變頻器機械可靠性測試規(guī)范V

1、測試規(guī)范規(guī)范編俏：INVT0_018_0002_TB_01英威騰電氣股份后限公司版本：V1.0密級：機密測試部生效日期：2010.08頁數(shù)：24頁變頻器機械可靠性測試規(guī)范擬制：黃國華日期：2010-08-01審核：日期:批準：日期:更改信息登記表規(guī)范名稱：變頻器機械可靠性測試規(guī)范規(guī)范編碼：版本更改原因更改說明更改人更改時間V1.0擬制新規(guī)范黃國華2010.08.01評審會簽區(qū)：人員簽名意見日期目錄1 .目的2 .范圍3 .定義4 .引用標準5 .測試設備6 .試驗環(huán)境7 .測試項目7.1. 測試項目清單7.2. 試驗樣品工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗7.3. 試驗樣品非工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗7.4

2、. 試驗樣品梯形波沖擊試驗7.5. 試驗樣品工作狀態(tài)正弦掃頻試驗7.6. 試驗樣品工作狀態(tài)隨機振動試驗7.7. 試驗樣品非工作狀態(tài)隨機振動試驗7.8. 試驗中斷處理8 .數(shù)據記錄及報告格式8.1. 機械可靠性測試數(shù)據記錄表8.2. 機械可靠性測t報告格式變頻器機械可靠性測試規(guī)范1.目的檢驗變頻器產品機械可靠性是否滿足標準和客戶要求；本規(guī)范主要集中在驗證變頻器產品在沖擊和振動環(huán)境因素規(guī)定限值內的工作能力，評定產品對貯存、運輸、搬運及使用環(huán)境的適應性。2.范圍本規(guī)范規(guī)定的機械可靠性測試方法，適用于英威騰電氣股份有限公司開發(fā)的所有變頻器產品。3.定義可靠性(reliability):產品在規(guī)定條件下

3、、規(guī)定時間內完成規(guī)定功能的能力。環(huán)境可靠性試驗(environmentalreliabilitytest)：采用自然暴露或人工模擬的方法將廣品暴露在特定環(huán)境中，為驗證廣品環(huán)境可靠性而開展的試驗；完整的環(huán)境試驗操作順序，通常包括預處理(必要時)、初始檢測(必要時)、條件試驗、恢復、最后檢測。初始檢測(initialexaminationandmeasurement)：預處理后，條件試驗之前對試驗樣品的電性能和外觀所進行的檢查和測量。條件試驗(conditioning)：把試驗樣品暴露到試驗環(huán)境中，以確定這種環(huán)境條件對試驗樣品的影響。最后檢測(finalexaminationandmeasurem

4、ent):在恢復之后對試驗樣品的電氣性能、機械性能和外觀所進行的檢查和測量。試驗樣品(Testsamples):要進行環(huán)境試驗的指定產品樣本。嚴酷等級(severity)：試驗樣品進行條件試驗所用的一組參數(shù)值。加速度(acceleration):表征速度對時間導數(shù)的矢量。標準重力力口速度(gn)(standardaccelerationduetotheearthsgravity)：由地心引力引起的標準加速度，它隨高度和地理位置的不同而變化。就本標準而言,gn值取10m/s2。加速度傳感器(accelerometer):將輸入加速度轉換成與其成比例的輸出量的傳感器。速度變化量(velocityc

5、hange):為要施加規(guī)定的加速度而產生的速度突然變化的絕對值。沖擊脈沖持續(xù)時間(durationofshockpulse):簡單沖擊脈沖的運動量上升到某一設定的最大值的分數(shù)值和下降到該值的時間間隔。注：對實測脈沖，通常取0.1的最大值作為設定值；對理想脈沖設定值取為零。半正弦沖擊脈沖(half-Sineshockpulse):時間歷程曲線為半正弦波的理想沖擊脈沖。梯形沖擊脈沖(trapezoidalshockpulse):時間歷程曲線為梯形的理想沖擊脈沖。振動(Vibration)：描述機械系統(tǒng)運動或位置量值相對于某一平均值或大或小交替地隨時間變化的現(xiàn)象。正弦振動(simpleharmoni

6、cvibration)：自變量為t的正弦函數(shù)的振動，用公式表示為y=Asin(cot+)式中：y簡諧振動；A振幅；3角頻率；t自變量；一振動的初相角隨機振動(randomvibration)：在未來任一給定時刻，其瞬時值不能精確預知的振動。頻率(f)(frequency):每秒振動的次數(shù)，單位為赫茲(Hz)。頻率是周期的倒數(shù)。幅值(amplitude):正弦振動的最大值。峰值(peakvalue)：在給定區(qū)間內振動量的最大值。共振(resonance)：系統(tǒng)作受迫振動時，激勵頻率有任何微小改變均會使系統(tǒng)響應下降的現(xiàn)象。共振頻率(resonancefrequency):系統(tǒng)出現(xiàn)共振時的頻率。共振

7、頻率取決于所測的變量，例如速度共振頻率不同于位移共振頻率。掃（sweep）：自變量（通常是頻率）連續(xù)地通過一定區(qū)間的過程。掃頻循環(huán)（sweepcycle）：在規(guī)定的頻率范圍內往返掃描一次，例如10Hz-150Hz-10Hz。掃描速率（sweeprate）：掃描中自變量的變化率。對數(shù)頻率掃描速率（logahtbmicfrequencysweeprate）:單位頻率的頻率變化率為常數(shù)的掃描速率，即lg染/dt為常數(shù)。注：建議用倍頻程/分（oct/min）為單位來表示對數(shù)頻率掃描率。倍頻程（octave）:頻率比為2的兩頻率之間的區(qū)間。加速度譜密度（accelerationspectraldensi

8、ty）:當帶寬趨于零和平均時間趨于無窮的極限狀態(tài)下，各單位帶寬上通過中心頻率窄帶濾波器的加速度信號方均值。4 .引用標準GB2298-1991-T機械振動與沖擊術語GB2421-1989電工電子產品基本環(huán)境試驗規(guī)程總則GB2422-1995-T電工電子產品環(huán)境試驗術語GB2423.05-1995-T電工電子產品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試3金Ea和導則：沖擊GB2423.10-1995-T電工電子產品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試3經Fc和導則：振動（正弦）GB2423.11-1997-T電工電子產品環(huán)境試驗第2部分：試驗方法試3色Fd：寬頻帶隨機振動-第2部分：試驗方法試3金Fda：寬頻帶隨機

9、振動-高第2部分：試驗方法元件設備和其它產品在沖擊般要求GB2423.12-1997-T電工電子產品環(huán)境試驗再現(xiàn)性GB2423.43-1995-T電工電子產品環(huán)境試驗（Ea）、碰撞（Eb）、振動（Fc和Fd）和穩(wěn)態(tài)加速度（Ga）等動力學試驗中的安裝要求和導則GB/T8582-2008電工電子設備機械結構術語ASTMD3332-99(2004)StandardTestMethodsforMechanical-ShockFragilityofProducts,UsingShockMachinesMIL-STD-810GEnvironmentalEngineeringConsiderationsAn

10、dLaboratoryTests5 .測試設備電動振動試驗系統(tǒng)沖擊試驗系統(tǒng)加速度傳感器6 .試驗環(huán)境溫度:1535c相對濕度：45375%氣壓：86106kPa7 .測試項目7.1. 測試項目清單試驗樣品工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗試驗樣品非工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗試驗樣品梯形波沖擊試驗試驗樣品工作狀態(tài)正弦振動試驗試驗樣品工作狀態(tài)隨機振動試驗試驗樣品非工作狀態(tài)隨機振動試驗為有效利用測試資源提高測試評估效率，對于本測試規(guī)范中要求的測試項目可依據表所列舉的情況進行選擇性測試。表1測試項目選取定義表試驗項目新產品結構設計艾更結構材料艾更關鍵組件或器件艾更初樣正樣中試工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗非工作狀態(tài)半正

11、弦波沖擊試驗梯形波沖擊試驗工作狀態(tài)止弦振動試驗工作狀態(tài)隨機振動試驗非工作狀態(tài)隨機振動試驗注：表示必須執(zhí)行項目；表示可以依據前期測試結果及變更具體內容選擇性執(zhí)行項目。對于同時存在多種變更的測試項目，選擇應取兩者必須執(zhí)行項目的共集，以確保有效評估測試風險；對于無法明確界定變更類型或本選取原則中未明確指定的情況，則需要執(zhí)行本規(guī)范中規(guī)定的全部測試項目。7.2. 試驗樣品工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗7.2.1, 測試方法在室溫條件下按常規(guī)測試標準對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量（外觀檢查包括：結構和組件是否有松脫、磨損、變形及斷裂等）并填寫數(shù)據記錄表格。如果試驗樣品為壁掛式，則將其按正常工作方式鎖到合

12、適的夾具上，再將夾具固定到振動臺上；如果試驗樣品實際工作中沒有固定（如柜式機），則直接用螺桿和壓條將其固定到振動臺上。在選定的監(jiān)測點安裝加速度傳感器。按表2要求設定試驗參數(shù)，實際速度變化量從脈沖前的0.4D積分到脈沖后的0.1D,且應控制在目標值土15%之內，橫向峰值加速度不超過預定方向峰值加速度的30%。如果脈沖時間為6ms,設置量測系統(tǒng)低通濾波器值2000Hz;如果脈沖時間為11ms時，則設置量測系統(tǒng)低通濾波器值1000Hzo試驗樣品工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗波形參見附圖1。附圖1試驗樣品工作狀態(tài)半正弦沖擊波形示意圖職分時間1.55工4。三工6D=7；相稱昧沖蚣容差范囹線D棘蹤肱沖的帶援時間

13、A標稱膿沖的蜂值加速度Tj用常規(guī)神擊機產生神擊時，對脈沖進行卷酒的最短時間八用電動振動仔產生靜擊時,對脈沖進行監(jiān)控的最短時間依次對試驗樣品的X、Y和Z三個軸向進行半正弦波沖擊，每個軸向正方向和負方向各沖擊三次，每次沖擊的時間間隔為6s；設備保持上電運行狀態(tài)進入條件試驗。試驗期間,并填寫數(shù)據記錄表格。試驗樣品軸向和面的定義需要注意觀察試驗樣品是否出現(xiàn)工作異常，參見附圖2。年號術ifi定R示S.圖3寬width設備在三爭中扼（更國11曲彳輸方向（左右方向3所懺書的尺寸：見的2中yn工2深depth粒吊在三娘坐標拿in的產物方向t前后方向）所內有的尺寸f見圉2中EhZ42.3島height設希在三隼

14、生標；見圖1的2地方片（上下方向所占有的尺寸（見圖?中W）可1、1前面IruriL設新省操作若相對的主亶購博鹵或操作赤，一般裝有打祖或操作元器杵（Mffl幻2.5后面EtirpLiAik.設備中面相對的囪（通委國加2.6在面kh性冷訐用fr芹左用的國（衛(wèi)J*血、W71/后的2.7右面righi設備在徐作者右刑的她朋圖、珈B工9頂斷topASHbotRE議哥陰部的面.足圖說笛底時的面見圖2）咫王2表2工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗等級定義表試驗樣品使用時的安裝方式加速度峰值（gn）脈沖持續(xù)時間（ms）壁掛式安裝306非固定安裝15117.2.2, 測試判據當樣品發(fā)生下列任何一種情況時，則被認為不合格。

15、試驗樣品工作不正?；蛑苯訑嚯?；結構或組件因為沖擊而出現(xiàn)松脫、磨損、變形、裂紋或斷裂的情形；電性能指標的偏離超出了試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的允許值；不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的其他判據。7.2.3.注意事項試驗過程試驗樣品處于通電狀態(tài)，必須有有效措施防止電纜松脫；另外需用隔離欄圍成一個試驗區(qū)域，禁止無關人員靠近。7.3. 試驗樣品非工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗7.3.1, 測試方法在室溫條件下按常規(guī)測試標準對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量（外觀檢查包括：結構和組件是否有松脫、磨損、變形及斷裂等）并填寫數(shù)據記錄表格。塑殼試驗樣品先安裝在夾具上，再

16、通過螺桿和壓條將夾具固定在沖擊試驗平臺上；鐵殼試驗樣品可以直接通過螺桿和壓條固定，對于產品不平整的面，需要選擇合適的實驗室通用工裝夾具墊平再固定，如果通用的工裝夾具不能滿足要求，則需要為試驗樣品設計專門的夾具。在選定的監(jiān)測點安裝上加速度傳感器。按表3試驗等級要求依次對試驗樣品施加三個軸向的半正弦波沖擊，每個面沖擊一次，試驗順序為前、后、左、右、下、上（試3樣品軸向和面的定義參照附圖2）,每個面沖擊完成需對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量，并填寫數(shù)據記錄表格；沖擊試驗過程樣品處于斷電狀態(tài)。試驗樣品非工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗波形參見附圖3。實際速度變化量應控制在目標值的土5%以內，橫向峰值加速

17、度小于預定方向峰值加速度的5%,低通濾波器設置為1000Hz。附圖3試驗樣品非工作狀態(tài)半正弦波沖擊試驗波形示意圖表3試驗樣品非工作狀態(tài)半正弦沖擊波等級定義表速度變化量（cm/s）脈沖持續(xù)時間（ms）17027.3.2, 測試判據當樣品發(fā)生下列任何一種情況時，則被認為不合格。試驗樣品不能夠正常上電運行；結構或組件因為沖擊而出現(xiàn)松脫、磨損、變形、裂紋或斷裂的情形；電性能指標超出了試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的允許值；不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的其他判據。7.3.3, 注意事項必須將試驗樣品鎖緊在沖擊平臺上，防止其試驗過程從沖擊平臺跌落；另外需用隔離欄圍

18、成一個試驗區(qū)域，禁止無關人員靠近。7.4. 試驗樣品梯形波沖擊試驗7.4.1, 測試方法在室溫條件下按常規(guī)測試標準對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量（外觀檢查包括：結構和組件是否有松脫、磨損、變形及斷裂等）并填寫數(shù)據記錄表格。塑殼試驗樣品應先安裝在夾具上，再將夾具固定在沖擊試驗平臺上；鐵殼試驗樣品可以直接通過螺桿和壓條固定，對于產品不平整的面，需要選擇合適的實驗室通用工裝夾具墊平再固定，如果通用的工裝夾具不能滿足要求，則需要為試驗樣品設計專門的夾具。在選定的監(jiān)測點安裝上加速度傳感器。按表4試驗等級要求，依次對產品前、后、左、右、下、上各個面施加沖擊脈沖，每個面沖擊一次，試驗樣品軸向和面的定

19、義參照附圖2;每個面沖擊完成需對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量，并填寫數(shù)據記錄表格；沖擊試驗過程樣品處于斷電狀態(tài)。梯形波沖擊試驗波形參見附圖4。實際速度變化量應控制在目標值的土5%以內，橫向峰值加速度小于預定方向峰值加速度的5%,低通濾波器設置為330Hzo附圖4試驗樣品梯形波沖擊波形示意圖表4試驗樣品梯形波沖擊試驗等級定義表試驗樣品包裝件總質量W（kg）加速度峰值（g速度變化量（cm/s）0W9.15799.1W18.253918.2WW27.251827.2WW36.34503036.3WW45.441045.4W68.136668.1W113.5335113.5W2991.1.2.

20、 測試判據當樣品發(fā)生下列任何一種情況時，則被認為不合格。試驗樣品不能夠正常上電運行；結構或組件因為沖擊而出現(xiàn)松脫、磨損、變形、裂紋或斷裂的情形；電性能指標的偏離超出了試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的允許值；不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的其他判據。1.1.3. 注意事項必須將試驗樣品鎖緊在沖擊平臺上，防止其試驗過程從沖擊平臺跌落；另外需用隔離欄圍成一個試驗區(qū)域，禁止無關人員靠近。7.5. 試驗樣品工作狀態(tài)正弦掃頻試驗7.5.1. 測試方法在室溫條件下按常規(guī)測試標準對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量（外觀檢查包括：結構和組件是否有松脫、磨損、變形及斷裂

21、等）并填寫數(shù)據記錄表格。對于壁掛式試驗樣品，先將其安裝在夾具上，再將夾具鎖到振動臺上；如果試驗樣品實際工作中沒有固定（如柜式機），則可直接用壓桿固定到振動臺上。在選定的監(jiān)測點安裝上加速度傳感器，接通試驗樣品電源。按表5試驗等級要求設定試驗參數(shù)，對試驗樣品的每個軸向進行掃頻檢查。掃頻結束，選定危險頻率點，使試驗樣品在每個危險頻率點進行定頻振動。如果試驗樣品單個軸向危險頻率點多于4個，或者共振不明顯，則改為掃頻試驗。條件試驗期間，需要注意觀察試驗樣品是否出現(xiàn)工作異常，并填寫數(shù)據記錄表格。表5試驗樣品工作狀態(tài)正弦振動試驗等級定義表頻率105510掃頻速率（Oct/Min）0.5掃頻循環(huán)（次）5位移幅

22、值（ZerotoPeak）（mm0.75危險頻率駐留時間（Mins）307.5.2. 測試判據當樣品發(fā)生下列任何一種情況時，則被認為不合格。試驗樣品工作不正?；蛑苯訑嚯?；結構或組件因為振動而出現(xiàn)松脫、磨損、變形、裂紋或斷裂的情形；電性能指標的偏離超出了試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的允許值;不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的其他判據。7.5.3. 注意事項試驗過程試驗樣品處于通電狀態(tài)，必須有有效措施防止電纜松脫；另外需用隔離欄圍成一個試驗區(qū)域，禁止無關人員靠近。7.6. 試驗樣品工作狀態(tài)隨機振動試驗7.6.1. 測試方法對于壁掛式試驗樣品，先將其安裝在夾具

23、上，再將夾具鎖到振動臺上；如果試驗樣品在實際工作中沒有固定（如柜式機），則直接將其鎖定振動臺上。在選定的監(jiān)測點安裝上加速度傳感器，接通試驗樣品電源。按表6設定試驗參數(shù)，完成試驗樣品三個軸向的振動試驗。實際功率頻譜密度曲線需控制在目標值土3dB范圍內，總均方根加速度值不能超出目標值的土15%。條件試驗期間，需要注意觀察試驗樣品是否出現(xiàn)工作異常，并填寫數(shù)據記錄表格。表6試驗樣品工作狀態(tài)隨機振動試驗等級定義表頻率（Hz）斜率（dB/Oct）加速度譜密度（g2/Hz）550000.005方均根加速度為1.6Grms,每個軸向試驗時間30mins7.6.2. 測試判據當樣品發(fā)生下列任何一種情況時，則被認

24、為不合格。試驗樣品工作不正?；蛑苯訑嚯姡唤Y構或組件因為振動而出現(xiàn)松脫、磨損、變形、裂紋或斷裂的情形；電性能指標的偏離超出了試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的允許值；不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的其他判據。7.6.3. 注意事項試驗過程試驗樣品處于通電狀態(tài)，必須有有效措施防止電纜松脫；另外需用隔離欄圍成一個試驗區(qū)域，禁止無關人員靠近。7.7. 試驗樣品非工作狀態(tài)隨機振動試驗7.7.1. 測試方法在室溫條件下按常規(guī)測試標準對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量（外觀檢查包括：結構和組件是否有松脫、磨損、變形及斷裂等）并填寫數(shù)據記錄表格。將試驗樣品直接通過螺桿

25、和壓條固定到振動臺上，對于產品不平整的面，需要選擇合適的實驗室通用工裝夾具墊平再固定，如果通用的工裝夾具不能滿足要求，則需要為試驗樣品設計專門的夾具。在選定的監(jiān)測點安裝上加速度傳感器，試驗樣品每個軸向試驗前和試驗后均需進行共振量測，檢查試驗樣品試驗前后動態(tài)響應特性的變化并記錄；掃頻頻率范圍10Hz至500Hz，力口速度幅值0.1g%速率1Oct/min,一個掃頻循環(huán)。按表7設定試驗參數(shù)，完成試驗樣品三個軸向的振動試驗。實際功率頻譜密度曲線應在目標值3dB范圍內，總均方根加速度值不超出目標值的土15%。每個軸向試驗結束需進行中間檢測，對試驗樣品的電性能和外觀進行檢查和測量，并填寫數(shù)據記錄表格；條

26、件試驗過程樣品處于斷電狀態(tài)。表7非工作狀態(tài)隨機振動試驗等級定義表頻率（Hz）斜率（dB/Oct）加速度譜密度（g2/Hz）550000.01方均根加速度為2.2Grms,每個軸向試驗時間60mins7.7.2. 測試判據當樣品發(fā)生下列任何一種情況時，則被認為不合格。試驗樣品不能夠正常上電運行；結構或組件因為振動而出現(xiàn)松脫、磨損、變形、裂紋或斷裂的情形；電性能指標的偏離超出了試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的允許值；不能滿足安全要求，或出現(xiàn)危及安全的故障；試驗樣品有關標準和技術文件規(guī)定的其他判據。7.7.3.注意事項試驗之前需按要求的扭矩安裝所有螺絲，并且打上緊固標識，以便于確認螺絲是否在振動試驗

27、過程松動。7.8. 試驗中斷處理7.8.1. 容差內中斷中斷期間試驗條件沒有超出允許誤差范圍，試驗樣品出現(xiàn)失效，則此時應根據試驗樣品的損壞程度，考慮修復樣品或更換試驗樣品繼續(xù)余下軸向試驗。7.8.2. 欠試驗條件中斷當進行某些軸向試驗的試驗條件低于允許誤差下限時，應調整試驗條件達到預先規(guī)定的試驗條件重新試驗，但應避免試驗樣品因重復試驗導致疲勞失效（這種情況，需要更換試驗樣品從此軸向重新開始試驗），一直進行到完成預定的全部軸向的試驗。7.8.3. 過試驗條件中斷當進行某一軸向試驗的試驗條件高于允許誤差上限時，最好停止此試驗，將試驗條件重新調到預先規(guī)定的試驗條件，如果試驗樣品失效則需更換試驗樣品，從此軸向重新開始測試。如果試驗樣品沒有出現(xiàn)失效，則可進行后續(xù)軸向的試驗，但是如果后續(xù)試驗中出現(xiàn)試驗樣品失效，則應認為此試驗結果無效。8.數(shù)據記錄及報告格式測試過程中每個測試點要依據測試數(shù)據記錄表格指定格式填寫，記錄完畢后應由測試人員歸檔保存作為測試數(shù)據原始記錄，以便后期確認原始測試結果及產品失效分析的依據；婁據記錄表格格式請參見附錄A機械可靠性測試數(shù)據記錄表。為確保測試報告一致性及規(guī)范性，機械可靠性測試報告應