4. Расчёт надёжности системы импульсного регулирования напряжения на резервном соединении элементов
Резервированным соединением элементов системы называется такое соединение, при котором отказ наступает только после отказа основного элемента и всех резервных элементов.
В тиристорно-импульсных преобразователях резервируются тиристоры и диоды. В каждую тиристорную и диодную группу устанавливают по одному резервному тиристору или диоду соответственно. При расчетах следует учитывать, что одновременно резервируется также R – С и Rш цепи. Остальные элементы преобразователя находятся на основном соединении. Таким образом, система импульсного регулирования напряжения работает на смешанном соединении элементов.
4.1 Расчёт надежности части системы Pс(t)осн , оставшейся на основном соединении
№ |
Наименование элементов |
Ni |
λi , 1/ч |
Ni · λi |
||
1 |
Тяговые двигатели |
4 |
2,5 · 10-6 |
10 · 10-6 |
||
2 |
Реакторы |
фильтровые |
3 |
0,5 · 10-5 |
9,5 · 10-5 |
|
коммутирующие |
4 |
|||||
сглаживающие |
6 |
|||||
дроссели насыщения |
6 |
|||||
Всего |
19 |
|||||
3 |
Конденсаторы |
фильтровые |
27 |
0,25 · 10-5 |
7,75 · 10-5 |
|
коммутирующие |
4 |
|||||
Всего |
31 |
|||||
4 |
Соединения |
254 |
0,04 · 10-6 |
1,016 · 10-5 |
||
Σ Ni · λi |
192,66 · 10-6 |
|||||
t , час |
0 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
Pc(t)осн |
1 |
0,82476 |
0,68023 |
0,56103 |
0,46271 |
t , час |
5000 |
6000 |
7000 |
8000 |
9000 |
10000 |
Pc(t)осн |
0,38163 |
0,31475 |
0,259598 |
0,21416 |
0,17658 |
0,14564 |
4.2 Расчёт надежности части системы Pс(t)рез , находящейся на резервном соединении элементов
Pс(t)рез = Pтир(t)рез · Pдиод(t)рез · PRш(t)рез · PR(t)рез · PС(t)рез
где К – число однотипных резервируемых элементов
Наименование |
Ni |
λi , 1/ч |
Число групп |
|
Конденсаторы Rc-цепей |
20 |
2,50E-06 |
4 |
Одинарное напряжение |
Тиристоры |
20 |
2,50E-05 |
4 |
|
Диоды |
20 |
3,00E-05 |
4 |
|
Резисторы Rc-цепей |
20 |
4,00E-06 |
4 |
|
Резисторы Rш-цепей |
20 |
4,00E-06 |
4 |
|
Конденсаторы Rc-цепей |
20 |
2,50E-06 |
2 |
Двойное напряжение |
Диоды |
20 |
3,00E-05 |
2 |
|
Резисторы Rc-цепей |
20 |
4,00E-06 |
2 |
|
Резисторы Rш-цепей |
20 |
4,00E-06 |
2 |
Наименование элементов |
k |
Расчётное соотношение |
t |
||||||||||
|
|
|
0 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7000 |
8000 |
9000 |
10000 |
Конденсаторы Rc-цепей |
4 |
P(t)=(e-nλt(1+n)-ne-λt(n+1))c |
1 |
0,99963 |
0,99853 |
0,99672 |
0,99423 |
0,99107 |
0,98728 |
0,98287 |
0,97788 |
0,97231 |
0,96620 |
Тиристоры |
4 |
P(t)=(e-nλt(1+n)-ne-λt(n+1))l |
1 |
0,96620 |
0,88061 |
0,76622 |
0,64200 |
0,52136 |
0,41237 |
0,31892 |
0,24190 |
0,18040 |
0,13254 |
Диоды |
4 |
P(t)=(e-nλt(1+n)-ne-λt(n+1))h |
1 |
0,95246 |
0,83712 |
0,69188 |
0,54474 |
0,41237 |
0,30221 |
0,21552 |
0,15019 |
0,10259 |
0,06887 |
Резисторы Rc-цепей |
4 |
P(t)=(e-nλt(1+n)-ne-λt(n+1))u |
1 |
0,99905 |
0,99628 |
0,99176 |
0,98559 |
0,97788 |
0,96871 |
0,95819 |
0,94642 |
0,93350 |
0,91953 |
Резисторы Rш-цепей |
4 |
P(t)=(e-nλt(1+n)-ne-λt(n+1))q |
1 |
0,99905 |
0,99628 |
0,99176 |
0,98559 |
0,97788 |
0,96871 |
0,95819 |
0,94642 |
0,93350 |
0,91953 |
Конденсаторы Rc-цепей |
2 |
P(t)=(e-2nλt(1+2n)-2ne-λt(1+2n))c |
1 |
0,99932 |
0,99735 |
0,99414 |
0,98977 |
0,98431 |
0,97783 |
0,97039 |
0,96207 |
0,95292 |
0,94301 |
Диоды |
2 |
P(t)=(e-2nλt(1+2n)-2ne-λt(1+2n))g |
1 |
0,92115 |
0,75414 |
0,57229 |
0,41189 |
0,28508 |
0,19149 |
0,12561 |
0,08082 |
0,05118 |
0,03198 |
Резисторы Rc-цепей |
2 |
P(t)=(e-2nλt(1+2n)-2ne-λt(1+2n))w |
1 |
0,99829 |
0,99335 |
0,98548 |
0,97496 |
0,96207 |
0,94706 |
0,93020 |
0,91172 |
0,89184 |
0,87078 |
Резисторы Rш-цепей |
2 |
P(t)=(e-2nλt(1+2n)-2ne-λt(1+2n))b |
1 |
0,99829 |
0,99335 |
0,98548 |
0,97496 |
0,96207 |
0,94706 |
0,93020 |
0,91172 |
0,89184 |
0,87078 |
Pc(t)рез |
1 |
0,84232 |
0,54225 |
0,28716 |
0,13089 |
0,05292 |
0,01939 |
0,00654 |
0,00206 |
0,00061 |
0,00017 |
||