本技術(shù)涉及測(cè)量電變量，具體涉及一種變頻器的故障檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，變頻器作為電機(jī)的關(guān)鍵控制設(shè)備，在換氣、通風(fēng)、制冷等工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。變頻器內(nèi)部采用絕緣柵雙極晶體管（insulate-gate?bipolartransistor，igbt）作為開(kāi)關(guān)元件，當(dāng)變頻器的工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，igbt容易發(fā)熱，當(dāng)發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起igbt的燒毀，從而導(dǎo)致開(kāi)路故障。當(dāng)某個(gè)igbt發(fā)生開(kāi)路故障后，其余的igbt會(huì)流過(guò)更大的電流，極易發(fā)生過(guò)流故障，從而造成更嚴(yán)重的事故。

2、現(xiàn)有對(duì)變頻器進(jìn)行開(kāi)路故障檢測(cè)的方法有park矢量法、三相平均電流法等，然而這些方法均通過(guò)單一參數(shù)來(lái)判斷是否發(fā)生了開(kāi)路故障，導(dǎo)致容易產(chǎn)生誤判，對(duì)變頻器的開(kāi)路故障的檢測(cè)精度較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種變頻器的故障檢測(cè)方法及系統(tǒng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的變頻器故障檢測(cè)方法，提高了對(duì)變頻器進(jìn)行開(kāi)路故障檢測(cè)的精度：

2、第一方面，本技術(shù)實(shí)施例提供了一種變頻器的故障檢測(cè)方法，該方法包括以下步驟：

3、獲取變頻器在各采集時(shí)刻的a相電流數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和扭矩?cái)?shù)據(jù)；

4、基于所有電流數(shù)據(jù)中的峰值將所有電流數(shù)據(jù)劃分為各電流子序列，基于所有電流子序列中電流數(shù)據(jù)的分布情況的離散程度，確定電流的周期差異；

5、根據(jù)各電流子序列的分布與正弦波形的匹配程度對(duì)各電流子序列進(jìn)行篩分，基于篩分后各電流子序列與其相鄰電流子序列之間對(duì)應(yīng)扭矩?cái)?shù)據(jù)的差異，結(jié)合所述周期差異，確定電流的波形變化值；

6、將所有電流數(shù)據(jù)劃分為正常電流數(shù)據(jù)和待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)，獲取正常電流數(shù)據(jù)、待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的各低、高頻分量；

7、基于所述各低、高頻分量與所述正常電流數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，并結(jié)合低、高頻分量之間的差異，分別確定所述正常電流數(shù)據(jù)、所述待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)；

8、基于正常電流數(shù)據(jù)與待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)之間的差異，結(jié)合所述波形變化值，確定電流的偏離值；

9、在所有溫度數(shù)據(jù)中分析局部溫度數(shù)據(jù)與整體溫度數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)的差異，溫度數(shù)據(jù)分布的離散程度，以及存在上升趨勢(shì)并達(dá)到局部平均水平最大的溫度數(shù)據(jù)與局部平均水平最大的扭矩?cái)?shù)據(jù)在采集時(shí)間上的重合程度，確定溫度的異常升溫值；

10、結(jié)合所述偏離值和所述異常升溫值，對(duì)變頻器進(jìn)行故障檢測(cè)。

11、在其中一種實(shí)施例中，所述周期差異的確定過(guò)程為：計(jì)算各電流子序列的均值，將所有電流子序列的所述均值的平均值與離散程度的融合結(jié)果，作為電流的周期差異。

12、在其中一種實(shí)施例中，所述波形變化值的確定過(guò)程為：

13、根據(jù)各電流子序列所對(duì)應(yīng)的采集時(shí)刻，將所有扭矩?cái)?shù)據(jù)分割為各扭矩局部序列；

14、對(duì)于各均值不為0的電流子序列，計(jì)算各電流子序列對(duì)應(yīng)的扭矩局部序列與其相鄰前一扭矩局部序列之間均值的差異，記為扭矩差異；

15、統(tǒng)計(jì)各電流子序列中0的個(gè)數(shù)，記為0值個(gè)數(shù)，分別計(jì)算所有均值為0、所有均值不為0的電流子序列的所述0值個(gè)數(shù)的均值，記為周期零值個(gè)數(shù)、波動(dòng)零值個(gè)數(shù)；

16、所述波形變化值的表達(dá)式為：

17、；式中，a為電流的波形變化值；b為電流的周期差異；c為所有均值不為0的電流子序列的所述扭矩差異的均值；d為所述波動(dòng)零值個(gè)數(shù)與所述周期零值個(gè)數(shù)之間的差異；τ為預(yù)設(shè)大于0的數(shù)值。

18、在其中一種實(shí)施例中，所述正常電流數(shù)據(jù)和待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的劃分過(guò)程為：

19、獲取所有電流子序列的均值的分割閾值，獲取與分割閾值相等的均值所屬的電流子序列中的首位數(shù)據(jù)；

20、將所述首位數(shù)據(jù)的采集時(shí)刻之前所有采集時(shí)刻的電流數(shù)據(jù)，作為正常電流數(shù)據(jù)；

21、將其余電流數(shù)據(jù)作為待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)。

22、在其中一種實(shí)施例中，所述各低、高頻分量的確定過(guò)程為：

23、將所有正常電流數(shù)據(jù)按照時(shí)序排列組成正常電流子序列，獲取正常電流子序列的各固有模態(tài)函數(shù)；將后預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)固有模態(tài)函數(shù)均作為正常電流數(shù)據(jù)的低頻分量；將前預(yù)設(shè)數(shù)量個(gè)固有模態(tài)函數(shù)均作為正常電流數(shù)據(jù)的高頻分量；

24、針對(duì)待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)，采用與正常電流數(shù)據(jù)的各低、高頻分量相同的獲取方法，獲取待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的各低、高頻分量。

25、在其中一種實(shí)施例中，所述正常電流數(shù)據(jù)、所述待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)的確定過(guò)程為：

26、分別將正常電流數(shù)據(jù)的各高頻分量、各低頻分量中所有采集時(shí)刻的幅值按照時(shí)序排列，組成各高頻分量序列、各低頻分量序列；

27、將所有低頻分量序列與正常電流子序列之間相關(guān)性的絕對(duì)值的均值，記為低頻相似值；

28、將所有高頻分量序列與正常電流子序列之間相關(guān)性的絕對(duì)值的均值，記為高頻相似值；

29、將所述低頻相似值與所述高頻相似值的差值，記為基頻相似值；

30、計(jì)算所有低頻分量序列中所有元素平方和的均值，與所有高頻分量序列中所有元素平方和的均值的比值；

31、正常電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)分別與所述基頻相似值、所述比值成正相關(guān)；

32、根據(jù)待檢測(cè)數(shù)據(jù)及其各低、高頻分量，采用與正常電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)相同的獲取方法，獲取待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)。

33、在其中一種實(shí)施例中，所述偏離值的表達(dá)式為：

34、；式中，k為電流的偏離值；a為電流的波形變化值；為正常電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)；為待檢測(cè)電流數(shù)據(jù)的基頻指數(shù)。

35、在其中一種實(shí)施例中，所述異常升溫值的確定過(guò)程為：

36、獲取各溫度子序列中所有溫度數(shù)據(jù)的擬合直線，將所述擬合直線斜率大于0的溫度子序列均記為溫升子序列；

37、將各溫升子序列與其余所有溫升子序列之間所述擬合直線斜率的差異的均值，記為斜率均值；將各溫升子序列的所述斜率均值與所述擬合直線斜率的融合結(jié)果，作為各溫升子序列的溫升差異值；

38、將均值最大的溫度子序列記為溫度檢測(cè)子序列；

39、所述異常升溫值分別與溫度檢測(cè)子序列中所有溫度數(shù)據(jù)的離散程度、溫度檢測(cè)子序列的相鄰前一溫升子序列的溫升差異值成正比，與所述重合程度成反比。

40、在其中一種實(shí)施例中，所述對(duì)變頻器進(jìn)行故障檢測(cè)的過(guò)程為：

41、將所述偏離值與所述異常升溫值的融合結(jié)果，作為變頻器的故障置信度；

42、若所述故障置信度的歸一化值大于等于預(yù)設(shè)置信度閾值，則判定變頻器發(fā)生了開(kāi)路故障；否則，判定變頻器正常。

43、第二方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供了一種變頻器的故障檢測(cè)系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任意一項(xiàng)所述一種變頻器的故障檢測(cè)方法的步驟。

44、本技術(shù)至少具有如下有益效果：

45、本技術(shù)通過(guò)電流的周期性特征，以及電流發(fā)生變化時(shí)負(fù)載的變化情況，評(píng)估電流波形發(fā)生異常變化的可能性；進(jìn)而結(jié)合電流數(shù)據(jù)中的基頻成分，進(jìn)一步評(píng)估電流信號(hào)偏離正常電流信號(hào)的可能性，提高了分析電流信號(hào)出現(xiàn)異常的可能性的精度，進(jìn)而通過(guò)電流信號(hào)出現(xiàn)異常的可能性，評(píng)估變頻器發(fā)生開(kāi)路故障的可能性，提高了對(duì)變頻器發(fā)生開(kāi)路故障檢測(cè)的精度；

46、進(jìn)一步，考慮到負(fù)載變化可能引起溫度升高的特征，分析溫度上升的速度、溫度達(dá)到最大值時(shí)的穩(wěn)定情況，以及溫度快速上升是否由于負(fù)載變化而引起，評(píng)估變頻器升溫為異常升溫的可能性，提高了分析變頻器是否為異常升溫的精度，進(jìn)而提高了對(duì)變頻器發(fā)生開(kāi)路故障檢測(cè)的精度；

47、進(jìn)一步，綜合考慮電流信號(hào)的異常情況和溫度的異常情況，判定變頻器是否發(fā)生了開(kāi)路故障，從多個(gè)方面綜合分析變頻器發(fā)生開(kāi)路故障的可能性，提高了對(duì)變頻器進(jìn)行開(kāi)路故障檢測(cè)的精度。