Lifetime and Reliability of a Frequency Converter’s Fan
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2013-06-10
Major/Subject
Sähkökäytöt
Mcode
S3016
Degree programme
EST - Elektroniikka ja sähkötekniikka
Language
en
Pages
8 + 54
Series
Abstract
Sähkölaitetta käytettäessä syntyy lämpöhäviöitä. Lämpö aiheuttaa useita vikaantumismekanismeja ja kiihdyttää materiaalien kulumista, mikä lyhentää komponenttien elinikää. Tämän takia tarvitaan jäähdytys. Taajuusmuuttajassa puhallin on oleellinen osa jäähdytysjärjestelmää. Tässä työssä on tutkittu taajuusmuuttajan jäähdytyspuhaltimen elinikää ja luotettavuutta. Työn tavoitteena oli kehittää puhaltimen eliniän ennustamista. Työssä tutkittiin puhaltimen eri vikaantumismekanismeja ja saatiin selville, että kuulalaakeri on se puhaltimen osa, joka vikaantuu todennäköisimmin ensimmäisenä. Kuulalaakerin ensisijaiseksi vikaantumismekanismiksi todettiin voitelun heikkeneminen. Työssä tarkasteltiin myös erilaisia menetelmiä arvioida puhaltimen elinikää. Työn käytännöllisenä osana toteutettiin ohjelma-algoritmi, jonka tarkoitus on ennustaa puhaltimen elinikää sen todellisen kuormituksen perusteella. Algoritmi perustuu yhtälöön, josta saadaan laskettua kuulalaakerille voitelun heikkenemisen rajoittama eliniän odote. Algoritmi sovittaa eliniän odotteen arvon sen mukaan, minkälaisen kuormitushistorian puhallin on kokenut. Ohjelma on suunniteltu käytettäväksi ABB:n valmistamassa ACS880-01–taajuusmuuttajassa.When an electrical device is used, heat losses are generated. Heat causes several failure mechanisms and accelerates wear of materials shortening the lifetime of the components, and therefore, cooling is needed. A fan is an essential part of the cooling system of a frequency converter. In this thesis, the lifetime and reliability of a frequency converter’s cooling fan were examined. Aim of this work was to advance prognosticating the lifetime of a fan. Different failure mechanisms of a fan were analyzed, and it was discovered that a ball bearing is the part of a fan which most probably fails first. Moreover, in a ball bearing, lubricant deterioration is the main reason for failure. In addition, different methods for evaluating the lifetime of a fan were viewed. As a practical part of this thesis was implemented a program algorithm, which is to predict the lifetime of a fan based on its real loading. The algorithm uses an equation which calculates the life expectancy of a ball bearing for lubricant deterioration. The calculation algorithm adjusts the life expectancy according to the loading history experinced by the fan. The program is to be used in ACS880-01 frequency converter, manufactured by ABB.Description
Supervisor
Kyyrä, JormaThesis advisor
Vanhatalo, VesaKeywords
lifetime, life expectancy, fan, bearing, cooling, failure, reliability, prognostics, frequency converter