常用的電力電子系統(tǒng)故障診斷方法

【摘要】電力電子技術(shù)是高科技行業(yè)技術(shù)中的一種，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，只有專業(yè)的人員才能夠進行診斷和維護，因此對于維修人員來說也有著相對較高的要求。現(xiàn)階段電力電子系統(tǒng)的故障診斷方式有多種，并且在科技不斷發(fā)展的過程中也有所更新和完善，然而依然還存在著很多不足。本文就常用的電力電子系統(tǒng)故障診斷方法進行深入的分析和研究。

【關(guān)鍵詞】電力電子故障診斷人工智能參數(shù)模型

1、對電力電子系統(tǒng)故障研究的重要意義

電力電子技術(shù)在各個行業(yè)中都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在科技不斷發(fā)展創(chuàng)新的過程中，各個行業(yè)領(lǐng)域也都不再是單一的技術(shù)為主，而是融入了更多的科技元素。其中電力電子技術(shù)在大氣污染治理、節(jié)能環(huán)保、銀行以及發(fā)電系統(tǒng)等各個領(lǐng)域中都有應(yīng)用，并且隨著應(yīng)用的普及也受到了更多的重視。然而在電力電子技術(shù)應(yīng)用普及的前提下，電力電子設(shè)備故障問題也成了人們重點關(guān)注的內(nèi)容，由于其有著獨特的專業(yè)性，故障診斷和維修需要專業(yè)的人員才能夠進行，如果不及時進行診斷維修，也將會導(dǎo)致整個電力電子系統(tǒng)的癱瘓，嚴(yán)重時還會出現(xiàn)嚴(yán)重的人員傷亡事故，因此，對電力電子系統(tǒng)故障的診斷也有著非常重要的意義。

2、電力電子系統(tǒng)的概念

隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，電力電子系統(tǒng)慢慢發(fā)展起來，它是由電力學(xué)系統(tǒng)、電子學(xué)系統(tǒng)和控制理論相結(jié)合的，在目前的生產(chǎn)實踐中具有重大的作用。其主要是使用電力電子系統(tǒng)軟件對電能系統(tǒng)進行控制和轉(zhuǎn)換，方便生產(chǎn)操作。由于電力電子系統(tǒng)對人們的生產(chǎn)生活具有重大的意義，因此必須掌握控制電力電子系統(tǒng)故障診斷的熟練方法，加強維修人員對電力電子系統(tǒng)故障的認(rèn)識，才能夠更好的解決出現(xiàn)的問題，這也是作為電力電子系統(tǒng)維修人員必須要具備的基本條件。

故障的檢測和維修是一項較為復(fù)雜的工作，一旦發(fā)生故障，維修人員需要憑借自身的故障查找經(jīng)驗和維修經(jīng)驗來進行檢測和維修。在故障信息不明確時，如果想要快速清除故障是相對較為困難的，如果處理不當(dāng)，還會造成整個電力電子系統(tǒng)設(shè)備的癱瘓。在故障檢測后，必須要根據(jù)對故障產(chǎn)生的原因和系統(tǒng)檢測中存在的問題來進行故障的診斷，這樣才能更好的確定故障存在的原因從而加以解決。而故障問題在發(fā)生后還需要維修人員憑借自身的工作經(jīng)驗和良好的專業(yè)技能來進行解決，也因此對電力電子系統(tǒng)故障的診斷方法有了一定的要求，因此，對于電力電子系統(tǒng)故障診斷方法的研究也將會有著重要的意義，通過對故障診斷方法的研究，維修人員能夠更好的提高檢測維修的效率，從而縮短因故障而產(chǎn)生的影響，具有一定的實際意義。

3、對電力電子系統(tǒng)故障診斷研究的現(xiàn)狀

由于電力電子系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域較為廣泛，在診斷的過程中還要明確故障發(fā)生的特點以及形成的因素，因此其診斷模式相對于模擬電路等故障診斷有著本質(zhì)的區(qū)別。電力電子系統(tǒng)是一項較為復(fù)雜的電子系統(tǒng)，其電子器件過載能力相對較小，并且器件的損耗速度快，在診斷的過程中，故障信息存在的周期也相對較短，這就需要我們及時的來對其進行監(jiān)控，如果故障發(fā)生時要求在線診斷，另外電力電子電路的功率很大，一般電路診斷中采用的傳統(tǒng)的診斷方法不再適用。

目前，常見的電力電子電路故障診斷技術(shù)包括兩方面的內(nèi)容：

3.1檢測電路故障的信息

在電力電子系統(tǒng)發(fā)生故障時，首先利用相關(guān)的電子設(shè)備，檢驗相關(guān)的設(shè)備是否出現(xiàn)問題，電子設(shè)備沒有問題時，仔細考慮導(dǎo)致電路發(fā)生故障的可能原因，以及掌握相關(guān)的信息，之后與相關(guān)人員進行合理化分析，進而推測相關(guān)故障原因。

3.2診斷電路故障發(fā)生部位

根據(jù)相關(guān)的合理化分析，探討故障出現(xiàn)的原因，結(jié)合故障使用的診斷方法，對故障的信息進行合理化分析，及時排除故障不可能出現(xiàn)的問題，進而獲得導(dǎo)致系統(tǒng)故障的發(fā)生的原因和部分，從而具體定位故障相關(guān)原因和位置，采用正確的診斷方法，解決故障系統(tǒng)問題。根據(jù)上文了解到，針對故障原因的選擇是需要對故障出現(xiàn)的原因進行查證，以此作為基礎(chǔ)，將這種按照不同原因?qū)е碌南到y(tǒng)故障普遍分為譜分析診斷法、波形分析診斷法、參數(shù)模型診斷法、專家系統(tǒng)和人工智能診斷法等多種方法，下文僅對五種常用方法做一簡單介紹。

3.2.1譜分析診斷法：這種診斷方式對于故障的特征能夠簡單的進行分析，如果在電路故障信號中存在噪聲的現(xiàn)象，那么產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因通常都是由于波形不能夠反映出噪聲的真實特征而引起的。所以在進行診斷的過程中需要利用譜分析的診斷方式來進行診斷，利用譜分析診斷法能夠更好的提取信號中所含有的噪聲，并且根據(jù)噪聲的特征來對故障進行相應(yīng)的排除，從而有效的控制電路故障的發(fā)生。

3.2.2波形分析診斷法：波形分析診斷法是利用波形分析的方式來對故障產(chǎn)生的原因進行診斷分析，這種方式相對于譜分析診斷法有著不同的特點，主要是針對不同故障的波形不同，來判斷故障產(chǎn)生的原因，從而加以進行判處，在應(yīng)用的過程中，大多數(shù)的故障都存在著不同的故障特點，因此，利用波形分析診斷的方式也相對較為實用，并且判斷故障的準(zhǔn)確率也相對較高。

3.2.3故障樹診斷法：故障樹診斷法的診斷原理是利用電子系統(tǒng)來將系統(tǒng)中最有可能存在的故障進行分析，從而羅列出相應(yīng)的邏輯圖，這種邏輯圖被稱為故障樹。而邏輯圖與故障之間有著特定的聯(lián)系，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，從邏輯圖的頂層開始，逐層查找導(dǎo)致這一故障發(fā)生的原由，依此類推，直至查到故障點。所以障樹診斷方法具有實用、通用、觀察靈活的優(yōu)點，也同時也有建樹工作量大、容易出錯的缺點，由此可見，故障樹診斷法診斷故障的范圍較小。

3.2.4參數(shù)模型診斷法：參數(shù)模型診斷法是基于一種解析模型的故障診斷法，包含有狀態(tài)估計方法和參數(shù)估計方法等。參數(shù)模型法是通過比較被診斷對象的可測信息與由數(shù)學(xué)模型表達的信息，產(chǎn)生殘差，并對殘差進行分析和處理從而實現(xiàn)故障診斷的技術(shù)。參數(shù)模型法的故障診斷分為3個步驟，第一步是通過對比產(chǎn)生殘差，即產(chǎn)生故障信息；第二步是故障模型的檢測，針對產(chǎn)生故障的信息生進行邏輯決策；第三步是分析故障的類型、大小和原因。

3.2.5人工智能法：人工智能診斷方法主要包括包括專家系統(tǒng)診斷法、模式識別診斷法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷等方法。模式識別故障診斷的過程有一個前提，就是首先對系統(tǒng)可能發(fā)生的故障模式進行分類，這樣診斷過程就是把系統(tǒng)的現(xiàn)有工作狀態(tài)歸入哪一類故障模式的問題。模式識別診斷法分兩步完成，第一步完成故障特征的提取，根據(jù)故障特征的屬性不同進行分類；第二步是故障診斷，根據(jù)已提取的特征，通過已建立的數(shù)學(xué)模型對故障進行實時診斷。專家系統(tǒng)診斷法是借助計算機等設(shè)備模擬專家的實踐經(jīng)驗，以實現(xiàn)故障診斷。一個專家診斷系統(tǒng)是通過實時監(jiān)測采集數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進行處理然后傳送到診斷中心，由專家診斷系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析，完成診斷，然后將最終結(jié)果反饋回用戶。通過對以上幾種診斷方法的介紹我們可以看出，對電力電子故障診斷的研究是一項新的研究領(lǐng)域，并且有著獨特的專業(yè)性，在經(jīng)過長期的發(fā)展后，有了豐富的經(jīng)驗，并且取得了一定的成果，能夠為電力電子系統(tǒng)的維護起到重要的促進作用，但是還有很多內(nèi)容還需要我進一步的去研究和探討。

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