变频器故障诊断技术研究

发表时间:2021/4/16   来源:《科学与技术》2021年1月2期   作者:王磊
[导读] 变频器之所以被广泛应用是因为它的质量较轻,装置体积是较小
        王磊
        陕西龙门钢铁有限责任公司 陕西省韩城市 715405
        摘要:变频器之所以被广泛应用是因为它的质量较轻,装置体积是较小,最重要的是它的一次功率变换控制的效率非常高,变频器这种设备的结构非常特殊,而且又在我国的工业系统中挥着非常重要的作用,一旦它发生故障问题并且不能及时找出原因并进行解决,会对整个工业系统产生非常严重的影响,继而对整个生产生活带来非常大的经济损失,因此变频器的安全保障问题十分重要。
        关键词:变频器;故障诊断;技术研究

        一、变频器的故障分类
        1.1按故障发生的时间来分类
        依据故障发生的时间可分为,突发性故障、间歇性故障、老化性故障三类。突发性故障是在人们丝毫不知情的情况下,发生某一方面的故障,并且无法判断出来故障的具体部位,必须用仪器来检测方能知晓。间歇性故障是指故障发生后会重复出现,难保变频器的正常运行。老化性故障是在超过故障的使用时间出现的问题,是在完成变频器的工作之后出现的。
        1.2按故障的性质来分类
        依据故障的性质可分为永久性故障和偶发性故障。永久性故障是在变频器运行的整个过程中一直都存在的,可能是因为在正式运行之前的检查没有做好导致某一零部件松动,也可能是因为变频器中存在阻碍设备运行的杂物,而在之后的运行中出现的故障,直接影响进度。偶发性故障,如:欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低,整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现,并且导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压。
        1.3按故障的发生部位来分类
        依据故障的发生部位可分为电源故障、内部故障、负载故障三类。电源故障是指在连接电路时发生短路或断路,使得电源的供给量达不到变频器的要求,在接通电源时变频器的接电线也可能存在连接错误的问题。内部故障所涉及的方面较多,包括控制器出现故障,因而变频器的运行不受操控而无法完成相应的工作;逆变器故障,在变频器中逆变器起到转换的作用,一旦出现故障,变频器就无法接收到由顺便器传来的信号,使得变频器无法正常运行。比如:用户电话报障说:“变频控制系统不连上位机时,变频器能运行,但只要与上位机相连变频器就不能运行。”负载故障也就是电动机出现故障,作为变频器的核心部件,电动机出现问题将直接导致变频器的使用。比如:重新启动时,一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路,机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。
        
        二、故障诊断技术的内容
        故障诊断技术是识别运行设备或者机械当中存在的异常情况,或者通过检测,实现对异常状况的预测,运用有效的措施,将故障问题进行解决,保证生产活动的正常运行。故障诊断技术并没有很长的发展时间,但是因为故障发展技术当中具有较强的功能性,现阶段在一些大型化、自动化还有智能化的设备当中应用得比较广泛,对这些设备将故障检测工作进行开展。在这些年当中,很多企业都在对变频器在不同类型生产有效引进,在交流电动机当中,变频器是重要的调速方式,发挥着越来越大的作用。但是因为具有比较特殊的生产环境,如果没有对其进行合理的管理,那么就很容易将相关的故障引发,对生产活动的正常运行产生影响,所以需要和实际的情况相结合,将生产当中对变频器进行应用的故障检测技术研究不断加强,将生产效率不断提高。



        三、变频器故障诊断技术研究现状分析
        在当今社会中,计算机技术已经广泛的应用于生活中的各个领域,因此目前阶段计算机软件和硬件的可靠性已经非常高了,而使得系统出现故障的主要原因就在于主电路当中的一些元器件失去本身的效果,因此在对变频器的故障研究过程中,首先需要对变频器主要的电路故障诊断问题进行细致的研究,并且具有非常重要的实际意义。在目前阶段变频器的故障报警系统是通过快速检测电路的,需要将其主要的工作状态全部反馈给微处理系统,对变频器的运行状况进行详细的分析并且给出一定的报警信号。但是采用这种方法存在着较多的问题,在整个过程中故障诊断所需要的时间很长,并且报警系统的准确性始终无法得到保证。
        虽然目前故障诊断理论在变频器领域中的应用并不是很成熟,因此这就意味着国家对于这个问题又引起了注意和高度重视。由于主电路是最容易出现故障的部分,并且结构也是比较简单的,然而主电路运行状态的正常与否将会直接影响到整个系统的安全可靠性,因此对于变频器故障的研究就成为了当下首要的任务。其中最为主要的是基于神经网络的变频器故障诊断分析,由于神经网络控制器是无需对象的数据模型,可以将此作为神经网络用语的故障诊断和预测,选用这种科学的方法也是合理的,尤其是对于无法描述故障的信号和故障的类型之间的逻辑关系的时候,采用这种方法才更为合适。这就意味着变频器装置具有较强的随机性和模糊性,对于传统的变频器故障而言,已经无法满足当前阶段的实际要求,然而在这个时候利用神经网络技术可以有效的解决当下的问题。
        虽然神经网络故障诊断系统存在着许多问题,主要有:①信息的样本获取比较困难,无法在短时间内获取有利于变频器运行的有效信息;②难以理解网络权值形式的表达方式,这主要是变频器故障诊断系统对于信息的分析和处理存在较
大的困难;③没有高度重视起专家的经验知识。由此可知,在面对当前的问题,只有采取一些应对问题的措施,对变频故障诊断技术进行深度的探究和分析,才能够将研究的理论应用于实践当中去。

        四、诊断变频器故障未来发展
        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,相关的研究人员要结合实际需要,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。

        五、结语
        总之,变频器发生故障是在所难免的,而且一旦发生故障,对生产造成的损失是及其严重的,因此对于变频器的故障问题要予以高度的重视。对变频器的故障的诊断技术进行研究是有必要的,同时也有着一定的意义。

        参考文献:
        [1]季顺堂.基于新一代信息技术的矿用变频器故障诊断系统设计[J].采矿技术,2019,19(02):106-107+112.
        [2]赵海龙.基于Matlab故障仿真的变频器主电路故障诊断方法研究[D].哈尔滨理工大学,2019.
        [3]李海祯.巷道堆垛式立体车库故障诊断专家系统的研究[D].山东建筑大学,2018.
        [4]王海霞.变频器运行状态及故障诊断技术的研究[J].电子制作,2017(17):88-89.
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