一、電力電子電路故障診斷特點(diǎn)
電力電子電路的實(shí)際運(yùn)行表明,大多數(shù)故障表現(xiàn)為功率開關(guān)器件的損壞,即晶閘管的損壞,其中以功率開關(guān)器件的開路和直通最為常見,屬于硬故障。但是,電力電子電路的故障診斷與一般的模擬電路、數(shù)字電路的故障診斷還有一個(gè)重要的差別:故障信息僅存在于發(fā)生故障到停電之前的數(shù)毫秒到數(shù)十毫秒之間,因此,需要實(shí)時(shí)監(jiān)視、在線診斷。
(一)電力電子電路故障診斷的目的
電力電子設(shè)備一旦發(fā)生故障,小則造成電器產(chǎn)品損壞、交通阻塞、工礦企業(yè)停產(chǎn),大則會(huì)威脅人民生命、財(cái)產(chǎn)安全,甚至造成重大的人員傷亡或?yàn)?zāi)難事故,影響國民經(jīng)濟(jì)的正常運(yùn)行。所以,對(duì)電力電子設(shè)備進(jìn)行故障檢測和診斷顯得日趨重要。
長期以來,人們采取兩種維修對(duì)策:1.等設(shè)備壞了再進(jìn)行維修,稱為事后維修。這種辦法的問題是經(jīng)濟(jì)損失很大。2.定期檢修設(shè)備,稱為預(yù)防維修。這種方法有一定的計(jì)劃性和預(yù)防性,但其缺點(diǎn)是如無故障,則經(jīng)濟(jì)損失較大。
電力電子設(shè)備由很多部分組成,包括電力電子主電路、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和各種應(yīng)用電路。對(duì)電力電子設(shè)備進(jìn)行故障診斷就是要對(duì)所有的這些電路進(jìn)行故障檢測和診斷。電力電子電路是整個(gè)電力電子設(shè)備中最關(guān)鍵的部分,對(duì)其的故障檢測和診斷就顯得尤其重要。
(二)電力電子故障診斷的作用
1.實(shí)現(xiàn)早期預(yù)報(bào),防止事故發(fā)生;
2.預(yù)知性維修,提高設(shè)備管理水平:
3.方便檢修,縮短了維修時(shí)間,提高設(shè)備利用率;
4.對(duì)提高設(shè)備的設(shè)計(jì)制造水平,改善產(chǎn)品質(zhì)量有指導(dǎo)意義。
二、電力電子電路故障診斷方法
電力電子電路故障診斷技術(shù)包括兩方面的內(nèi)容:1.故障信息的檢測:以一定的檢測技術(shù),獲取故障發(fā)生時(shí)的所需故障信息,供故障分析,推理用;2.故障的診斷:依據(jù)檢測的故障信息,運(yùn)用合適的故障診斷方法,對(duì)故障進(jìn)行分析、推理,找出故障發(fā)生的原因并定位故障發(fā)生部位。傳統(tǒng)的故障診斷方法在電力電子電路故障診斷中也得到的廣泛應(yīng)用,如故障字典法、故障樹、專家系統(tǒng)等。
(一)故障字典法。把一組典型的測量特征值和故障值以一定的表格形式存放,通過比較測量值和特征值,判斷故障。先用計(jì)算機(jī)對(duì)電路正常狀態(tài)和所有硬故障狀態(tài)模擬,建立故障字典。然后對(duì)端口測試進(jìn)行分析,以識(shí)別故障,即將選定節(jié)點(diǎn)上測出的電壓與故障字典中電壓比較,運(yùn)用某些隔離算法查出對(duì)應(yīng)故障。
故障字典法對(duì)于模擬電路和數(shù)字電路故障診斷具有很大的實(shí)用價(jià)值,但字典法只能解決單故障診斷,多故障的組合數(shù)大,在實(shí)際中很難實(shí)現(xiàn)。
(二)故障樹法。故障樹診斷法就是對(duì)可能造成系統(tǒng)失效的各種因素(包括硬件、軟件、環(huán)境、人為因素)進(jìn)行分析,畫出邏輯框圖,即故障樹,從故障樹的頂事件進(jìn)行搜索從而找出故障原因的方法。故障樹表達(dá)了系統(tǒng)內(nèi)在聯(lián)系,并指出元部件故障與系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系。
故障樹診斷直觀、靈活、通用,但建樹工作量大,繁瑣易錯(cuò),對(duì)診斷故障空間較小的問題比較合適。