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美國Fairchild仙童變頻器使用故障分析
隨著仙童變頻器技術(shù)的日益成熟發(fā)展以及仙童變頻器在工廠中的廣泛應(yīng)用，盡管仙童變頻器具有較好的調(diào)速性能、高效率、高功率等優(yōu)勢(shì)，但其產(chǎn)生的諧波干擾使其為工廠帶來較大的電磁污染，對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也產(chǎn)生很大的干擾，導(dǎo)致系統(tǒng)監(jiān)測失誤。

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目前，級(jí)聯(lián)式仙童變頻器在高壓、大功率應(yīng)用中已經(jīng)成為了一項(xiàng)重要的技術(shù)，被廣泛用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、泵類及各種大型機(jī)械，已成為當(dāng)今節(jié)電、提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化水平、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的主要手段之一。相對(duì)于傳統(tǒng)的兩電平仙童變頻器，其主電路功率單元增多了，大大增加了故障的可能性。級(jí)聯(lián)式仙童變頻器的功率單元故障在仙童變頻器輸出頻率較低時(shí)對(duì)輸出影響很小不容易被發(fā)現(xiàn)。若不能及時(shí)的診斷出該故障，將會(huì)形成很大的故障隱患。因此，研究準(zhǔn)確高效的級(jí)聯(lián)式仙童變頻器故障診斷方法具有重要意義。本文主要以級(jí)聯(lián)式仙童變頻器的功率器件開路故障為研究的對(duì)象。首先對(duì)級(jí)聯(lián)式仙童變頻器的結(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行了分析，并在MATLAB/Simulink模塊下建立了級(jí)聯(lián)式仙童變頻器的仿真模型，分別對(duì)仙童變頻器功率器件在不考慮直流濾波電容老化因素的影響以及考慮其老化因素影響的情況下對(duì)其開路故障進(jìn)行了仿真。通過分析級(jí)聯(lián)式仙童變頻器在不同情況下的輸出信號(hào)，確定其故障特征信號(hào)的來源，并運(yùn)用小波分析的方法對(duì)其故障特征進(jìn)行提取，從而得到作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入的故障特征向量。其次，針對(duì)松散型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在進(jìn)行級(jí)聯(lián)式仙童變頻器故障診斷中所存在的一些不足，例如網(wǎng)絡(luò)收斂的速度慢，易陷入局部極小值等一些缺點(diǎn)，為了提高級(jí)聯(lián)式仙童變頻器的精度，提出了一種粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法，同時(shí)針對(duì)粒子群算法易早熟且后期迭代精度不高等缺陷，對(duì)其慣性權(quán)重和學(xué)習(xí)因子進(jìn)行了改進(jìn)，并對(duì)其部分粒子進(jìn)行了變異。通過仿真實(shí)驗(yàn)分析的結(jié)果表明改進(jìn)的粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)級(jí)聯(lián)式仙童變頻器功率單元故障診斷的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性明顯提高。zui后，基于本文所采用的粒子群優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法，利用Lab VIEW設(shè)計(jì)了一套級(jí)聯(lián)式仙童變頻器功率單元故障診斷系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠有效的對(duì)級(jí)聯(lián)式仙童變頻器功率單元進(jìn)行故障診斷。

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仙童變頻器的主要作用是調(diào)整電機(jī)的功率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速運(yùn)行，以達(dá)到節(jié)約能源的目的。精藝生產(chǎn)對(duì)工業(yè)中各個(gè)工序的速度匹配提出了更高的要求，上下工序的速度匹配問題給仙童變頻器的應(yīng)用帶來了更加廣泛的空間。通過對(duì)Power Flex 70仙童變頻器參數(shù)配置的研究，可以提高仙童變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性。