3.6.4变频空调应用中DIPIPM™的健康管理
上节回顾：
DIPIPM™几乎是伴随着变频空调的发明而诞生。变频空调是很久很久以前，为了解决日本东西部的供电频率差异，人们想出来的一个办法。因为东日本的供电频率是50赫兹，而在包括名古屋、京都和大阪在内西日本的供电频率是60赫兹。那么在非变频机型里，就会涉及到两套完全不同部件清单。对于部件采购和销售都会有很大的麻烦。为了解决这个问题，工程师们想到了变频，以交直交的形式来统一电路设计。而我们目前经常提到的节能，静音等效果并不是最初的目的。
在相当长的时间里，变频空调里只有压缩机采用了变频技术。而目前最新的高能效空调都至少拥有3个变频“电机”，包括1个变频压缩机，1个室外风机和1个室内风机。如图15所示。
图15 变频空调的结构
接下来我们就以驱动压缩机的主DIPIPM™为例，看看怎么在实际应用中评价器件的运行寿命。
首先我们需要了解变频空调在不同工况下的运行状况。根据空调的不同运行条件，选择若干组比较典型的运行工况，像表6这样。
表6 空调恶劣工况举例
接下来，我们就要像3.2节中介绍的那样对每一种工况进行功耗仿真，以确定每种工况下实际产生的温升ΔTj。
假设测试条件如下：
SLIMDIP-L, Vcc=300V, fc=5kHz, Ic=7.5Arms, fo=60Hz, PF=0.8, M=1.0, Ts=90℃
图16 空调仿真数据
所以在这次运行中，Tc从Ta=50℃开始上升，直到90℃；而Tj从Ta=50℃开始上升，直到119.7℃。
ΔTj = 119.7℃ - 50℃ ≈ 69.7℃
结合图5，完成30000个周期后，DIPIPM™故障率约为1%，记为Ln。
我们可以利用表7和表8进行统计和计算。
表7 气温→运行次数示例
表8 运行次数→寿命示例
虽然之前的分析看起来都很有道理，但是我们并没有足够多坏品来证明这套理论的正确性。截止发稿时，三菱电机DIPIPM™的发货量已经超过10亿片了。但是明确定性为功率循环寿命问题的损坏，实际上只有个位数。而在三菱电机收到各种“高龄”DIPIPM™坏品中，更多的也只是各种过压，过流和过热。
其实，仔细想想也可以理解这里面的道理。
首先，如果一台空调能运行10年以上出现了损坏，大多数用户的选择会是买一台新的。如果运气比较好，驱动器能回到空调原厂。空调厂是否会将DIPIPM™返回三菱电机也是一个概率问题。这就导致返回到三菱电机的“高龄”DIPIPM™数量及其稀少。
其次，空调是一个复杂系统，里面有机械部件，有电气部件。每一个器件都会有自己对应的寿命极限。而空调的寿命取决于其中最短的那个器件。另一方面高龄的空调更像一个高龄的老人，各种特性的劣化导致最终一个普通工况就成了压死骆驼的最后一根稻草。热疲劳损坏的前提是器件能扛过各种过压过流过热，但是很多时候它抗不过。
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