Pienjännitetaajuusmuuttajien tuotantotestauksen optimointi

Tässä diplomityössä tutkitaan pienjännitetaajuusmuuttajien tuotantotestauksen nykytilannetta ja testauksen kattavuutta sekä mahdollisuutta lisätä testijärjestelmän kapasiteettia testiaikaa lyhentämällä jokaista testattua laitetta kohti. Työ sisältää myös kirjallisuuskatsauksen taajuusmuuttajassa käytettyjen komponenttien yleisimmistä vikamekanismeista sekä kuinka näitä voidaan havaita testaamalla. Työn tarkoituksena on selvittää, voidaanko testiaikaa lyhentää ilman tuotteen laadun kärsimistä. Tuotantotestauksen nykyinen kattavuus selvitettiin analysoimalla testissä vikaantuneiden laitteiden tallennettuja mittaustuloksia tilastollisin menetelmin. Työn kokeellisessa osuudessa erästä taajuusmuuttajaa testattiin erilaisilla testikammion lämpötiloilla ja korkeammilla kytkentätaajuuksilla. Testien kuormittavuuksien vertailemiseksi käytettiin taajuusmuuttajan eri komponenteista mitattuja lämpötiloja. Mittauksista saatujen tulosten avulla koostettiin lyhennetty testisekvenssi, jonka toiminta verifioitiin. Tulokseksi saatiin testisekvenssi, jolla päästään hieman nykyistä korkeampaan kuormitukseen 43 % lyhyemmällä testin kestolla. Lisäksi käyttämällä tilastollista prosessinohjausta tuotantotestauksen seurantaan, pystyttiin vialliset laitteet löytämään tehokkaammin.
This thesis examines the current status of production testing of low voltage AC drives, and studies the possibility of increasing the test system’s capacity by reducing the duration of the test. The thesis also contains a literature review for failure modes of common components used in power electronic equipment, e.g. frequency converters. The purpose of this thesis is to determine whether the duration of the test can be reduced without the risk of lowering the product’s quality. To determine the current status of production test coverage, measurement data of failed units were analyzed using statistical methods. In the empirical part of the thesis, a certain drive was tested in different ambient temperatures using different switching frequencies. To compare the load of the device under test, temperatures of several components were measured from the drive during these runs. Based on the results of these measurements, a shortened test sequence was constructed. The result of the empirical study performed in this thesis is a test with a 43 % shorter test sequence. In addition, the use of statistical process control in production testing is proved to be efficient in detecting failed drives.