CN112147438A - 一种高压变频器故障预诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压变频器故障预诊断系统，包括摄像头、识别单元、数据库、监测单元、分析单元、判定单元、警报单元和智能设备；所述摄像头用于实时获取高压变频器的影像，并自动获取影像信息，将影像信息传输至识别单元；所述数据库内存储有高压变频器信息，高压变频器信息包括高压变频器图像数据以及对应的高压变频器型号数据，识别单元从数据内获取高压变频器图像数据，本发明通过识别单元的设置，识别摄像头获取的影像，快速判断变频器的种类，并获取相关型号数据，分析单元依据相关数据进行数据分析和计算，增加数据分析和计算的准确性，增加数据的说服力度，节省分析所消耗的时间，提高工作效率。

Description

一种高压变频器故障预诊断系统

技术领域

本发明涉及变频器故障检测技术领域，具体为一种高压变频器故障预诊断系统。

背景技术

变频器主要由整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。

目前，对于变频器的使用较为广泛，但是，对于变频器的检修却较为困难，通常是技术人员亲自去检修，设备仪器很难监测出问题，因此在检修的过程中，工作效率低，为此，我们提出一种高压变频器故障预诊断系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压变频器故障预诊断系统，通过识别单元的设置，识别摄像头获取的影像，快速判断变频器的种类，并获取相关型号数据，分析单元依据相关数据进行数据分析和计算，增加数据分析和计算的准确性，增加数据的说服力度，节省分析所消耗的时间，提高工作效率，通过判定单元的设置，对分析单元的分析数据进行结果判定，从而确定变频器的安全，增加线路的安全性，增加变频器的使用寿命。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高压变频器故障预诊断系统，包括摄像头、识别单元、数据库、监测单元、分析单元、判定单元、警报单元和智能设备；

所述摄像头用于实时获取高压变频器的影像，并自动获取影像信息，将影像信息传输至识别单元；

所述数据库内存储有高压变频器信息，高压变频器信息包括高压变频器图像数据以及对应的高压变频器型号数据，识别单元从数据内获取高压变频器图像数据，并将其与影像信息进行识别分析，得到高压变频器型号数据，并将其传输至分析单元；

所述监测单元用于实时监测实际高压变频器信息，并将实际高压变频器信息传输至分析单元，所述分析单元用于对实际高压变频器信息和高压变频器型号数据一同进行分析操作，得到超值电流次数、超值电压次数、电压时间差值和电流时间差值，并将其一同传输至判定单元；

判定单元用于对电流时间差值、电压时间差值、超值电流次数和超值电压次数一同进行判定操作，得到电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号，并将其一同传输至警报单元；

所述警报单元接收电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号后并对其进行识别，当识别到电流安全信号或电压安全信号时，则不生成警报信号，当识别到电流损坏信号或电压损坏信号，生成对应的电压警报或电流警报，并将警报信号发送至智能设备；

所述智能设备用于接收电压警报或电流警报，并提醒用户。

作为本发明进一步改进方案：识别分析的具体分析过程为：

步骤一：获取影像信息，并自动对影像信息内的影像进行图像抓拍，从而得到影像信息的图片，将其标定为影像图片数据；

步骤二：获取高压变频器图像数据，并将其与影像图片数据进行匹配，并依据匹配结果进行判定，具体为：

S1：当影像图片数据与高压变频器图像数据的匹配结果不一致时，则判定该影像信息中没有高压变频器存在，生成一否信号；

S2：当影像图片数据与高压变频器图像数据的匹配结果一致时，则判定该影像信息中有高压变频器存在，生成二肯信号；

步骤三：提取上述步骤二中的一否信号和二肯信号，并对其进行识别，当识别到一否信号时，则不进行数据提取操作，当识别到二肯信号，则进行数据提取操作，数据提取操作具体为：依据进行匹配的影像图片数据，提取数据库内与影像图片数据对应的高压变频器型号数据。

作为本发明进一步改进方案：分析操作的具体操作过程为：

K1：获取实际高压变频器信息，将其内高压变频器的型号标定为型号数据，并将型号数据标记为XHi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器内的实时电流标定为实时电流数据，并将实时电流数据标记为SLi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器内的实时电压标定为实时电压数据，并将实时电压数据标记为SDi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器电流和电压采集的时间点标定为时间数据，并将时间数据标记为SJi，i＝1，2，3......n1；

K2：获取高压变频器型号数据，将其内的记录型号数据标定为xhj，j＝1,2,3......n2，将其内每个时间点的电流数据标记为dlj，j＝1,2,3......n2，将其内每个时间点的电压数据标记为dyj，j＝1,2,3......n2，将其内变频器的工作时长数据标记为scj，j＝1,2,3......n2；

K3：提取上述K2中每个时间点的电流数据，并将其带入计算式：

其中，PLj表示为电流数据的平均值，即平均电流值，提取每个时间点的电压数据，并将其带入到计算式：

其中，PYj表示为电压数据的平均值，即平均电压值；

K4：提取上述K1中的实时电流数据，并将其带入到计算式：

其中，PSi表示为实时电流数据的平均值，即实时电流均值，提取实时电压数据，并将其带入到计算式：

其中，PDi表示为实时电压数据的平均值，即实时电压均值；

K5：获取记录型号数据和型号数据，并将两者进行匹配，选取出相同型号的高压变频器数据，并依据两个对应的时间数据和工作时长数据进行匹配，选取出相同时间段，且相同时间段指代两者的采集或者监测的时间点相同，提取对应的平均电流值和实时电流均值，并将其一同带入到差值计算式中，从而计算出电流差值，其中差值计算式的具体公式为：差值＝实时电流均值-平均电流值，获取平均电压值和实时电压均值，并将其一同代入到差值计算式中，从而计算出电压差值，设定一个电流预设值和电压预设值，并将其分别与电流差值和电压差值进行大小比对，将比对结果划分为小于等于和大于两类，先取电流差值和电压差值大于对应预设值的情况，并统计比对结果为大于的次数，分别将其标记为超值电流次数和超值电压次数；

K6：获取时间数据，并将其内与上述K4中计算的电流、电压的计算时间对应的时间点分别标记为T1和T2以及T3和T4，并依据差值计算式计算出时间差值，差值计算式具体为：JT1＝T2-T1，其中，JT1表示为电流对应的电流时间差值，JT2＝T4-T3，JT2表示为电压对应的电压时间差值。

作为本发明进一步改进方案：判定操作的具体操作过程为：

H1：获取电流时间差值和超值电流次数以及电压时间差值和超值电压次数，并分别将其一同带入到计算式：频率＝次数/时间，从而计算出电流超值频率和电压超值频率；

H2：设定一个电流值频频率损坏预设值和一个电压超值频率损坏预设值，并将其与电流超值频率和电压超值频率进行判定，具体为：当电流超值频率大于等于电流值频频率损坏预设值时，则判定变频器内部已产生损坏，生成电流损坏信号，反之则判定变频器内部未产生损坏，生成电流安全信号，当电压超值频率大于等于电压超值频率损坏预设值，则生成电压损坏信号，反之则生成电压安全信号。

作为本发明进一步改进方案：所述智能设备具体为一种平板电脑。

本发明的有益效果：

(1)摄像头实时获取高压变频器的影像，并自动获取影像信息，将影像信息传输至识别单元；数据库内存储有高压变频器信息，高压变频器信息包括高压变频器图像数据以及对应的高压变频器型号数据，识别单元从数据内获取高压变频器图像数据，并将其与影像信息进行识别分析，得到高压变频器型号数据，并将其传输至分析单元；监测单元实时监测实际高压变频器信息，并将实际高压变频器信息传输至分析单元，分析单元对实际高压变频器信息和高压变频器型号数据一同进行分析操作，得到超值电流次数、超值电压次数、电压时间差值和电流时间差值，并将其一同传输至判定单元；通过识别单元的设置，识别摄像头获取的影像，快速判断变频器的种类，并获取相关型号数据，分析单元依据相关数据进行数据分析和计算，增加数据分析和计算的准确性，增加数据的说服力度，节省分析所消耗的时间，提高工作效率。

(2)判定单元对电流时间差值、电压时间差值、超值电流次数和超值电压次数一同进行判定操作，得到电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号，并将其一同传输至警报单元；警报单元接收电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号后并对其进行识别，当识别到电流安全信号或电压安全信号时，则不生成警报信号，当识别到电流损坏信号或电压损坏信号，生成对应的电压警报或电流警报，并将警报信号发送至智能设备；智能设备接收电压警报或电流警报，并提醒用户；通过判定单元的设置，对分析单元的分析数据进行结果判定，从而确定变频器的安全，增加线路的安全性，增加变频器的使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种高压变频器故障预诊断系统，包括摄像头、识别单元、数据库、监测单元、分析单元、判定单元、警报单元和智能设备；

所述摄像头用于实时获取高压变频器的影像，并自动获取影像信息，将影像信息传输至识别单元；

所述数据库内存储有高压变频器信息，高压变频器信息包括高压变频器图像数据以及对应的高压变频器型号数据，识别单元从数据内获取高压变频器图像数据，并将其与影像信息进行识别分析，识别分析的具体分析过程为：

步骤一：获取影像信息，并自动对影像信息内的影像进行图像抓拍，从而得到影像信息的图片，将其标定为影像图片数据；

步骤二：获取高压变频器图像数据，并将其与影像图片数据进行匹配，并依据匹配结果进行判定，具体为：

S1：当影像图片数据与高压变频器图像数据的匹配结果不一致时，则判定该影像信息中没有高压变频器存在，生成一否信号；

S2：当影像图片数据与高压变频器图像数据的匹配结果一致时，则判定该影像信息中有高压变频器存在，生成二肯信号；

步骤三：提取上述步骤二中的一否信号和二肯信号，并对其进行识别，当识别到一否信号时，则不进行数据提取操作，当识别到二肯信号，则进行数据提取操作，数据提取操作具体为：依据进行匹配的影像图片数据，提取数据库内与影像图片数据对应的高压变频器型号数据；

步骤四：将高压变频器型号数据传输至分析单元；

所述监测单元用于实时监测实际高压变频器信息，并将实际高压变频器信息传输至分析单元，所述分析单元用于对实际高压变频器信息和高压变频器型号数据一同进行分析操作，分析操作的具体操作过程为：

K1：获取实际高压变频器信息，将其内高压变频器的型号标定为型号数据，并将型号数据标记为XHi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器内的实时电流标定为实时电流数据，并将实时电流数据标记为SLi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器内的实时电压标定为实时电压数据，并将实时电压数据标记为SDi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器电流和电压采集的时间点标定为时间数据，并将时间数据标记为SJi，i＝1，2，3......n1；

K2：获取高压变频器型号数据，将其内的记录型号数据标定为xhj，j＝1,2,3......n2，将其内每个时间点的电流数据标记为dlj，j＝1,2,3......n2，将其内每个时间点的电压数据标记为dyj，j＝1,2,3......n2，将其内变频器的工作时长数据标记为scj，j＝1,2,3......n2；

K3：提取上述K2中每个时间点的电流数据，并将其带入计算式：

其中，PLj表示为电流数据的平均值，即平均电流值，提取每个时间点的电压数据，并将其带入到计算式：

其中，PYj表示为电压数据的平均值，即平均电压值；

K4：提取上述K1中的实时电流数据，并将其带入到计算式：

其中，PSi表示为实时电流数据的平均值，即实时电流均值，提取实时电压数据，并将其带入到计算式：

其中，PDi表示为实时电压数据的平均值，即实时电压均值；

K5：获取记录型号数据和型号数据，并将两者进行匹配，选取出相同型号的高压变频器数据，并依据两个对应的时间数据和工作时长数据进行匹配，选取出相同时间段，且相同时间段指代两者的采集或者监测的时间点相同，提取对应的平均电流值和实时电流均值，并将其一同带入到差值计算式中，从而计算出电流差值，其中差值计算式的具体公式为：差值＝实时电流均值-平均电流值，获取平均电压值和实时电压均值，并将其一同代入到差值计算式中，从而计算出电压差值，设定一个电流预设值和电压预设值，并将其分别与电流差值和电压差值进行大小比对，将比对结果划分为小于等于和大于两类，先取电流差值和电压差值大于对应预设值的情况，并统计比对结果为大于的次数，分别将其标记为超值电流次数和超值电压次数；

K6：获取时间数据，并将其内与上述K4中计算的电流、电压的计算时间对应的时间点分别标记为T1和T2以及T3和T4，并依据差值计算式计算出时间差值，差值计算式具体为：JT1＝T2-T1，其中，JT1表示为电流对应的电流时间差值，JT2＝T4-T3，JT2表示为电压对应的电压时间差值，并将其与超值电流次数和超值电压次数一同传输至判定单元；

判定单元用于对电流时间差值、电压时间差值、超值电流次数和超值电压次数一同进行判定操作，判定操作的具体操作过程为：

H1：获取电流时间差值和超值电流次数以及电压时间差值和超值电压次数，并分别将其一同带入到计算式：频率＝次数/时间，从而计算出电流超值频率和电压超值频率；

H2：设定一个电流值频频率损坏预设值和一个电压超值频率损坏预设值，并将其与电流超值频率和电压超值频率进行判定，具体为：当电流超值频率大于等于电流值频频率损坏预设值时，则判定变频器内部已产生损坏，生成电流损坏信号，反之则判定变频器内部未产生损坏，生成电流安全信号，当电压超值频率大于等于电压超值频率损坏预设值，则生成电压损坏信号，反之则生成电压安全信号；

H3：将电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号传输至警报单元；

所述警报单元接收电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号后并对其进行识别，当识别到电流安全信号或电压安全信号时，则不生成警报信号，当识别到电流损坏信号或电压损坏信号，生成对应的电压警报或电流警报，并将警报信号发送至智能设备；

所述智能设备用于接收电压警报或电流警报，并提醒用户，且智能设备具体为一种平板电脑。

本发明在工作时，摄像头实时获取高压变频器的影像，并自动获取影像信息，将影像信息传输至识别单元；数据库内存储有高压变频器信息，高压变频器信息包括高压变频器图像数据以及对应的高压变频器型号数据，识别单元从数据内获取高压变频器图像数据，并将其与影像信息进行识别分析，得到高压变频器型号数据，并将其传输至分析单元；监测单元实时监测实际高压变频器信息，并将实际高压变频器信息传输至分析单元，分析单元对实际高压变频器信息和高压变频器型号数据一同进行分析操作，得到超值电流次数、超值电压次数、电压时间差值和电流时间差值，并将其一同传输至判定单元；判定单元对电流时间差值、电压时间差值、超值电流次数和超值电压次数一同进行判定操作，得到电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号，并将其一同传输至警报单元；警报单元接收电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号后并对其进行识别，当识别到电流安全信号或电压安全信号时，则不生成警报信号，当识别到电流损坏信号或电压损坏信号，生成对应的电压警报或电流警报，并将警报信号发送至智能设备；智能设备接收电压警报或电流警报，并提醒用户。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高压变频器故障预诊断系统，其特征在于，包括摄像头、识别单元、数据库、监测单元、分析单元、判定单元、警报单元和智能设备；

所述摄像头用于实时获取高压变频器的影像，并自动获取影像信息，将影像信息传输至识别单元；

所述数据库内存储有高压变频器信息，高压变频器信息包括高压变频器图像数据以及对应的高压变频器型号数据，识别单元从数据内获取高压变频器图像数据，并将其与影像信息进行识别分析，得到高压变频器型号数据，并将其传输至分析单元；

所述监测单元用于实时监测实际高压变频器信息，并将实际高压变频器信息传输至分析单元，所述分析单元用于对实际高压变频器信息和高压变频器型号数据一同进行分析操作，得到超值电流次数、超值电压次数、电压时间差值和电流时间差值，并将其一同传输至判定单元；

判定单元用于对电流时间差值、电压时间差值、超值电流次数和超值电压次数一同进行判定操作，得到电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号，并将其一同传输至警报单元；

所述警报单元接收电流损坏信号、电压损坏信号、电流安全信号和电压安全信号后并对其进行识别，当识别到电流安全信号或电压安全信号时，则不生成警报信号，当识别到电流损坏信号或电压损坏信号，生成对应的电压警报或电流警报，并将警报信号发送至智能设备；

所述智能设备用于接收电压警报或电流警报，并提醒用户。

2.根据权利要求1所述的一种高压变频器故障预诊断系统，其特征在于，识别分析的具体分析过程为：

步骤一：获取影像信息，并自动对影像信息内的影像进行图像抓拍，从而得到影像信息的图片，将其标定为影像图片数据；

步骤二：获取高压变频器图像数据，并将其与影像图片数据进行匹配，并依据匹配结果进行判定，具体为：

S1：当影像图片数据与高压变频器图像数据的匹配结果不一致时，则判定该影像信息中没有高压变频器存在，生成一否信号；

S2：当影像图片数据与高压变频器图像数据的匹配结果一致时，则判定该影像信息中有高压变频器存在，生成二肯信号；

步骤三：提取上述步骤二中的一否信号和二肯信号，并对其进行识别，当识别到一否信号时，则不进行数据提取操作，当识别到二肯信号，则进行数据提取操作，数据提取操作具体为：依据进行匹配的影像图片数据，提取数据库内与影像图片数据对应的高压变频器型号数据。

3.根据权利要求1所述的一种高压变频器故障预诊断系统，其特征在于，分析操作的具体操作过程为：

K1：获取实际高压变频器信息，将其内高压变频器的型号标定为型号数据，并将型号数据标记为XHi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器内的实时电流标定为实时电流数据，并将实时电流数据标记为SLi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器内的实时电压标定为实时电压数据，并将实时电压数据标记为SDi，i＝1，2，3......n1，将其内变频器电流和电压采集的时间点标定为时间数据，并将时间数据标记为SJi，i＝1，2，3......n1；

K2：获取高压变频器型号数据，将其内的记录型号数据标定为xhj，j＝1,2,3......n2，将其内每个时间点的电流数据标记为dlj，j＝1,2,3......n2，将其内每个时间点的电压数据标记为dyj，j＝1,2,3......n2，将其内变频器的工作时长数据标记为scj，j＝1,2,3......n2；

K3：提取上述K2中每个时间点的电流数据，并将其带入计算式：

其中，PLj表示为电流数据的平均值，即平均电流值，提取每个时间点的电压数据，并将其带入到计算式：

其中，PYj表示为电压数据的平均值，即平均电压值；

K4：提取上述K1中的实时电流数据，并将其带入到计算式：

其中，PSi表示为实时电流数据的平均值，即实时电流均值，提取实时电压数据，并将其带入到计算式：

其中，PDi表示为实时电压数据的平均值，即实时电压均值；

K5：获取记录型号数据和型号数据，并将两者进行匹配，选取出相同型号的高压变频器数据，并依据两个对应的时间数据和工作时长数据进行匹配，选取出相同时间段，且相同时间段指代两者的采集或者监测的时间点相同，提取对应的平均电流值和实时电流均值，并将其一同带入到差值计算式中，从而计算出电流差值，其中差值计算式的具体公式为：差值＝实时电流均值-平均电流值，获取平均电压值和实时电压均值，并将其一同代入到差值计算式中，从而计算出电压差值，设定一个电流预设值和电压预设值，并将其分别与电流差值和电压差值进行大小比对，将比对结果划分为小于等于和大于两类，先取电流差值和电压差值大于对应预设值的情况，并统计比对结果为大于的次数，分别将其标记为超值电流次数和超值电压次数；

K6：获取时间数据，并将其内与上述K4中计算的电流、电压的计算时间对应的时间点分别标记为T1和T2以及T3和T4，并依据差值计算式计算出时间差值，差值计算式具体为：JT1＝T2-T1，其中，JT1表示为电流对应的电流时间差值，JT2＝T4-T3，JT2表示为电压对应的电压时间差值。

4.根据权利要求1所述的一种高压变频器故障预诊断系统，其特征在于，判定操作的具体操作过程为：

H1：获取电流时间差值和超值电流次数以及电压时间差值和超值电压次数，并分别将其一同带入到计算式：频率＝次数/时间，从而计算出电流超值频率和电压超值频率；

H2：设定一个电流值频频率损坏预设值和一个电压超值频率损坏预设值，并将其与电流超值频率和电压超值频率进行判定，具体为：当电流超值频率大于等于电流值频频率损坏预设值时，则判定变频器内部已产生损坏，生成电流损坏信号，反之则判定变频器内部未产生损坏，生成电流安全信号，当电压超值频率大于等于电压超值频率损坏预设值，则生成电压损坏信号，反之则生成电压安全信号。

5.根据权利要求1所述的一种高压变频器故障预诊断系统，其特征在于，所述智能设备具体为一种平板电脑。

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