变频器故障诊断技术研究与分析

陈永泉

摘要：我国的工业正已迅猛之势发展，变频器日后 的应用范围也会更加广泛，为了提高变频器的可用度，降低其故障的发生几率，让变频器更确实可行 的发挥其本身的作用，更需要不断的进行变频器的故障排除及诊断。本文对变频器故障诊断技术研究与分析进行了探讨。

关键词：变频器;故障;诊断技术

变频器的系统内部结构较为复杂，因此，我们要更加重视变频器故障诊断技术的发展和完善。未来我们要不断优化对变频器故障研究的具体设计，同时融合多种变频器故障诊断的技术，建立合理的预警系统，为变频器的故障诊断技术发展提供有力的理论支持，为变频器的故障诊断技术创造更为广阔的发展前景。

1 变频器的故障分类

变频器是电路结构中重要的元器件，按照电路的结构形式可以将变频器系统的分为两大类，那就是：①交- 交变频器：这主要指的是主电路并没有直流的中间环节;②交- 直-交变频器：这主要指的是主电路有直流的中间环节。故障通俗的来说，主要指的是在系统的内部中元器件中的某些特征偏离了正常的范围，这样以来系统则是会表现出一些异常现象，因此根据不同的使用原则，可以将变频器的故障信息按照不同的形式进行划分。以下则是按照变频器的故障进行分类：

1.1根据故障发生时间分类

变频器出现故障时间的长短各不相同，并且对整个电路造成不同深度的影响，如果按照故障的时间对变频器出现的故障进行划分的话，大体上可以分为三种类型：第一，突发性的故障，变频器出现这种状况的原因可能是电路中某个元器件突然出现损坏，使得局部电路的电流过大，从而就会导致系统当中的一些功能无法得到正常的发挥，使得整个电路无法正常运行;第二，间歇性故障，造成这样的原因可能是电路当中某个阶段 出现松动，使得系统运行中的某些功能会表现出极其的不稳定;第三，老化性故障，由于电路的长时间使用，在电路中的一些元器件会出现老化的现象，是因为电路中的每个元器件都有着一定的寿命，因此这就会导致这种类型的故障经常会出现在设备运行寿命的后期阶段。

1.2根据故障发生部位分类

由于变频器是一个整体，如果按照故障所发生的部位来对故障进行划分的话，实际上可以分为三种类型：第一，电源故障，因为电压的不稳定因素可能会造成变频器的供电电源存在一定的问题，从而会造成整个电路出现故障;第二，内部故障，从本质上来说就是变频器本身出现故障，然而这其中的内部故障主要包括直流环节出现故障、控制系统出现故障以及逆变器发生一定的故障;第三，负载出现故障，由于整个电路中有其他的元器件，一旦这些其他元器件出现故障也会导致整个电路出现问题，系统无法正常运行。

1.3根据故障发生性质分类

如果按照故障所发生的性质可以将变频器的故障类型大致上分为两种类型：第一，永久性的故障，这是由于电路当中某个环节出现故障，使得整个电路时好时坏，但是却很难完全消除，在今后系统运行过程中会陆续存在;第二，偶发性故障，整个电路发生故障的原因类似于间歇性的故障，并且故障发生的时间也是随机的，具有一定的不确定性，并且电路故障时有时无。

2 变频器故障诊断技术研究

2.1结合神经网络诊断变频器故障

结合神经网络，主要是因为神经网络控制器有较好的便捷性，不需要借助对象的数据模型。所以可以在具体故障诊断以及预测时，对神经网络进行有效的结合。应用该种方法，有较高的科学性和合理性，对于关系比较复杂的故障类型或是故障信号，该种方法也比较适用。由于变频装置自身的特点，即模糊性和随机性，因此应用传统的诊断方法并不适用于现阶段的变频装置系统，在这样的背景下对神经网络应用，可以对上述不足进行完善。应用神经网络技术的不足为：难以获取样本，对网络权重形式表达的理解比较困难，同时还缺少对专家经验知识的重视。

2.2结合故障树诊断变频器故障

结合故障树诊断变频器故障，需要故障树模型，该模型主要是以诊断对象的某些特征为基础，成为定性的因果模型。该种方法的思路为：系统中会存在中间事件、顶事件和底事件，逻辑门会通过某些方式表达上述三者的关系。在实际诊断过程中，首先会选择相事件，即所要诊断的对象。然后，根据事件再对故障树有效描述，最后对搜寻方法应用，明确变频器中出现的故障位置、故障原因以及解决办法。对该种诊断技术进行应用，优点是有较高的灵活性、直观简便且适用性比较强等。作为该方法的基础工作，相关的技术人员需要确保故障树的正确性，才能够完善变频器故障的诊断工作。

2.3结合信息处理诊断故障

应用该种方法，可以结合傅里叶分析法和沃尔什分析法检测相关的故障。应用傅里叶分析法，针对的是变频器中的三相全控流电流，着重探究其中一些关键点，并转换其中的时域信息，最终变成频域范围。在转换完成后，技术人员可以结合相关数据诊断具体的故障，明确故障发生的位置。应用沃尔什分析法，主要是对故障中的关键点转换，结合出现故障的特征，确定故障。应用该种诊断方法，可以保证诊断速度，有较高的灵敏度、比较简单的操作方式，且能够开展在线诊断工作。但另一方面，该种方法还存在一定的不足，如设定参数存在一定的难度，设定方法仍然需要进行相应的探究，现阶段实践中比较依靠专家的经验，确定设定方法。

2.4其他诊断故障方法

设备是否可靠与变频器故障诊断质量之间有密切的关系。因此相关研究人员也在不断对变频器故障诊断方法进行深入研究。除上述诊断方法，还有其他的故障诊断方法，如对状态次序法、六路触发脉冲故障检测法、在线诊断PWM逆变器等。在变频器相关系统运行的过程中，相比于其他元件，直流侧电解电容的使用时限相对较短，因此需要着重加强对其的故障诊断，避免对其他系统运行产生影响。

3 变频器故障诊断技术的发展方向

不同领域对变频器的应用逐渐增加，对于其故障的研究也应该不断扩展。在未来的变频器故障诊断时，相关的研究人员可以结合时代发展，对一些比较先进的理论和技术进行有效的引入，从而促进对变频器中故障的检测。同时，作为一个比较新的领域，诊断变频器故障仍然存在一定的不足，如受到不同因素影响导致较慢的诊断速度和预测速度，出现新的样本时，还需要重复性开展检测工作，对于故障的检测也缺乏精准性。此外，对于现阶段变频器的故障诊断，故障研究的类型比较单调，且很多方面都存在一定的问题需要解决。因此在实际的发展过程中，相关的研究人員要结合实际需要，加强对故障诊断问题的深入研究，对有效地建立预警系统，并且有效提升预警系统的准确性和效率，对于变频器相关系统中存在的问题及时发现，避免对后续工作的影响，促进新的技术的研究和发展。对变频器故障诊断技术进行不断优化，能够在一定程度上有效提升故障检测的效率和质量，同时还可以对相关企业的运行成本有效降低，降低维护费用，相关企业的工作人员需要加强对变频器故障诊断技术的重视。

综上所述，变频器有比较复杂的系统，因此受到诸多因素影响，对于变频器故障诊断工作仍然存在一定的难点。在实际对变频器故障诊断的过程中，相关的研究人员需要加强对不同方面技术的研究，结合时代需要，对新的技术进行有效的引入，有效提升诊断的治疗和效率，促进系统的正常运行。

参考文献

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