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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，但其產(chǎn)生的諧波干擾使其為工廠帶來較大的電磁污染，對自動化控制系統(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)成為了一項重要的技術(shù)，被廣泛用于驅(qū)動風(fēng)機、泵類及各種大型機械，已成為當(dāng)今節(jié)電、提高生產(chǎn)過程自動化水平、推動技術(shù)進步的主要手段之一。相對于傳統(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對輸出影響很小不容易被發(fā)現(xiàn)。若不能及時的診斷出該故障，將會形成很大的故障隱患。因此，研究準(zhǔn)確高效的級聯(lián)式仙童變頻器故障診斷方法具有重要意義。本文主要以級聯(lián)式仙童變頻器的功率器件開路故障為研究的對象。首先對級聯(lián)式仙童變頻器的結(jié)構(gòu)以及工作原理進行了分析，并在MATLAB/Simulink模塊下建立了級聯(lián)式仙童變頻器的仿真模型，分別對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其開路故障進行了仿真。通過分析級聯(lián)式仙童變頻器在不同情況下的輸出信號，確定其故障特征信號的來源，并運用小波分析的方法對其故障特征進行提取，從而得到作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入的故障特征向量。其次，針對松散型小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在進行級聯(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，為了提高級聯(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，同時針對粒子群算法易早熟且后期迭代精度不高等缺陷，對其慣性權(quán)重和學(xué)習(xí)因子進行了改進，并對其部分粒子進行了變異。通過仿真實驗分析的結(jié)果表明改進的粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對級聯(lián)式仙童變頻器功率單元故障診斷的準(zhǔn)確性和實時性明顯提高。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)計了一套級聯(lián)式仙童變頻器功率單元故障診斷系統(tǒng)。實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠有效的對級聯(lián)式仙童變頻器功率單元進行故障診斷。

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仙童變頻器的主要作用是調(diào)整電機的功率，實現(xiàn)電機的調(diào)速運行，以達到節(jié)約能源的目的。精藝生產(chǎn)對工業(yè)中各個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行的穩(wěn)定性。