Reliability Analysis of an Inverter Module
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2018-12-17
Department
Major/Subject
Electrical Power and Energy Engineering
Mcode
ELEC3024
Degree programme
AEE - Master’s Programme in Automation and Electrical Engineering (TS2013)
Language
en
Pages
60 + 9
Series
Abstract
Reliability is increasingly important in the electronic equipment industry. Manufacturers of electrical equipment need increasing amounts of information on the reliability performance of their equipment, from early on in the product development. This work provides a reliability analysis of an inverter module, which has been derived from component level steady-state failure rates available early in the device lifetime. This method of modelling the system reliability, based on steady-state failure rate values, can be utilized during the development of electrical equipment as a tool for ensuring that the design has reached its reliability objectives. The analyzed data was mostly provided by literature, and in some cases data from component manufacturers was used. The resulting system level steady-state failure rate was calculated and finally simulated with reliability analysis software, Reliasoft BlockSim. The theoretical background of this work includes an introduction to basic reliability concepts and metrics, used standards and key concepts in central topics on predictive modelling of system reliability, as well as a brief introduction on inverters, their use and reliability concerns, such as use conditions. As a result, the reliability metrics, failure rate values and reliability function of the inverter module and its components are introduced, and the feasibility of the results and limitations of the method are analyzed. The results of the calculations and simulations indicate that the limitations of the used method and assumptions made in the analysis lead to inconsistent results.Luotettavuus on yhä tärkeämpää elektroniikkalaiteteollisuudessa. Elektroniikkalaitevalmistajat vaativat enemmän luotettavuustietoa laitteistansa jo aikaisesta tuotekehitysvaiheesta lähtien. Tämän työn tavoite oli luoda vaihtosuuntaajamoduulin luotettavuusmallinnus laskennallisesti ja luotettavuussimulaatio-ohjelmaa käyttäen, sekä analysoida moduulin luotettavuuteen liittyviä parametreja tuotteen elinkaaren alussa saatavilla olevan komponenttitason vikaantumistaajuuden perusteella. Työssä hyödynnettyä järjestelmän luotettavuusmallinnusta voidaan käyttää apuna elektroniikkalaitteen kehitysvaiheessa varmistamaan, että tuotesuunnittelu saavuttaa asetetut luotettavuustavoitteet. Työssä käytetty komponenttien vikaantumisaineisto on peräisin kirjallisuudesta ja joissain tapauksissa on käytetty komponenttivalmistajan omaa aineistoa. Vaihtosuuntaajan vikaantumistaajuus on laskettu ja simuloitu käyttäen luotettavuussimulaatio-ohjelmaa Reliasoft BlockSim. Työn teoreettinen tausta sisältää olennaisten luotettavuuskonseptien ja -laskutoimitusten, käytettyjen standardien ja käsitteistön esittelyn. Lisäksi työssä esitellään vaihtosuuntaaja ja sen keskeiset komponentit sekä laitteen luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä, kuten käyttöolosuhteita. Työn tuloksena esitetään määritettyjä vaihtosuuntaajamoduulin ja komponenttien luotettavuusarvoja ja vikaantumistaajuuksia sekä luotettavuusfunktioita. Lopuksi analysoidaan tulosten ja käytetyn menetelmän todenmukaisuutta ja rajoituksia. Laskelmien tulokset ja simulaatiot viittaavat siihen, että käytetyn menetelmän rajoitteet sekä analyysissä tehdyt oletukset johtavat epäjohdonmukaisiin tuloksiin.Description
Supervisor
Kyyrä, JormaThesis advisor
Hakkarainen, HenriKeywords
reliability, inverter, system reliability, failure rate
