電力電子電路智能故障診斷技術(shù)研究

孟 萍

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009）

電力電子電路智能故障診斷技術(shù)研究

孟 萍

（蘇州高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215009）

隨著我們國家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，很多的行業(yè)和領(lǐng)域中使用到了電力電子的產(chǎn)品或者是裝置，這些產(chǎn)品和裝置在我們國家的發(fā)展中起到了很重要的作用。雖然說電力電子產(chǎn)品的使用在很大程度上提升了效率，但是在使用的過程中電力電子電路也經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，這些問題的出現(xiàn)給電力電子的使用帶來了很大的問題，其中電力電子電路智能故障的診斷就成了我們研究的重點(diǎn)，只有將這部分技術(shù)發(fā)展起來，才能在最大限度上保證電力電子電路智能故障的解決，也才能保證電力電子產(chǎn)品的正常使用。文章簡(jiǎn)要闡述了電力電子電路智能故障診斷技術(shù)相關(guān)的問題。

電力電子電路；智能故障；診斷技術(shù)

伴隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，很多復(fù)雜的電子元件被設(shè)計(jì)出來，我們國家很多的行業(yè)因此受益，這對(duì)我們國家的發(fā)展來說是很重要的。但是這些設(shè)備元件在使用時(shí)很容易出現(xiàn)故障，一旦出現(xiàn)故障對(duì)很多行業(yè)的發(fā)展將帶來很大的影響，所以發(fā)展電力電子電路智能故障診斷技術(shù)很有必要。保證相關(guān)的電子元件的使用壽命，對(duì)各行業(yè)的發(fā)展和我們國家的持續(xù)健康發(fā)展都是很關(guān)鍵的。

1 電力電子電路智能故障診斷介紹

對(duì)電子電路的診斷是從模擬電路開始的，模擬電路的診斷逐漸轉(zhuǎn)變成了實(shí)用的電子診斷，可以說電力電子的發(fā)展對(duì)模擬電路的發(fā)展起到了很大的促進(jìn)作用。相比國外，我國電力電子診斷的發(fā)展相對(duì)較晚，美國在很早就開始了這方面的研究，所以說我國對(duì)電力電子電路故障診斷技術(shù)的研究是根據(jù)國外先進(jìn)技術(shù)來進(jìn)行的。在對(duì)電力電子電路智能故障進(jìn)行診斷的時(shí)候一般是對(duì)電流、電壓等的診斷，但是一些學(xué)者和專家也提出了不同的觀點(diǎn)和看法，他們認(rèn)為還可以利用無線電波、加速度和聲能對(duì)電力電子電路故障進(jìn)行診斷。

2 對(duì)電力電子電路智能故障診斷的研究作用和意義

電力電子元件在使用過程中出現(xiàn)問題是很常見的，但是一旦出現(xiàn)問題對(duì)很多行業(yè)或者是企業(yè)的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響，所以保證電力電子電路智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展很有必要。電力電子電路智能故障診斷技術(shù)可以提前發(fā)現(xiàn)電子電路中出現(xiàn)的問題，這樣就可以進(jìn)行預(yù)防或維修。電力電子電路智能故障診斷技術(shù)可以在很大程度上減少施工人員的工作量，使得檢修和維護(hù)變得更加簡(jiǎn)單，在很大程度上節(jié)約了大量的人力、物力和財(cái)力，這對(duì)企業(yè)的發(fā)展是很有好處的。

電子元件在整個(gè)設(shè)備中的地位是很重要的，一般處在比較核心的位置，如果電子元件出現(xiàn)故障而得不到及時(shí)的處理和維修，就會(huì)對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。還有就是如果是一些比較危險(xiǎn)的行業(yè)，一旦一些電子元件出現(xiàn)問題還可能對(duì)工作人員的安全產(chǎn)生很大的威脅，所以說電力電子電路智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展是很有必要的。

很多設(shè)備中的電子電路元件的個(gè)數(shù)是很多的，這樣一旦出現(xiàn)故障人工去檢查的話將會(huì)耗費(fèi)很多的時(shí)間，也會(huì)對(duì)正常的生產(chǎn)和運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響，電力電子電路智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展和使用可以在很大程度上減少時(shí)間的消耗。

電子元件在使用的時(shí)候，很多領(lǐng)域?qū)@方面的要求是很高的，對(duì)電子元件設(shè)備的精確度的要求也很高，這樣在電子設(shè)備在使用的時(shí)候就要注意電子元件的故障的診斷和檢修，電子元件一旦出現(xiàn)問題就會(huì)影響到設(shè)備的精確度，這樣對(duì)設(shè)備的使用造成的影響是很大的。

3 電子電力電路智能故障診斷的方法

電子電力電路智能故障診斷方法主要有兩種，對(duì)故障信息進(jìn)行診斷和對(duì)故障的診斷。故障信息的檢測(cè)是指利用一定的技術(shù)方法提取引起故障的相關(guān)信息，并就這些信息進(jìn)行專業(yè)的診斷和分析，為下一步故障的診斷提供參考依據(jù)。故障信息的檢測(cè)是故障診斷的基礎(chǔ)，能夠指明故障出現(xiàn)的部位和原因，有利于檢測(cè)人員檢測(cè)到故障，并及時(shí)作出故障修理。當(dāng)前在電子電力電路智能故障診斷過程中，檢測(cè)故障信息常用的方法有：小波變換、數(shù)據(jù)類以及主成本分析法等。在利用這些進(jìn)行故障信息檢測(cè)和故障診斷時(shí)，通常是結(jié)合好幾個(gè)方法進(jìn)行，這樣更有利于故障的診斷。

3.1 頻譜分析法

頻譜分析方法是基于傅里葉變換的一種故障診斷方法。頻譜分析法是將信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行分析，將其中復(fù)雜的時(shí)間過程經(jīng)過傅里葉變換轉(zhuǎn)化為單一的波分量來進(jìn)行診斷的一種技術(shù)。這種方法應(yīng)用到電子電力電路的故障檢測(cè)和診斷時(shí)具有很大的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)?fù)雜的波段進(jìn)行分解，從而使得檢測(cè)方法簡(jiǎn)化，并且這種方法的工作量少。但是，頻譜分析法同樣具有缺點(diǎn)，它并不是適用于所有的地方，在一些特殊的場(chǎng)合這種方法就會(huì)失效。

3.2 粗糙集方法

粗糙集方法一般是用來分析和診斷一些不完整和不夠精確的信息，這種方法使用有一定的條件，就是必須在分類不變的基礎(chǔ)上進(jìn)行。粗糙集方法能夠從不完整和不精確的信息中分析、診斷出其中的隱含信息，并進(jìn)一步分析這些隱含信息，揭露信息之間的規(guī)律性。但是由于粗糙集的使用具有很重要的前提條件，因此在當(dāng)前的使用中并不是很廣泛。除此之外，由于粗糙集方法是對(duì)不完整的信息進(jìn)行分析和挖掘，因此這種故障診斷方法的錯(cuò)誤率很高。

3.3 小波分析法

小波分析法是當(dāng)前電子電力電路故障中最常用的方法，小波分析法具有頻率和視野的高分辨性，診斷效率較高、準(zhǔn)確率也很高。在使用過程中很多的故障診斷專家將小波分析法、決策樹以及主成分分析法結(jié)合在一起使用，在很大程度上避免了診斷錯(cuò)誤和簡(jiǎn)化了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前專家學(xué)者還利用小波分析法研究小波基如何選擇。小波分析法具有準(zhǔn)確率高和普遍適用的優(yōu)點(diǎn)，在故障診斷中被大量使用。

3.4 專家系統(tǒng)診斷方法

專家系統(tǒng)診斷方法是利用智能信息系統(tǒng)完成的，專家診斷系統(tǒng)是一個(gè)智能的計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)中具有很多專家的專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，其能夠利用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，得出故障可能存在的部位。這種方法是依據(jù)固有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)來對(duì)故障進(jìn)行診斷分析，因此在分析、診斷的過程中錯(cuò)誤率也相對(duì)較高，但是優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，能夠適合于大部分情況。同時(shí)專家系統(tǒng)的使用不僅能夠進(jìn)行故障診斷，也是知識(shí)融合和知識(shí)交融的一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。

4 電力電子電路智能故障診斷的具體應(yīng)用

4.1 模擬安全的電路環(huán)境

電力電子電路智能故障診斷技術(shù)的發(fā)展在很大程度上得到了廣泛的應(yīng)用，也解決了很多的問題，對(duì)電子元件的發(fā)展和使用起到了很大的促進(jìn)作用，所以我們?cè)谶M(jìn)行新的電路的設(shè)計(jì)或者是新的電子元件的設(shè)計(jì)的時(shí)候就可以先進(jìn)行模擬安全電力，然后根據(jù)模擬的結(jié)果再進(jìn)行相關(guān)的改進(jìn)和完善，這樣就可以設(shè)計(jì)出更完善的電路和電子設(shè)備。

4.2 建立完整可靠的信息庫

在對(duì)電子電路進(jìn)行檢修或者是診斷的時(shí)候會(huì)發(fā)現(xiàn)一系列的問題，這些問題的出現(xiàn)和改善對(duì)電子設(shè)備以后的發(fā)展會(huì)起到很重要的借鑒作用，在進(jìn)行診斷和檢修的時(shí)候就可以將相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行記錄，最終建立起完整可靠的數(shù)據(jù)庫。

4.3 診斷輸電線路故障

電子元件在使用的過程中最容易出現(xiàn)的就是電路問題，電路問題的解決對(duì)人們使用電子元件來說是很關(guān)鍵的，電力電子電路智能故障診斷技術(shù)的使用可以在很大程度上解決電子元件的電路問題。

5 結(jié)語

隨著我國工業(yè)和科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，電力電子系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同時(shí)，人們對(duì)電力電子系統(tǒng)也提出了更高的要求，在設(shè)備故障維修方面，人們希望能夠更快地診斷和消除故障。當(dāng)前的電力電子系統(tǒng)在工程系統(tǒng)中發(fā)揮了重要的作用，因此要加大對(duì)診斷方法和診斷技術(shù)的研究，降低維修和維護(hù)成本，使得電力電子系統(tǒng)能夠更好地服務(wù)于工程系統(tǒng)。

[1]李陽，張皓然，牛晨璐，等.關(guān)于電力電子電路智能故障診斷技術(shù)探究[J].電子制作，2014（21）：220.

[2]顧曉光，趙建軍，王勝，等.基于多分辨率分析和支持向量機(jī)的電力電子電路故障診斷技術(shù)[J].河南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（3）：300-303.

[3]宋芷瑩.人工智能在電力電子電路故障診斷中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2015（16）：350.

Research on intelligent fault diagnosis technology for power electronic circuits

Meng Ping
（Suzhou Higher Vocational and Technical School, Suzhou 215009, China）

With the continuous development of our national economy, many industries and fi elds use electric power electronic products or devices. These products and devices play a very important role in the development of our country. Although the use of electric and electronic products have improved ef fi ciency to a large extent, but in the process of using power electronic circuits often appear some problems, these problems bring great problems to our use of power electronics, including the intelligent fault diagnosis of power electronic circuits has become the focus of our study the development of this technology. Only part of the technology developed, guarantee to solve the intelligent fault of power electronic circuit to the greatest extent, also to ensure the normal use of electric and electronic products. The article brie fl y describes the power electronic circuit intelligent fault diagnosis technology related issues.

power electronic circuit; intelligent fault; diagnosis technique

孟萍（1982— ），女，江蘇鎮(zhèn)江。