Lämpötilan vaihteluiden vaikutukset vaihtosuuntaajan IGBT-moduuliin (Insulated Gate Bipolar Transistor)

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Raatikainen, Marko; DI
dc.contributor.author Mattila, Martti
dc.date.accessioned 2011-12-08T09:52:37Z
dc.date.available 2011-12-08T09:52:37Z
dc.date.issued 2008
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/1103
dc.description.abstract Lämpötilan vaihtelut aiheuttavat vaurioita taajuusmuuttajan toiminnan kannalta kriittisessä IGBT-moduulissa. Kun vauriomekanismien syntyyn ja etenemiseen liittyvät fysikaaliset ilmiöt tunnetaan, voidaan niiden vaikutuksia pienentää erilaisten valmistusteknisten ratkaisujen avulla. Tässä työssä tutkitaan lämpötilan vaihteluiden vaikutuksia IGBT-moduuliin. Huomiota kiinnitetään erityisesti tiettyyn ABB Drivesin valmistamaan taajuusmuuttajatyyppiin, jonka tuotantomäärät ovat suuret. Tutkittava materiaali koostuu pääasiassa asiakkaan luona vikaantuneista moduuleista, joista etsitään lämpötilan vaihteluiden aiheuttamia vauriomekanismeja akustisen mikroskopian sekä vetokokeiden avulla. Myös muita tutkimusmenetelmiä esitellään. Tutkimuksen tuloksena saadaan tietoa moduuleiden vikaantumisiin johtaneista juurisyistä sekä tutkittujen vauriomekanismien käyttäytymisestä todellisissa kenttäolosuhteissa. Moduulin eliniän reaaliaikainen ennustaminen on taajuusmuuttajavalmistajan kannalta erittäin toivottava ominaisuus, jota nykyiset taajuusmuuttajat eivät sisällä. Tässä työssä esitellään menetelmä, jonka avulla moduulin kokema lämpötilakuormitus voidaan rekisteröidä ja moduulin odotettavissa oleva elinikä laskea. Menetelmälle esimerkkitapausten avulla tehdyt testit antavat lupaavia tuloksia. fi
dc.description.abstract Fluctuating temperatures incur failure mechanisms on the IGBT-module, which is a critical component of a frequency converter. When the physical phenomena behind the emergence and progression of these mechanisms are known, their effects can be reduced by various solutions related to the manufacturing process of the module. In this thesis, the effects of temperature fluctuation on the IGBT module are investigated. A special focus is placed on a frequency converter type with high production volumes, manufactured by ABB Drives. The modules under investigation have failed during operation at field and they are investigated in order to detect the failure mechanisms caused by temperature fluctuation. This investigation is carried out by means of acoustic microscopy and pull-tests. Other investigation methods are also introduced. As a result, information on the root causes of the failures is gained. Information is also obtained on the behavior of the investigated failure mechanisms in real life field conditions. Real-time prognosis of the module lifetime is a feature that is highly desired by the frequency converter manufacturer, and it is not included in present converters. In this thesis, a method for registering the temperature profile of the module and for calculating an estimation for the module lifetime is suggested. Functionality of the method was tested with promising results. en
dc.format.extent 68, [13]
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso fi en
dc.publisher Helsinki University of Technology en
dc.publisher Teknillinen korkeakoulu fi
dc.subject.other Electrical engineering en
dc.title Lämpötilan vaihteluiden vaikutukset vaihtosuuntaajan IGBT-moduuliin (Insulated Gate Bipolar Transistor) fi
dc.title Effects of Temperature Fluctuation on the Inverter's IGBT Module en
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Faculty of Electronics, Communications and Automation en
dc.contributor.school Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta fi
dc.contributor.department Department of Electrical Engineering en
dc.contributor.department Sähkötekniikan laitos fi
dc.subject.keyword frequency converter en
dc.subject.keyword IGBT en
dc.subject.keyword temperature en
dc.subject.keyword cycling en
dc.subject.keyword lifetime en
dc.subject.keyword taajuusmuuttaja fi
dc.subject.keyword IGBT fi
dc.subject.keyword lämpötila fi
dc.subject.keyword syklaus fi
dc.subject.keyword elinikä fi
dc.identifier.urn urn:nbn:fi:tkk-012395
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Power Electronics en
dc.programme.major Tehoelektroniikka ja sähkökäytöt fi
dc.programme.mcode S-81
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.contributor.supervisor Kyyrä, Jorma; Prof.
dc.programme Elektroniikan ja sähkötekniikan koulutusohjelma fi
dc.location P1 fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account