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摘要：对于电力电子设备的电器元件来说，主要分为两种故障模式，即硬故障和软故障。电器元件的硬故障主要是指电器元件发生了开路或短路的现象，而电器元件的软故障则主要是指电器元件虽没有发生开路，但是电器元件的大小却与它的正常范围偏离，由此导致了电路的特性也发生偏离。
关键词：电力电子电路；智能故障；诊断技术
伴随着电子设备的广泛应用，很多复杂的电子元件被设计出来，我们国家很多的行业因此受益，这对我们国家的发展来说是很重要的。但是这些设备元件在使用时很容易出现故障，一旦出现故障对很多行业的发展将带来很大的影响，所以发展电力电子电路智能故障诊断技术很有必要。保证相关的电子元件的使用寿命，对各行业的发展和我们国家的持续健康发展都是很关键的。
一、对电力电子电路智能故障诊断的研究作用和意义
电力电子元件在使用过程中出现问题是很常见的，但是一旦出现问题对很多行业或者是企业的正常生产运营会产生很严重的影响，所以保证电力电子电路智能故障诊断技术的发展很有必要。电力电子电路智能故障诊断技术可以提前发现电子电路中出现的问题，这样就可以进行预防或维修。电力电子电路智能故障诊断技术可以在很大程度上减少施工人员的工作量，使得检修和维护变得更加简单，在很大程度上节约了大量的人力、物力和财力，这对企业的发展是很有好处的。
电子元件在整个设备中的地位是很重要的，一般处在比较核心的位置，如果电子元件出现故障而得不到及时的处理和维修，就会对设备的正常运行产生很大的影响。还有就是如果是一些比较危险的行业，一旦一些电子元件出现问题还可能对工作人员的安全产生很大的威胁，所以说电力电子电路智能故障诊断技术的发展是很有必要的。
很多设备中的电子电路元件的个数是很多的，这样一旦出现故障人工去检查的话将会耗费很多的时间，也会对正常的生产和运行产生很大的影响，电力电子电路智能故障诊断技术的发展和使用可以在很大程度上减少时间的消耗。电子元件在使用的时候，很多领域对这方面的要求是很高的，对电子元件设备的精确度的要求也很高，这样在电子设备在使用的时候就要注意电子元件的故障的诊断和检修，电子元件一旦出现问题就会影响到设备的精确度，这样对设备的使用造成的影响是很大的。
二、电力电子电路故障诊断的难点
由于电力电子产业发展较快，电力电子设备的内部构造越来越复杂，这造成了对电力电子设备的电路故障难以进行诊断的现状。再加上对电路的在线诊断本身就具有较高的要求，而且测试激励不好选用，使得对电力电子电路故障的诊断难上加难。
首先，电力电子设备的电路存在着非线性故障诊断问题。由于电力电子设备的非线性电路较强，所以很难对其建立起精确的数学模型。其次，常用的电力电子电路测试节点只负责输出负载电压，而仅靠设备的输出电压难以对电路故障做出具体的诊断或是根本不能诊断。而如果增加电力电子电路的测试节点又会提高电路的复杂性，并对负载输出的电压产生交叉影响，进一步加大了故障诊断的难度。第三，由于电力电子电路的故障诊断信息只在故障发生后与停电前的几十毫秒内存在，因此对其需要进行在线诊断与动态监听，而要完成电路的在线诊断就需要在原有的设备基础上再增加新的部件，而这往往会导致企业成本的大幅上升。
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三、电力电子电路故障诊断方法
电力电子电路故障诊断技术包括两方面的内容：①故障信息的检测：以一定的检测技术，获取故障发生时的所需故障信息，供故障分析和推理使用；②故障的诊断：依据检测的故障信息，运用合适的故障诊断方法，对故障进行分析、推理，找出故障发生的原因并定位故障发生部位。传统的故障诊断方法在电力电子电路故障诊断中也得到的广泛应用，如故障字典法、故障树、专家系统等。
3.1故障字典法
把一组典型的测量特征值和故障值以一定的表格形式存放，通过比较测量值和特征值，判断故障。先用计算机对电路正常状态和所有硬故障状态模拟，建立故障字典。然后对端口测试进行分析，以识别故障，即将选定节点上测出的电压与故障字典中电压比较，运用某些隔离算法查出对应故障。
故障字典法对于模拟电路和数字电路故障诊断具有很大的实用价值，但字典法只能解决单故障诊断，多故障的组合数大，在实际中很难实现。
3.2故障树法
故障树诊断法就是对可能造成系统失效的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素）进行分析，画出逻辑框图，即故障树，从故障树的顶事件进行搜索从而找出故障原因的方法。故障树表达了系统内在联系，并指出元部件故障与系统之间的逻辑关系。
故障树诊断直观、灵活、通用，但建树工作量大，繁琐易错，对诊断故障空间较小的问题比较合适。
3.3残差法
残差法是一种基于解析模型的故障诊断方法。即通过研究实际系统与参考模型特征输出量间的残差来进行电力电子装置主电路在线故障诊断和故障定位的过程。该方法同样适用于逆变器主电路的故障诊断，参考模型法用于电力电子电路的故障诊断具有检测量少、判据简单且与输出大小无关的特点。特别是在复杂电力电子电路的故障诊断中该法的优势更加明显。
3.4直接检测功率器件两端电压或桥臂电流的方法
通过检测各功率器件两端的电压，或检测各桥臂电流，得到功率器件的工作方式，再与触发脉冲进行时序逻辑比较，从而判断被诊断对象是否故障，此方法需要检测每个被诊断器件的电压和电流，所需测点较多，需要专门的检测电路和逻辑电路。该方法还可以通过测量电路的输入输出来实现故障诊断。正常工作时，电路的输入输出在一定的范围内变动，当超出此范围时，可认为故障已经发生。另外，还可以测量输入输出变量的变化率是否超出范围来判断是否发生故障。该方法虽然简单，但抗干扰性差。
3.5专家系统诊断的方法
专家系统就是利用计算机推理能力和领域专家的丰富经验，以及系统内部因果关系和人工智能的机器学习功能，设计出的一种智能计算机程序系统，解决复杂的系统故障诊断问题。专家系统对经验性的诊断知识进行形式化描述，突破个人局限广为传播，有利于存储和推广专家的经验，发挥专门人才作用，开辟了综合利用专家知识的新途径，比人类专家更可靠、灵活，不受环境影响。专家系统的知识结构中知识库与推理控制相对独立，可重写增删，可以结合其它诊断方法，构成知识结构的应用程序，拥有人机联诊功能，充分发挥了现场技术人员的主观能动性，并能逐步积累经验日趋完善，因此是很有生命力的故障诊断法。
结语
随着科学技术的迅速发展，电子设备的运用环境也多种多样，这也包括一些高电磁干扰、高辐射以及高温等恶劣的环境，这就要求电子设备必须要有很高的可靠性和安全性。因此，这就要求我们要不断的研究新技术和新方法，提高电子设备的可靠性，对故障进行及时的检测和诊断，并且有效的预测其发展趋势，确保具有合理的应对措施进行维修和保养，更好的保证电子设备的安全、稳定、经济运行。
参考文献
[1]李阳，张皓然，牛晨璐，等.关于电力电子电路智能故障诊断技术探究[J].电子制作，2014.
[2]顾晓光，赵建军，王胜，等.基于多分辨率分析和支持向量机的电力电子电路故障诊断技术[J].河南大学学报（自然科学版），2011.
论文作者:陶悦玥,陈聪,谭丹
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：故障论文; 电子电路论文; 故障诊断论文; 电力论文; 电路论文; 电子设备论文; 电子元件论文; 《电力设备》2017年第31期论文;