МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАБЕРЕЖНОЧЕЛНИНСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АВТОНОМНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Р.И. Ахметсагиров, л.Р. Саримов основы теории надёжности электрооборудования автомобилей и тракторов

Учебно-методическое пособие к практическим занятиям

Набережные Челны, 2014

УДК 614.876+613(076)

ББК 51.26я73

Р15

Основы теории надежности электрооборудования автомобилей и тракторов: учебно-методическое пособие к практическим занятиям для студентов направления подготовки 140400.62 «Электроэнергетика и электротехника» / Составители: Р.И. Ахметсагиров, Л.Р. Саримов - Набережные Челны: Изд-во НЧИ филиал КФУ, 2014. – 32 с.

Рецензент: к.т.н., доцент каф. Автоматизация и управление Р.Р. Валиахметов

Печатается в соответствии с решением научно-методической комиссии отделения Электроэнергетики и информатизации.

© Набережночелнинский институт ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», 2014 г.

Содержание

Практическое занятие №1 «Воздействие температурного режима на надежность обмоточного узла автотракторных генераторов»…………...………………………………………...4

Практическое занятие №2 «Исследование показателей надежности невосcтанавливаемых объектов………….……….9

Практическое занятие №3 «Оценка надежности элементов электронных изделий»…………………...………………....….13

Список литературы………..……………………………….…..20

Практическое занятие №1. Воздействие температурного режима на надёжность обмоточного узла автотракторных генераторов.

Цель работы:

1. Изучить методы оценки интенсивности воздействия температуры на надежность обмоточного узла генераторов.

2. Освоить метод построения кривой плотности распределения температурного режима обмоток.

Задание

1. Определить кривую плотности распределения температурного режима по заданным величинам превышения температуры:

1. для обмотки статора;

2. для обмотки возбуждения.

Пояснение к работе

Отличием изделий АТЭ от стационарных является то, что их температура в эксплуатации изменяется в зависимости от режима движения.

Поэтому в основу расчета надежности обмоточных узлов должны быть положены кривые плотности распределения температурного ре­жима Wt = f(t). Кривая Wt = f(t) зависит от условий эксплуатации автомобиля и превышения температуры обмотки над температурой окружающей среды . Эту кривую можно опре­делить экспериментально, а можно и определить расчетным путем на основании опыта, накопленного отраслью АТЭ.

Порядок расчетного определения кривой плотности распределения температурного режима следующий:

1. Определяется по выражению (1) относительное значения моды температуры обмотки генератора над температурой окружающей среды (температурой в моторном отсеке автомобиля). Под модой понимается наиболее часто встречающееся значение величины:

(1)

где отношение тока в реальной эксплуатации для соответствующего режима движения к току, при котором определяется при лабораторных испытаниях, следует принять по таблице 1.

Таблица 1

Режим движения
Лето город	день ночь	0,25 0,75
Лето шоссе	день ночь	0,25 0,75
Зима город	день ночь	0,35 0,8
Зима шоссе	день ночь	0,35 0,8

2. Определяются моды превышения температуры обмоток в расчетных режимах :

(2)

3. Определяются моды нагрева обмоток в расчётном режиме :

(3)

Расчетные значения средней температуры в моторном отсеке следует определять по таблице 2.

Авто-мо-биль		Режим движе-ния	Умеренный климат				Тропический климат
			лето		зима		лето		зима
			день	ночь	день	ночь	день	ночь	день	ночь
Легко-вые	город шоссе		53 48	48 43	45 40	40 35	68 63	58 53	50 45	45 40
Грузо-вые до 8т.	город шоссе грунтовая		55 50 57	50 45 52	47 42 49	42 37 44	70 65 72	60 55 62	50 45 52	45 40 47
Большегрузные автомобили	город шоссе грунтовая дорога		57 54 59	52 49 54	50 46 52	45 41 47	72 69 74	62 59 64	52 49 54	47 44 43

Таблица 2

4. Определяется максимум нагрева обмоток в расчетном режиме :

(4)

где - наибольшее из всех значений таблицы 2 величина температуры в моторном отсеке по всем режимам для данного автомобиля.

5. Определение средне взвешенного значения моды нагрева обмоток :

(5)

Удельный вес каждого режима принимается по таблице 3.

Таблица 3

Режим		Умеренный климат		Тропический климат
		1-2 смен. работы	1,5-2 смен. работы	1-2 смен. работы	1,5-2 смен. работы
Лето город	день ночь	0,439 0,051	0,408 0,102	0,535 0	0,476 0,119
Лето шоссе	день ночь	0,051 0,009	0,072 0,018	0,095 0,01	0,084 0,02
Зима город	день ночь	0,255 0,085	0,17 0,17	0,191 0,084	0,128 0,128
Зима шоссе	день ночь	0,045 0,015	0,03 0,03	0,034 0,011	0,022 0,022

6. Определяется средневзвешенное годовое значение моды нагрева:

(6)

Суммирование производится по всем режимам движения.

7. Определение среднеквадратического отклонения температуры обмоток:

Для интенсивной работы в 1,5-2 смены:

(7)

Для работы в 1 смену:

(8)

8. Определить величину температуры t обмотки, соответствующую относительной величине плотности распределения W*(t).

Значение температуры обмоток рассчитывают по выражениям, приведённым в таблице 4 в соответствии с величиной W*(t).

Таблица 4

Выражение для расчёта температуры	Относительное значение плотности распределения W*(t)
	0
	0,17
	0,62
	0,885
	1
	0,985
	0,845
	0,51
	0,2
	0,07
	0

9. Определить приблизительные значения плотности распределения W(t) в размерности для каждого значения температуры t по таблице 4, используя данные таблицы 5, в которой приведены значения W(t), соответствующие значению W*(t)=1 в таблице 4.

Таблица 5

	60	80	100	120	140	160	180
40
50
60
70
80
90
100
120

10. По результатам расчётов пункта 9 построить приближённую кривую W(t) = f(t). Рекомендуемый масштаб построения кривой:

- масштаб по оси ординат 0,001

- масштаб по оси ординат 10

Вид кривой представлен на рисунке 1.

11. Уточнить кривую плотности распределения. Для этого замерить площадь, ограниченную кривой W(t) и осью абсцисс Sn.

Необходимая величина этой площади Sн определяется из соотношения

(9)

Для рекомендованного в пункте10 масштаба

Если площадь Sn отличается от Sн, то ординаты кривой меняют пропорционально, пока будет получен результат Sn = Sн.

Порядок выполнения работы

1. Записать исходные данные для исследований. Предполагаются следующие варианты условий работы генератора.

1.1. Ha легковом автомобиле в умеренном климате при 2-х-сменной работе.

1.2. На легковом автомобиле в тропическом климате при односменной работе.

1.3. На легковом автомобиле в умеренном климате при односменной работе.

1.4. На грузовом автомобиле грузоподъемностью до 8 тонн при 2-х-сменной работе в умеренном климате.

1.5. На большегрузном автомобиле в холодном климате при односменной работе.

Величины превышения температуры обмоток задаются преподавателем из ряда 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 °С.

2.Определить по выражениям (1) – (5). Результаты рекомендуется заносить в таблицу 6.

Таблица 6

Режим		Город					Шоссе
		лето		зима			лето		зима
		день	ночь	день	ночь	день		ночь	день	ночь

3. Определить средневзвешенное годовое значение моды нагрева _год, суммируя по всем графам таблицы 6.

4. Определить среднеквадратическое отклонение температуры по выражению (6) или (7).

5. Определить величину температуры обмотки t, соответствующие величинам W(t), используя данные таблицы 4 и 5.

Результаты рекомендуется занести в таблицу 7.

Таблица 7

6. По данным таблицы 7, построить кривую плотности распределения температурного режима обмотки W(t) = f(t).

7. Определить площадь Sn ограниченную кривой W(t), сравнить ее с площадью Sн, определённую по выражению (9) и при необходимости уточнить кривую W(t) = f(t).

Содержание отчета

1. Исходные данные для исследований.

2. Таблицы (6) и (7), заполненные результатами исследований.

3. Кривая W(t) = f(t) ( Рисунок 1).

Рисунок 1.