Taajuusmuuttajan laadun kannalta kriittisten komponenttien muuttujien tutkimus

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Date
2016-10-31
Department
Major/Subject
Sähkökäytöt
Mcode
S3016
Degree programme
EST
Language
fi
Pages
8 + 71
Series
Abstract
Tämän diplomityön tarkoituksena oli parantaa taajuusmuuttajan komponenttien laatua, määrittämällä kriittisimmille komponenteille CTQ-muuttujia (critical to quality). CTQ-muuttujia seuraamalla tilastollisella prosessinohjauksella saadaan parannettua komponenttien luotettavuutta ja sitä kautta koko taajuusmuuttajan luotettavuutta. Käsiteltäviksi komponenttiryhmiksi valittiin virtamuuntimet ja johdinsarjat, joiden epäillään vaikuttavan IGBT-moduulien (insulated-gate bipolar transistor, bipolaaritransistori eristetyllä hilalla) vikaantumisiin tapauksissa, joissa vikaantumisten juurisyyt ovat jääneet selvittämättä. Kummallekin komponenttiryhmälle määritettiin CTQ-muuttujat ja esiteltiin niiden valvomiseen käytettävä tilastollisen prosessinohjauksen periaate. Työssä esiteltiin johdinsarjoihin liittyviä standardeja. Toimittajien johdinsarjojen vastaavuutta standardien kanssa selvitettiin valmistamalla hieitä johtimien ja puristuskoskettimien välisistä liitoksista. Puristuskoskettimista löydettiin merkittäviä puutteita standardien asettamista vaatimuksista. Johdinsarjojen CTQ-muuttujiksi valittiin puristuskoskettimen korkeus, liitosresistanssi, vetolujuus sekä poikkileikkauksen täyttöaste. Virtamuuntimien CTQ-muuttujiksi valittiin poikkeamajännite, vahvistuksen virhe sekä poikkeamajännitteen että vahvistuksen lämpötilariippuvuudet. Lisäksi liittimille ja johdinsarjoille toteutettiin hankauskorroosiokoe. Viitteitä hankauskorroosiosta etsittiin liittimistä ja johdinsarjoista pyyhkäisyelektronimikroskopialla (SEM, scanning electron microscopy) ja energiadispersiivisellä röntgenspektroskopialla (EDX, energy-dispersive X-ray spectroscopy) avulla. Liittimet ja johdinsarat osoittautuivat tältä osin odotettua robustimmiksi, sillä viitteitä hankauskorroosiosta ei löytynyt.

In this thesis, critical to quality (CTQ) parameters were defined for the most critical components of frequency converters in order to improve frequency converter quality. Quality of frequency converter components can be improved by controlling the selected CTQ parameters with statistical process control. The component groups chosen for the study include current transducers and wire harnesses. These components were chosen because they were suspected to cause IGBT-module (Insulated-gate bipolar transistor) failures in which the root cause has remained unclear. For both component groups, the CTQ parameters were defined and the principles of statistical process control used for controlling the parameters were also presented. As a baseline, the wire harnesses were measured against industry standards. Correspondence between the suppliers' wire harnesses and the standards were studied by preparing cross sections of crimped connections used in the wire harnesses. Significant deficiencies were found in the suppliers' crimped connections compared to the standards. The selected CTQ parameters for wire harnesses include crimped connection height, contact resistance, pull-out force, and relative void area of the cross section. For current transducers, the selected CTQ parameters were offset voltage, gain error, and the temperature coefficients of offset voltage and gain error. Additionally, a fretting corrosion test was conducted for connectors and wire harnesses. Indications of fretting corrosion on the connectors were investigated with scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The connectors and wire harnesses proved to be more robust than expected as no indication of fretting corrosion was found.
Description
Supervisor
Kyyrä, Jorma
Thesis advisor
Mattila, Martti
Keywords
laatu, Hall-anturi, sähköiset kontaktit, hankauskorroosio
Other note
Citation