Yeşil Bina Dergisi 20. Sayı (Temmuz-Ağustos 2013)

YEŞİL BİNA / AĞUSTOS 2013 47 tileri bir birimin ilk kullanım yılında görüle - bilir ya da 10 yıllık beklenen performans ve hatta sonrasında görülmeyebilir. Bu nedenle, ilk yılın sonrasında güvenilirlik dikkate alındığında, saha verileri RBD için doğrudan kullanışlı değildir. 3.2 Kritik parçalar inceleme listesi ve ilk hesaplamalar Saha verilerinden elde edilen sonuçlar, kısa kullanım ömrü arızalarını belirtiyor olduğundan, ALT tasarlamak için her - hangi bir eskime trendi veya performans düşürme işaretinden faydalanılamaz. Bu nedenle, ALT planlarını optimum hale getirmek için sistemde yer alan kritik parçaların listesi, bileşen gerilimi sevi - yesi ve eskiyen mekanizmalar incelenir. Dahili kritik parçaların listesi: IGBT’ler, DC Bara kapasitörleri, redresör köprü fanları, endüktör fanları, AC filtre kapasitörleri, çevrim fanları. Kritik parçalar listesinde değer kaybı analizleri temel alınarak, IGBT’ler ve DC Bara kapasitörler, ALT planlarına odaklanmak üzere seçilir. Seçim, FMEA tasarımı, bileşen değer kaybı ve güvenilirlik tahminleri incelene - rek yapılır. Fanlar, AC filtresi ve DC Bara kapasitörlerinde, tedarikçi verileri, elektrik ve termik gerilim koşulları ve ( η ) ve eğim ( β ) ile karakteristik kullanım ömrü temel alınarak ek güvenilirlik hesaplamaları ger - çekleştirilir. 4. ALT TESTİ Güvenilirlik hesaplamaları temel alına - rak mühendisler ve bileşen tedarikçileri ile gerçekleştirilen görüşmelerde IGBT ve DC Bara kapasitörünün eskimesi, ürün eski - mesinin ana etmeni olarak tanımlanmıştır. Bu nedenle redresör köprüsü ALT planı, IGBT eskimesini dikkate alacak şekilde bir alt sistem düzeyi ALT olarak ve DC Bara kapasitörü eskimesini dikkate alacak şekilde bir sistem düzeyi ALT planı olarak tasarlanmıştır. Her iki ALT planında, %80 oranında bir güvenilirlik hedefi ve köprü için 6 ve sistem için 2 örnek boyut sınırlaması belir - ledik. Bu pilot çalışmada temsili kullanım ortamı hava durumu için Güney Ontario bölgesi seçilmiştir. 4.1 Redresör Köprüsü alt sistemi ALT IGBT’ler, güneş enerjisi redresörle - rinde termik marj ile tasarlandıklarından, termik döngü, eskimeye neden olan ana gerilim faktörüdür. Termik döngü kaynaklı arıza neden - lerinden gerçekleşme olasılığı en yüksek olan ikisi, bağ teli yorgunluğu ve lehimli bağlantı yorgunluğudur. Yüksek çalışma sıcaklıkları, malzeme yoğunluğu ve yayıl - maya neden olan termik genleşme uyum - suzluğu katsayısı nedeniyle monte edilen malzemelerin hareketliliğini artırır. Köprü testi planı, büyük ölçüde IGBT eskimesine neden olan ana gerilim fak- törü olarak sıcaklık döngüsü temel alına - rak oluşturulmuştur. Bu uygulamanın karakteristik bir özelliği olmayan bağ teli yorgunluğuna, hızlı anahtarlama uygulamalarında daha fazla rastlanır. Bu nedenle lehimli bağ - lantı yorgunluğunun ana faktör olması beklenmelidir. Bu çalışmada test süre - sini belirlemek için Güney Ontario verileri incelenmiş ve Coffin-Manson denklemi ve tedarikçinin sağladığı parametre temel alınarak ALT planı hızlandırma faktörü (AF) hesaplanmıştır. T c , IGBT bakır kaide plakasının sıcak - lığı ve N, %1 hata oranlı döngü sayısıdır. Bu sayıyı, 2,3 olarak varsayılan (zaman içinde kademeli bir metal yoğunluğu göz önünde bulundurularak, [3] çalışması temel alınarak ve Weibull++ dağıtımı kul - lanılarak) β değeri ile birlikte kullanarak, ortalama arıza süresi dağıtımı sayısını tahmin edebiliriz. Denklem (4) ve (6) ile Hızlandırma Faktörünü hesaplamak için: N, u (kullanım seviyesi) ve t (test seviyesi) sıcaklığında döngü sayısı, Δ T, u (kullanım seviyesi) ve t (test seviyesi) koşullarındaki sıcaklık döngüsüdür. Güney Ontario hava durumu istasyonla - rından alınan 20 yıllık verilere dayanarak, çevre verilerini aşağıdaki şekilde hesap - ladık. Verilerin elde edildiği hava durumu istasyonları: Toronto, Londra, Gatineau, Ottawa, Peterborough, Sarnia, Sudbury, Ann Arbor, Detroit, Flint. Ayrıca, çevresel hücrenin -40°C’den (güç kapalı) +90°C’ye (tam güçte) çıkar - tılmasıyla, IGBT muhafaza sıcaklığı -40°C’den 135°C’ye yükselir. Bu nedenle, Ontario hava durumu verilerinin 90. yüz - delik dilimi için AF değerini 34 olarak alacağız. Hızlandırma faktörünün yeniden hesaplanmasının, bulut miktarına bağlı olarak IGBT’deki mini sıcaklık farklılık - larını dikkate alacak şekilde yapıldığını, ancak genel etkinin minimum olduğunu unutmayın. ALT planı için güven sevi - yesini hesaplarken, köprülerdeki test sırasında çalışmanın arızasız olacağını varsayarak, örnek formülünü temel alan genişletilmiş başarı testi üstel dağıtımını kullandık: (6) (7) 480Vdc değerinde çevresel ΔTc AF B=-3,831 10 yıllık test döngüsü Ontario ΔTc 90. yüzdelik dilim, 69,6°C 34 107 Ontario ΔTc 50. yüzdelik dilim, 63,5°C 48,6 75 Güney Ontario bölgesi hava durumunun (ΔT) temel alındığı AF hesaplaması