電子系統(tǒng)故障診斷主要方法

隋英軍

摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電力電子產(chǎn)品的數(shù)目與種類也日益豐富，并在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮重大積極作用，因此人們對(duì)電力電子產(chǎn)品的系統(tǒng)故障診斷問題也更加關(guān)注。這就對(duì)電力電子產(chǎn)品維修人員提出了新的更高要求。當(dāng)前，診斷電力電子系統(tǒng)故障的方法很多，這些方法都有自身的一些優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。本文就診斷電子系統(tǒng)故障的主要方法，進(jìn)行了詳細(xì)的探究。

關(guān)鍵詞 電力電子系統(tǒng)；故障；診斷；主要方法

中圖分類號(hào) TP271+.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）161-0190-02

當(dāng)前，電力電子技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)與生活的各個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著越來越大的作用，這就使得人們對(duì)電力電子產(chǎn)品系統(tǒng)的故障診斷問題更加關(guān)注。由于電力電子產(chǎn)品的特殊性，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)故障，如果得不到及時(shí)診斷與維修的話，可能會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，從而導(dǎo)致嚴(yán)重后果。因此，電力電子系統(tǒng)維修人員必須通過不斷探索與創(chuàng)新，獲得更加先進(jìn)、可靠的系統(tǒng)故障診斷方法，進(jìn)而不斷增強(qiáng)自身診斷電力電子系統(tǒng)故障的能力。

1 診斷電力電子系統(tǒng)故障的信息

電力電子系統(tǒng)應(yīng)用的范圍比較廣，涉及的領(lǐng)域也非常多，因此在診斷系統(tǒng)故障時(shí)，再加上電子器件過載力小、損耗快等原因，這就使得故障信息清晰呈現(xiàn)的時(shí)間也很短，因此我們必須及時(shí)監(jiān)控其故障信息，如果發(fā)生故障后需要在線診斷的話，其他電力電子系統(tǒng)的功率就會(huì)增大很多從而導(dǎo)致新的故障問題的發(fā)生，因此常規(guī)的電力電子系統(tǒng)故障診斷方法已經(jīng)不適用了。這就需要我們?cè)诎l(fā)現(xiàn)電力電子系統(tǒng)故障之后，先借助相關(guān)的電子儀器對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)檢驗(yàn)，如果這些電子設(shè)備狀態(tài)均正常的話，應(yīng)詳細(xì)分析造成電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能情況，從而及早、全面了解相關(guān)信息，然后和維修人員一同對(duì)電子系統(tǒng)的故障問題進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而較為準(zhǔn)確推測(cè)系統(tǒng)故障原因。

2 診斷電力電子系統(tǒng)故障的位置

為了準(zhǔn)確診斷電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因與位置，我們可依照相關(guān)的科學(xué)性探究，詳細(xì)分析引起故障的可能性原因，再使用診斷故障的合理方法，對(duì)引起故障的相關(guān)信息實(shí)施詳細(xì)分析，從而盡快排除不可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障的一些問題，進(jìn)而逐步推斷出造成電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題的可能性原因及位置，然后確定系統(tǒng)故障發(fā)生的原因及具體位置，最終借助恰當(dāng)而科學(xué)的診斷方法，有效處理系統(tǒng)故障問題。從上面的論述我們可以了解到，要想準(zhǔn)確判斷電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的真正原因，就需要詳細(xì)通過查證法及排除法不斷縮小故障原因及故障位置的范圍，然后依據(jù)對(duì)故障原因的推斷結(jié)果類型，合理選擇針對(duì)故障的方法。通常情況下，診斷造成電力電子系統(tǒng)故障原因的方法主要有：人工智能法、參數(shù)模型法、故障樹法、波形分析法、譜分析法等，筆者將對(duì)以上幾種電力電子系統(tǒng)故障診斷方法進(jìn)行詳細(xì)的分析。

1 人工智能診斷法

人工智能診斷法主要涵蓋：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模式識(shí)別、專家系統(tǒng)等診斷方法。需要注意的是，采用模式識(shí)別法診斷電力電子系統(tǒng)的故障問題時(shí)，需要做好一些準(zhǔn)備工作，也就是對(duì)系統(tǒng)故障可能出現(xiàn)的模式類型進(jìn)行詳細(xì)分析，只有這樣才能將電力電子系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)合理歸入到與之相符的故障模式中。完成模式識(shí)別診斷，需要做好2個(gè)步驟：1）準(zhǔn)確而科學(xué)地提取故障的全部特征，并依照故障特征的性質(zhì)對(duì)其恰當(dāng)分類；2）準(zhǔn)確診斷故障。在實(shí)際操作中，診斷人員應(yīng)依照已經(jīng)提取到的故障所有特征，借助已經(jīng)構(gòu)建好的數(shù)據(jù)模型適時(shí)診斷故障原因。專家系統(tǒng)診斷法，是利用計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備模仿專家已經(jīng)實(shí)踐過的診斷經(jīng)驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子系統(tǒng)故障的準(zhǔn)確診斷。一個(gè)完整的專家診斷系統(tǒng)，是借助適時(shí)監(jiān)控與測(cè)試等方式及時(shí)采集診斷電力電子系統(tǒng)故障所需要的各種數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些贖金實(shí)施恰當(dāng)處理后再傳輸?shù)綄I(yè)的診斷中心，借助專家診斷系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，然后確定診斷結(jié)果，最終再將診斷結(jié)果傳輸?shù)接脩羰种小?/p>

2 參數(shù)模型診斷法

參數(shù)模型法數(shù)以解析模型診斷法的一種，其主要涵蓋：參數(shù)估計(jì)及狀態(tài)估計(jì)等方法。參數(shù)模型診斷法是借助對(duì)出現(xiàn)故障的電力電子產(chǎn)品的數(shù)據(jù)模型表達(dá)信息與可測(cè)信息進(jìn)行詳細(xì)的比較，獲得殘差，然后對(duì)殘差實(shí)施恰當(dāng)?shù)奶幚砑霸敿?xì)的分析，從而獲得系統(tǒng)故障原因的診斷技術(shù)方法。在運(yùn)用參數(shù)模型診斷法診斷電力電子系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)做好以下3點(diǎn)：1）通過對(duì)數(shù)據(jù)模型信息及可測(cè)信息進(jìn)行對(duì)比獲得殘差，也就是獲得電力電子產(chǎn)品系統(tǒng)故障的相關(guān)信息；2）檢測(cè)故障模型，并通過對(duì)引起電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的可能性原因進(jìn)行邏輯分析，最終基本確定故障原因；3）詳細(xì)分析電力電子系統(tǒng)故障的原因、大小及類型。

3 故障樹診斷法

該診斷法的基本原理是：借助電力電子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)故障幾率最大的故障問題進(jìn)行詳細(xì)分析，并羅列出詳細(xì)的邏輯分析圖，這種層次清晰的邏輯圖也可叫作故障樹。由于故障與邏輯圖之間有相應(yīng)的練習(xí)，因此在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，診斷人員只需從邏輯圖的最上層開始逐層查找可能造成系統(tǒng)故障的原因，較為容易就能找到故障位置與原因。故障樹法在診斷電力電子系統(tǒng)故障方面具有觀察靈活、通用、實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)，但是也有易出錯(cuò)、工作量大等缺點(diǎn)，因此該診斷法的應(yīng)用范圍相對(duì)較小。

4 波形分析診斷法

波形分析法指的是借助對(duì)波形進(jìn)行詳細(xì)分析的形式來診斷電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因。該診斷方式與譜分析法相比，有著明顯的區(qū)別，其主要是依據(jù)不同故障診斷中會(huì)形成不同的波形，來準(zhǔn)確判斷電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因的。在實(shí)際應(yīng)用波形分析診斷法診斷電力電子系統(tǒng)的故障問題時(shí)，由于每一種故障都有其自身的一些特點(diǎn)，因此該診斷方法相對(duì)比較實(shí)用，并且對(duì)故障的正確判斷率也較高。

5 譜分析診斷法

譜分析診斷法可簡(jiǎn)單分析電力電子系統(tǒng)的故障原因，假如波形分析方法診斷電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障過程中有較大噪音發(fā)出的話，這種情況一般是因?yàn)椴ㄐ尾荒苌星也荒苷鎸?shí)反映噪聲的特征而發(fā)出的信號(hào)。針對(duì)這種情況，我們可用譜分析法對(duì)電力電子系統(tǒng)的故障進(jìn)行診斷，該診斷法可高效提取信號(hào)中的噪聲，并依照噪聲的詳細(xì)特征不斷排除故障問題，從而較為快捷、準(zhǔn)確地診斷出電力電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因與位置。通過對(duì)上文中幾種電力電子系統(tǒng)診斷方法的分析，我們可以知道對(duì)診斷電力電子系統(tǒng)故障方法的研究屬于一個(gè)新的領(lǐng)域研究，具有很強(qiáng)的專業(yè)性，并且技術(shù)要求非常高。經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展后，雖然積累了一定的經(jīng)驗(yàn)并收獲了一些成果，但是還有很多內(nèi)容與因素需要診斷人員不斷探索與研究，只有確保電力電子系統(tǒng)故障診斷方法不斷進(jìn)步與提升，才能滿足快速更新?lián)Q代的電力電子產(chǎn)品的高質(zhì)量應(yīng)用需求。

總而言之，隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子產(chǎn)品已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到生產(chǎn)與生活的各個(gè)領(lǐng)域，并發(fā)揮著重大積極作用這就使得人們對(duì)電子系統(tǒng)故障診斷方法十分關(guān)注，并提出了新的更高要求。因此，電力電子系統(tǒng)故障診斷工作者應(yīng)全面了解人工智能法、參數(shù)模型法、故障樹法、波形分析法、譜分析法等診斷法的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用技巧，并不斷探索與研究新的更有價(jià)值的電力電子系統(tǒng)故障診斷方法，只有這樣才能滿足人們提出的各種診斷需求，才能真正為電力產(chǎn)品的高效、安全應(yīng)用保駕護(hù)航。

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