風機發電系統中變頻器的故障診斷研究

高峰

摘要：近年來，我國對電能的需求不斷增加，風機發電越來越多。風機發電系統中變頻器故障診斷技術的有效落實，一方面能夠使風機發電系統持續處于穩定運行的狀態，避免外界環境對變頻器運行質量造成的影響;另一方面，借助故障診斷資料，更便于風機發電系統的持續完善，以便為后續變頻器的使用提供更完善的平臺，從而提升地區電力供應質量。基于風機發電系統常見故障展開分析，期望憑借故障診斷技術為后續變頻器的使用與維護提供良好參照。

關鍵詞：風機發電系統;變頻器;故障診斷;優化對策

引言

變頻器因具備頻率可調、節能等特點而得到了廣泛應用，但是由于變頻器本身屬于比較精密的設備，使得設備維護工作量提升、設備整體運行可靠性降低，容易產生故障，存在故障查找、維護困難等比較突出的問題。本文將結合某電站變頻器出現的故障情況，分析變頻器故障原因，并結合自身工作經驗提出一些變頻器常見的故障檢查、處理方法。

1 變頻器發展的現狀

變頻器的出現在一定程度上簡化了比較復雜的工作，還逐漸減小了設備的體積，將產品的維修頻率不斷降低。不管是小型電器還是大型機器當中都會有變壓器的存在。但是中國和發達國家相比，變頻器具有比較緩慢的發展速度，所以需要不斷地對變頻器進行改進以及完善。相關的研究人員需要不斷將變頻器的完善發展，將人們的生活質量不斷地提高，提高人們的工作效率。變頻器可以將速度不斷地進行調節，屬于一種驅動技術，通過對變頻技術進行應用，和微電子技術結合，將電機工作電源頻率的方式進行改變，將交流電動機的電力控制設備有效地進行控制。隨著社會的不斷發展和完善，工業生產的自動化程度也在不斷地提高，在生產領域當中變頻器的應用也變得越來越廣泛，并且相關的研究人員也在對其不斷地進行應用，將其生產效率不斷進行提高。隨著社會的發展和進步，人們的生活水平不斷提高，物質生活水平也在不斷提升。中國當前主流觀念是提倡節能型社會，在人們的生活當中變頻器也變得不可或缺。比如說當前人們的生活當中不能離開電能，在家里幾乎所有的設備都需要應用電力系統，提供電源才可以有效維持設備的正常運行。在夏天或者冬天，人們都需要對空調進行應用，如果需要啟動空調，那么沒有電能的支持是不可以的。所以幾乎每個家庭在日常的生活當中都會耗電，但是變頻器的出現，在一定程度上改善了這一情況，將相關的設備產生的電能消耗不斷地進行減少。

2 風機發電系統變頻器故障診斷

2.1 安裝配置故障診斷

電子設備都具備精密性的特點，并且設備元件極易受到周邊環境的影響，因此在設備安裝過程中，必須確保安裝環境持續處于常規狀態，并且提供適當的防護措施，才能有效降低設備故障風險。變頻器作為高精密性的設備， 對于安裝與使用環境的要求更加苛刻，因此檢修人員必須選擇適當的天氣對變頻器進行檢查，避免對保護裝置造成傷害的同時，使檢修平臺盡量保持在平穩狀態，如此才能避免對變頻器造成額外傷害。其次，在變頻器使用過程中，檢修人員需要根據地方電力供應需求判定變頻器參數選用的適宜性，以避免參數差異對風機發電系統造成損害。若在此期間發現變頻器參數設置存在問題，則需要將相應問題提供給廠家，以便變頻器參數的調整更專業，避免對工作開展造成額外損害。

2.2 重負荷過電流故障

通常情況下，電動機的轉速會隨著負載量的加大發生大幅度的下降，如果過載保護無法及時被觸發，電路中的電流就會快速增加并發生跳閘現象。對于電流的這種故障，首先應該檢查機械內部是否存在短路情況，如果機械內部存在故障則應該及時進行檢查處理。如果是由于負載分配不均或者負載出現突變導致的電流故障，可以適當的將加速或者減速時間延長，同時可以額外附加能耗制動元件對負荷進行合理分配。最后，如果這種重負荷過載頻繁發生，則應該考慮加大電動機和負載之間的傳動比，這樣能夠有效解決帶不動負載的情況。

2.3 變頻器過熱問題對策

（1）對于變頻器運行環境溫度較高的地方，建議降低變頻器所在場所溫度，加強冷卻和通風;（2）增加定期維護變頻器風扇、風道等頻次，以此提升變頻器運行環境，使變頻器保持持續散熱能力;（3）監測變頻器運行溫度，建議采用變色測溫貼片法監視變頻器發熱情況。

2.4 發生故障的位置

將發生故障的部位作為依據，可以將發生故障的原因分成3個種類，分別是負載故障和開關電源故障以及內部故障。負載故障就是由于負荷問題使得電動機的承載能力超出一定的范圍，從而導致電動機發熱的故障出現，能在顯示器讀取運行電流上發現這些問題。出現開關電源故障的原因，是在變頻器的供電電源當中有問題存在，從而進一步影響變頻器的正常應用。內部故障是在變頻器的本身當中有問題存在，使得變頻器的故障凸顯。

3 變頻器故障診斷技術優化對策

3.1 結合神經網絡診斷變頻器故障

結合神經網絡，主要是因為神經網絡控制器有較好的便捷性，不需要借助對象的數據模型。所以可以在具體故障診斷以及預測時，對神經網絡進行有效的結合。應用該種方法，有較高的科學性和合理性，對于關系比較復雜的故障類型或是故障信號，該種方法也比較適用。由于變頻裝置自身的特點，即模糊性和隨機性，因此應用傳統的診斷方法并不適用于現階段的變頻裝置系統，在這樣的背景下對神經網絡應用，可以對上述不足進行完善。應用神經網絡技術的不足為：難以獲取樣本，對網絡權重形式表達的理解比較困難，同時還缺少對專家經驗知識的重視。

3.2 小波分析技術對信息的處理

小破分析法是目前一種非常重要的信息處理方法。簡而言之，小波分析法是一種利用小窗口進行數據分析的辦法，在利用此方法的時候，小窗口的狀態可以進行改變，其位置也可以進行移動。在利用了神經網技術之后，可以獲得較為準確的而數據，而將小窗口對應到數據中，就可以對收集到的數據進行分析和處理，通過處理結果清楚的對變頻器進行故障診斷。

3.3 結合信息處理診斷故障

應用該種方法，可以結合傅里葉分析法和沃爾什分析法檢測相關的故障。應用傅里葉分析法，針對的是變頻器中的三相全控流電流，著重探究其中一些關鍵點，并轉換其中的時域信息，最終變成頻域范圍。在轉換完成后，技術人員可以結合相關數據診斷具體的故障，明確故障發生的位置。應用沃爾什分析法，主要是對故障中的關鍵點轉換，結合出現故障的特征，確定故障。應用該種診斷方法，可以保證診斷速度，有較高的靈敏度、比較簡單的操作方式，且能夠開展在線診斷工作。但另一方面，該種方法還存在一定的不足，如設定參數存在一定的難度，設定方法仍然需要進行相應的探究，現階段實踐中比較依靠專家的經驗，確定設定方法。

4 結語

綜上所述，雖然變頻器的應用可靠性非常強，但如果使用不當或出現意外時，也會導致變頻器損壞。因此，對于技術人員和崗位操作人員需要充分掌握變頻器常見故障的日常維護和注意事項，以保障變頻器的安全穩定運行。變頻器給我們的生產生活帶來了方便和快捷，同時在一定程度上節約了生產過程中的能源消耗，改善了我們的生存環境。因此我們應該不斷研究探索，對于變頻器可能出現的故障給出更恰當合理的解決措施，使變頻器在工業生產中發揮出最大的作用。

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