解西友

摘要：故障診斷技術(shù)屬于應(yīng)用型的邊緣技術(shù)，其中有兩種主要內(nèi)容，分別是對機械設(shè)備的運行狀態(tài)檢測以及分析和診斷已經(jīng)發(fā)生異常狀況的機械設(shè)備。這些年，中國社會不斷發(fā)展和進步，科學技術(shù)隨之不斷地發(fā)展和完善，生產(chǎn)和設(shè)備變得越來越智能化以及自動化，同時人們也更加重視科學性以及安全性。

關(guān)鍵詞：變頻器;故障診斷;研究

一、變頻器的構(gòu)成及工作原理

變頻器主要由整流單元、控制器、逆變器和電容四部分構(gòu)成。整流單元的作用是將具有固定頻率的交流電變?yōu)橹绷麟?逆變器在變頻器中起著關(guān)鍵的作用，通過逆變器中各個開關(guān)元件的斷開與導(dǎo)通實現(xiàn)直流電向交流電的轉(zhuǎn)換。逆變器是由大功率晶體管開關(guān)組成的陣列，主要作用是將系統(tǒng)得到的直流電轉(zhuǎn)換為各種頻率和幅度的方形波;電容則是為了儲存一定的電能;控制器則根據(jù)預(yù)設(shè)的程序來控制逆變器輸出端方形波的寬度，并將不同的方波進行疊加形成正弦波，從而為交流電機不同階段提供相應(yīng)的交流電。

二、變頻器故障診斷技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

目前階段計算機軟件和硬件的可靠性已經(jīng)非常高了，而使得系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因就在于主電路當中的一些元器件失去本身的效果，因此在對變頻器的故障研究過程中，首先需要對變頻器主要的電路故障診斷問題進行細致的研究，并且具有非常重要的實際意義。在目前階段變頻器的故障報警系統(tǒng)是通過快速檢測電路的，需要將其主要的工作狀態(tài)全部反饋給微處理系統(tǒng)，對變頻器的運行狀況進行詳細的分析并且給出一定的報警信號。但是采用這種方法存在著較多的問題，在整個過程中故障診斷所需要的時間很長，并且報警系統(tǒng)的準確性始終無法得到保證。雖然目前故障診斷理論在變頻器領(lǐng)域中的應(yīng)用并不是很成熟，因此這就意味著國家對于這個問題又引起了注意和高度重視。由于主電路是最容易出現(xiàn)故障的部分，并且結(jié)構(gòu)也是比較簡單的，然而主電路運行狀態(tài)的正常與否將會直接影響到整個系統(tǒng)的安全可靠性，因此對于變頻器故障的研究就成為了當下首要的任務(wù)。

最為主要的是基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的變頻器故障診斷分析，由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器是無需對象的數(shù)據(jù)模型，可以將此作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用語的故障診斷和預(yù)測，選用這種科學的方法也是合理的，尤其是對于無法描述故障的信號和故障的類型之間的邏輯關(guān)系的時候，采用這種方法才更為合適。這就意味著變頻器裝置具有較強的隨機性和模糊性，對于傳統(tǒng)的變頻器故障而言，已經(jīng)無法滿足當前階段的實際要求，然而在這個時候利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以有效的解決當下的問題。雖然神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷系統(tǒng)存在著許多問題，主要有：①信息的樣本獲取比較困難，無法在短時間內(nèi)獲取有利于變頻器運行的有效信息;②難以理解網(wǎng)絡(luò)權(quán)值形式的表達方式，這主要是變頻器故障診斷系統(tǒng)對于信息的分析和處理存在較大的困難;③沒有高度重視起專家的經(jīng)驗知識。由此可知，在面對當前的問題，只有采取一些應(yīng)對問題的措施，對變頻故障診斷技術(shù)進行深度的探究和分析，才能夠?qū)⒀芯康睦碚搼?yīng)用于實踐當中去。

三、變頻故障診斷相關(guān)技術(shù)要點

（一）結(jié)合故障樹診斷變頻器故障。結(jié)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(chǔ)，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(guān)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(jù)事件再對故障樹有效描述，最后對搜尋方法應(yīng)用，明確變頻器中出現(xiàn)的故障位置、故障原因以及解決辦法。對該種診斷技術(shù)進行應(yīng)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(chǔ)工作，相關(guān)的技術(shù)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。

（二）結(jié)合信息處理診斷故障。應(yīng)用該種方法，可以結(jié)合傅里葉分析法和沃爾什分析法檢測相關(guān)的故障。應(yīng)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(guān)鍵點，并轉(zhuǎn)換其中的時域信息，最終變成頻域范圍。在轉(zhuǎn)換完成后，技術(shù)人員可以結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)診斷具體的故障，明確故障發(fā)生的位置。應(yīng)用沃爾什分析法，主要是對故障中的關(guān)鍵點轉(zhuǎn)換，結(jié)合出現(xiàn)故障的特征，確定故障。應(yīng)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(shè)定參數(shù)存在一定的難度，設(shè)定方法仍然需要進行相應(yīng)的探究，現(xiàn)階段實踐中比較依靠專家的經(jīng)驗，確定設(shè)定方法。

（三）結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷變頻器故障。結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，主要是因為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器有較好的便捷性，不需要借助對象的數(shù)據(jù)模型。所以可以在具體故障診斷以及預(yù)測時，對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行有效的結(jié)合。應(yīng)用該種方法，有較高的科學性和合理性，對于關(guān)系比較復(fù)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(yīng)用傳統(tǒng)的診斷方法并不適用于現(xiàn)階段的變頻裝置系統(tǒng)，在這樣的背景下對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，可以對上述不足進行完善。應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不足為：難以獲取樣本，對網(wǎng)絡(luò)權(quán)重形式表達的理解比較困難，同時還缺少對專家經(jīng)驗知識的重視。

四、變頻器故障診斷技術(shù)未來的發(fā)展趨勢

（一）要盡量引進一些先進的理論，尤其是要注重一些可行性比較強的理論，還需要對故障系統(tǒng)當中比較關(guān)鍵性的信息進行有效的處理。

（二）由于故障系統(tǒng)本身是一個全新的領(lǐng)域，然而目前階段所采用故障診斷技術(shù)存在著一定的缺陷，例如：對于故障信息的判定速度比較慢，這都是由于系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息無法第一時間得到反饋，一旦加入新的樣本則需要系統(tǒng)重新認知，因此在今后的研究過程中可以引進一些神經(jīng)網(wǎng)理論進行對故障進行預(yù)測和判斷;

（三）要將多種方法融合在一起，對于變頻器的故障進行預(yù)測和診斷的時候，從中可以吸收多種方法中的優(yōu)點應(yīng)用于系統(tǒng)中去。

（四）在當前對變頻器的故障分析和研究只是停留在對某一個單一的故障類型進行分析的，然而在未來的發(fā)展過程中如果將變頻器的故障作為整個系統(tǒng)進行研究的話雖然具有一定的難度，但是仍然是具有更為廣闊的發(fā)展前景。

（五）對變頻器故障的機理進行深度的研究和分析，需要根據(jù)實際情況建立一定的預(yù)警系統(tǒng)，能夠防患于未然，從而減少故障信息產(chǎn)生的幾率，這樣在一定程度上能夠盡可能的減少故障對整個系統(tǒng)造成的影響，從而能夠極大的減少維修設(shè)備所消耗的費用，降低投入成本。

結(jié)語：

綜上，在整個運行系統(tǒng)中，變頻器系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，并且也是十分重要的。因此對于變頻器故障額診斷和分析越來越受到人們的廣泛關(guān)注和重視，這在一定程度上有效的促進了變頻器故障診斷技術(shù)的快速發(fā)展。本文主要講述了變頻器故障類型的分類以及目前階段變頻器故障診斷技術(shù)的研究現(xiàn)狀分析，并且將多種的診斷方法融合在一起，這樣對變頻器故障診斷技術(shù)進行深入的探究，最終將所研究的理論變?yōu)楝F(xiàn)實，因此在未來的發(fā)展過程中有著更為廣闊的前景。

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