電力電子電路智能故障診斷技術(shù)研究

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1、電力電子電路智能故障診斷技術(shù)研究電力電子電路智能故障診斷技術(shù)研究摘要：電力電子技術(shù)作為當今高新技術(shù)系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一，在對傳統(tǒng)電力、機械等產(chǎn)業(yè)進行改造和對高新技術(shù)的發(fā)展與能源的高效利用上都具有十分重耍的作用。然而，隨著我國電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子器件設備的復雜程度也越來越高，致使操作人員對電力電子設備的診斷與維護工作越來越困難，而且在電力電子設備的電路發(fā)生故障后，人工對電路設備進行診斷已經(jīng)無法及時對故障進行診斷、維修與替換，因此，將智能技術(shù)引入電力電子電路設備的故障診斷屮來具有重大的意義與價值。關(guān)鍵詞：電力電子設備；電路故障；智能診斷；研究中圖

2、分類號:TM921文獻標識碼:A文章編號：1674-7712(2014)02-0000-01隨著我國電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電力電子系統(tǒng)集成技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛的被人們所應用。然而，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展越來越先進，其設備本身的復朵性也越來越高，使得對電力電子設備電路故障的診斷與修護、替換等工作也越發(fā)困難。定期對電力電子設備的電路進行診斷與維護，對減少電力電子設備的故障發(fā)生頻率、降低企業(yè)對電力電子設備的維護成本方面都是較為有利的。本文在對電力電子設備電路故障診斷的現(xiàn)狀與存在問題進行具體的了解與分析的基礎上，將對電力電子電路設備的智能診斷技術(shù)進行進一步研究。一、電力電子設備

3、中電路的主要故障模式電力電子設備的電路故障主要分為結(jié)構(gòu)性故障與參數(shù)性故障兩種。電力電子電路的結(jié)構(gòu)性故障主要指電路中的電容、電阻、電感與各種開關(guān)等電路器件的短路與開路，rtr丁功率器件的損壞而導致電力電子設備的主電路的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變是這一故障最為主要的表現(xiàn)形式。而電力電子電路的參數(shù)性故障主要是指電阻、電感、電容等器件參數(shù)由于發(fā)生了偏移或者開關(guān)的性能較為劣化，而導致了電力電子設備的屯路裝置特性與它的正常特性產(chǎn)生了嚴重的偏離［1］。對于電力電子設備的電器原件來說，主要分為兩種故障模式，即硬故障和軟故障。電器元件的硬故障主要是指電器元件發(fā)生了開路或短路的現(xiàn)象，而屯器元件的

4、軟故障則主要是指電器元件雖沒有發(fā)生開路，但是電器元件的大小卻與它的正常范圍，由此導致了電路的特性也發(fā)牛偏離。作為能夠影響整個電力電了系統(tǒng)性能的電容器，是造成電路發(fā)生故障的最主要因素。開路、短路、硬故障偏小、軟故障偏大這四種情況是致使電容器發(fā)生故障的主要模式。其中開路故障主要發(fā)生在陶瓷或者鋁制電容中，短路故障主要發(fā)生在鑰電容中。開關(guān)器件作為電力電子設備中變化器的基本單元和關(guān)鍵部件，具有較強的可靠性，它主要有開路和短路兩種故障模式。二、電力電了電路故障診斷的難點由于電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，電力電子設備的內(nèi)部構(gòu)造越來越復雜，這造成了對電力電子設備的電路故障難以進行診斷的

5、現(xiàn)狀。再加上對電路的在線診斷本身就具有較高的要求，而且測試激勵不好選用,使得對電力電了電路故障的診斷難上加難。首先，電力電子設備的電路存在著非線性故障診斷問題。由于電力電子設備的非線性電路較強，所以很難對其建立起精確的數(shù)學模型。其次，常用的電力電了電路測試節(jié)點只負責輸出負載電壓，而僅靠設備的輸出電壓難以對電路故障做出具體的診斷或是根本不能診斷。而如果增加電力電了電路的測試節(jié)點乂會提高電路的復雜性，并對負載輸出的電壓產(chǎn)生交叉影響，進一步加大了故障診斷的難度［2］。第三，由于電力電子電路的故障診斷信息只在故障發(fā)生后與停電前的兒十毫秒內(nèi)存在，因此對其需要進行在線診斷與

6、動態(tài)監(jiān)聽。而要完成電路的在線診斷就需要在原有的設備基礎上再增加新的部件，而這往往會導致企業(yè)成本的大幅上升。由于這些難點的存在，使得電子電力電路設備的診斷變得十分困難而復雜。三、智能技術(shù)在電力電子電路故障診斷中的應用從世界上第一支晶閘管出現(xiàn)開始，電力電了技術(shù)已經(jīng)走過了將近五十年的發(fā)展歷程。由于現(xiàn)在的電力電子電路故障診斷技術(shù)屮存在著許多亟待解決的難題，為電力電子產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展帶來了十分不利的影響。而將人工智能技術(shù)引入到對電力電子電路故障診斷中來已經(jīng)成為了必然的發(fā)展趨勢。(-)智能神經(jīng)網(wǎng)絡在電力電了電路故障診斷中的應用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡擁有非線性、并行性、容錯性和良好的

7、泛化能力的特點，因此它在故障診斷的許多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應用。并且由于神經(jīng)網(wǎng)絡能夠?qū)π鲁霈F(xiàn)的故障模式進行學習、記憶與儲存，還可以有效的在未來的運行中對發(fā)牛過的故障模式進行識別，因此對電力電子電路故障診斷中的符號推理與知識獲取方面的困難具有較好的克服能力[3]。對于在電力電子電路故障診斷中經(jīng)常出現(xiàn)的容差問題，智能神經(jīng)網(wǎng)絡也能夠和應的做出很好的解決，這使得原始的電力電子電路故障診斷水平上升了一個很大的臺階，對推動電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。(二)聚類神經(jīng)網(wǎng)絡在電力電子電路故障診斷中的應用。當電力電子電路的故障模式和對建立的網(wǎng)絡較多、訓練較為頻繁時，原有

8、的電力電了電路的故障診斷