出し（ステップＳ２１）、電流特性値Ｉｃ１を算出する（ステップＳ２２）。そして、診断部１３は、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、診断部１３は、例えば、初期状態判定モードにおいて、電圧位相θｏｎおよび電流特性値Ｉｃ１の算出が予め設定された回数または期間行われた場合に、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングであると判定することができる。
【０１００】
診断部１３は、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングであると判定した場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、ステップＳ２１，Ｓ２２で算出された電圧位相θｏｎおよび電流特性値Ｉｃ１に基づいて、近似式Ｆｖｃを算出する（ステップＳ２４）。また、診断部１３は、近似式Ｆｖｃに基づいて初期特性値Ｉｉｃを算出する（ステップＳ２５）、そして、診断部１３は、算出した近似式Ｆｖｃおよび初期特性値Ｉｉｃを記憶部２２に記憶する（ステップＳ２６）。診断部１３は、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングではないと判定した場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、またはステップＳ２６の処理が終了した場合、図１５に示す処理を終了する。
【０１０１】
つづいて、図１４に示すステップＳ１６の劣化寿命判定処理について説明する。図１６は、実施の形態１にかかる劣化寿命判定処理の一例を示すフローチャートである。
【０１０２】
図１６に示すように、診断部１３は、電源投入タイミングでの電圧位相である電圧位相θｏｎを算出し（ステップＳ３１）、電流特性値Ｉｃ１を算出する（ステップＳ３２）。そして、診断部１３は、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングであるか否かを判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３において、診断部１３は、例えば、劣化状態判定モードにおいて、電圧位相θｏｎおよび電流特性値Ｉｃ１の算出が予め設定された回数または期間行われた場合に、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングであると判定することができる。
【０１０３】
診断部１３は、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングであると判定した場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、ステップＳ３１，Ｓ３２で算出された電圧位相θｏｎおよび電流特性値Ｉｃ１に基づいて、現在特性値Ｉｃｃとして電流特性値Ｉｃ２を算出する（ステップＳ３４）。なお、ステップＳ３４において、診断部１３は、ステップＳ３１，Ｓ３２で算出された電圧位相θｏｎおよび電流特性値Ｉｃ１に基づいて、現在近似式ＦＣｖｃを算出し、かかる現在近似式ＦＣｖｃから電流特性値Ｉｃ２を算出することができる。
【０１０４】
診断部１３は、算出した現在特性値Ｉｃｃと記憶部２２に記憶された初期特性値Ｉｉｃとの比較結果に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する（ステップＳ３５）。診断部１３は、電流特性値Ｉｃ２の算出タイミングではないと判定した場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、またはステップＳ３５の処理が終了した場合、図１６に示す処理を終了する。
【０１０５】
図１４に示すステップＳ１６の劣化寿命判定処理は、図１６に示す例に限定されない。図１７は、実施の形態１にかかる劣化寿命判定処理の他の例を示すフローチャートである。
【０１０６】
図１７に示すように、診断部１３は、電源投入タイミングでの電圧位相である電圧位相θｏｎを算出し（ステップＳ４１）、現在特性値Ｉｃｃとして電流特性値Ｉｃを算出する（ステップＳ４２）。そして、診断部１３は、ステップＳ４１で算出した電圧位相θｏｎとステップＳ４２で算出した電流特性値Ｉｃとに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する（ステップＳ４３）。
【０１０７】
例えば、診断部１３は、記憶部２２に記憶された初期近似式ＦＢｖｃにステップＳ４１で算出した電圧位相θｏｎを代入して得られる電流特性値ＩｃとステップＳ４２で算出した電流特性値Ｉｃとを比較する。診断部１３は、かかる比較結果に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定することができる。診断部１３は、ステップＳ４３の処理が終了した場合、図１７に示す処理を終了する。
【０１０８】
図１８は、実施の形態１にかかる状態診断装置における診断部のハードウェア構成の一例を示す図である。図１８に示すように、状態診断装置１の診断部１３は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、インタフェース回路１０３とを備えるコンピュータを含む。
【０１０９】
プロセッサ１０１、メモリ１０２、およびインタフェース回路１０３は、バス１０４によって互いにデータの送受信が可能である。記憶部２２は、メモリ２０２によって実現される。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、算出部２１、記憶部２２、および判定部２３の機能を実行する。プロセッサ１０１は、処理回路の一例であり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＤＳＰ（Digital  Signal  Processer）、およびシステムＬＳＩ（Large  Scale  Integration）のうち一つ以上を含む。
【０１１０】
メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）、およびＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  Erasable  Programmable  Read  Only  Memory）のうち一つ以上を含む。また、メモリ１０２は、コンピュータが読み取り可能なプログラムが記録された記録媒体を含む。かかる記録媒体は、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルメモリ、光ディスク、コンパクトディスク、およびＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）のうち一つ以上を含む。なお、状態診断装置１の診断部１３は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）およびＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などの集積回路を含んでいてもよい。
【０１１１】
なお、上述した例では、診断部１３は、交流電源２または電気設備３からのオン信号に基づいて、電源投入タイミングにおける電圧位相を判定するが、かかる例に限定されない。例えば、診断部１３は、交流電源２または電気設備３からのオン信号を用いずに、電源投入タイミングにおける電圧位相を判定することもできる。例えば、診断部１３は、電流瞬時値ｉｄの変化の状態から電源投入タイミングにおける電圧位相を判定することもできる。
【０１１２】
また、電流特性算出部３２は、初期状態判定モードと劣化状態判定モードで図１２に示す構成を各々有する構成であってもよい。すなわち、電流特性算出部３２は、初期状態判定モードでの算出処理を行う図１２に示す構成と、劣化状態判定モードでの算出処理を行う図１２に示す構成とをそれぞれ別々に有する構成であってもよい。
【０１１３】
以上のように、実施の形態１にかかる状態診断装置１は、電流測定部１１と、診断部１３とを備える。電流測定部１１は、整流回路４１および平滑コンデンサ４２を備える電源装置４へ交流電力を供給する交流電源２と電源装置４との間の電流の瞬時値である電流瞬時値ｉｄを測定する。診断部１３は、電流測定部１１によって測定された電流瞬時値ｉｄを自乗した値を予め設定された期間積算した値である期間積算値Ｉｄａに基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命のうち少なくとも一つを診断する。これにより、整流回路４１および平滑コンデンサ４２を有する電源装置４の外部から平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を診断することができる。
【０１１４】
また、診断部１３は、算出部２１と、判定部２３とを備える。算出部２１は、期間積算値Ｉｄａまたは期間積算値Ｉｄａに基づく値を電流特性値Ｉｃとして算出する。判定部２３は、電流特性値Ｉｃと平滑コンデンサ４２の初期特性値Ｉｉｃとの比較結果に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する。これにより、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を容易に診断することができる。
【０１１５】
また、算出部２１は、交流電源２から整流回路４１へ交流電力の供給が開始されたタイミングにおける交流電源２の電圧位相である電圧位相θｏｎを算出する。判定部２３は、電圧位相算出部３１で算出された電圧位相θｏｎに対応する初期特性値Ｉｉｃと現在特性値Ｉｃｃである電流特性値Ｉｃとの比較に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する。これにより、電源投入タイミングが同じ電圧位相θｏｎでない場合であっても、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を容易に診断することができる。
【０１１６】
また、算出部２１は、電流特性値Ｉｃと電圧位相算出部３１によって算出された電圧位相θｏｎとに基づいて、電流特性値Ｉｃの平均値を算出する。判定部２３は、現在特性値Ｉｃｃである電流特性値Ｉｃの平均値と初期特性値Ｉｉｃとの差または比に基づいて、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を判定する。これにより、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を精度よく診断することができる。
【０１１７】
また、算出部２１は、電流特性値Ｉｃと電圧位相算出部３１によって算出された電圧位相θｏｎとに基づいて、初期特性値Ｉｉｃを算出する。これにより、電源装置４に個体差がある場合であっても、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を精度よく診断することができる。
【０１１８】
また、算出部２１は、予め設定された期間Ｔよりも短い間隔で期間積算値Ｉｄａを繰り返し算出し、期間積算値Ｉｄａのピーク値、期間積算値Ｉｄａに基づく値のピーク値、またはピーク値の平均値を電流特性値Ｉｃとして算出する。これにより、平滑コンデンサ４２の劣化および寿命を精度よく診断することができる。
【０１１９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  状態診断装置、２  交流電源、３  電気設備、４  電源装置、５  負荷、６  開閉器、１０  変流器、１１  電流測定部、１２  電圧測定部、１３  診断部、２１  算出部、２２  記憶部、２３  判定部、３１  電圧位相算出部、３２  電流特性算出部、４１  整流回路、４２  平滑コンデンサ、４３  突入電流制限抵抗、４４  スイッチ、５１  自乗値算出部、５２  期間積算値算出部、５３  期間平均値算出部、５４  平方根値算出部、５５  ピーク値判定部、５６  ピーク平均値算出部、６１  比較部、６２  劣化度判定部、６３  寿命判定部。
【図１】
2020169948.tif 000010
【図２】
2020169948.tif 000011
【図３】
2020169948.tif 000012
【図４】
2020169948.tif 000013
【図５】
2020169948.tif 000014
【図６】
2020169948.tif 000015
【図７】
2020169948.tif 000016
【図８】
2020169948.tif 000017
【図９】
2020169948.tif 000018
【図１０】
2020169948.tif 000019
【図１１】
2020169948.tif 000020
【図１２】
2020169948.tif 000021
【図１３】
2020169948.tif 000022
【図１４】
2020169948.tif 000023
【図１５】
2020169948.tif 000024
【図１６】
2020169948.tif 000025
【図１７】
2020169948.tif 000026
【図１８】
2020169948.tif 000027