電子電路故障診斷與處理

摘要 針對不同電力電子裝置進(jìn)行了研究，從故障診斷的特點(diǎn)與作用出發(fā)，利用科學(xué)的診斷方法，對其進(jìn)行了有效的分析與處理，以此確保電力電子裝置的正常運行，保證社會(huì )生產(chǎn)與社會(huì )活動(dòng)的持續進(jìn)行。
關(guān)鍵詞 電子裝置；電路系統；故障診斷；故障處理

電力電子技術(shù)是電工技術(shù)中的重要組成部分，電力電子器件的運用，對電功率進(jìn)行有效的處理，是當前電力電子技術(shù)的主要內容。隨著(zhù)計算機計算機技術(shù)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電力電子技術(shù)的應用空間日漸廣泛。與此同時(shí)，電子電路故障的產(chǎn)生也成為了影響電力電子技術(shù)應用的主要因素。對于電子電路故障的有效診斷與處理，是保證其正常運行的基礎，電力電子裝置發(fā)生故障，不僅會(huì )對電子產(chǎn)品自身產(chǎn)生損害，同時(shí)也將產(chǎn)生其他一系列問(wèn)題，造成嚴重的損失。

1 電子電路故障診斷概述
1．1 電力電子電路故障診斷特點(diǎn)
通過(guò)對大量電子電路運行實(shí)際情況的分析，可發(fā)現，多數故障都以功率開(kāi)關(guān)器件的損壞為主要原因，其中以功率開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)路和直通最為常見(jiàn)，也可稱(chēng)之為硬故障。但電子電路的故障診斷與普通的模擬電路故障診斷還存在著(zhù)區別，其關(guān)鍵之處在于故障信息的存在，一般僅停留在發(fā)生故障前的幾ms之間，這對于信息的實(shí)時(shí)檢測與在線(xiàn)診斷有著(zhù)較高要求。
1．2 電力電子電路診斷的目的
假設電力電子裝置發(fā)生故障，不僅將對裝置本身的電器設備產(chǎn)生影響，并將造成設備損壞以及企業(yè)停產(chǎn)等問(wèn)題的出現，嚴重地還將造成重大安全事故。因此，對于電子電路故障進(jìn)行科學(xué)的診斷與處理，就尤為重要。通常情況下，人們采用的維修對策，一般有以下兩種途徑：一是直至設備發(fā)生故障、產(chǎn)生損壞后再進(jìn)行維修，也稱(chēng)為事后維修，這種方法往往會(huì )帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失。二是定期對裝置進(jìn)行檢查，也稱(chēng)為預防維修，這種方法具有一定的計劃性，但仍存在較大弊端，如果檢查過(guò)程中未發(fā)現故障，也將造成損失。電力電子裝置的構成較為復雜，其中包括電力電子主線(xiàn)路、電動(dòng)機、發(fā)電機以及各種應用電路，對于電力電子裝置進(jìn)行的故障診斷，就是針對上述設備進(jìn)行檢測，電力電路是整個(gè)裝置的核心，因此對其進(jìn)行故障診斷是必要的。
1．3 電子電路故障診斷的作用
對電子電路進(jìn)行有效的故障診斷：(1)可實(shí)現對故障的預報功能，以便及時(shí)采取有效的處理方法預防事故的發(fā)生。(2)可根據故障診斷實(shí)施預知性的維修，以此來(lái)提高裝置的設備管理水平。(3)為檢修提供更大的便利，縮短了檢修時(shí)間，并提高設備的利用效率。(4)在提高設備的制造水平上有著(zhù)重要意義。

2 電力電子電路故障診斷方法
電力電子電路故障診斷技術(shù)主要包括兩方面：(1)故障信息檢測。主要是利用一定的故障檢測技術(shù)，對于故障發(fā)生時(shí)的信息進(jìn)行有效獲取，為故障分析提供更多的參考依據。(2)故障的診斷。根據故障診斷信息，對產(chǎn)生的故障進(jìn)行分析和推理，進(jìn)而找出導致故障的原因，確定故障位置。當前，較為常用的電子電路故障診斷方法有以下幾種：
(1)故障字典法。將測量特征和故障值以表格的方式進(jìn)行保存，并通過(guò)對信息的測量與比較完成故障判斷。利用計算機技術(shù)對電子電路的正常運行狀態(tài)和產(chǎn)生硬故障狀態(tài)進(jìn)行模擬，進(jìn)而建立故障字典，隨后對不同的端口進(jìn)行測試，實(shí)現對故障的判斷與識別。再將選定節點(diǎn)的測量值與故障字典中的信息進(jìn)行比較，分析故障的位置。在模擬、數字電路的故摩診斷中，故障字典法有著(zhù)重要的應用價(jià)值。但故障字典法仍存在弊端，其只能用以解決單故障診斷，而對于多故障的組合判斷較為困難。
(2)故障樹(shù)法。故障樹(shù)法是當前應用較為普遍的一種故障診斷方法，是將可能會(huì )引發(fā)故障的因素，包括硬件、軟件和人為因素等進(jìn)行分析，隨后畫(huà)出邏輯圖，這一框圖稱(chēng)為故障樹(shù)。從故障樹(shù)的頂端時(shí)間進(jìn)行搜索，找出故障的存在點(diǎn)。
(3)殘差法。殘差法的運用是以解析模型為基礎的一種故障診斷方法，是通過(guò)研究實(shí)際系統與參考模型特征輸出量間的殘差，來(lái)進(jìn)行電力電子裝置主電路在線(xiàn)故障診斷、定位的過(guò)程。該方法同樣適用于逆變器主電路的故障診斷。參考模型法用于故障診斷具有檢測量少、判據簡(jiǎn)單且與輸出大小無(wú)關(guān)等特點(diǎn)。尤其是在復雜故障診斷中該法的優(yōu)勢明顯。
(4)直接檢測法。主要針對功率器件兩端的電壓或橋臂電流進(jìn)行直接檢測的方法，進(jìn)而獲得功率器件的工作方式，隨后將其與觸發(fā)脈沖的時(shí)序邏輯進(jìn)行比較，以此判斷是否存在故障，并找出故障的出現點(diǎn)。該方法的運用，是對所有被診斷的功率器件的電壓和電流進(jìn)行檢測，因此需要檢測的點(diǎn)較多。同時(shí)，該方法可通過(guò)對電路的輸入輸出進(jìn)行測量和判斷。當電力電子裝置運行正常時(shí)，電路輸入、輸出應當是在一定范圍內產(chǎn)生變動(dòng)的，如果電路輸入、輸出量超過(guò)規定范圍，則視為發(fā)生故障。雖然該方法操作簡(jiǎn)單，但容易受外界因素的干擾，因此在使用時(shí)應當考慮各因素。
(5)專(zhuān)家系統診斷方法。是利用領(lǐng)域內專(zhuān)家的豐富經(jīng)驗，與計算機技術(shù)相結合，同時(shí)利用電子電路內部的智能系統，將以上部分進(jìn)行結合而組成的智能計算機程序，用以對復雜的故障問(wèn)題進(jìn)行診斷與分析。其是利用經(jīng)驗知識對故障進(jìn)行描述與判斷，突破了傳統的個(gè)人知識局限，并對廣大專(zhuān)家的經(jīng)驗進(jìn)行了有效的存儲與推廣，使得領(lǐng)域內人才的知識獲得豐富利用，并促進(jìn)了人才的培養，相比單純的專(zhuān)家經(jīng)驗，該專(zhuān)家系統診斷技術(shù)更為靈活可靠，且受外界環(huán)境因素的影響較小。該系統中知識庫與推理控制相對獨立，可重寫(xiě)增刪，并結合其他診斷方法，構成知識應用程序。同時(shí)，擁有人機聯(lián)診功能，充分發(fā)揮了現場(chǎng)技術(shù)人員的主觀(guān)能動(dòng)性，并逐步完善，因此是一種富有生命力的故障診斷法。

3 電子電路的故障分析與處理
在電子電路裝置的運行過(guò)程中，故障的發(fā)生不可避免，對于故障進(jìn)行有效的診斷與處理，可提高運行效率。對于電子電路的故漳分析通常從故障現象出發(fā)，通過(guò)反復的測試，最終做出科學(xué)的分析與判斷，找出問(wèn)題便可采取有效的處理措施。
3．1 調試故障的判斷
在調試的過(guò)程中出現故障，通常有以下原因：
(1)實(shí)際電路與設計的原理圖存在不符。(2)電子電路裝置中使用的元器件不合理。(3)設計原理圖不符合要求。(4)裝置安裝或調試過(guò)程中存在錯誤操作。
3．2 查找故障的方法
(1)通用方法。將需要檢測的信號或某個(gè)輸出的信號引入到其他模塊上，然后按照一定的順序對模塊進(jìn)行測量，直到找出故障點(diǎn)為止。查找的順序可按照輸入到輸出的順序，當找到故障模塊后，便需要對故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，查找模塊故障的步驟，可以分為以下幾點(diǎn)：1)對元器件的引腳電源電壓進(jìn)行測量，并對引腳是否接觸不良進(jìn)行觀(guān)察，由此判斷電路元器件是否正常工作。2)將所有模塊的輸出端使用的荷載斷開(kāi)，便可對模塊本身的負載進(jìn)行判斷。3)對安裝線(xiàn)路與設計原理圖是否一致進(jìn)行對比和判斷，同時(shí)對連線(xiàn)、元件以及相關(guān)的參數進(jìn)行全面判斷；4)對測量?jì)x器的選擇和使用進(jìn)行判斷。
(2)觀(guān)察判斷法。當故障檢測人員遇到熟悉的電路時(shí)，可根據自身對電路各部分的原理及性能指標等問(wèn)題的了解，通過(guò)儀器、儀表中的數據和波形對故障部位及原因進(jìn)行判斷，便可有效的對故障進(jìn)行排除。
(3)數字電路故障分析的特點(diǎn)。數字電路的故障查找和排除相對簡(jiǎn)單，除三態(tài)電路外，其余數字電路的輸入與輸出唯有高電平和低電平兩種狀態(tài)。查找故障可先進(jìn)行動(dòng)態(tài)測試，縮小故障的范圍，再進(jìn)行靜態(tài)測試，查出故障的具體位置。查找故障首先要有合適的信號源和示波器，示波器的頻帶應大于10MHz，且應使用雙蹤示波器同時(shí)觀(guān)察輸入和輸出的波形與相位關(guān)系。查找故障的過(guò)程仍可按順序進(jìn)行，將輸出的結果和預期的狀態(tài)相比較，通過(guò)動(dòng)態(tài)測試將故障控制在最小范圍。

4 結束語(yǔ)
文中針對不同電力電子裝置進(jìn)行了總結，從故障診斷的特點(diǎn)與作用出發(fā)，利用科學(xué)的故障診斷方法，對其進(jìn)行有效的分析和處理，以此確保電力電子裝置的正常運行，并保證了社會(huì )生產(chǎn)與社會(huì )活動(dòng)的持續進(jìn)行。