基于人工智能的电力电子电路故障诊断
詹世涛齐蕊刘阳
（辽宁省电子研究设计院有限公司110001）
摘要：采用基于波形直接分析的神经网络故障诊断方法实现电力电子电路在线故障诊断。以三相整流电路为例，对电路发生故障时输出的波形进行分析，用故障波形的采样数据制作的样本对神经网络进行训练，将训练好的神经网络用于故障诊断。仿真实验表明该方法是有效的。
关键词：故障诊断神经网络电力电子电路
电力电子电路的实际运行表明，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，其中以功率开关器件开路和直通最为常见。电力电子电路的故障诊断与一般的模拟电路、数字电路的故障诊断存在较大的差别，故障信息仅存在于发生故障到停电之前数十毫秒之内。因此，需要实时监视、在线诊断。本文主要要研究应用神经网络理论进行电力电子电路的故障诊断，利用神经网络的学习能力，使故障波形与故障原因之间的关系通过神经网络的学习后保存在其结构之中，然后将学习好的神经网络用于故障诊断，神经网络就可通过对当前电压波形的分析，得出故障原因，从而实现故障的在线自动诊断。下面以电感性负载三相整流电路故障诊断为例，对基于波形直接分析的神经网络故障诊断方法进行研究。
1用于诊断的神经网络模型
本文用于诊断的神经网络为三层前向神经网络(包括输人层)，学习算法是误差反向传播方法(BP算法)，拓扑结构如图1所示。
人工神经网络具有较好的容错性、响应快、强大的学习能力、自适应能力和很强的非线性逼近能力等，被广泛应用于故障诊断领域。基于神经网络的故障诊断专家系统有两种形式：一种是使用神经网络来构造专家系统，变基于符号的推理为基于数字运算的推理，提高系统效率，解决自学习问题；另一种是把神经网络作为知识源的表示和处理模式，并与其它推理机制相融合，实现多模式推理。
BP神经网络故障诊断模型主要包括三层:1)输人层，即从实际系统接受的各种故
障信息及现象; 2)中间层，将输人层得到的故障信息，经内部的学习和处理，转化为针对性的解决办法;3)输出层，针对输人的故障形式，经过调整权系数叭后，得到的处理故障方法。简而言之，就是利用样本训练收敛稳定后的节点连接权值，向网络输人待诊断的样本稳定后的节点连接权值，向网络输人待诊断的样本类别。
图1 神经网络拓扑结构图
2三相整流电路故障模型和神经网络学习样本设计
电感性负载的三相整流电路，如图2所示。
电路中的整流器件为六个二极管，为不可控整流。实际上，可以把故障分为很多类。本文中只分析其中的三大类，具体如下
图2 三相整流电路故障模型
第一大类(001):没有二极管故障，即正常运行(000))。
第二大类(010):单个二极管短路，可分为六小类:diodel短路((001)、diode2短路
(010)、diode3短路(011)、diode短路(100)、diode5短路(101)、diode6短路(110)。第三大类(011):单个二极管开路，可分为六小类:diodel开路(001)、diode2开路(010)、diode3开路(011)、diode4开路(100)、diode5开路(101)、diode6开路(110)。对故障的大类、小类进行了编码，用六位编码X6X5X4X3X2X1，其中X i=0或1，第X1----X3位用于小类编码。对应出层得到的输于每组特征信号的故障编码作为神经网络的目标输出样本。
通过对整流电路的故障情况进行分析，可得到在各类故障时的三相整流桥直流输出电压U d波形，对其进行一周期(20ms)50点的数据采样，将采样数据进行归一化处理后，即得到诊断系统的标准输出样本。
近年来，国内外有关研究人员针对电力电子电路故障诊断的研究还比较少，其中有相当一部分是基于神经网络的分析方法，虽然神经网络具有学习、泛化和容错能力，令人欣喜，但它存在的许多缺点却不容忽视，如网络结构要求预知，最常用的BP学习算法在本质上是一个梯度下降搜索算法，这使其有可能收敛于局部最小点。
3 计算机仿真和实验
这里神经网络的输人层有50个神经元，隐含层有10个神经元，输出层有6个神经元。S函数选用对数函数f（x）=1
，purelin函数为f(x)=x。网络的初始
+
e-
1x
权值和阈值均有随机函数rands()给出。将样本送入神经网络进行训练，得到误差曲线，如图3所示。
图3 训练误差曲线
对于学习好的神经网络，在电感性负载的三相整流电路上进行了实验研究。其故障诊断步骤如下：
(1)以采样周期400哪进行矶电压的数据采集。
(2)将U d电压数据归一化。
(3)将N点U d电压数据输人已学习好的神经网络后，将其输出进行四舍
五入取整，得到故障类型代码。
(4)由代码可查表得到故障点。
采用测试样本数据对所训练好的BP神经网络进行仿真验证，分别选用负载变化、输入电压变化得到的特征向量数据去验证已建立的BP神经网络，故障诊断正确率达到97．67％，并且故障诊断有误都发生在负载和输入电压同时变化时。例:将第二大类Diode4短路的归一化后Ud的电压采样数据输人神经网络后在其输出层得到的输出结果为:[0.00，1.00，0.01，1.00，0.00，0.00]。实验表明，该网络已能进行相当准确的故障诊断。
4 结论
电子设备或系统广泛应用于各个科学技术领域、工业生产部门以及人们的日常生活中，电子设备的可靠性直接影响着生产的效率、系统、设备及人类的生命安全。随着电子设备使用的日趋广泛，不论是在设备的生产阶段还是应用阶段，都对电路的故障诊断提出了迫切的要求，要求人们研究新的有效的诊断技术，进一步提高电子设备的可靠性。
本文将一种应用于神经网络的优化算法，解决了以往神经网络结构、权值、阈值同时优化效率不高的难题。通过仿真实验，证明了算法的准确性和实用性，并将优化的神经网络用于三相桥式全控整流电路的故障诊断，利用神经网络的非线性映射特性，由神经网络来学习及存储电子电路的故障波形和故障类型之间的映射关并将其用于在线诊断，从而达到对电力电子电路在线自动故障诊断的目的。
参考文献
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电子电路常见故障类型及处理方法系统解析 本文较为系统地分析了电子电路常见故障的产生原因、电子电路故障的类型，探讨了电子电路故障处理的主要方法，以期不断提高电子电路故障排除的工作效率，将电子电路故障带来的损失降到最低。 随着科技的飞速发展，各种电子设备在各行各业和人们的日常生活当中得到了广泛的应用，而在其使用过程中受到各种因素的影响，难免会发生故障，影响正常的生产、生活、科研、学习等。因此，加强电子电路常见故障排除方法的研究具有十分重要的现实意义。作为立创商城电子电路技术人员，应熟知电子电路常见故障，并准确判断故障发生原因和发生位置，积极寻找排除电子电路故障的策略和方法，从而及时排除故障，使电子电路恢复正常的工作状态。 一、电子电路常见故障产生原因 要想准确地判定电子电路故障发生位置，进而采取有效措施进行排除，首先应对故障产生的原因有基本的认识，只有这样才能避免“盲人骑瞎马”，做到有的放矢、“对症治疗”，提高电子电路故障排除的工作效率。 电子电路工作过程中受到自身或外界因素的干扰，容易引起各种类型的故障，这些故障产生的原因纷繁复杂，可谓五花八门，但是概括起来不外乎内因和外因两种形式，下面逐一对其进行介绍。 1.电子电路故障内因 电子电路故障产生的内因较多。首先，电子电路长期运行导致某些元件或线路性能老化极易发生故障，其中较为常见的故障有电阻值发生改变、晶体管击穿、电容漏电等；其次，电子电路工作过程中一些位置出现断线、松动、接触不良等情况，进而引发系统故障发生；最后，维修人员在维修过程中，安装了不符合规格的电子元件或接错线路等也容易引发故障。 2.电子电路故障外因
1.火线短路测电笔测用电器两端均发光。（短路就是通常说的联电火线所带的正电不经 过用电器直接连到零线上此时零线也带电了用测电笔测零线也发光，但用电器不工作）可能导致用电保护器切断电源（跳闸)，或烧断保险丝。 2.零线断路用电器无法工作用测电笔测火线灯亮测零线不亮。 3.用电器短路用测电笔测用电器两端均发光（情况与现象与1相同） 4.这个情况你说的比较模糊。我都给你分析一下吧。⑴用测电笔测插座的零线孔火线孔 都发光，肯定是插座短路，接入用电器后，相当于用电器两端都是火线，用电器既不能使用，测电笔测用电器两端也都发亮；⑵用测电笔测的插座火线孔亮，零线孔不亮，接入用电器后，用电器火线端亮，零线端不亮，（这又要分类了）①插座零线断路②用电器零线断路③用电器毁坏。能肯定排除的就是用电器短路，因为如果用电器短路，用电器的零线也将成为火线（用电器短路相当于火线直接连到零线上，这时零线也就相当于火线了）用测电笔测用电器一端的零线也会发亮。 首先你找个好用电器（电灯就行），从别的插座上试好了再往出问题的那个插座上插，如果不亮再用电笔测，测用电器两端，两端都亮说明插座短路，测用电器火线端亮零线端不亮，那就是零线断路。 2. 家庭电路故障有四种：断路(开路)、短路、过载和漏电。 1. 开路：电灯不亮，用电器不工作，表明电路中出现断路，断路时电路中无电流通过， 该故障可以用测电笔查出。 零线断路：用电器无法工作，用测电笔测火线灯亮，测零线不亮。 火线短路：用电器无法工作，用测电笔测火线不亮，测零线不亮 电器短路：用电器无法工作，用测电笔测火线亮，测零线不亮 2. 短路就是电流没有经过用电器直接构成通路，发生短路时，电路中的电阻很小，电 流很大，保险丝自动熔断。若保险丝不合适，导线会因发热，温度迅速升高，而引发火灾。 用检验灯查短路位置，把检验灯接在火线的保险丝的位置，即串联在接线柱上，然后逐个接通每一盏灯的线路，如果检验灯较暗或不亮，则可判定这部分电路未发生短路，如果检校灯正常发光，则可断定此电路短路。 3. 过载电路中用电器过场多或总功率过大，导致通过导线的总电流大于导线规定的 安全电流值。出现这种情况更轻者导致用电器实际功率下降，重者导电会因过热而引发火灾。 4. 漏电如果导线外层或用电器绝缘性能下降，则有电流不经用电器而直接漏入地下， 漏电会造成用电器实际功率下降，也能造成人体触电，使用漏电保护器能预防漏电的发生。 3. 如何判断家庭电路故障： 家庭电路故障主要是由于断路、短路、总功率过大等引起的。若是短路或用电器总功率过大，保险丝会熔断，若是进户火线断了，试电笔不会发光。当然还有其他原因、做题时需要用心判断。
基于人工智能的电力电子电路故障诊断 詹世涛齐蕊刘阳 （辽宁省电子研究设计院有限公司110001） 摘要：采用基于波形直接分析的神经网络故障诊断方法实现电力电子电路在线故障诊断。以三相整流电路为例，对电路发生故障时输出的波形进行分析，用故障波形的采样数据制作的样本对神经网络进行训练，将训练好的神经网络用于故障诊断。仿真实验表明该方法是有效的。 关键词：故障诊断神经网络电力电子电路 电力电子电路的实际运行表明，大多数故障表现为功率开关器件的损坏，其中以功率开关器件开路和直通最为常见。电力电子电路的故障诊断与一般的模拟电路、数字电路的故障诊断存在较大的差别，故障信息仅存在于发生故障到停电之前数十毫秒之内。因此，需要实时监视、在线诊断。本文主要要研究应用神经网络理论进行电力电子电路的故障诊断，利用神经网络的学习能力，使故障波形与故障原因之间的关系通过神经网络的学习后保存在其结构之中，然后将学习好的神经网络用于故障诊断，神经网络就可通过对当前电压波形的分析，得出故障原因，从而实现故障的在线自动诊断。下面以电感性负载三相整流电路故障诊断为例，对基于波形直接分析的神经网络故障诊断方法进行研究。 1用于诊断的神经网络模型 本文用于诊断的神经网络为三层前向神经网络(包括输人层)，学习算法是误差反向传播方法(BP算法)，拓扑结构如图1所示。 人工神经网络具有较好的容错性、响应快、强大的学习能力、自适应能力和很强的非线性逼近能力等，被广泛应用于故障诊断领域。基于神经网络的故障诊断专家系统有两种形式：一种是使用神经网络来构造专家系统，变基于符号的推理为基于数字运算的推理，提高系统效率，解决自学习问题；另一种是把神经网络作为知识源的表示和处理模式，并与其它推理机制相融合，实现多模式推理。 BP神经网络故障诊断模型主要包括三层:1)输人层，即从实际系统接受的各种故
电力电子电路故障预测关键技术论述 发表时间：2016-10-12T15:49:37.523Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：陈泽龙 [导读] 由于科学技术得到飞度的而发展，电力电子电路不仅为航空事业的发展做出较大贡献，同时也促进航天事业的发展。（广东瑞德智能科技股份有限公司广东佛山 528300） 摘要：由于科学技术得到飞度的而发展，电力电子电路不仅为航空事业的发展做出较大贡献，同时也促进航天事业的发展，对这些设备的安全进行保证的同时，提高机械设备在使用过程中的可靠性。电力电子电路故障分析是电子电路运用过程中不可缺少的重要环节之一，本文主要介绍的就是电力电子电路在故障预测过程中的技术进行分析，进而提出以下内容。 关键词：故障预测；技术分析；研究 引言：对于电子设备而言，它和机械设备存在着一定的不同，电子设备自身所具有的优势就是内部结构相对来说比较复杂，但机械电子设备属于飞机飞行过程中的安全保证，电力电子电路进行故障预测能够对存在的危险进行及时的预测，避免出现不必要的安全事故，只有这样才能不断促进我国电力电子电路在故障预测过程中的关键技术的发展和进步。 1.电力电子电路故障在预测过程中的技术关键点分析 1.1电力电子电路器件的特征参数测试 对于电力电子电路器件而言，是电力电子电路构成的主要元件，它在一定程度上是电路在整个运行的过程是否正常起着决定性作用，所以，电力电子电路故障预测技术中比较重要的技术点就是科学合理的对电力电子电路器件特征参数进行测试，对于正常工作中，电力电子具有一个比较标准的数值表示，如果部分电力电子电路器件中的特征参数和标准值之间存在差别，就表示电路存在异常，所以要在最短时间内让电子电路停止运行，并且对其进行相应的故障检测，通常状况下，电力电子电路器件存在故障的主要因素分为：一是，器件彼此之间的连接存在问题，二是器件自身就存在质量问题，现阶段我国电力电子电路在进行检修以及处理故障过程中的主要关键就是对故障进行及时检测，并且在检测的同时也要进行有效的处理。 1.2电解电容器特征参数测试 对于点解电容而言，其自身不仅成本相抵来说比较低，并且存在较大容量，性能比较好等优点，所以在电力电力电路中得到广泛的运用，电路在实际进行运行的过程中，电解电容器对电路运行过程中的安全性起着决定性作用。因此电路在工作和运行中需要对电解电容器特征参数进行定时检测，如果发现存在任何的异常，一定要运用有效的措施进行及时处理，所有电解电容器特征参数中，影响电路正常工作的主要参数分为两个，一是电解电容器工作过程中的温度，二是工作频率，对于温度，它对电路在整个工作过程中的稳定性起着决定性作用，如果温度过高，就会出现火灾，工作频率不仅对电路在工作过程中的效率进行决定，同时也决定电路在输送过程中的效率，正常工作的情况下，电解电容器在工作过程中的温度以及频率要保证在相应数值范围内，只有在规定的范围内，才能在一定程度上对电解电容器的正常工作进行保证，进一步保证电路的安全性。 2.电力电子电路故障预测关键技术分析 电力电子电路故障而言，其预测关键技术在我国得到了比较快速的发展，虽然发展历程相对来说不是很长，但是也在一定程度上取得比较不错的效果，结合现阶段我国电力电子电路在故障预测关键技术发展过程中的历程可知，大多数的电力电子电路故障预测关键技术开始被不断的发明，并且对其进行不断的应用，在使用的过程中，比较普遍的技术主要分为以下几种：一是，SVR预测方式；二是SP神经网络预测方式；三是AR模型预测方法；这三种方法虽然都有自身存在的优点以及缺点，但是从中整体上来说，这三种方法的出现以及被相应的应用都不断的促进电力电子电路故障检测关键技术的发展和进步，不仅提高我国经济的快速发展，同时也为社会技术水平的加强做出较大贡献，现阶段，我国科学技术人员依然在不断的努力和研究，为研究高效以及精确的电力电子电路故障预测关键技术进行准备，所以对预测技术进行丰富的同时，也会进行不断的完善。 3.电力电子电路故障预测发展趋势分析 现阶段，我国对电力电子电路故障预测关键技术的研究不是很多，所以具有着相对来说比较大的发展空间，因此在发展过程中的主要趋势分为以下内容： 一是，特征参数提取的相关方式研究分析；对于电力电子电路而言，其自身所具有的非线性特征，以往比较简单的特征提取方式不能对精度需求进行满足，因此，需要探究出执行有效、科学合理的特征参数提取方式，这在一定程度上是故障预测技术在发展过程中不可忽视的重要步骤，也是十分必要的。二是，混合故障预测算法研究分析；故障预测系统在实现的过程中要对对象系统的多源消息进行综合，同时还要将这些信息融合成有用的知识，所以，信息融合技术，不仅能够对故障预测过程中的系统性能进行加强，同时还能提高其自主性。四是，内建“故障标尺”研究分析；该技术是电力电子电路在日后应用过程中的主要发展趋势，“故障标尺”可以对电路自身的寿命进行准确的预测，具有着一定的使用价值，但是目前“故障标尺”技术在发展的过程中还存在着不完善的地方，因此，需要对其进行不断的研究以及发展，只有这样才能促进这项技术的完善。 总结：通过上述分析可知，电力电子电路在故障预测过程中的关键技术不仅对我国科学技术发挥着重要作用，同时也会在一定程度上推动航天事业的发展。虽然现阶段电力电子电路故障预测过程中的关键技术存在着相对比较多的不足，很多地方都需要进行相应的完善，但是我国相关的研究人员一直努力的进行研究和分析，相信在不久的将来，由于国家以及政府的全面支持背景下，再加之研究人员的不断努力，我国电力电子电路在故障预测中的关键技术会得到相对来说比较多的提升，只有这样才能对其技术进行完善的同时，还能促进故障预测技术的完整性，这是日后该技术在发展过程中的主要趋势之一。 参考文献： [1]姜媛媛,王友仁,崔江,孙凤艳. 基于LS-SVM的电力电子电路故障预测方法[J]. 电机与控制学报,2011,08（04）:145-147 [2]夏向阳. 大功率注入式有源电力滤波器的理论研究及工程应用[D].湖南大学,2009.13（07）:156-159 [3]贾云涛. 基于改进灰色系统的电力电子装置故障预测技术研究[D].南京航空航天大学,2012.15（08）:178-179
电子维修 电路板损坏的原因，绝大多数是板上众多元器件中，有个别坏了。电路板的维修过程，就是寻找故障板上个别损坏的元器件，以及焊下坏件，换上好件的过程。汇能测试仪是一种通用的仪器，就像万用表、示波器一样，能用于各种电子电路板的故障检测，但也只是一种故障检测工具，要成功地进行电路板维修，维修者的相关经验、技术、知识同样不可或缺，尤其在检修无图纸的电路板时，您绝大部分时间都是在用它进行检修，而且会越来越离不开它。 二、对维修高手的几点建议 1. 注意丰富自己的各种元器件知识 为了检修无图纸的电子电路板，在很大程度上是把对电路原理的理解要求，转换成了对元器件的了解。 我们知道，元器件的功能是不随电路板改变的。例如，一个与非门在任何电路板上都实现与非功能，反言之，只要能测试出电路板上与非门的与非功能是好的，该电路板的故障就和这个与非门没有关系等等。汇能测试仪就是利用这一点，把需要通过电路图了解电路板工作原理，通过工作原理去检测电路板故障，转换成为了解元器件的电路功能，通过逐个判定元器件的好坏来检测电路板的故障，所以，多掌握电子元器件的有关知识，就能够更好的理解测试仪对元器件所做的测试，更好的理解测试结果提示，更准确地判断故障。 2. 注意丰富自己的单元电路知识 维修测试主要是在线测试，也就是对焊接在电路板上的元器件进行测试。在线测试会受到外电路的干扰。在绝大多数情况下，并非电路板上的所有元器件都会对测试造成干扰，造成干扰的只是那些与被测元器件构成单元电路的元器件和引线，因此，多掌握一些基本单元电路的形式，对更好的使用汇能测试仪大有好处。 3. 充分理解测试技术的基本原理 充分理解测试技术的基本原理，主要指要充分理解测试技术的适用性和局限性。由于在线测试十分复杂，还没有一种技术能在任何情况下，都给出正确、具体的测试结果。例如著名的后驱动技术和ASA技术都是如此。充分了解各种测试技术的的适用性和局限性，从原理上把握它们能做什么，不能做什么，便于在实践中举一反三，灵活运用，例如，就能改造影响正确测试的单元电路的形式以便正确测试；就能正确地解释测试结果——为什么总线结构会造成好的数字器件功能测试出错、什么样的ASA曲线可信度高或低等等。 4. 及时建库 检测已经建有数据库的器件和电路板，和没有数据库相比，难度、效率和故障检出率高很多。为了使日后的工作越干越容易，就应利用各种条件、机会，建库。建库内容主要包括： a．对汇能测试仪尚不能进行功能测试的器件，当手上有好件的时候，及时建立它的ASA曲线库； b．对可能经常碰到的电路板，在有好板子的时候，及时为它们建立ASA曲线库；对板上汇能测试仪可做功能测试的器件，建立在线功能测试库； c．一旦确认了某个测试结果、或者成功地进行了一次维修，尽量输入完整的故障导航信息； 通过不断地积累资料、数据，你的维修工作会变得越来越容易。 关于在ASA曲线测试中如何建立曲线库，请参见《提高ASA测试的精度和准确性》、《汇能测试仪在小批量电子元器件来料检测中的应用》；如何输入故障导
浅述支持向量机的电力电子电路故障诊断技术 摘要改革开放以来，我国的经济快速发展，各行业的发展也如火如荼，新型电子技术的发展也突飞猛进，而随着社会的进步，对电气企业提出的要求也越来越严格，电路的稳定对于提升企业价值，创造更多经济收益有着重要作用。其中基于支持向量机的电力电子电路故障诊断技术在近年来的研究得到了许多研究人员的企业的重视，该技术提出利用小波包分析获取电子电路故障的原因，并且是基于向量的基础上进行得一项技术。在实验中我们发现“一对多”故障分类算法，能够准确定位电子电力的故障，实现十二脉波可控整流电路中晶匣管短路故障的诊断，并且精准性高。此种方法对于我国电子电力故障诊断有非常大的使用价值和影响力。 关键词支持向量机；电子电力电路故障；可控整流电路 引言 近年来，电力给我们的生活带来了极大的便利，人民的生活水平和企业的生产制造能力随着电力的发展逐渐提高。电力电子系统的发展使得电子装置越来越复杂，出现故障所需要的诊断技术要求也越来越高，为了保持电力行业稳定高效的发展，电子电路故障诊断技术的研究是非常有必要的。神经网络故障诊断技术则是近年来被广泛应用，由于该技术不直接要求概念模型，其本身的学习能力、辅佐能力和容错能力对于避免复杂的建模非常有利。BT网络本身设计上的盲目性和在使用训练中常常陷入局部极小点，本文介绍了其他相关故障检测方法，这些方法对于电子电力故障诊断仍有非常大的贡献。 1 支持向量机的原理和优势 支持向量机也称SVM，是国外研究小组在1963年提出的一种新型的技术，其研究价值和研究潜力都是非常巨大的。SVM基于统计学原理模式来识别和核函数来计算，然而，在模式识别领域，由于当时的研究系统不完善，相关设备的缺乏，在解决模式识别问题中往往趋于保守，且数学上比较艰涩导致其中一些核心问题始终得不到解决，直到90年代以后这类情况才逐渐好转，SVM也得到了重视，完善了之前的理论，得到了重要的研究成果，并成功应用于多个行业领域。由于其核心核函数采用低维空间难以划分，因此常采用特殊方法映射到高维空间，由此带来计算难度的增加恰好利用核函数计算解决。简而言之，任何高维空间的函数问题都能通过核函数解决，并且在SVM中不同的核函数能产生不同的算法。 SVM的基础是统计学，其结构风险最小化的方法论较之神经网络学习有突出优势。 近年来，通过研究一系列电力故障诊断技术，提出基于SVM的电子电力新型诊断技术，应用此种故障诊断技术能够最大限度实现十二脉冲可控整流电路中
电子电路故障检测一般方法 方法一：直接观察 电路发生故障时，通常情况下不会立即去使用仪器测量，而是用肉眼观察去查找电路可能存在的异常部位。而直接观察方法又分为不通电跟通电检测。 不通电检测即检查电源电压的等级跟极性是否符合电路要求;电解电容的极性跟二、三极管的管脚位置、集成电路的引脚位是不是出现虚焊、错焊跟出现交叉等问题;布线是否存在不合理的地方;印刷版在印制的时候有没有线路出现断线;电阻跟电容有为明显烧焦问题。 而通电检查主要是观察元器件有没有过热、冒烟和明显焦味，电子管跟示波管的灯丝有没有存在高压打火等问题。 方法二：万用表检测 万用表检测主要是检查静态工作点，其中电子电路的供电系统、三极管、集成块跟线路中的电阻值及直流工作状态可以利用万用表进行检测。检测看是否数值正常。 方法三：信号寻迹法 在复杂的电路中，可以通过在输入端接入一个信号，然后通过示波器从前级到后级或者从后级到前级一级一级观察波形跟幅值变化，最终查看哪一级出现异常。 方法四：对比方法 对比法较为直观，主要是通过将疑似故障电路跟一个工作状态正常的相同电路进行参数对比，查找其中是否存在参数差距较大的值，再进行故障原因分析，最总判断故障位置。 方法五：替换法 对于故障不明显的电子电路，在无法进行直观的判断或疑似故障点时，可利用现有的相同元件进行替换，通过替换观察电路是否变化，来缩短故障判断方位。
方法六：旁路检查法 如果电路中存在寄生震荡现象，那么就可以利用一定容量的电容器，将电容器跨接在需要检查的地方或参考接地点之间，然后观察震荡是否存在，如果震荡消失，则说明震荡是产生在前级电路或者附近的电路中。如果没有，则往后移动，继续寻找检查点。电容器的选择应该注意旁路电容不要过大，能够较好的消除不利的信号就行。 方法七：短路检查法 短路检查法是由我们主动制造一个临时的短路，让部分电路出现短路。如上图所示的放大电路，其中万用表测量T2的集电极对地电压为0。那么我们怀疑L1电路出现断路，接下去将L1两端制造临时短路，此时如果VC2的数值正常，则说明故障就在L1上。 需要注意的是，短路法并不能用在电源电路上，切记。 方法八：断路检查法 前面说的短路法用来检查断路是最有效的，同样，用断路法进行短路检查同样最有效。断路检查法的思维与前面几个方法类似，是用来排除怀疑点及缩短范围的方法。假设，稳压电源因为接入一个有故障的电路当中，此时输出电路过大，那么我们如果依次断开电路的某一部分支路，然后观察电路电流输出情况，从而判断故障出现的支路。 上诉八种其实只是较为常用的一些方法，判断故障方法多种多样，通过不同仪器设备可以灵活应用，这样判断复杂的故障就会更加轻松
基于LS-SVM的电力电子电路故障预测方法 [摘要]电力电子电路是整个电力电子设备中最关键的部分，面对其可能出现的故障及其严重后果，对其的故障预测就显得尤其重要。为此，根据现有故障预测理论和方法，在总结前人经验的基础上，本文采用最小二乘支持向量机预测算法对电力电子电路进行故障预测。具体内容如下： 以基本降压斩波电路为例，选择电路输出电压作为监测信号，提取输出电压平均值及纹波值作为电路特征性能参数，并利用LS-SVM 回归预测算法实现故障预测。仿真结果表明，利用LS-SVM 对基本降压斩波电路输出平均电压与输出纹波电压的预测相对误差均低于2%，能够跟踪故障特征性能参数的变化趋势，有效实现电力电子电路故障预测。 [关键词]电力电子电路故障预测特征性能参数最小二乘支持向量机
The power electronic circuit fault prediction method based on the LS-SVM Abstract：The power electronic circuit is the most important part of the power electronic equipment . facing its possible faults and its serious consequences , its fault prediction is especially important. Therefore, in view of the existing power electronic circuit fault prediction of the characteristics of the technology , the paper proposes the least square support vector machine forecasting algorithm for the power electronic circuit fault prediction. Specific content as follows: With basic buck-chopper circuit , choose circuit output voltage signal as monitoring signal, extract output voltage ripple and average value as circuit features performance parameters, then using LS-SVM regression algorithm to the fault prediction . The experimental result shows that the use of the output circuit LS-SVM average voltage and output voltage ripple of the relative prediction error less than 2%, it can follow the fault feature performance parameters change trend, realize the power electronic circuit fault prediction effectively . Key words：The power electronic circuit , fault prediction , features performance parameters , least square support vector machine .
浅谈电子电路故障排除的基本方法和技术 发表时间：2016-12-08T13:53:55.037Z 来源：《基层建设》2016年26期9月中作者：于海宁 [导读] 摘要：电力在不断的发展，人们的生活水平在逐渐的提升，在整个使用的过程中需要将整个电子电路故障排除工作做好，保证电子设备工作的顺利进行。 黑龙江机械制造技工学校 摘要：电力在不断的发展，人们的生活水平在逐渐的提升，在整个使用的过程中需要将整个电子电路故障排除工作做好，保证电子设备工作的顺利进行。在电子设备运行的过程中，经常会出现电子电路故障，电子电路故障的排除工作是极其重要的，在电子电路的排除工作中，需要掌握相应的方法，这样对整个电路的运行有着很大的关系，保证整个电子设备顺利运行。 关键词：电子电路；故障排除；基本方法；技术分析 电力事业在不断的发展，现在有很多的电子设备产生，电子设备要想顺利的使用，就要重视电子电路出现的故障问题，只有将这些故障解决好，才能保证整个电子设备的顺利运行，电子设备在使用的过程中，经常会出现故障，这些故障需要通过相应的故障排除方法才能解决，在这样的情况下，就可以将电子设备电路故障排除，在排除之后也要进行相应的检查，这样对电路的正常工作是非常有利的。 一、电子电路故障出现的原因 （一）内部原因导致的 内部原因导致的电子电路出现故障，在电子电路出现了故障的过程中，内部原因占据了很大一部分，在这些内部原因的分析中，应该重视内部设备中出现的一些元件，这些元件可能会出现老化，如果这些元件出现了问题，那么就会导致电子电路设备中的电阻出现偏差，电阻在电子设备中占有着很大的作用，电阻也会导致电子设备出现故障，在电子电路出现故障的过程中，需要进行及时的修改，除此之外，电子设备中的晶体管如果出现了击穿就会导致电子设备的电路出现故障。电子电路出现了故障的时候，如果电子设备中的一些元件出现了漏电的现象，那么就会导致整个电子设备无法得到应用。电子设备在工作的过程中也会出现接触不良、部件松动和线断的现象，在这样的情况下就需要进行电子设备的连接，在连接的过程中，也要将电子元件维修好。在电子设备出现故障的时候，就要对电子设备进行基本的处理，在这样的影响下，及时的排除故障，保证电子设备的顺利使用。 （二）外部原因导致的 电子电路也会由于外部原因导致故障发生，在发生故障的时候，有极大的可能是由于人员使用的问题，使用的人员不是专业的人员，这样对其中的一些线路和元件并不了解，这样就会导致设备出现运行上的故障，导致整个电路出现极大的问题，对电路有着很大的影响，在这样的情况下，就需要对电子电路进行故障的排除。除了上述的原因之外，还有可能是由于电子设备没有进行定期的保养导致的，电路的部件也会出现生锈的现象，这样就容易导致电子电路出现故障， 二、电子电路故障处理方法 （一）不通电观察法 不通电观察法在电子电路故障排除的过程中使用的较为简单，不通电观察法就是指电子设备在不通电的时候，利用感觉进行故障的判断，可以根据手摸、耳听、鼻闻和眼看的形式进行观察，这样可以对相应的电子设备进行基本的观察，将获得的信息传达到大脑中，这样就可以进行研究分析，在使用的过程中，需要对显示装置进行优先检查，之后就是各类的电子元件，例如开关、电源线、电表、显示装置和电源插口等，观察这些元件是否会发生断线、卡阻或者是松动的现象，最后就是对设备的内部元件进行检查，设备的内部元件主要包括：变压器、插件、电路连线和排气风扇等，这些元件的使用也会出现故障，主要是观察这些元件是否有发霉、烧焦、接触不良、脱焊或者击穿等现象，一旦发现此类现象，必须对电子设备及时进行修复，让电子电路的运行恢复正常。以电脑死机为例，一般电脑死机有可能是硬件故障或者软件故障，软件故障可能是由于病毒入侵，电脑因硬件故障导致死机时，可将电脑开机，平放地面，仔细观察CPU散热器，若扇叶停止转动，CPU发生故障，只要更换CPU散热器，设备可正常运行。 （二）信号追踪法 信号追踪法一般要使用示波器，其做法是将适当频率的信号接入到电路输入端，根据信号的级别，由前至后对信号波形的变化用示波器进行监测，当发现某一级的信号变化幅度较大时，可大致判断该级出现故障。在使用该方法检测电子电路故障时，应断开系统的反馈回路，避免检测时发生某个器件出现故障，回路中到处是故障的现象。由于信号追踪法准确检测电子电路故障的效率较高，广泛应用于动态调试中，是一种较常用的监测电子电路故障的方法。 （三）比照法 比照法又称对比法，在运用对比法进行检测电子电路故障时，应对照电子设备在正常工作时的各类数据，比如电流、电波频率、电压以及波长等，将这些数据与发生故障的电子设备进行对比，判断发生电子电路故障的位置，分析导致电子电路故障发生的原因。对比较简单的电子电路故障的排除和检测，此法较为合适。 （四）分割法 为了能够准确找出电子电路发生故障的部位，切断部分电路，或者拔出部分线路的某些插件，缩小查找电子电路故障发生的范围，分隔出电子电路的故障部分，这就是分割检测法。比如，如果电子设备的电源短路了，可切断电源的负载分区，准确找出发生故障的部位，或者对线路关键点进行测试，细化故障范围，确定故障发生的位置。 （五）通电观察法 通电观察法是在电子设备系统通电时，凭感觉判断电子电路故障的位置，并分析其原因，其前提是利用不通电观察法先对电子设备进行检查，找出在未通电情况下没有检查出的问题。通电观察法比较适用于对烧熔丝、冒烟、跳火等电子电路故障发生的位置进行检查以及对故障发生原因的分析，在利用通电观察法进行检查电子设备时，经常采用逐步加压法。 （六）替代法 替代法即元件替换法，比较适用于微小型电子电路故障的检查，比如电阻部件发生热变化、电容漏电等。采用元件替代法对电子设备进行检测时，首先必须对电子电路故障发生的大致范围已经有所判断，然后用合格的正常元件将可能发生电子电路故障的元件逐一替换
填空题 电力电子技术包括电力电子器件、电力电子电路和控制技术 3个部分。 现代电力电子器件分为不可控型器件、半控型器件和全控型器件三类。 电力二极管的主要类型有普通二极管、快恢复二极管和肖特基二极管三种。 晶闸管的外形大致有塑封形、平板型和螺栓形三种。 晶闸管额定电流与有效值电流的关系 IT=1.57IT(AV)。 双向晶闸管的门极控制方式有两种：移向触发和过零触发。 2.判断题 （×）1）普通晶闸管内部有两个PN结。 （×）2）普通晶闸管外部有3电极，分别是基极、发射极和集电极。 （√）3）型号为KP50-7的半导体器件，是一额定电流为50A的普通晶闸管。 （×）4)只要让加在晶闸管两端的电压减小为零，晶闸管就会关断。 （×）5）只要给门极加上触发电压，晶闸管就导通。 （×）6）晶闸管加上阳极电压后，不给门极加触发电压，晶闸管就会导通。 （×）7）加在晶闸管门极上的触发电压，最高不得超过100V。 3.选择题 1）在型号KP100-10G中，数字10表示（ C ）。 A、额定电压为10V B、额定电流为10A C、额定电压为1000V D、额定电流为100A 2)晶闸管内部有（ C ）PN结。 A、1个 B、2个 C、3个 D、4个 3）晶闸管的3个引出电极分别是（ B ） A、阳极、阴极、栅极 B、阳极、阴极、门极 C、栅极、漏极、源极 D、发射极、基极、集电极 4）普通晶闸管的额定通态电流是用（ A ）表示。 A、流过晶闸管的平均电流 B、直流输出平均电流 C、整流输出电流有效值 D、交流有效值 5）当晶闸管承受反向阳极电压时，不论门极加何种极性触发电压，管子都将工作在（ B ）A、导通状态 B、关断状态 C、饱和状态 D、不定 6）处于阻断状态的晶闸管，只有在阳极与阴极间加正向电压，且在门极与阴极间作（ C ）处理才能使其开通。 A、并联一电容 B、串联一电感 C、加正向触发电压 D、加反向触发电压 7）在晶闸管工作过程中，管子本身产生的管耗等于管子两端电压乘以（ A ） A、阳极电流 B、门极电流 C、阳极电流与门极电流之差 D、阳极电流与门极电流之和 填空题 典型的全控型器件主要有门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双型晶体管四种。 某半导体器件的型号为KP50-7，其中KP表示该器件的名称为反向阻断晶闸管，50表示额定电流50A，7表示额定电压700V。
汽车电子故障及其检修方案 核心提示：现代汽车电器、电子设备的特点，主要体现在功能集约化(组合化)、控制电子化和连接标准化上。在分析电子线路的故障时，由于它总是与相关的电器设备相联系，所以，一定要了解电器、电子设备的一般特点。在分析检修电子线路之前应注意的特点：汽车一般设有总电源开关，且多为电磁式。汽车上有许多地方配置易熔导线，以保护线束，而不是保护某个特定的电器。它与保险丝的不同之处在于其熔断反应较慢，且是导线的形式。由于某种原因导致其保护性熔断后，不能像保险丝那样容易发现，有些甚至在线束内，在分析故障时要倍加注意。除极个别情况外，所 现代汽车电器、电子设备的特点，主要体现在功能集约化(组合化)、控制电子化和连接标准化上。在分析电子线路的故障时，由于它总是与相关的电器设备相联系，所以，一定要了解电器、电子设备的一般特点。在分析检修电子线路之前应注意的特点：汽车一般设有总电源开关，且多为电磁式。汽车上有许多地方配置易熔导线，以保护线束，而不是保护某个特定的电器。它与保险丝的不同之处在于其熔断反应较慢，且是导线的形式。由于某种原因导致其保护性熔断后，不能像保险丝那样容易发现，有些甚至在线束内，在分析故障时要倍加注意。除极个别情况外，所有进口车均是采用单线制连接，而以车身金属结构作为另一条公共导线，所有电器均以“搭铁”形式与其连接。原则上，所用电器均为低压大电流器件。即使是同一厂家的同一型号，也会由于出厂年度不同而有某些改进。 现代轿车上的电器故障特点可逐一与其使用特点相联系。一般电子元件对过电压、温度十分敏感，例如晶体管的PN结易过压击穿，电解电容器在温度升高时漏电
亦增加，可控硅元件则对过流敏感等。这些故障特点，归纳如下： a.元件击穿。击穿包括过电压击穿或过流、过热引起的热击穿等。击穿有时表现为短路形式，有时表现为断路形式。由于电路故障引起的过压、过流击穿常常是不可恢复的。 b.元件老化或性能退化。这包括许多方面，如电容器的容量减小、绝缘电阻下降、晶体管的漏电增加、电阻的阻值变化、可调电阻的阻值不能连续变化、继电器触点烧蚀等。像继电器这类元件，往往还存在由于绝缘老化、线圈烧断、匝间短路、触点抖动，甚至无法调整初始动作电流的故障。 c.线路故障。这类故障包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等导致的绝缘不良、短路、旁路等。这类故障一般与元器件无关。 对以上故障的检修要点： a.要分析电路原理、弄清总体电路及联系。一旦碰到不熟悉的车型和线路，常常要自己动手，分析电路原理，甚至测绘必要的电路图。因此，汽车电子电路维修将涉及到电路分析方法问题。 b.先外后内逐一排除，最后确定其技术状况。汽车上许多电子电路，出于性能要求和技术保护等多种原因，往往采用不可拆卸封装，如厚膜封装调节器、固封点
电力电子电路的故障诊断刘亚男 发表时间：2019-08-26T13:10:59.737Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：刘亚男 [导读] 摘要：现阶段科学技术持续进步，电子用户对于电子系统的需求持续提升，对于电子设备和系统而言，需要持续健全相关的功能，而且需要确保电子系统的结构获得一个良好的发展平台。 （河北中细软知识产权服务有限公司河北保定 073000） 摘要：现阶段科学技术持续进步，电子用户对于电子系统的需求持续提升，对于电子设备和系统而言，需要持续健全相关的功能，而且需要确保电子系统的结构获得一个良好的发展平台。在发展时期，故障概率和失效概率持续提升，在研究问题和提取措施的时候需要增强对于效率的重视，不然就比较容易出现经济损失的情况，之后未来电子系统在发展的过程中，需要选择合理的故障检测技术，如此可以促进我们国家电子系统的显著发展。 关键词：电力电子；电路故障；原因分析；电路诊断 引言 设备在运行的时候，电力电子电路比较容易产生故障，所以需要增强对于电力电子电路故障诊断以及电路调试的重视。本文研究了电力电子电路的故障诊断，而且分析了电力电子电路故障检测措施，确保能够及时地消除存在的各种故障。 1电力电子电路故障诊断和预测技术难点 1.1对于失效机理的分析 电子系统中包括较多的电子元件，要是产生了故障，元件比较容易出现失效的情况，对于维护人员来说需要按照元件失效的因素选择合理的检测技术，电路的使用时间和电路的性能都能够借助预测技术来进行判定，电解电容器的失效技术在电子电路中得到了广泛的使用。在元件方面，由于是比较复杂的，元件的环境和状态存在一定的差异，物理性能和工作规律也有所不同，性能比较容易产生失效的情况。在这种情况下，需要增强对于电力电子电路中存在的各种故障问题。 1.2故障监测和评估 电路存在失效的情况存在一定的差异，很难掌握电路是否处于健康的状态，电路中存在的信息有着一定的差异，对于故障判断技术需要按照实际的情况来进行选择。所以在评估和监测电力电子电路故障的时候，电路实时状态的判断比较容易产生问题。 1.3 预测的精确度、可靠性和实时性 在这个时期，需要保障电子设备的可靠性，要想保障电子设备的性能，就需要提升预测工作的准确程度。电子设备产生故障的因素以及选择的预测技术属于重要的内容，因此需要正确预测电路的实际情况，如此可以降低电路失效的概率，而且可以减少经济损失，如此需要增强对于检测精确程度以及实时性的重视。 2电力电子电路故障诊断 2.1电力电子电路故障诊断措施识别方法 电力电子电路故障诊断的模式识别方法主要就是识别电力系统信息，需要参考系统的故障特点来研究故障的实际情况，确保能够正确诊断电力电子电路的故障。这种措施在电力电子电路故障诊断工作中进行使用的时候，需要按照样本的数学特点来进行选择。其中需要对于相对复杂的数学模型，模式识别可以正确诊断故障问题。不仅如此，模式识别措施可以按照物理特点，设计出提取器来开展系统故障诊断工作，如此可以减少工作量。不过因为模式识别主要就是按照故障对象的特点来进行选择，所以不存在规律可以参考。 2.2神经网络诊断措施的使用 现阶段以神经网络为基础的诊断措施在电力电子电路故障诊断工作中进行使用的时候，可以具备较强的容错能力和自主能力。这样可以增强电力电子电路故障诊断的联系，在这个时期需要研究故障信号和故障因素之间的联系，通过分析这两者之间存在的联系，可以更好地诊断电力电子电路故障。一般情况下，神经网络中存在较多的神经元，并且通过联系这部分神经元，可以设置一个健全的神经网络。 其中BP神经网络是比较常见的，其中BP神经网络中存在输出层和输入层，而且包括中间层，在中间层里面也存在较多的层，各个层次都存在神经元。在这种情况下，单个神经元可以和对应的神经元来进行输出，各个层次之间不存在节点耦合的情况。其中BP神经网络在电力电子电路故障诊断时期，可以实现对于网络实际输出信号和期望输出信号的比较，掌握存在的差异，确保误差值在合理的范围中。 在出现电力电子电路故障之后，使用BP网络，可以实现电力电子电路故障波形分析，而且可以掌握波形和因素之间的联系，在这个时期需要把结果进行记录，使其可以更好地在电力电子电路故障诊断中进行使用。其中借助这些技术可以实现对于故障时期电路电压和电流波动的研究，明确产生故障的因素。神经网络自主学习能力能够正确记录存在的各种故障，而且可以做到自主诊断。在这个时期，电力电子电路通过对于神经网络的使用，可以更好地诊断电路，而且得到的结果比较可靠。 2.3专家系统的故障诊断措施 在这个时期需要明确电力电子电路故障诊断需要参考故障的实际情况来进行排除，而且需要明确具体的位置和产生的因素，如此能够明确电力电子电路故障的实际情况。其中专家系统主要就是把人工智能当做基础，在这个时期需要使用模拟专家的经验来诊断存在的故障问题。其中和神经网络故障诊断相同的是，专家诊断系统可以实现在线监测。其中选择专家系统，可以得到更加全面的数据信息。其中需要把得到的各种数据信息传输到运行中心，完成统一的分析处理，最后就是把存在的诊断结果传输到故障现场。 2.4遗传算法的故障诊断 电力电子电路故障诊断在使用专家系统的时候，需要消耗一定的计算时间，要想显著提升整体的诊断效率，能够把遗传算法使用到电力电子电路故障诊断时期。其中遗传算法选择的原则包括适者生存的原则，可以做到全体进化。在这个时期需要充分联系遗传算大和电力电子电路，借助这部分信息，可以使得电力电子电路故障诊断结果变得更加可靠，选择这种措施，也可以显著减少整体的电力电子电路故障诊断计算时间。 结束语 现阶段我们国家工业以及科技产业持续进步，发展速度也在持续增快，其中电力电子系统得到了广泛的使用，相关的工业生产效率也在持续提升，这样也促进了经济的发展和进步。在这个时期，人们对于电力电子系统有着较高的要求，在维修设备故障的时候，人们需要做到在短时间内完成对于故障的诊断和消除。现阶段电力电子电路对于工程系统来说是比较重要的，所以需要增强对于诊断措施以及诊断
现代汽车电器、电子设备的特点，主要体现在功能集约化组合化、控制电子化和连接标准化上。 在分析电子线路的故障时，由于它总是与相关的电器设备相联系，所以，一定要了解电器、电子设备的一般特点。 在分析检修电子线路之前应注意的特点：汽车一般设有总电源开关，且多为电磁式。 汽车上有许多地方配置易熔导线，以保护线束，而不是保护某个特定的电器。 它与保险丝的不同之处在于其熔断反应较慢，且是导线的形式。 由于某种原因导致其保护性熔断后，不能像保险丝那样容易发现，有些甚至在线束内，在分析故障时要倍加注意。 除极个别情况外，所有进口车均是采用单线制连接，而以车身金属结构作为另一条公共导线，所有电器均以“搭铁”形式与其连接。 原则上，所用电器均为低压大电流器件。 即使是同一厂家的同一型号，也会由于出厂年度不同而有某些改进。 现代轿车上的电器故障特点可逐一与其使用特点相联系。 一般电子元件对过电压、温度十分敏感，例如晶体管的结易过压击穿，电解电容器在温度升高时漏电亦增加，可控硅元件则对过流敏感等。 这些故障特点，归纳如下：元件击穿。 击穿包括过电压击穿或过流、过热引起的热击穿等。 击穿有时表现为短路形式，有时表现为断路形式。 由于电路故障引起的过压、过流击穿常常是不可恢复的。 元件老化或性能退化。 这包括许多方面，如电容器的容量减小、绝缘电阻下降、晶体管的漏电增加、电阻的阻值变化、可调电阻的阻值不能连续变化、继电器触点烧蚀等。 像继电器这类元件，往往还存在由于绝缘老化、线圈烧断、匝间短路、触点抖动，甚至无法调整初始动作电流的故障。 线路故障。 这类故障包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等导致的绝缘不良、短路、旁路等。