Taajuusmuuttajien luotettavuus, huollettavuus ja kunnossapito teollisessa ympäristössä

Abstract

Taajuusmuuttajien käyttövarmuus ja luotettavuus ovat oleellisessa osassa teollisten prosessien luotettavuutta ja käytettävyyttä. Tässä työssä tutkittiin kriittisiin ongelmiin johtaneita tekijöitä taajuusmuuttajien vikatilanteissa, ja miten taajuusmuuttajien yleistä luotettavuutta voisi parantaa. Työssä tutkittiin myös taajuusmuuttajien hankintahinnan suhdetta sen elinkaarikustannuksiin ja kuinka paljon taajuusmuuttajien merkkihuollot maksavat suhteessa hankintakustannuksiin. Teollisuuden yritykset ovat kiinnostuneita luotettavimmista taajuusmuuttajista, mutta kuinka paljon enemmän he olisivat valmiita maksamaan luotettavuuden noususta? Työn tavoitteena oli vertailla eri taajuusmuuttajavalmistajien suoriutumista näillä osa-alueilla. Työ jakaantui kahteen osaan: teoriaosassa selvitetään taajuusmuuttajien ja IGBT-tehopuolijohteiden sähköistä ja mekaanista rakennetta sekä esitellään teoreettista pohjaa luotettavuudelle ja käyttövarmuudelle. Empiirinen osa suoritettiin UPM Kaipolan ja Jämsänkosken paperitehtailla. Tehtailta kerättiin taajuusmuuttajien vikahistoriatietoja lähivuosilta sekä yritettiin selvittää mitkä tekijät ovat johtaneet kriittisiin taajuusmuuttajavikoihin paperitehtailla. Empiirisessä osassa tutkittiin myös lämpötilan vaihteluiden vaikutuksia taajuusmuuttajan IGBT-moduuleihin. Tutkimuksessa selvisi taajuusmuuttajien vikajakauma teholuokka- sekä valmistajakohtaisesti, vikojen esiintymistiheys kohdeyrityksen paperitehtailla sekä taajuusmuuttajien yleisimmät vikatyypit. Työssä löydettiin keinoja parantaa taajuusmuuttajien luotettavuutta.