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(dāng)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(duì)傳統(tǒng)電力、機(jī)械等產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造和對(duì)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(guó)電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電力電子器件設(shè)備的復(fù)雜程度也越來(lái)越高，致使操作人員對(duì)電力電子設(shè)備的診斷與維護(hù)工作越來(lái)越困難，而且在電力電子設(shè)備的電路發(fā)生故障后，人工對(duì)電路設(shè)備進(jìn)行診斷已經(jīng)無(wú)法及時(shí)對(duì)故障進(jìn)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(shè)備的故障診斷屮來(lái)具有重大的意義與價(jià)值。關(guān)鍵詞：電力電子設(shè)備；電路故障；智能診斷；研究中圖

2、分類(lèi)號(hào):TM921文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：1674-7712(2014)02-0000-01隨著我國(guó)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(lái)越廣泛的被人們所應(yīng)用。然而，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越先進(jìn)，其設(shè)備本身的復(fù)朵性也越來(lái)越高，使得對(duì)電力電子設(shè)備電路故障的診斷與修護(hù)、替換等工作也越發(fā)困難。定期對(duì)電力電子設(shè)備的電路進(jìn)行診斷與維護(hù)，對(duì)減少電力電子設(shè)備的故障發(fā)生頻率、降低企業(yè)對(duì)電力電子設(shè)備的維護(hù)成本方面都是較為有利的。本文在對(duì)電力電子設(shè)備電路故障診斷的現(xiàn)狀與存在問(wèn)題進(jìn)行具體的了解與分析的基礎(chǔ)上，將對(duì)電力電子電路設(shè)備的智能診斷技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。一、電力電子設(shè)備

3、中電路的主要故障模式電力電子設(shè)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(kāi)關(guān)等電路器件的短路與開(kāi)路，rtr丁功率器件的損壞而導(dǎo)致電力電子設(shè)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(kāi)關(guān)的性能較為劣化，而導(dǎo)致了電力電子設(shè)備的屯路裝置特性與它的正常特性產(chǎn)生了嚴(yán)重的偏離［1］。對(duì)于電力電子設(shè)備的電器原件來(lái)說(shuō)，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(kāi)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(méi)有發(fā)生開(kāi)路，但是電器元件的大小卻與它的正常范圍，由此導(dǎo)致了電路的特性也發(fā)牛偏離。作為能夠影響整個(gè)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)器件作為電力電子設(shè)備中變化器的基本單元和關(guān)鍵部件，具有較強(qiáng)的可靠性，它主要有開(kāi)路和短路兩種故障模式。二、電力電了電路故障診斷的難點(diǎn)由于電力電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，電力電子設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造越來(lái)越復(fù)雜，這造成了對(duì)電力電子設(shè)備的電路故障難以進(jìn)行診斷的

5、現(xiàn)狀。再加上對(duì)電路的在線診斷本身就具有較高的要求，而且測(cè)試激勵(lì)不好選用,使得對(duì)電力電了電路故障的診斷難上加難。首先，電力電子設(shè)備的電路存在著非線性故障診斷問(wèn)題。由于電力電子設(shè)備的非線性電路較強(qiáng)，所以很難對(duì)其建立起精確的數(shù)學(xué)模型。其次，常用的電力電了電路測(cè)試節(jié)點(diǎn)只負(fù)責(zé)輸出負(fù)載電壓，而僅靠設(shè)備的輸出電壓難以對(duì)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(cè)試節(jié)點(diǎn)乂會(huì)提高電路的復(fù)雜性，并對(duì)負(fù)載輸出的電壓產(chǎn)生交叉影響，進(jìn)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(duì)其需要進(jìn)行在線診斷與

6、動(dòng)態(tài)監(jiān)聽(tīng)。而要完成電路的在線診斷就需要在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上再增加新的部件，而這往往會(huì)導(dǎo)致企業(yè)成本的大幅上升。由于這些難點(diǎn)的存在，使得電子電力電路設(shè)備的診斷變得十分困難而復(fù)雜。三、智能技術(shù)在電力電子電路故障診斷中的應(yīng)用從世界上第一支晶閘管出現(xiàn)開(kāi)始，電力電了技術(shù)已經(jīng)走過(guò)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(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)了十分不利的影響。而將人工智能技術(shù)引入到對(duì)電力電子電路故障診斷中來(lái)已經(jīng)成為了必然的發(fā)展趨勢(shì)。(-)智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力電了電路故障診斷中的應(yīng)用。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擁有非線性、并行性、容錯(cuò)性和良好的

7、泛化能力的特點(diǎn)，因此它在故障診斷的許多領(lǐng)域中都得到了廣泛的應(yīng)用。并且由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)π鲁霈F(xiàn)的故障模式進(jìn)行學(xué)習(xí)、記憶與儲(chǔ)存，還可以有效的在未來(lái)的運(yùn)行中對(duì)發(fā)牛過(guò)的故障模式進(jìn)行識(shí)別，因此對(duì)電力電子電路故障診斷中的符號(hào)推理與知識(shí)獲取方面的困難具有較好的克服能力[3]。對(duì)于在電力電子電路故障診斷中經(jīng)常出現(xiàn)的容差問(wèn)題，智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也能夠和應(yīng)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(gè)很大的臺(tái)階，對(duì)推動(dòng)電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。(二)聚類(lèi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電力電子電路故障診斷中的應(yīng)用。當(dāng)電力電子電路的故障模式和對(duì)建立的網(wǎng)絡(luò)較多、訓(xùn)練較為頻繁時(shí)，原有

8、的電力電了電路的故障診斷