電子可靠性 | 丹佛斯變頻器的上市時間縮短了75%
Ansys電子可靠性解決方案:
優化和預測電子產品的可靠性,解決熱、電氣和結構可靠性挑戰。
采用綜合全面的多物理場仿真被證實是確保和預測電子產品可靠性的最佳實踐。Ansys電子可靠性解決方案及工作流程能夠助力應對諸多電氣、熱和結構可靠性等仿真和設計挑戰,從而提高信號完整性、防止沖擊和振動故障、消除電磁干擾。
近期,Ansys官方微信公眾號將陸續推出系列電子可靠性內容,如案例分析、白皮書等,主題涉及丹佛斯產品創新、熱管理方案、半導體壽命預測、大陸汽車如何完成可靠性測試、基于SAE J3168標準的可靠性分析、如何加速實現汽車電子可靠性,本期將為大家帶來「Ansys + 丹佛斯」 的應用案例。
關于丹佛斯
丹佛斯A/S是全球第二大可調速變頻器(AC變頻器)制造商,客戶覆蓋全球多個行業,通過使用丹佛斯A/S變頻器控制洗碗機、行李傳送帶、渦輪機以及計算機等各種應用中電機速度。
丹佛斯致力于節能,減少浪費,不斷探索變頻器的創新。由于變頻器的應用方式種類繁多,丹佛斯希望通過提高變頻器工作效率的同時,又不限制其產品原有的多種部署方法。這意味著,要讓在北極圈地區部署的調節電機雷達陣列穩步運行,同時適用于加利福尼亞州某間辦公室內驅動硬盤的節能運行,這要求確保變頻器有著同樣的設計。
挑戰
丹佛斯在探索變頻器創新進程中,通常要經歷“設計-構建-測試-整改”的艱辛歷程,每個階段需要經過至少4次迭代,而每次迭代都要耗費6-8個月時間。最終新變頻器的設計可能需要長達2年以上才能投放市場。
Ansys Sherlock通過系統仿真及焊點或組件開裂風險分析,展示PCBA的應變分布。綠色部分組件表示無風險,為多次設計迭代后的結果。
由組件和PCB跡線處功率損耗導致的溫度分布可用于預測焊點疲勞壽命預測。綠色部分組件表示無焊點疲勞風險,黃色部分組件則有較小風險。經過多次設計迭代后,實現了可接受的使用壽命結果。
解決方案
2014年,丹佛斯可靠性工程師團隊開始采用Ansys Sherlock自動設計分析軟件來評估其新款變頻器設計的可靠性及魯棒性。Sherlock可為工程師提供組件圖,明確顯示每個組件的使用壽命,并能快速加載場景,大部分仿真僅需3-4個小時即可完成。而原來測試物理原型,丹佛斯工程師則可能需要數月甚至數年時間來設置并運行此類測試。
方案優勢
丹佛斯借助Ansys Sherlock的可預測性,便于工程師無需等待物理原型測試,將新變頻器投放市場所需的時間較之以前縮短了75%
丹佛斯可靠性工程師將ECAD文件轉換成FEA模型,在幾分鐘內就能自動完成仿真準備工作
工程師能夠開展更多的失效測試,這些測試都可通過Sherlock仿真完成,無需進行物理測試,進而降低測試成本
“丹佛斯通過運用Ansys Sherlock加速建立成套解決方案,隨時隨地能夠以更高效的方式用電。”
作者 | Amol R. Chopade
首席可靠性工程師-丹佛斯A/S變頻器
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