電子系統故障診斷主要方法

隋英軍

摘 要 隨著科學技術的快速發展，電力電子產品的數目與種類也日益豐富，并在人們的生產生活中發揮重大積極作用，因此人們對電力電子產品的系統故障診斷問題也更加關注。這就對電力電子產品維修人員提出了新的更高要求。當前，診斷電力電子系統故障的方法很多，這些方法都有自身的一些優點與缺點。本文就診斷電子系統故障的主要方法，進行了詳細的探究。

關鍵詞 電力電子系統；故障；診斷；主要方法

中圖分類號 TP271+.5 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）161-0190-02

當前，電力電子技術已被廣泛應用在生產與生活的各個領域，并發揮著越來越大的作用，這就使得人們對電力電子產品系統的故障診斷問題更加關注。由于電力電子產品的特殊性，一旦出現系統故障，如果得不到及時診斷與維修的話，可能會造成整個系統癱瘓，從而導致嚴重后果。因此，電力電子系統維修人員必須通過不斷探索與創新，獲得更加先進、可靠的系統故障診斷方法，進而不斷增強自身診斷電力電子系統故障的能力。

1 診斷電力電子系統故障的信息

電力電子系統應用的范圍比較廣，涉及的領域也非常多，因此在診斷系統故障時，再加上電子器件過載力小、損耗快等原因，這就使得故障信息清晰呈現的時間也很短，因此我們必須及時監控其故障信息，如果發生故障后需要在線診斷的話，其他電力電子系統的功率就會增大很多從而導致新的故障問題的發生，因此常規的電力電子系統故障診斷方法已經不適用了。這就需要我們在發現電力電子系統故障之后，先借助相關的電子儀器對相關設備進行詳細檢驗，如果這些電子設備狀態均正常的話，應詳細分析造成電力系統出現故障的可能情況，從而及早、全面了解相關信息，然后和維修人員一同對電子系統的故障問題進行詳細分析，進而較為準確推測系統故障原因。

2 診斷電力電子系統故障的位置

為了準確診斷電力電子系統出現故障的原因與位置，我們可依照相關的科學性探究，詳細分析引起故障的可能性原因，再使用診斷故障的合理方法，對引起故障的相關信息實施詳細分析，從而盡快排除不可能導致系統出現故障的一些問題，進而逐步推斷出造成電力電子系統出現故障問題的可能性原因及位置，然后確定系統故障發生的原因及具體位置，最終借助恰當而科學的診斷方法，有效處理系統故障問題。從上面的論述我們可以了解到，要想準確判斷電力電子系統出現故障的真正原因，就需要詳細通過查證法及排除法不斷縮小故障原因及故障位置的范圍，然后依據對故障原因的推斷結果類型，合理選擇針對故障的方法。通常情況下，診斷造成電力電子系統故障原因的方法主要有：人工智能法、參數模型法、故障樹法、波形分析法、譜分析法等，筆者將對以上幾種電力電子系統故障診斷方法進行詳細的分析。

1 人工智能診斷法

人工智能診斷法主要涵蓋：人工神經網絡、模式識別、專家系統等診斷方法。需要注意的是，采用模式識別法診斷電力電子系統的故障問題時，需要做好一些準備工作，也就是對系統故障可能出現的模式類型進行詳細分析，只有這樣才能將電力電子系統當前的工作狀態合理歸入到與之相符的故障模式中。完成模式識別診斷，需要做好2個步驟：1）準確而科學地提取故障的全部特征，并依照故障特征的性質對其恰當分類；2）準確診斷故障。在實際操作中，診斷人員應依照已經提取到的故障所有特征，借助已經構建好的數據模型適時診斷故障原因。專家系統診斷法，是利用計算機等智能設備模仿專家已經實踐過的診斷經驗，從而實現對電力電子系統故障的準確診斷。一個完整的專家診斷系統，是借助適時監控與測試等方式及時采集診斷電力電子系統故障所需要的各種數據，然后對這些贖金實施恰當處理后再傳輸到專業的診斷中心，借助專家診斷系統對這些數據進行詳細分析，然后確定診斷結果，最終再將診斷結果傳輸到用戶手中。

2 參數模型診斷法

參數模型法數以解析模型診斷法的一種，其主要涵蓋：參數估計及狀態估計等方法。參數模型診斷法是借助對出現故障的電力電子產品的數據模型表達信息與可測信息進行詳細的比較，獲得殘差，然后對殘差實施恰當的處理及詳細的分析，從而獲得系統故障原因的診斷技術方法。在運用參數模型診斷法診斷電力電子系統故障時，應做好以下3點：1）通過對數據模型信息及可測信息進行對比獲得殘差，也就是獲得電力電子產品系統故障的相關信息；2）檢測故障模型，并通過對引起電力電子系統出現故障的可能性原因進行邏輯分析，最終基本確定故障原因；3）詳細分析電力電子系統故障的原因、大小及類型。

3 故障樹診斷法

該診斷法的基本原理是：借助電力電子系統對系統中出現故障幾率最大的故障問題進行詳細分析，并羅列出詳細的邏輯分析圖，這種層次清晰的邏輯圖也可叫作故障樹。由于故障與邏輯圖之間有相應的練習，因此在系統出現故障時，診斷人員只需從邏輯圖的最上層開始逐層查找可能造成系統故障的原因，較為容易就能找到故障位置與原因。故障樹法在診斷電力電子系統故障方面具有觀察靈活、通用、實用等優點，但是也有易出錯、工作量大等缺點，因此該診斷法的應用范圍相對較小。

4 波形分析診斷法

波形分析法指的是借助對波形進行詳細分析的形式來診斷電力電子系統出現故障的原因。該診斷方式與譜分析法相比，有著明顯的區別，其主要是依據不同故障診斷中會形成不同的波形，來準確判斷電力電子系統出現故障的原因的。在實際應用波形分析診斷法診斷電力電子系統的故障問題時，由于每一種故障都有其自身的一些特點，因此該診斷方法相對比較實用，并且對故障的正確判斷率也較高。

5 譜分析診斷法

譜分析診斷法可簡單分析電力電子系統的故障原因，假如波形分析方法診斷電力電子系統出現故障過程中有較大噪音發出的話，這種情況一般是因為波形不能尚且不能真實反映噪聲的特征而發出的信號。針對這種情況，我們可用譜分析法對電力電子系統的故障進行診斷，該診斷法可高效提取信號中的噪聲，并依照噪聲的詳細特征不斷排除故障問題，從而較為快捷、準確地診斷出電力電子系統出現故障的原因與位置。通過對上文中幾種電力電子系統診斷方法的分析，我們可以知道對診斷電力電子系統故障方法的研究屬于一個新的領域研究，具有很強的專業性，并且技術要求非常高。經過一段時間的發展后，雖然積累了一定的經驗并收獲了一些成果，但是還有很多內容與因素需要診斷人員不斷探索與研究，只有確保電力電子系統故障診斷方法不斷進步與提升，才能滿足快速更新換代的電力電子產品的高質量應用需求。

總而言之，隨著電子技術的迅猛發展，電子產品已經被廣泛應用到生產與生活的各個領域，并發揮著重大積極作用這就使得人們對電子系統故障診斷方法十分關注，并提出了新的更高要求。因此，電力電子系統故障診斷工作者應全面了解人工智能法、參數模型法、故障樹法、波形分析法、譜分析法等診斷法的優缺點及應用技巧，并不斷探索與研究新的更有價值的電力電子系統故障診斷方法，只有這樣才能滿足人們提出的各種診斷需求，才能真正為電力產品的高效、安全應用保駕護航。

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