一种变频机组及其故障检测方法

技术领域

本发明涉及变频机组的检测领域，特别是一种变频机组及其故障检测方法。

背景技术

变频机组使用的变频部件越来越多，产生的电磁干扰也增多。而且工程现场的环境，工况也是各有不同。所以在工程现场，在变频机组运行过程中，外部环境以及变频机组变频部件产生的干扰叠加，会导致变频机组误报故障停机，影响变频机组正常运行，如果在工艺加工场所甚至会导致生产物资报废。

因此，如何设计一种变频机组及其故障检测方法，能有效检测变频机组中出现的故障，防止变频机组频繁启停，是业界亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术中，变频机组会存在较强干扰，影响变频机组正常运行，甚至导致变频机组损坏的问题，本发明提出了一种变频机组及其故障检测方法。

本发明的技术方案为，提出了一种变频机组的故障检测方法，所述变频机组具有一机组主板、以及多个用于检测所述变频机组的故障状态的传感器，所述故障检测方法包括：

检测所述机组主板的预设参数；

将所述预设参数与预先设置的基准参数比较，并依据比较结果判断所述变频机组所处的环境干扰；

当判定所述变频机组所处的环境干扰达到阈值强度时，优化所述传感器对所述变频机组的故障状态的检测。

进一步的，将所述预设参数与预先设置的基准参数比较，并依据比较结果判断所述变频机组所处的环境干扰，包括：

计算所述预设参数与所述基准参数的差值的绝对值；

判断所述绝对值是否大于预设阈值；

若是，则判定所述变频机组所处的环境干扰达到阈值强度。

进一步的，所述预设参数与预先设置的基准参数比较，并依据比较结果判断所述变频机组所处的环境干扰，还包括：

多次检测所述预设参数，并计算所有所述预设参数与所述基准参数的差值的绝对值；

记录所述绝对值大于所述预设阈值的次数，并判断该次数是否达到预设次数；

若是，则判定所述变频机组所处的环境干扰达到阈值强度。

进一步的，当所述传感器所检测的故障为检测类故障时，优化所述传感器对所述变频机组的故障状态的检测，包括：将所述传感器的检测时间设置为在第一初始时间上增加第一预设时间。

进一步的，当所述传感器所检测的故障为通信类故障时，优化所述传感器对所述变频机组的故障状态的检测，包括：将所述传感器的检测时间设置为在第二初始时间上增加第二预设时间，且所述第二预设时间大于所述第一预设时间。

进一步的，当所述传感器所检测的故障为机组保护故障时，优化所述传感器对所述变频机组的故障状态的检测，包括：

将所述传感器的检测时间由第三初始时间划分为第三预设时间和第四预设时间；

检测待测参数在所述第三预设时间内的第一平均值，以及所述待测参数在所述第四预设时间内的第二平均值；

将所述第一平均值与所述第二平均值进行比较，并依据比较结果判断所述变频机组的故障状态。

进一步的，将所述第一平均值与所述第二平均值进行比较，并依据比较结果判断所述变频机组的故障状态，包括：

判断所述第二平均值是否大于所述第一平均值；

若是，则判定所述变频机组处于故障状态。

进一步的，所述预设参数为所述机组主板上跳线帽的AD值。

进一步的，所述预设参数为与所述机组主板外接的固定电阻的AD值。

本发明还提出了一种变频机组，其采用上述变频机组的故障检测方法，具有一机组主板、以及多个用于检测所述变频机组的故障状态的传感器，还包括：

检测单元，其与所述机组主板连接，用于检测所述机组主板的预设参数；

主控单元，其与所述检测单元连接，用于根据所述预设参数判断所述变频机组所处的环境干扰，并下发相应的检测指令；

执行单元，其用于根据所述检测指令优化所述传感器对所述变频机组的故障状态的检测。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

本发明通过检测变频机组在启动过程中受到的干扰强弱程度，优化传感器对变频机组的故障状态的检测，能够有效识别出变频机组实际存在的故障，能防止变频机组触发误保护，导致变频机组频繁启停的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中故障检测方法的整体流程示意图；

图2为本发明中变频机组所处的环境干扰未达到阈值强度，且传感器所检测的故障为检测类故障时的检测流程图；

图3为本发明中变频机组所处的环境干扰达到阈值强度，且传感器所检测的故障为检测类故障时的检测流程图；

图4为本发明中变频机组所处的环境干扰未达到阈值强度，且传感器所检测的故障为通信类故障时的检测流程图；

图5为本发明中变频机组所处的环境干扰达到阈值强度，且传感器所检测的故障为通信类故障时的检测流程图；

图6为本发明中变频机组所处的环境干扰未达到阈值强度，且传感器所检测的故障为机组保护故障时的检测流程图；

图7为本发明中变频机组所处的环境干扰达到阈值强度，且传感器所检测的故障为机组保护故障时的检测流程图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本发明的原理及结构进行详细说明。

在变频机组运行过程中，外部环境以及变频机组变频部件产生的干扰叠加，会导致变频机组误报故障停机，影响变频机组正常运行，如果在工艺加工场所甚至会导致生产物资报废。

针对上述问题，本发明提出了一种变频机组的故障检测方法，其包括：

检测机组主板的预设参数；

将预设参数与预先设置的基准参数比较，并依据比较结果判断变频机组所处的环境干扰；

当判定变频机组所处的环境干扰达到阈值强度时，优化传感器对变频机组的故障状态的检测。

本发明提出变频机组的故障检测方法实际包括两个部分，其一为环境干扰未达到阈值强度时，对变频机组的故障状态的检测方法，其二为环境干扰达到阈值强度时，对变频机组的故障状态的检测方法，由于其一与传统方案中的检测方案基本一致，因此本发明的重点在于其二的检测方法、以及本发明整体的检测思路。

本发明通过上述方案，检测变频机组在启动过程中受到的干扰强弱程度，优化传感器对变频机组的故障状态的检测，能够有效识别出变频机组实际存在的故障，能防止变频机组触发误保护，导致变频机组频繁启停的问题。

其中，上述方案中，将预设参数与预先设置的基准参数比较，并依据比较结果判断出变频机组所处的环境干扰，包括：

计算预设参数与基准参数的差值的绝对值；

判断绝对值是否大于预设阈值；

若是，则判定变频机组所处的环境干扰达到阈值强度。

这里需要说明的是，变频机组的干扰主要体现在其运行过程中，该情况下外部环境会与变频机组的变频部件产生的干扰叠加，从而导致变频机组误报故障停机。因此，本发明中所检测的预设参数为变频机组在运行过程中的参数；

在机组刚开机并运行至稳定时，此时变频机组的干扰较小，上述基准参数设置为此时检测的预设参数；

在本发明第一实施例中，上述预设参数设置为机组主板的跳线帽的AD值，由于在对机组主板的跳线帽的AD值进行采样时，其检测方式与变频机组中各传感器的检测方式一致，也即受到的干扰程度一致，因此，本发明可以通过检测机组主板的跳线帽的AD值，来真实反应传感器受到干扰的情况。

如图1所示，其为本发明整体的检测流程图，其中，S0为前文所述的基准参数、S1为前文所述的预设参数、K0为前文所述的预设阈值、方案A为本发明中环境干扰未达到阈值强度时，对变频机组的故障状态的检测方法、方案B为环境干扰达到阈值强度时，对变频机组的故障状态的检测方法；

本发明整体的检测流程如图1，其在机组上电2s后，检测跳线帽的AD值，将其作为基准参数S0，然后在基准运行过程中，检测跳线帽的预设参数S1，并计算预设参数S1与基准参数S0的差值的绝对值，将其与预设阈值K0进行比较，判断该绝对值是否大于预设阈值K0，在判定为否时，采用方案A进行故障检测；

当判定为是时，采用方案B进行故障检测。

该方案通过上述方式，能够自适应采用故障检测的方案，能够有效识别变频基准机组实际存在的故障，能防止变频机组触发误保护，导致变频机组频繁启停的问题。

进一步的，在本发明一优选实施例中，将预设参数与预先设置的基准参数比较，并依据比较结果判断变频机组所处的环境干扰，还包括：

多次检测预设参数，并计算所有预设参数与基准参数的差值的绝对值；

记录绝对值大于预设阈值的次数，并判断该次数是否达到预设次数；

若是，则判定变频机组所处的环境干扰达到阈值强度。

其具体流程为，在变频机组运行过程中，每间隔一固定时间采样一次跳线帽的AD值，并计算该次检测的AD值与基准参数S0的差值的绝对值，判断该绝对值是否大于预设阈值K0，如果判定为是，则令绝对值大于预设阈值的次数ctr在原本的基础上加1，一同执行N次检测，这里N优选为10次；

在检测完成后，判断次数ctr是否大于预设次数N1，若判定为是，则认定变频机组所处的环境干扰达到阈值强度，这里，N1优选为3次。

本发明在原本的检测基础上增加该方案进行进一步判断，能够进一步提高对环境干扰的判断准确性，避免变频基础误保护的触发。

进一步的，在变频机组中，其故障检测时按照其重要程度将检测类型分为检测类故障、通信类故障、以及机组保护故障，其中，机组保护故障的重要程度最高；

这里，检测类故障多是由于参数检测异常导致的，其可以通过调节参数来矫正，一般可包括电压检测异常、电流检测异常，导致机组执行错误的控制指令；

通信类故障一般是由于通讯线异常导致的，可能是通讯线损坏、或者反接等问题，需要通知用户进行维修；

机组保护故障多是指机组关键器件异常，其可能会影响机组运行，甚至损坏机组，需要立即通知用户进行维修。

本发明在环境干扰未达到阈值强度时、以及环境干扰达到阈值强度时，分别提出了相应的检测方式，对于检测类故障，在环境干扰未达到阈值强度时，请参见图2，其检测方式为：通过传感器进行压力检测，且设置检测时间为Ts，判断是否在该Ts时间内传感器所检测到的压力均大于500kpa，若是，则判定存在检测类故障。

其中，Ts为第一初始时间。

在环境干扰达到阈值强度时，请参见图3，其检测方式为：通过传感器进行压力检测，且设置检测时间为Ts+AT1，判断是否在该Ts+AT1时间内传感器所检测到的压力均大于500kpa，若是，则判定存在检测类故障。

其中，Ts为第一初始时间，AT1为第一预设时间，也即该情况下传感器的检测时间设置为在第一初始时间Ts上增加第一预设时间AT1。

在本发明一优选实施例中，第一初始时间Ts设置为4s，第一预设时间设置为2s。

本发明通过增加检测时间的方案，能够防止将干扰叠加的信号认为真实信号，降低误保护的触发，导致变频机组频繁启停的问题。

对于通信类故障，在环境干扰未达到阈值强度时，请参见图4，其检测方式为：通过传感器对通信数据进行校验，且设置检测时间为Tc，判断是否在该Tc时间内传感器对通信数据进行校验的结果是否出错，若是，则判定存在通信类故障。

其中，Tc为第二初始时间。

在环境干扰达到阈值强度时，请参见图5，其检测方式为：通过传感器对通信数据进行校验，且设置检测时间为Tc+AT2，判断是否在该Tc+AT2时间内传感器对通信数据进行校验的结果是否出错，若是，则判定存在通信类故障。

其中，Tc为第二初始时间，AT2为第二预设时间，也即该情况下传感器的检测时间设置为在第二初始时间Tc上增加第二预设时间AT2。

在本发明一优选实施例中，第二初始时间Tc设置为10s，第二预设时间设置为5s。

本发明通过增加检测时间的方案，能够防止将干扰叠加的信号认为真实信号，降低误保护的触发，导致变频机组频繁启停的问题。

对于机组保护故障，在环境干扰未达到阈值强度时，请参见图6，其检测方式为：通过传感器进行压力检测，且设置检测时间为Tp，判断是否在该Tp时间内传感器所检测到的排气压力均大于500kpa，若是，则判定存在机组保护故障。

其中，Tp为第三初始时间，排气压力为待测参数；

在环境干扰达到阈值强度时，请参见图7，其检测方式为：将检测时间Tp划分为第三预设时间AT3和第四预设时间AT4；

然后分别在第三预设时间AT3内和第四预设时间AT4内检测排气压力的平均值，分别记录为第一平均值Avg1和第二平均值Avg2；

再判断第二平均值Avg2是否大于第一平均值Avg1；

若判定为是，则认定变频机组处于故障状态。

该部分内容，也即前文所指出的：

将传感器的检测时间由第三初始时间划分为第三预设时间和第四预设时间；

检测待测参数在第三预设时间内的第一平均值，以及待测参数在第四预设时间内的第二平均值；

将第一平均值与第二平均值进行比较，并依据比较结果判断变频机组的故障状态。

且将第一平均值与第二平均值进行比较，并依据比较结果判断变频机组的故障状态，包括：

判断第二平均值是否大于第一平均值；

若是，则判定变频机组处于故障状态。

由于该机组保护故障为变频机组中比较重要的保护部分，为进一步提高检测的精确性，并未采用延长检测时间的方案，而是通过第一平均值Avg1与第二平均值Avg2来判断排期压力是否呈现上升趋势，若是，则判定出现机组保护故障。该方案能够得出更为精准的判定结果，进一步避免误保护的触发。

需要指出的是，本发明所提出的方案并不仅限于上述检测类故障、通信类故障、以及机组保护故障，当应用在其他领域时，只要采用本发明的控制方法，自适应优化传感器的检测方式，均应处于本发明的保护范围内。此外，需要说明的是，上述各故障类型下的检测方式，仅为本发明一优选实施例下的具体实施方式，在本发明中并不做具体限定。

此外，上述第一初始时间、第二初始时间、第三初始时间、第一预设时间、以及第二预设时间的具体设置仅为本发明一优选实施例下的设置，在本发明其他实施例中，上述第一初始时间、第二初始时间、第三初始时间、第一预设时间、以及第二预设时间均可以根据实际需要进行调整。

进一步的，在本发明其它实施例中，上述预设参数还可以设置为机组主板外接的固定电阻的AD值，其也能起到相同的检测效果。

本发明还提出了一种采用上述变频机组的故障检测方法的变频机组，具有一机组主板、以及多个用于检测变频机组的故障状态的传感器，还包括：

检测单元，其与机组主板连接，用于检测机组主板的预设参数；

主控单元，其与检测单元连接，用于根据预设参数判断变频机组所处的环境干扰，并下发相应的检测指令；

执行单元，其用于根据检测指令优化传感器对变频机组的故障状态的检测。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：

本发明通过检测变频机组在启动过程中受到的干扰强弱程度，优化传感器对变频机组的故障状态的检测，能够有效识别出变频机组实际存在的故障，能防止变频机组触发误保护，导致变频机组频繁启停的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。