19. Необходимость компьютерного моделирования цепей, моделирующие программы.

Компьютерное моделирование является в настоящее время важнейшей составной частью процесса проектирования электронных устройств. Это объясняется следующими причинами: Необходимостью сокращения сроков разработки новых электронных устройств. Наличием эффективных алгоритмов и программ компьютерного моделирования электрических цепей. Развитой теорией математического моделирования электронных компонентов.

Современные программы моделирования электронных цепей представляют виртуальные лаборатории, включающие обширные библиотеки электронных компонентов. Они дают возможность инженеру проверить, удовлетворяет ли спроектированное устройство требованиям технического задания, когда используются реальные компоненты с характеристиками, отличающимися от идеальных. Многие программы позволяют автоматизировать все стадии проектирования электронных устройств, включая подготовку принципиальных схем, моделирование процессов в аналоговых и цифровых цепях, компоновку и трассировку печатных плат, редактирование и расширение библиотек компонентов.

Программы схемотехнического моделирования широко используются для автоматизации проектировании интегральных схем, поскольку физическое моделирование ИС связано с большими материальными затратами. Для устройств энергетической электроники проблема компьютерного моделирования является не менее актуальной. Это объясняется тем, что импульсные преобразователи содержат элементы с резко нелинейными характеристиками. Аналитический расчет таких устройств является весьма трудоемким.

20. Возможности моделирования цепей в Mathcad.

21. Особенности моделирования цепей переменного тока и напряжения.

22. Особенности моделирования трехфазных цепей.

23. Возможности моделирования цепей в Microcap.

24. Возможности моделирования цепей в Borland C++.

25. Возможности моделирования цепей в CSLine.

26. Модели отказов элементов систем электроснабжения.

Под системой в теории надежности понимается совокупность совместно действующих объектов. Элементом называется часть системы. Понятие элемента и системы в расчетах надежности относительны. Объект, считающийся системой в одном исследовании, может рассматриваться как элемент, если изучается объект большего масштаба. В качестве примера, можно привести трансформатор, который будем считать системой, состоящей из множества элементов, если рассматривать его как отдельный объект, и его же будем считать элементом, если рассматриваем систему электроснабжения района.

Отказом называется событие, после возникновения, которого характеристики технического объекта (параметры) выходят за допустимые пределы.

Понятие «отказ» субъективно, т.к. допуск на параметры объекта устанавливает пользователь. Понятие отказа занимает одно из центральных мест в теории надежности, поскольку теория надежности – это наука, изучающая закономерности отказов технических устройств. Отказы относятся к мало изученным явлениям. Это объясняется, прежде всего, тем, что время возникновения отказа зависит от большого числа случайных факторов, его трудно рассчитать и еще труднее измерить. Наблюдая за внешними проявлениями отказов в электроэнергетических системах можно видеть, что они приводят к различным последствиям – полному прекращению подачи электроэнергии, ухудшению ее параметров, временному прекращению работы системы электроснабжения с последующим ее восстановлением («сбои») и т.п.

Время восстановления отказов и время работы объекта между отказами представляют собой случайные явления.

При изучении закономерностей отказов наибольший интерес представляет изучение места и времени возникновения отказа и в особенности, промежутка времени восстановления работоспособного состояния объекта.

Отказы можно разделить:

• по характеру процесса появления на: внезапные; постепенные;

• по связи с другими отказами на: зависимые; независимые;

• по физической картине процесса на: катастрофические; параметрические;

• по степени влияния на работоспособность на: полные; частичные.

Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением параметров под воздействием многих случайных факторов, связанных с дефектами элементов, с нарушениями режимов и условий работы, с ошибками обслуживающего персонала и т.п. При постепенном изменении параметров в результате старения узлов и материалов происходит постепенный отказ. Отказ какого-либо узла относится к независимым отказам, если он не является следствием отказа других узлов. Отказы типа пробоя изоляции, короткого замыкания относятся к катастрофическим отказам, которые приводят к полному нарушению работоспособности. Параметрические отказы являются частичными отказами и выражаются в ухудшении качества функционирования изделия. Кроме того, отказы подразделяются на конструкционные, производственные и эксплуатационные отказы.

В зависимости от условий применения электротехнические изделия могут быть восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми. Восстанавливаемый объект – это объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и/или конструкторской документации. Невосстанавливаемый объект не подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации. Следует отметить, что в зависимости от условий рассмотрения один и тот же объект может быть отнесен к тому или иному виду. Большая часть элементов систем электроснабжения, в особенности элементов силового типа (генераторы, трансформаторы, линии электропередачи, коммутационная аппаратура, компенсирующие устройства и т.д.), относятся к восстанавливаемым после отказа элементам.