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摘要：本文主要针对西门子440变频器的现场应用情况展开分析，通过探究西门子440变频器在铝电解多功能机组回转机构的使用过程中出现的常见故障，提出相应的处理措施，便于能够及时解决变频器出现的突发故障，保证多功能机组的正常运行。
关键词：西门子440变频器；常见故障分析；解决措施
引言
变频器作为速度工艺控制与节能应用中越来越重要的自动化设备，现阶段在行业市场中得到了快速发展和广泛的应用。多功能机组是铝电解生产必不可少的专用操作设备，多功能机组的回转机构处于机组中部，是机组驾驶室和机组主梁之间的方向转换装置，在多功能机组的所有操作中，回转机构动作最为频繁，也最为关键，可以说回转机构的故障或失灵直接影响机组的有效功能，是多功能机组运行的关键部位。目前，多数铝电解多功能机组均采用西门子400变频器对回转机构进行控制，但由于铝电解生产环境恶劣，存在大量粉尘、烟气等污染物，再加上人为操作上的一些因素，致使变频器在使用过程中出现了各种各样的故障。
1变频器工作原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。根据电机转速与输入频率成正比的关系：同步转速n=60f/p；电动机实际转速n=60f（1-S）/P(式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电动机转差率、电动机磁极对数)，通过改变电动机工作频率达到改变电动机转速的目的。
2变频器的容量选择
变频器的容量选择与电动机容量能否充分发挥密切相关，变频器容量选择太小，则电动机潜力就不能充分发挥；相反，变频器容量选择太大，变频器的余量就显得没有意义，且增加了不必要的投资。
回转电动机变频器容量的选择（输出功率的计算）：
1)额定状态下不计谐波损耗时电动机的输入功率PDN=PN&pide;ηN
2)变频器的逆变器直流输入功率为PBN=PDN&pide;ηNB
ηNB=0.98ηN=0.88PN=1.1kw
则PBN＝PN&pide;（PN×ηNB）＝1.1&pide;（0.98×0.88）＝1.28kw
3)考虑海拔因素：PBN1＝1.2×PBN＝1.2×1.28＝1.53kw
4)实际PBN实＝1.1PBN1＝1.1×1.53＝1.69kw
通过计算和查阅变频器产品参数，回转电机选配西门子440型3kw的变频器拖动电机运行较为适宜，但由于受生产环境和人为操作因素的影响，导致多功能机组回转机构故障率高，严重影响电解铝的正常生产。
3西门子440变频器常见故障及处理方法
3.1过电流故障以及处理方法
过电流故障是变频器在调试、使用中最常出现的故障，其主要原因是变频器内部的硬件松动或损坏和参数设定不正确两个方面。过流故障一般在启动加速的过程中比较常见，这时，首先要检查机械部分，看有无异常。其次要根据负载性质，正确地选择控制方式，根据负载的机械惯量，正确的设置加速时间，做好电机的识别和优化。现场观察变频器偶尔报过电压，查询故障手册解决办法中电机定子电阻值P0350必须准确无误，经对照与以往设定值相差较大，造成运行电流增大，也就是说在调试参数时没有对电机进行识别和优化，导致该参数不准确，所以在以后的参数调试中，最后都会进行电机识别和优化，相信此类问题就不会再出现[1]。
3.2过电压故障以及处理方法
过电压故障在变频器上电且不启动、不运行的情况下，非常容易出现故障显示，并且不能复位。首先，观察电压参数，如果电压值在540V左右，则对于输入电源380V，并且比较稳定，说明直流电压检测电路没有问题。在实际故障研究中，也多次遇到过变频器上电后，直流母线电压不稳定的情况，不断上升或不断下降，高的时候到500V以上，于是就报故障了，也存在过直流母线电压显示1000V以上的情况。总之，直流端子的电压应该和显示的值一致，如果相差很多，说明直流电压检测电路元器件出了问题，需要送修。因此，在处理变频器过电压故障时，首先检查制动回路是否正常，然后再检查变频器内部原因。
3.3欠电压故障以及处理方法
欠电压故障在故障报警中也比较常见，往往瞬时停电原因或者受其他负载影响的原因很容易判断和认定欠电压保护动作。根据现场经验，大多数情况下判断故障原因为供电电源缺相，由于铝电解多功能机组采用滑线移动式供电，这种供电方式有时会出现继电器与滑线接触面不足的情况，导致电压压降增大，造成变频器供电电压缺相或欠压。目前，各机组均加装一组继电器，采用两组继电器同时供电方式，很大程度提高了供电稳定性，变频器欠压故障基本解决。此方法简单对于欠电压故障的解决快速有效。而且欠电压故障可直接通过电压值进行判断，在实际维修中较为简便，故障原因也很容易就能够判断出来，解决此类故障问题的方法较为简单快捷，一般只要找准问题产生的主要原因，便能够及时的得到解决和处理，因此，对于电气维护人员难度不大[2]。
4西门子440变频器常见故障解决措施
4.1降低变频器故障的预防措施
对于设备运行中变频器的维修，主要采取整机报废、更换维修方式，废旧整机变频器数量较多，每年花费大量资金购置新的变频器，此外，由于变频器故障频繁，维修人员不能及时解决处理，导致不能满足生产顺行要求，造成成本浪费的现状，因此，只有采取措施降低变频器故障率，才能降低成本，提高效益。根据实践证明，变频器的使用寿命与环境温度关系紧密，即变频器的使用环境每升高9℃，则其寿命减少一半。铝电解生产现场条件恶劣，变频器常年处于高温、粉尘环境下，故障率自然很高。为此在日常维护中，制定出合理的检修周期和措施，比如变频器每月开盖检查一次，电路板定期除污，定期对整流、逆变模块进行测量比较，使故障隐患消灭在萌芽状态。
4.2西门子440变频器维护方法
降低变频器故障率，变频器的定期维护非常重要，变频器维护工作归结于以下两点。第一点，对每台变频器每月要清灰保养一次，要清除变频器内部和风道内的积灰，当内部电路板灰尘擦不掉时，可以用酒精进行擦拭，直到表面保持清洁光亮；在除污的同时要仔细检查变频器，察看有无发热变色部位，电阻有无开裂现象，电解电容有无膨胀漏液、防爆孔突出等现象，PCB板是否异常，有无发热变色部位[3]。第二点，保养结束后，一定要进行试机，确保变频器工作正常。每半月检查记录运行中的变频器输出三相电压和三相输出电流，并注意比较它们之间的平衡度，另外检查记录环境温度，变频器运行温度，察看变频器有无震动、异响，风扇是否正常等，对记录的数据进行统计、比较和分析，做好变频器的运行状态监测。
5结论
以上几类故障是当前西门子440变频器在生产实践中常见的一些故障，轻则变频器故障停机，重则变频器损坏，直接影响生产，造成经济损失。只有在实践中积累经验，不断摸索，总结出一套快速有效的变频器故障处理方法，并在此基础上加强日常维护工作，才能保证变频器可靠、安全地发挥其性能，达到调速运行、节能和降低维修费用的目的。
变频调速除了在此类设备、风机、泵类负载上的应用以外，还可以广泛应用于传送、卷绕、起重、挤压、机床等各种机械设备控制领域。它可以提高产成品率，延长设备的正常工作周期和使用寿命，使操作和控制系统得以简化，有的甚至可以改变原有的工艺规范，从而提高了整个设备控制水平。
参考文献
[1]李浩,李锋,邓忠彬,罗小昌.西门子S120系列变频器常见故障分析及其解决措施[J].自动化技术与应用,2016,35(08):124-126.
[2]汪伟.变频器的常见故障分析及解决措施[J].中国新技术新产品,2018(01):72-73.
[3]王鹏.西门子S120系列变频器常见故障分析及其解决措施[J].山东工业技术,2018(20):129.