电力电子电路故障诊断技术探索与预测

电力电子电路故障诊断技术探索与预测

田宏达 王尚辉 唐尧 汤轶博 宋智强

哈尔滨理工大学荣成学院，山东省荣成市， 264300

摘要：电力电子电路是电子系统的重要组成内容，目前在电子产品、电子系统中有着广泛的应用，但如果出现设备失效的问题就会带来严重的后果，继而影响产品或系统的使用。为了保证电子系统的正常运行，维修人员要运用科学的电力电子电路故障诊断技术来进行预测，及时发现电力电子电路的故障问题，从而避免电力电子电路发生故障。本文将对电力电子电路故障诊断技术来进行分析，希望可以为相关研究提供有价值的参考依据。

关键词：电力电子电路；故障诊断技术；分析；

随着现代社会的发展，电子设备有了广泛的运用，同时也加大了电力电子电路的使用。对于电子设备和系统来说，最重要的是其使用功能，为了推动电子系统结构朝着更大的平台发展，要加强对其故障的诊断工作。因此，要想保证电子设备及电子系统的正常运行，就要做好电力电子电路的故障诊断，将科学的故障诊断技术运用到故障诊断工作中，有助于及时发现电力电子电路的故障问题，从而避免电子设备和系统产生故障，达到减少市场经济损失的目的。

1. 电力电子电路故障诊断与预测技术的难点

1. 失效机理的研究

电子系统是由若干个电子元件组成的，多数电子系统发生故障的原因就是元件失效，一旦电子系统出现故障问题，维修人员就会根据电子元件的失效原因来选择相应的检修技术。通常情况下，使用预测技术就可以判定电路的使用时间及性能的好坏程度，目前我国用于检测电子电路故障的技术有很多。从电子元件方面来说，预测元件故障有着很大的复杂性，主要原因是电子元件的数量很多，不同的元件具有不同的状态，其性能与运行规律也有所不同，所以元件的实效原因也有很多。由此可见，在电力电子电路故障诊断工作中，预测难点主要是在于元件故障对电路的影响，因此要加强对失效机理的研究，这样才能有效避免元件故障所带来的影响，从而降低电路失效的可能性^[1]。

2. 故障的监测与评估

由于不同的电路具有不同的失效原因，目前还没有一个具体的评判标准，所以对电路是否处于健康状态也是较难评判的。因此，对于不同电路的故障问题，要根据具体的类型来进行故障判断技术的选择，这样才能有效判断出电路的实时状态，从而避免电路故障对设备或系统的影响^[2]。

3. 预测的精确度、实时性及可靠性

电子设备需要具备可靠性的性能，这样才能避免故障问题的发生，从而提升运行状态的稳定性。因此，为了确保电子设备的性能，需要提升故障预测的准确度，加强对电子设备故障预测技术的运用，以此来降低电路失效的概率，进而减少故障所带来的损失。由此可见，预测的精确度、实时性及可靠性是十分重要的。

2. 电力电子电路的故障诊断技术

1. PHM关键技术

PHM关键技术具有健康管理和预测的功能，将该技术运用到设备故障检测中，可以准确测定出设备的使用寿命，同时还能够避免设备故障问题的发生，从而有效提升设备运行的稳定性。现阶段，PHM关键技术的发展十分迅速，不管是在理论上还是实际应用上都有着重要的地位，这主要可以归结为以下几个方面：一是物理技术，二是数据驱动技术，三是混合技术。并且，PHM技术在我国有着广泛的应用，主要原因是使用范围广，例如在农业、科学、医药、军事等领域都有着广泛的使用^[3]。

2. HMM技术

HMM技术又被称为隐马尔科夫技术，这一技术有着较长的发展历史，在上世纪六七十年代就已经开始创立，发展到今天已有了不小的研究成果。HMM技术有着较大的随机性，主要体现在统计观测值和状态转移的方面，该技术在实际运用过程中有着很大的优越性，可以直接体现出电路运行的健康状态，对诊断电力电子电路故障有着很大的帮助。

3. 电子电路故障预测技术

1. AR模型预测技术

AR模型预测技术也可以称为自回归模型，该技术最突出的特点是信号的线性排序和功率的连续性，将AR模型预测技术运用到电子电路故障的预测工作中，可以将预测误差降到最低，进而提升预测结果的准确性，有利于减少电路失效的概率。

2. BP网络预测技术

BP网络预测技术又叫误差逆转传播技术，这是一种不止一层的前馈神经网络预测技术。该技术是以误差函数为样本数据而输出的，为了将误差控制在规定的范围内，需要不断降低神经网络的梯度，从而得到最小的函数值，以此来预测电路的运行状态。BP网络预测技术主要包括两方面的传播内容，一是前项传播，二是后项传播，其网络输出方向也具有一定的规律，通常是由输入到输出。

3. GM预测技术

GM预测技术又被称为灰色预测技术，该技术目前在电力系统预测工作中有着广泛的应用，尤其是电力负荷的预测，近年来已经获得了业内的普遍认可。GM预测技术是针对很多的不确定系统而进行的，如样本数据较小、信息匮乏、信息未知等，这些类型的系统都可以运用GM预测技术，通过该技术可以提取到有效的信息，进而更好地实现电子系统的故障预测。在实际运用的过程中，GM预测技术可以起到监控电力电子电路运行的作用，同时可以对其运行行为进行有效的控制，有助于减少故障问题的出现，从而保证电力系统和电子设备的正常运行。

结语：目前，人们越来越重视电力电子电路的故障诊断工作，对故障诊断工作的要求也越来越高，因此要加强对电力电子电路故障诊断技术的研究，以此来提升故障诊断和预测结果的准确性，从而避免电路失效所带来的经济损失。现阶段，电力电子电路的故障诊断技术有了较大的发展，例如PHM技术、HMM技术等都有着一定的应用优势，而故障预测方面，AR模型预测技术、BP网络预测技术及GM预测技术的出现大大提升了预测的准确性，从而为电力电子电路的使用提供了保障。

参考文献：

[1]张倩.电力电子电路故障诊断方法仿真分析[J].科学技术创新,2019,0(1)
[2]王力,王旭,徐哲.电力电子电路故障预测关键技术论述[J].通讯世界：下半月,2016,0(1)
[3]张勇.电子电路的常见故障及其检测技术探讨[J].电子制作,2016,0(7)