变频器气候类环境可靠性测试规范

变频器气候类环境可靠性
测试规范
拟制：严小欢日期：2010-10-27 审核：姜明日期：2010-10-28 批准：董瑞勇日期：2010-11-02
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规范名称：变频器气候类环境可靠性测试规范
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目录
1. 目的 (3)
2. 范围 (3)
3. 定义 (3)
4. 引用标准 (4)
5. 测试设备 (5)
6.测试环境 (5)
7.测试项目 (6)
7.1.测试项目清单 (6)
7.2.低温试验 (8)
7.2.2.低温工作试验 (9)
7.3.高温试验 (10)
7.3.1高温贮存试验 (10)
7.3.2.高温工作试验 (11)
7.4.湿热试验 (13)
7.5.温变试验 (15)
7.6.低气压试验 (16)
7.7.盐雾试验 (18)
8.数据记录及报告格式 (20)
附录A. 环境可靠性测试数据记录表 (21)
附录B. 环境可靠性测试报告格式 (22)
英威腾电气股份有限公司测试技术规范
变频器气候类环境可靠性测试规范1.目的
检验变频器产品气候类环境可靠性是否满足标准和客户要求；本规范主要集中在验证变频器在常规气候类环境因素（温度、湿度、气压、腐蚀）及其组合的规定限值内的工作能力，评定产品对贮存、使用环境的适应性；
2.范围
本规范规定的气候类环境可靠性测试方法，适用于英威腾电气股份有限公司开发的所有变频器产品。

3.定义
●可靠性（Reliability）：产品在规定条件下、规定时间内完成规定功能的能力；
●环境可靠性试验（Environmental reliability test）：采用自然暴露或人工模拟的
方法将产品暴露在特定环境中，为验证产品环境可靠性而开展的试验；完整的环境试验操作顺序，通常包括预处理（必要时）、初始检测（必要时）、条件试验、恢复、最后检测；
●预处理（Pre-conditioning）：为消除或部分抵消试验样品以前经历的各种效应，在
条件试验前对试验样品所做的处理；
●初始检测（Initial examination and measurement）：预处理后，条件试验之前对
试验样品的电性能和外观所进行的检查和测量；
●条件试验（Conditioning）：把试验样品暴露到试验环境中，以确定这种环境条件对
试验样品的影响；
●恢复（Recovery）：条件试验后，最后检测之前为使试验样品的性能稳定所做的处理；
●最后检测（Final examination and measurement）：在恢复之后对试验样品的电
气性能、机械性能和外观所进行的检查和测量；
●试验样品：要进行环境试验的指定产品样本；
●严酷等级（Severity）：试验样品进行条件试验所用的一组参数值；
●综合试验（Combined test）：两种或多种试验环境同时作用与试验样品的试验；
●组合试验（Composite test）：把试验样品依次连续暴露到两种或多种试验环境中的
试验；
●温度（Temperature）：温度是表示物体冷热程度的物理量；温度单位有华氏温度(℉)、
摄氏温度（°C）、热力学温度(K)，其中摄氏温度和华氏温度的关系：T(℉)=1.8t(℃)+32；
摄氏温度和热力学温度的关系：T(K)=t(℃)+273.15；
●温度稳定（Temperature stabilization）：工作空间内所有点的温度达到并维持在温
度设定值的给定容差内；
●温度波动度（Temperature fluctuation）：稳定后，在规定的时间间隔内、工作空
间中任一点的最高与最低温度之差；
●绝对湿度（Absolute humidity）：单位容积空气中所含的水汽质量，常用计量单位
是g/m3；
●相对湿度RH（Relative humidity）：在一定温度时，在给定的体积空气中，水汽
分压力与饱和水汽压力的比率，用百分数表示；
4.引用标准
●GB2421-1989 电工电子产品基本环境试验规程总则
●GB2422-1995-T 电工电子产品环境试验术语
●GB2423.01-1989 电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法
●GB2423.02-1989 电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法
●GB2423.03-2006-T电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Cab：恒定湿热试验●GB2423.04-1993 电工电子产品基本环境试验规程试验Db：交变湿热试验方法
●GB2423.09-1989 电工电子产品基本环境试验规程试验Cb：设备用恒定湿热试验方法●GB2423.17-1993-T 电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法
●GB2423.18-2000-T 电工电子产品基本环境试验规程试验Kb：交变盐雾试验方法(氯化
钠溶液)
●GB2423.21-1991 电工电子产品基本环境试验规程试验M：低气压试验方法
●GB2423.22-2002-T 电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化●GB2423.25-1992-T 电工电子产品基本环境试验规程试验Z AM：低温低气压综合试验●GB2423.26-1992-T 电工电子产品基本环境试验规程试验Z BM：高温低气压综合试验●GB2423.27-1981 电工电子产品基本环境试验规程试验Z AMD：低温低气压湿热连续
综合试验方法
●GB2423.34-1986 电工电子产品基本环境试验规程试验Z AD：温度湿度组合循环试验
方法
●GB2424.01-1989 电工电子产品基本环境试验规程高温低温试验导则
●GB2424.02-2005-T 电工电子产品环境试验湿热试验导则
●GB2424.13-1981 电工电子产品基本环境试验规程温度变化试验导则
●GB2424.15-1992 电工电子产品基本环境试验规程温度／低气压综合试验导则
5.测试设备
●KMH-1000RL5型可程式快速温变湿热箱（科明科技有限公司）
（设备具体技术参数及操作方法请参照《KMH-1000RL5型可程式快速温变湿热箱操作指导书》）
●QTM-VT1000L型低气压高低温试验箱（深圳市环亚科技有限公司）
（设备具体技术参数及操作方法请参照《QTM-VT1000L型低气压高低温试验箱操作指导书》）
●QTS-408L型三箱式冷热冲击实验箱（深圳市环亚科技有限公司）
（设备具体技术参数及操作方法请参照《CS-SST 480A型三箱式冷热冲击实验箱操作指导书》）
●QTM-BS-90L盐雾试验箱（深圳市环亚科技有限公司）
（设备具体技术参数及操作方法请参照《QTM-BS-90L盐雾试验箱操作指导书》）6.测试环境
各测试项目的测试环境参看下文各测试项目所对应的测试项目选取定义表及试验等级
定义表；
7.测试项目
7.1.测试项目清单
7.1.1测试项目及其定义
●低温贮存试验：评判产品低温条件下存贮能力裕度、耐久性和适应性，检查产品是否达
到有关标准要求；
●高温贮存试验：评判产品高温条件下存贮能力裕度、耐久性和适应性，检查产品是否达
到有关标准要求；
●低温工作试验：评判产品在低温条件下的工作裕度、低温耐久性和工作适应性，检查产
品在低温时能否正常工作，判定产品是否达到要求；
●高温工作试验：评判产品在高温条件下的工作裕度、高温耐久性和工作适应性，检查产
品在高温时能否正常工作，判定产品是否达到要求；
●温变试验（温度渐变、温度冲击）：温变试验分为规定温度变化速率的温度变化（温度
渐变）和规定转换时间的快速温度变化（温度冲击）；温度冲击试验主要评判产品经受环境温度迅速变化的能力，温度渐变试验主要评判产品在温度变化条件下的工作裕度、耐久性和工作适应性，检查产品在温度变化时能否正常工作，判定产品是否达到要求；
●湿热试验（恒定湿热、交变湿热）：湿热试验分为恒定湿热试验（条件试验过程中温度
湿度均为定值保持不变）和交变湿热试验（条件试验过程中湿度保持定值不变温度渐变，试验由若干循环构成）；恒定湿热测试主要用于评定小型设备、元件及于试验箱外的测试装置有复杂连接的大型设备在高湿度条件下的工作裕度、耐久性和工作适应性；交变湿热主要用于评定系统产品或材料在温度循环变化、产品表面产生凝露的湿热条件下的工作裕度、耐久性和工作适应性；
●盐雾试验（持续盐雾、交变盐雾）：评判材料及其防护层的抗盐雾腐蚀的能力，以及相
似防护层的工艺质量比较，考核产品抗盐雾腐蚀的能力；评定某些非金属材料因吸收盐而劣化的程度；
●低气压试验（低气压试验、低温低气压综合试验、高温低气压综合试验）：评判产品在
低气压、低温低气压以及高温低气压条件下工作能力裕度、耐久性和适应性，检查产品是否达到有关标准要求；
7.1.2.测试项目选取原则
为有效利用测试资源提高测试评估效率，对于本测试规范中要求的测试项目可依据下表所列举的情况进行选择性测试；
表1测试项目选取定义表
注：●表示必须执行项目◎表示可以依据前期测试结果及变更具体内容选择性执行项目
对于同时存在多种变更的测试项目选择应取两者必须执行项目的共集以确保有效评估测试
风险；对于无法明确界定变更类型或本选取原则中未明确指定的情况，则需要执行本规范中规定的全部测试项目；
7.1.3.元器件审查
在测试开始前，测试申请人需提交测试样品的控制板、驱动板、电源板及其他类型所用单板的主要器件BOM清单，由环境测试人员根据BOM清单核查所用器件的存贮及运行温度、ESD等级及MSD等级。

初样和正样测试测试申请人必须提供此BOM清单，中试测试若器件无更改可不提供。

对于发现有不满足环境测试规范所要求的温度等级的器件，测试人员需反馈给申请人并在测试报告中进行标明。

7.2.低温试验
7.2.1.低温贮存试验
7.2.1.1测试方法
（1）初始检测
在室温条件下按常规测试标准对试验样品上电测试，确保其电性能完好，并对样品的外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、编号、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
（2）条件试验
将试验样品放到试验箱中，试验样品此时不上电，根据表2低温贮存试验等级表设定样品所对应的测试等级；样品在规定环境应力下的保持时间应不小于所要求的测试时间；
表2低温贮存试验等级定义表
低温存贮试验完成以后，根据低温工作试验等级的要求，设定相应应力值，开始低温工作试验；
7.2.2.低温工作试验
7.2.2.1测试方法
设备保持不上电状态进入低温工作试验，待设备温度稳定（温度稳定时间应不低于1个小时）后进行低温上电启动测试；在条件测试过程中需要进行中间检测，对试验样品的电性能进行检查和测量并填写数据记录表格；
表3低温工作试验等级定义表
（3）恢复
条件试验后，设置试验箱恢复到常温正常环境；在恢复之后按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
7.2.3.试验结果判断
当样品发生下列任何一种情况时，则被认为不合格。

●样品无法正常启动或上电测试电性能异常；
●样品结构和外观损坏、变形；
●风扇声音或键盘显示异常；
●电流显示偏差查过5%；
●试验样品其他性能不符合有关标准和技术文件规定的其他判据。

7.2.4.注意事项
（1）低温工作时应尽量外接变压器，保证输入电压在额定电压的±20%内变化，每个电压段工作至少工作4小时，循环至少三次。

（2）低温启动需至少测试5次，每次启动之后运行时间不超过5分钟，每两次启动之间间隔1~2个小时。

（3）当频率由模拟量端子来设定时，输入输出模拟量值与显示值的偏差不得超过5%；（4）当在低温下进行通信测试时，设备需要先在表3所示的温度等级下稳定1~2个小时再通电，测试方法和数据按照对应通讯测试的要求进行填写，测试中不允许出现通讯中断和其他异常情况；
（5）在试验周期结束后，试验样品仍需保留在试验箱内，将试验箱温度逐渐升至25℃，对于低温工作测试，在升温之前需要停止通电；
（6）试验样品在常温下恢复时，恢复时间要足以使其达到温度稳定，至少为1个小时；（7）低温工作条件试验时若需要终止试验则必须升高温后方可终止试验；非紧急情况（如安全或设备故障）不得在低温工作条件试验期间打开测试箱；
（8）当试验条件低于允许误差下限时，应从低于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到完成预定的试验周期。

中断期间试验条件没有超出允许误差范围，中断时间应作为总试验持续时间的一部分；
（9）当试验条件高于允许误差上限时最好停止此试验，用新的试验样品重做。

如果过试验条件不会直接造成影响试验样品特性的损坏，或者此试验样品可以修复，则应从高于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到预定的试验周期。

如果以后试验中出现试验样品失效，则应认为此试验结果无效；
（10）其他注意事项参看《KMH-1000RL5型可程式快速温变湿热箱操作指导书》。

7.3.高温试验
7.3.1高温贮存试验
7.3.1.1测试方法
（1）初始检测
在室温条件下按常规测试标准对试验样品上电测试，确保其电性能完好，并对样品的外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
（2）条件试验
将试验样品放到试验箱中，根据表4高温贮存试验等级表设定样品所对应的测试等级；
样品保持不上电状态进入低温贮存试验，样品在规定环境应力下的保持时间应不小于所要求的测试时间；
表4高温贮存试验等级定义表
高温贮存试验完成以后，根据高温工作试验等级的要求，设定相应应力值，开始高温工作试验；
7.3.2.高温工作试验
7.3.2.1测试方法
将试验样品放到试验箱中，根据表5高温工作试验等级表设定样品所对应的测试等级；样品在规定环境应力下的保持时间应不小于所要求的测试时间；设备保持上电运行状态进入条件试验，在条件测试过程中需进行中间检测，对试验样品的电性能进行检查和测量并填写数据记录表格；
表5高温工作试验等级定义表
（3）恢复
条件试验后，设置试验箱恢复到40℃；在恢复之后按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
7.3.3.试验结果判断
当样品发生下列任何一种情况时，则被认为不合格。

●结构和外观上出现损坏、变形；
●高温存贮温度显示与实际偏差5℃以上；
●电流显示偏差超过5%；
●样品的电性能或风扇声音出现异常；
●样品运行报故障；
●电性能指标的偏离超出了试验样品有关标准和技术文件规定的允许值。

7.3.4.注意事项
（1）高温工作时应尽量外接变压器，保证输入电压在额定电压的±20%内变化，每个电压段工作至少工作4小时，循环至少三次；
（2）试验样品在恢复前不需断电，但在断电之前必须完成所有测试项目；试验样品应在40℃条件下进行恢复足够时间，使样品达到温度稳定，恢复时间至少为1小时。

（3）试验样品温度稳定后需立即断电，停止试验，并在样品温度下降之前开始耐压测试，耐压等级压参看《安规测试规范》的要求。

（4）当频率由模拟量端子来设定时，输入输出模拟量值与显示值的偏差不得超过5%；（5）当在高温下进行通信测试时，设备需要先在表5所示的温度等级下稳定1~2个小时再通电，测试方法和数据按照对应通讯测试的要求进行填写，测试中不允许出现通讯中断和其他异常情况；
（6）器件基板与导热膏的接触面积不低于器件近半总体面积的80%，并且导热膏没有明显干涸痕迹；
（7）45℃以上运行每升高1℃，降额2%，降额后变频器运行要求温升未超过规定值；（8）高温工作设备测试完成取出时，测试人员需要采取相应保护措施方可搬运设备避免烫伤；
（9）当试验条件低于允许误差下限时，应从低于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到完成预定的试验周期。

中断期间试验条件没有超出允许误差范围，中断时间应作为总试验持续时间的一部分。

（10）当试验条件高于允许误差上限时最好停止此试验，用新的试验样品重做。

如果过试验条件不会直接造成影响试验样品特性的损坏，或者此试验样品可以修复，则应从高于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到预定的试验周期。

如果以后试验中出现试验样品失效，则应认为此试验结果无效。

（11）其他注意事项参看《KMH-1000RL5型可程式快速温变湿热箱操作指导书》；
7.4.湿热试验
7.4.1.测试方法
（1）初始检测
在室温条件下按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
（2）条件试验
将试验样品放到试验箱中，根据表6湿热试验等级表设定样品所对应的测试等级；样品在规定环境应力下的保持时间应不小于所要求的测试时间；设备保持不上电运行状态进入条件试验，在条件测试过程中需进行中间检测，对试验样品的电性能进行检查和测量并填写数据记录表格；
表6 湿热试验等级定义表
（3）恢复
条件试验后，试验箱恢复到至40℃，并保持湿度不变；在恢复之后按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
7.4.2.试验结果判断
当样品发生下列任何一种情况时，则被认为不合格。

●结构和外观上出现损坏或变形，部分器件引脚氧化；
●样品上电测试异常，电流显示偏差超过5%；
●风扇声音或键盘显示异常；
●试验样品的单板、电容或其他位置有明显凝露；
●电性能指标的偏离超出了试验样品有关标准和技术文件规定的允许值。

7.4.3.注意事项
（1）样品最终检测完成之后，需要让样品在试验箱中恢复1~2个小时，恢复期间样品断电；（2）样品恢复时间结束后需从试验箱中取出，并即刻进行100KV高压脉冲测试和耐压测试，测试要求及测试等级安《安规测试规范》的要求选取；
（3）当频率由模拟量端子来设定时，输入输出模拟量值与显示值的偏差不得超过5%；（4）当在高温下进行通信测试时，设备需要先在表5所示的温度等级下稳定1~2个小时再通电，测试方法和数据按照对应通讯测试的要求进行填写，测试中不允许出现通讯中断和其他异常情况；
（5）湿热试验条件试验阶段严禁打开试验箱；如因安全等特殊原因试验终止，打开试验箱过程中测试人员亦应在试验箱门后位置用试验箱门作为遮挡避免热气烫伤；
（6）当试验条件低于允许误差下限时，应从低于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到完成预定的试验周期。

中断期间试验条件没有超出允许误差范围，中断时间应作为总试验持续时间的一部分。

（7）当试验条件高于允许误差上限时最好停止此试验，用新的试验样品重做。

如果过试验条件不会直接造成影响试验样品特性的损坏，或者此试验样品可以修复，则应从高于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到预定的试验周期。

如果以后试验中出现试验样品失效，则应认为此试验结果无效。

（8）其他注意事项可参看《KMH-1000RL5型可程式快速温变湿热箱操作指导书》；
7.5.温变试验
7.5.1.测试方法
（1）初始检测
在室温条件下按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
（2）条件试验
将试验样品放到试验箱中，根据表7温变试验等级表设定样品所对应的测试等级；样品在规定环境应力下的测试循环数应不小于所要求的测试循环数；设备保持运行状态进入条件试验，在条件测试过程中需进行中间检测，对试验样品的电性能进行检查和测量并填写数据记录表格；
表7 温变试验等级定义表
（3）恢复
条件试验后，设置试验箱恢复到常温正常环境，恢复时间要足以使样品温度稳定；在恢复之后按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
7.5.2.试验结果判断
当样品发生下列任何一种情况时，则被认为不合格。

●结构和外观上出现损坏；
●样品上电测试异常；
●试验样品的单板、电容或其他位置有明显凝露；
●电性能指标的偏离超出了试验样品有关标准和技术文件规定的允许值。

7.5.3.注意事项
（1）温变试验条件试验阶段必须在高温段结束，在低温段时若需要终止试验则必须升高温后方可终止试验；非紧急情况（如安全或设备故障）不得在低温测试期间打开测试箱。

（2）试验样品在常温下温度稳定1~2个小时后需要进行短路测试，每相短路五次，填写相应的数据表格；
（3）当频率由模拟量端子来设定时，输入输出模拟量值与显示值的偏差不得超过5%；（4）当在高温下进行通信测试时，设备需要先在表5所示的温度等级下稳定1~2个小时再通电，测试方法和数据按照对应通讯测试的要求进行填写，测试中不允许出现通讯中断和其他异常情况；
（5）当试验条件低于允许误差下限时，应从低于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到完成预定的试验周期。

中断期间试验条件没有超出允许误差范围，中断时间应作为总试验持续时间的一部分。

（6）当试验条件高于允许误差上限时最好停止此试验，用新的试验样品重做。

如果过试验条件不会直接造成影响试验样品特性的损坏，或者此试验样品可以修复，则应从高于试验条件的点重新达到预先规定的试验条件，恢复试验，一直进行到预定的试验周期。

如果以后试验中出现试验样品失效，则应认为此试验结果无效。

（7）温度渐变试验注意事项可参看《KMH-1000RL5型可程式快速温变湿热箱操作指导书》；温度冲击试验注意事项参看《CS-SST 480A型三箱式冷热冲击实验箱操作指导书》；
7.6.低气压试验
7.6.1.测试方法
（1）初始检测
在室温条件下按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包
括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）
（2）条件试验
将试验样品放到试验箱中，根据表8低气压试验等级表设定样品所对应的测试等级；样品在规定环境应力下的保持时间应不小于所要求的测试时间；设备保持上电运行状态进入条件试验，在条件测试过程中需进行中间检测，对试验样品的电性能进行检查和测量并填写数据记录表格；
表8 低气压试验等级定义表
（3）恢复
条件试验后，设置试验箱恢复到常温正常环境，恢复时间要足以使样品温度稳定；在恢复之后按常规测试标准对试验样品的电性能和外观进行检查和测量（外观检查包括：结构与尺寸、颜色、铭牌与标识等）并填写数据记录表格；
7.6.2.试验结果判断
当样品发生下列任何一种情况时，则被认为不合格。

●设备上电运行时出现故障或异常；
●结构和外观上出现损坏或变形；。