Kenttätietojen hyödyntäminen taajuusmuuttajan luotettavuuden suunnittelussa
Kavala, Asko (2010)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201006031948
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201006031948
Tiivistelmä
Taajuusmuuttaja on yhä yleisempi laite perinteisten oikosulkumoottoreiden nopeuden säädössä, niin teollisuudessa kuin muilla käyttökohteissa. Ensimmäiset laitetyypit olivat mekaanisesti suurikokoisia ja vaativat laitteen tekniseltä tuelta ja kunnossapidolta hyvää teknistä perehtyneisyyttä laitteisiin. Teknologian kehittymisen myötä laitteiden teho/kokosuhde on pienentynyt ja tarjolla on useita eri sovelluskohteisiin suoraan soveltuvia taajuusmuuttajia varustettuna helppokäyttöisillä ja kaupallisilla käyttöliittymillä.
Laitteen elinkaaren aikainen luotettavuusjohtaminen edellyttää valmistajalta varsinaisen laitesuunnittelun lisäksi tarkoituksenmukaisia testausmenetelmiä ja kokemusperäistä luotettavuustietoa myös asennetusta laitekannasta. Työssä on käyty taajuusmuuttajan suunnittelun kannalta läpi luotettavuuden käsitteistö sekä yleisimpiä luotettavuusmenetelmiä. Luotettavuusnäkökohtia verrataan asennetusta laitekannasta saatuihin kokemuksiin laitteen valmistajan ja tuotetuen kannalta. Työssä on esitetty luokittelun perusteita ja menetelmät, miten käytön aikana voidaan arvioida laitteen teknistä tilaa sekä huomioida se kunnossapidon suunnittelussa. Johtopäätöksenä huomataan, että asennuspaikka ja käyttösovellus määrittävät taajuusmuuttajan käytettävyyden.
Kenttätietoja voidaan hyödyntää paikallisen kunnossapidon kannalta kunnossapidon ja investointien suunnittelussa. Toisaalta valmistajan tuotekehitys saa asennetuista laitteista kokemuksia seuraavan sukupolven tyypin suunnittelun perustaksi. Tekniikan voimakkaan kehittymisen seurauksena uusien taajuusmuuttajatyyppien valmistus kestää yhä lyhyemmän ajanjakson, jolloin asennetusta laitekannasta saatu kenttäkokemus on arvokasta tietoa laitevalmistajalle. Yhteenvetona valmistajan laiterekistereitä voidaan kehittää siten, että niihin on tallennettavissa laitekartoitusten perusteella kerättyä informaatiota, jota niin valmistajan myynti, tuotetuki kuin laitesuunnittelu voi omassa toiminnassaan hyödyntää. Frequency converter is a very common electrical device as a variable speed drive of traditional induction motors as well in industrial as other applications. The first drive types were mechanically large and required normally special knowledge from the technical support of the manufacturer and the local maintenance. Due to the developing technology, the size of the frequency converter has decreased, and nowadays there are several customized applications equipped with easy-to-use and commercial interfaces.
In addition to the actual R&D operations, also appropriate testing methods and reliability information of the installed units are required from the dependability management of the manufacturer, during the life cycle of the product. Reliability engineering basics and the most common and useful reliability methods are discussed in this thesis. Reliability aspects are compared with the site audit experiences of the installed base from the point of view of the manufacturer and the product support. Basics of the classification are presented, as well as methods for evaluating the technical condition of the device during the use, and for taking it into consideration in the maintenance planning. Conclusion is that the installation environment and the process application define the usability of the frequency converter.
The collected field data can be utilized by the local maintenance organization for the periodical maintenance and the investments plans. On the other hand, the R&D department will get at the same time information for the background of the next generation products. Due to the strong technical development, a new drive generation will take ever shorter period of manufacturing time, and field data will be a valuable issue for the R & D projects of the manufacturer. As a summary, the equipment registry of the manufacture can be developed, in terms of reliability, so that the information collected based on the equipment audits can be stored in the registers, from where it is available as well for the sales, product support as the R & D of the manufacturer.
Laitteen elinkaaren aikainen luotettavuusjohtaminen edellyttää valmistajalta varsinaisen laitesuunnittelun lisäksi tarkoituksenmukaisia testausmenetelmiä ja kokemusperäistä luotettavuustietoa myös asennetusta laitekannasta. Työssä on käyty taajuusmuuttajan suunnittelun kannalta läpi luotettavuuden käsitteistö sekä yleisimpiä luotettavuusmenetelmiä. Luotettavuusnäkökohtia verrataan asennetusta laitekannasta saatuihin kokemuksiin laitteen valmistajan ja tuotetuen kannalta. Työssä on esitetty luokittelun perusteita ja menetelmät, miten käytön aikana voidaan arvioida laitteen teknistä tilaa sekä huomioida se kunnossapidon suunnittelussa. Johtopäätöksenä huomataan, että asennuspaikka ja käyttösovellus määrittävät taajuusmuuttajan käytettävyyden.
Kenttätietoja voidaan hyödyntää paikallisen kunnossapidon kannalta kunnossapidon ja investointien suunnittelussa. Toisaalta valmistajan tuotekehitys saa asennetuista laitteista kokemuksia seuraavan sukupolven tyypin suunnittelun perustaksi. Tekniikan voimakkaan kehittymisen seurauksena uusien taajuusmuuttajatyyppien valmistus kestää yhä lyhyemmän ajanjakson, jolloin asennetusta laitekannasta saatu kenttäkokemus on arvokasta tietoa laitevalmistajalle. Yhteenvetona valmistajan laiterekistereitä voidaan kehittää siten, että niihin on tallennettavissa laitekartoitusten perusteella kerättyä informaatiota, jota niin valmistajan myynti, tuotetuki kuin laitesuunnittelu voi omassa toiminnassaan hyödyntää.
In addition to the actual R&D operations, also appropriate testing methods and reliability information of the installed units are required from the dependability management of the manufacturer, during the life cycle of the product. Reliability engineering basics and the most common and useful reliability methods are discussed in this thesis. Reliability aspects are compared with the site audit experiences of the installed base from the point of view of the manufacturer and the product support. Basics of the classification are presented, as well as methods for evaluating the technical condition of the device during the use, and for taking it into consideration in the maintenance planning. Conclusion is that the installation environment and the process application define the usability of the frequency converter.
The collected field data can be utilized by the local maintenance organization for the periodical maintenance and the investments plans. On the other hand, the R&D department will get at the same time information for the background of the next generation products. Due to the strong technical development, a new drive generation will take ever shorter period of manufacturing time, and field data will be a valuable issue for the R & D projects of the manufacturer. As a summary, the equipment registry of the manufacture can be developed, in terms of reliability, so that the information collected based on the equipment audits can be stored in the registers, from where it is available as well for the sales, product support as the R & D of the manufacturer.