變頻器故障診斷技術研究與分析

陳永泉

摘要：我國的工業(yè)正已迅猛之勢發(fā)展，變頻器日后 的應用范圍也會更加廣泛，為了提高變頻器的可用度，降低其故障的發(fā)生幾率，讓變頻器更確實可行 的發(fā)揮其本身的作用，更需要不斷的進行變頻器的故障排除及診斷。本文對變頻器故障診斷技術研究與分析進行了探討。

關鍵詞：變頻器;故障;診斷技術

變頻器的系統(tǒng)內部結構較為復雜，因此，我們要更加重視變頻器故障診斷技術的發(fā)展和完善。未來我們要不斷優(yōu)化對變頻器故障研究的具體設計，同時融合多種變頻器故障診斷的技術，建立合理的預警系統(tǒng)，為變頻器的故障診斷技術發(fā)展提供有力的理論支持，為變頻器的故障診斷技術創(chuàng)造更為廣闊的發(fā)展前景。

1 變頻器的故障分類

變頻器是電路結構中重要的元器件，按照電路的結構形式可以將變頻器系統(tǒng)的分為兩大類，那就是：①交- 交變頻器：這主要指的是主電路并沒有直流的中間環(huán)節(jié);②交- 直-交變頻器：這主要指的是主電路有直流的中間環(huán)節(jié)。故障通俗的來說，主要指的是在系統(tǒng)的內部中元器件中的某些特征偏離了正常的范圍，這樣以來系統(tǒng)則是會表現出一些異?，F象，因此根據不同的使用原則，可以將變頻器的故障信息按照不同的形式進行劃分。以下則是按照變頻器的故障進行分類：

1.1根據故障發(fā)生時間分類

變頻器出現故障時間的長短各不相同，并且對整個電路造成不同深度的影響，如果按照故障的時間對變頻器出現的故障進行劃分的話，大體上可以分為三種類型：第一，突發(fā)性的故障，變頻器出現這種狀況的原因可能是電路中某個元器件突然出現損壞，使得局部電路的電流過大，從而就會導致系統(tǒng)當中的一些功能無法得到正常的發(fā)揮，使得整個電路無法正常運行;第二，間歇性故障，造成這樣的原因可能是電路當中某個階段 出現松動，使得系統(tǒng)運行中的某些功能會表現出極其的不穩(wěn)定;第三，老化性故障，由于電路的長時間使用，在電路中的一些元器件會出現老化的現象，是因為電路中的每個元器件都有著一定的壽命，因此這就會導致這種類型的故障經常會出現在設備運行壽命的后期階段。

1.2根據故障發(fā)生部位分類

由于變頻器是一個整體，如果按照故障所發(fā)生的部位來對故障進行劃分的話，實際上可以分為三種類型：第一，電源故障，因為電壓的不穩(wěn)定因素可能會造成變頻器的供電電源存在一定的問題，從而會造成整個電路出現故障;第二，內部故障，從本質上來說就是變頻器本身出現故障，然而這其中的內部故障主要包括直流環(huán)節(jié)出現故障、控制系統(tǒng)出現故障以及逆變器發(fā)生一定的故障;第三，負載出現故障，由于整個電路中有其他的元器件，一旦這些其他元器件出現故障也會導致整個電路出現問題，系統(tǒng)無法正常運行。

1.3根據故障發(fā)生性質分類

如果按照故障所發(fā)生的性質可以將變頻器的故障類型大致上分為兩種類型：第一，永久性的故障，這是由于電路當中某個環(huán)節(jié)出現故障，使得整個電路時好時壞，但是卻很難完全消除，在今后系統(tǒng)運行過程中會陸續(xù)存在;第二，偶發(fā)性故障，整個電路發(fā)生故障的原因類似于間歇性的故障，并且故障發(fā)生的時間也是隨機的，具有一定的不確定性，并且電路故障時有時無。

2 變頻器故障診斷技術研究

2.1結合神經網絡診斷變頻器故障

結合神經網絡，主要是因為神經網絡控制器有較好的便捷性，不需要借助對象的數據模型。所以可以在具體故障診斷以及預測時，對神經網絡進行有效的結合。應用該種方法，有較高的科學性和合理性，對于關系比較復雜的故障類型或是故障信號，該種方法也比較適用。由于變頻裝置自身的特點，即模糊性和隨機性，因此應用傳統(tǒng)的診斷方法并不適用于現階段的變頻裝置系統(tǒng)，在這樣的背景下對神經網絡應用，可以對上述不足進行完善。應用神經網絡技術的不足為：難以獲取樣本，對網絡權重形式表達的理解比較困難，同時還缺少對專家經驗知識的重視。

2.2結合故障樹診斷變頻器故障

結合故障樹診斷變頻器故障，需要故障樹模型，該模型主要是以診斷對象的某些特征為基礎，成為定性的因果模型。該種方法的思路為：系統(tǒng)中會存在中間事件、頂事件和底事件，邏輯門會通過某些方式表達上述三者的關系。在實際診斷過程中，首先會選擇相事件，即所要診斷的對象。然后，根據事件再對故障樹有效描述，最后對搜尋方法應用，明確變頻器中出現的故障位置、故障原因以及解決辦法。對該種診斷技術進行應用，優(yōu)點是有較高的靈活性、直觀簡便且適用性比較強等。作為該方法的基礎工作，相關的技術人員需要確保故障樹的正確性，才能夠完善變頻器故障的診斷工作。

2.3結合信息處理診斷故障

應用該種方法，可以結合傅里葉分析法和沃爾什分析法檢測相關的故障。應用傅里葉分析法，針對的是變頻器中的三相全控流電流，著重探究其中一些關鍵點，并轉換其中的時域信息，最終變成頻域范圍。在轉換完成后，技術人員可以結合相關數據診斷具體的故障，明確故障發(fā)生的位置。應用沃爾什分析法，主要是對故障中的關鍵點轉換，結合出現故障的特征，確定故障。應用該種診斷方法，可以保證診斷速度，有較高的靈敏度、比較簡單的操作方式，且能夠開展在線診斷工作。但另一方面，該種方法還存在一定的不足，如設定參數存在一定的難度，設定方法仍然需要進行相應的探究，現階段實踐中比較依靠專家的經驗，確定設定方法。

2.4其他診斷故障方法

設備是否可靠與變頻器故障診斷質量之間有密切的關系。因此相關研究人員也在不斷對變頻器故障診斷方法進行深入研究。除上述診斷方法，還有其他的故障診斷方法，如對狀態(tài)次序法、六路觸發(fā)脈沖故障檢測法、在線診斷PWM逆變器等。在變頻器相關系統(tǒng)運行的過程中，相比于其他元件，直流側電解電容的使用時限相對較短，因此需要著重加強對其的故障診斷，避免對其他系統(tǒng)運行產生影響。

3 變頻器故障診斷技術的發(fā)展方向

不同領域對變頻器的應用逐漸增加，對于其故障的研究也應該不斷擴展。在未來的變頻器故障診斷時，相關的研究人員可以結合時代發(fā)展，對一些比較先進的理論和技術進行有效的引入，從而促進對變頻器中故障的檢測。同時，作為一個比較新的領域，診斷變頻器故障仍然存在一定的不足，如受到不同因素影響導致較慢的診斷速度和預測速度，出現新的樣本時，還需要重復性開展檢測工作，對于故障的檢測也缺乏精準性。此外，對于現階段變頻器的故障診斷，故障研究的類型比較單調，且很多方面都存在一定的問題需要解決。因此在實際的發(fā)展過程中，相關的研究人員要結合實際需要，加強對故障診斷問題的深入研究，對有效地建立預警系統(tǒng)，并且有效提升預警系統(tǒng)的準確性和效率，對于變頻器相關系統(tǒng)中存在的問題及時發(fā)現，避免對后續(xù)工作的影響，促進新的技術的研究和發(fā)展。對變頻器故障診斷技術進行不斷優(yōu)化，能夠在一定程度上有效提升故障檢測的效率和質量，同時還可以對相關企業(yè)的運行成本有效降低，降低維護費用，相關企業(yè)的工作人員需要加強對變頻器故障診斷技術的重視。

綜上所述，變頻器有比較復雜的系統(tǒng)，因此受到諸多因素影響，對于變頻器故障診斷工作仍然存在一定的難點。在實際對變頻器故障診斷的過程中，相關的研究人員需要加強對不同方面技術的研究，結合時代需要，對新的技術進行有效的引入，有效提升診斷的治療和效率，促進系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻

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