[發明專利]一種變頻器故障診斷方法

有效

• 申請號: 201810035745.X
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108267684B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 馬德仲;趙海龍;李儀宣;遲長宇;王凱;于暢
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28
• 代理公司: 哈爾濱市邦杰專利代理事務所(普通合伙) 23212
• 代理人: 孫淑榮

本發明公開了一種變頻器故障診斷方法，它包括以下步驟：步驟一：對變頻器進行電路仿真；步驟二：將上述故障仿真電路中得到的波形圖像，通過特征提取方法提取每一幅圖像的相應特征；步驟三：構造貝葉斯分類器，確定所述圖像特征的分布模型；步驟四：通過對上述步驟1至3中的數據進行總結，建立故障庫數據。本發明利用計算機仿真的方法進行故障仿真，可以提高工作的效率和質量。當變頻器真正的發生故障的時候了可以不需要對設備進行逐一的排查，而是根據先前故障仿真得到的規律結果，對故障發生的位置和原因進行迅速的判斷，及時的進行維修。

技術領域

本發明涉及變頻器故障診斷方法領域，具體為一種基于電路仿真與貝葉斯分類器的變頻器故障診斷方法。

背景技術

變頻器具有控制性能優越、效率高、體積小、價格低廉、節能效果顯著等諸多優點，被公認為目前最理想的交流電機調速控制設備，已經被廣泛地應用于諸多領域。但變頻器所處現場往往環境惡劣，高溫發熱、油水臟污、灰塵以及交變的電磁干擾等既影響變頻器性能也極易導致變頻器故障隨著變頻器應用的增多，變頻器發生故障后如何進行診斷以及如何確定故障位置就變得非常有必要。雖然變頻器的種類很多，其內部結構也各不相同，但大多數變頻器都是由整流電路、直流中間電路、逆變器、控制電路四部分組成，它們的區別僅僅是控制電路和檢測電路的實現不同以及控制算法的不同而已。

在元器件老化、操作不當、環境干擾或人為破壞等情況下，變頻器也會出現各種故障，嚴重的情況下會造成重大事故，帶來無法彌補的經濟或社會損失。變頻調速系統中主要有三種故障模式:(1)電氣故障，如定子故障(斷相、短路、漏電等)、轉子故障(轉子斷條、環端開裂等)、逆變器故障(輸出短路、IGBT開路等)、直流母線電容老化或損壞等。(2)機械故障，如軸承故障、氣隙偏心等。(3)傳感器故障，如電流傳感器或者速度傳感器開路、傳感器敏感度降低等。由于主電路是變頻器最易發生故障的部位，其運行狀態直接關系到整個變頻器的安全性和可靠性，而且這部分的結構相對簡單，因此目前對變頻器故障診斷的研究主要集中在主電路部分。

這就需要我們在生產變頻器時采用有效的故障診斷方法，在變頻器故障發生時快速地診斷出其故障原因，并進行相應的保護和處理，使設備不會突然停機。這樣操作人員就可以有充裕的時間來進行設備維修，以便快速恢復生產，避免事故發生，將損失降到最低。因此，研究變頻器的故障診斷技術，對于提高變頻調速系統的可靠性及可維護性具有重大的現實意義，是一個急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于電路仿真與貝葉斯分類器的變頻器故障診斷方法，解決了當變頻器發生故障時，不能迅速的進行故障位置的判斷，無法及時維修的問題。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案：它包括以下步驟：

步驟一：對變頻器進行電路仿真，結合不同變頻器故障產生的原理，將故障通過不同的方式在仿真電路中實現出來，根據其產生的結果，得到原始的分析數據；

步驟二：將上述故障仿真電路中得到的波形圖像，通過特征提取方法提取每一幅圖像的相應特征，并將這些特征組合為一特征向量，用以代表相應的圖像；

步驟三：構造貝葉斯分類器，確定所述圖像特征的分布模型，從而得到圖像類的先驗概率以及類條件概率；利用貝葉斯公式計算出相應的后驗概率；再利用判決函數得到滿足要求的圖像檢索數據；

步驟四：通過對上述步驟1至3中的數據進行總結，建立故障庫數據，所述故障庫中含有不同故障對應的現象，所述變頻器發生故障后通過對比故障現象與故障庫來確定故障類型。

作為本發明的一種優選實施方式，所述步驟一中，通過Matlab軟件對所述變頻器進行電路仿真。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

1.將貝葉斯網絡模型與變頻器電路仿真相結合，進行故障診斷：