风机发电系统中变频器的故障诊断研究

高峰

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，风机发电越来越多。风机发电系统中变频器故障诊断技术的有效落实，一方面能够使风机发电系统持续处于稳定运行的状态，避免外界环境对变频器运行质量造成的影响;另一方面，借助故障诊断资料，更便于风机发电系统的持续完善，以便为后续变频器的使用提供更完善的平台，从而提升地区电力供应质量。基于风机发电系统常见故障展开分析，期望凭借故障诊断技术为后续变频器的使用与维护提供良好参照。

关键词：风机发电系统;变频器;故障诊断;优化对策

引言

变频器因具备频率可调、节能等特点而得到了广泛应用，但是由于变频器本身属于比较精密的设备，使得设备维护工作量提升、设备整体运行可靠性降低，容易产生故障，存在故障查找、维护困难等比较突出的问题。本文将结合某电站变频器出现的故障情况，分析变频器故障原因，并结合自身工作经验提出一些变频器常见的故障检查、处理方法。

1 变频器发展的现状

变频器的出现在一定程度上简化了比较复杂的工作，还逐渐减小了设备的体积，将产品的维修频率不断降低。不管是小型电器还是大型机器当中都会有变压器的存在。但是中国和发达国家相比，变频器具有比较缓慢的发展速度，所以需要不断地对变频器进行改进以及完善。相关的研究人员需要不断将变频器的完善发展，将人们的生活质量不断地提高，提高人们的工作效率。变频器可以将速度不断地进行调节，属于一种驱动技术，通过对变频技术进行应用，和微电子技术结合，将电机工作电源频率的方式进行改变，将交流电动机的电力控制设备有效地进行控制。随着社会的不断发展和完善，工业生产的自动化程度也在不断地提高，在生产领域当中变频器的应用也变得越来越广泛，并且相关的研究人员也在对其不断地进行应用，将其生产效率不断进行提高。随着社会的发展和进步，人们的生活水平不断提高，物质生活水平也在不断提升。中国当前主流观念是提倡节能型社会，在人们的生活当中变频器也变得不可或缺。比如说当前人们的生活当中不能离开电能，在家里几乎所有的设备都需要应用电力系统，提供电源才可以有效维持设备的正常运行。在夏天或者冬天，人们都需要对空调进行应用，如果需要启动空调，那么没有电能的支持是不可以的。所以幾乎每个家庭在日常的生活当中都会耗电，但是变频器的出现，在一定程度上改善了这一情况，将相关的设备产生的电能消耗不断地进行减少。

2 风机发电系统变频器故障诊断

2.1 安装配置故障诊断

电子设备都具备精密性的特点，并且设备元件极易受到周边环境的影响，因此在设备安装过程中，必须确保安装环境持续处于常规状态，并且提供适当的防护措施，才能有效降低设备故障风险。变频器作为高精密性的设备， 对于安装与使用环境的要求更加苛刻，因此检修人员必须选择适当的天气对变频器进行检查，避免对保护装置造成伤害的同时，使检修平台尽量保持在平稳状态，如此才能避免对变频器造成额外伤害。其次，在变频器使用过程中，检修人员需要根据地方电力供应需求判定变频器参数选用的适宜性，以避免参数差异对风机发电系统造成损害。若在此期间发现变频器参数设置存在问题，则需要将相应问题提供给厂家，以便变频器参数的调整更专业，避免对工作开展造成额外损害。

2.2 重负荷过电流故障

通常情况下，电动机的转速会随着负载量的加大发生大幅度的下降，如果过载保护无法及时被触发，电路中的电流就会快速增加并发生跳闸现象。对于电流的这种故障，首先应该检查机械内部是否存在短路情况，如果机械内部存在故障则应该及时进行检查处理。如果是由于负载分配不均或者负载出现突变导致的电流故障，可以适当的将加速或者减速时间延长，同时可以额外附加能耗制动元件对负荷进行合理分配。最后，如果这种重负荷过载频繁发生，则应该考虑加大电动机和负载之间的传动比，这样能够有效解决带不动负载的情况。

2.3 变频器过热问题对策

（1）对于变频器运行环境温度较高的地方，建议降低变频器所在场所温度，加强冷却和通风;（2）增加定期维护变频器风扇、风道等频次，以此提升变频器运行环境，使变频器保持持续散热能力;（3）监测变频器运行温度，建议采用变色测温贴片法监视变频器发热情况。

2.4 发生故障的位置

将发生故障的部位作为依据，可以将发生故障的原因分成3个种类，分别是负载故障和开关电源故障以及内部故障。负载故障就是由于负荷问题使得电动机的承载能力超出一定的范围，从而导致电动机发热的故障出现，能在显示器读取运行电流上发现这些问题。出现开关电源故障的原因，是在变频器的供电电源当中有问题存在，从而进一步影响变频器的正常应用。内部故障是在变频器的本身当中有问题存在，使得变频器的故障凸显。

3 变频器故障诊断技术优化对策

3.1 结合神经网络诊断变频器故障

结合神经网络，主要是因为神经网络控制器有较好的便捷性，不需要借助对象的数据模型。所以可以在具体故障诊断以及预测时，对神经网络进行有效的结合。应用该种方法，有较高的科学性和合理性，对于关系比较复杂的故障类型或是故障信号，该种方法也比较适用。由于变频装置自身的特点，即模糊性和随机性，因此应用传统的诊断方法并不适用于现阶段的变频装置系统，在这样的背景下对神经网络应用，可以对上述不足进行完善。应用神经网络技术的不足为：难以获取样本，对网络权重形式表达的理解比较困难，同时还缺少对专家经验知识的重视。

3.2 小波分析技术对信息的处理

小破分析法是目前一种非常重要的信息处理方法。简而言之，小波分析法是一种利用小窗口进行数据分析的办法，在利用此方法的时候，小窗口的状态可以进行改变，其位置也可以进行移动。在利用了神经网技术之后，可以获得较为准确的而数据，而将小窗口对应到数据中，就可以对收集到的数据进行分析和处理，通过处理结果清楚的对变频器进行故障诊断。

3.3 结合信息处理诊断故障

应用该种方法，可以结合傅里叶分析法和沃尔什分析法检测相关的故障。应用傅里叶分析法，针对的是变频器中的三相全控流电流，着重探究其中一些关键点，并转换其中的时域信息，最终变成频域范围。在转换完成后，技术人员可以结合相关数据诊断具体的故障，明确故障发生的位置。应用沃尔什分析法，主要是对故障中的关键点转换，结合出现故障的特征，确定故障。应用该种诊断方法，可以保证诊断速度，有较高的灵敏度、比较简单的操作方式，且能够开展在线诊断工作。但另一方面，该种方法还存在一定的不足，如设定参数存在一定的难度，设定方法仍然需要进行相应的探究，现阶段实践中比较依靠专家的经验，确定设定方法。

4 结语

综上所述，虽然变频器的应用可靠性非常强，但如果使用不当或出现意外时，也会导致变频器损坏。因此，对于技术人员和岗位操作人员需要充分掌握变频器常见故障的日常维护和注意事项，以保障变频器的安全稳定运行。变频器给我们的生产生活带来了方便和快捷，同时在一定程度上节约了生产过程中的能源消耗，改善了我们的生存环境。因此我们应该不断研究探索，对于变频器可能出现的故障给出更恰当合理的解决措施，使变频器在工业生产中发挥出最大的作用。

参考文献：

[1]邓李苹，朱金华.风机发电系统中变频器的故障诊断研究[J].商品与质量，2017（29）.

[2]谭江.风力发电系统变频器故障诊断研究[J].通讯世界，2017（20）：227-228.

[3]余志平，姜兴华.风力发电系统故障诊断技术浅析[J].建材发展导向，2017，15（6）：125.