книги / Надежность судовой электронной аппаратуры и систем автоматического управления
..pdfнадежности и контролю качества в 1961, 1962 и 1963 гг. Эти дан ные [28] носят обобщенный характер и не классифицированы по видам аппаратуры. Они имеют исключительную ценность при про ектировании аппаратуры и могут явиться справочным материалом.
§ 51. Режиты работы элетентов электронной аппаратуры и систем управления
Облегчение режимов работы является одним из возможных пу тей повышения надежности аппаратуры, так как срок службы эле ментов можно увеличить за счет их работы в разгруженном ре жиме. Изменение опасности отказов при номинальном и разгру-
Рис. 53. Изменение опасности отказов во времени при номиналь ном (У) и разгруженном (2) режимах:
I — период приработки; / / — период нормальной работы; / / / — период
старения.
женном режиме работы показано, на рис. 53, из которого видно, что при разгруженном режиме работы элементов опасность отка зов в течение периода нормальной работы / / 2 остается постоянной, ее величина уменьшается по сравнению с опасностью отказов при номинальном режиме работы, а длительность периодов прира ботки / а и нормальной работы / / 2 увеличивается. Наиболее силь ное влияние на надежность оказывают электрические нагрузки элементов и температура окружающей их среды.
Основным критерием нагрузки электроэлементов является коэффициент нагрузки Кю который определяется как отношение рабочего (расчетного или фактического) значения параметра эле мента к номинальному, т. е.
Кн =■ |
Яр |
( 181) |
Ял
где Яр — рабочее значение контролируемого параметра электро элемента, полученного или путем расчета по принципи альной электрической схеме, или путем замера в период
испытания изделия; |
того же параметра, взятое из |
Я0 — номинальное значение |
|
ТУ или официально изданных справочников. |
|
Контролируемым параметром |
электроэлемента называется |
параметр, который больше, чем другие параметры, определяет режим, характер и надежность работы электроэлементов. Физи ческая сущность контролируемого параметра различна для раз ных видов электроэлементов. Например, для конденсаторов кон тролируемым параметром является напряжение, на которое он подключен, для сопротивлений—рассеиваемая мощность. У неко торых электроэлементов имеются два и более основных контроли руемых параметра. Например, для реле контролируемым пара метром могут быть ток или напряжение обмотки возбуждения, напряжение переключаемой цепи или ток, проходящий через контакты переключаемой цепи. У некоторых электроэлементов учитываются и второстепенные дополнительные параметры, напри мер, у реле — допустимое .количество переключений контактов.
При расчете контролируемых параметров по данным электри ческой схемы следует иметь в виду, что от степени приближения расчетных значений контролируемых параметров к действи тельно возможным в реальных условиях работы изделия зависит точность расчета надежности данного изделия.
Величина нагрузки электроэлементов зависит от принципиаль ной электрической схемы и конструкции системы. Эти нагрузки — ток, напряжение, рассеиваемая мощность — обычно определяются для элементов и реже для узлов конструкций приборов.
Коэффициентом нагрузки по току Кн/ является отношение
действительного значения тока в элементе к его номинальному значению
(182) Коэффициентом нагрузки по напряжению KUv является отно
шение действительного значения напряжения, |
приложенного |
к элементу, к его номинальному значению |
|
К аV |
(183) |
Коэффициентом нагрузки по мощности Kw является отноше ние действительного значения рассеиваемой мощности к ее номи нальному значению
Kuw = т р А . |
(184) |
Допустимые значения коэффициентов нагрузки электроэле ментов зависят от характера и условий работы аппаратуры. На основе опыта разработки и эксплуатации данного вида аппаратуры должны быть установлены оптимальные значения коэффициентов нагрузки. Для аппаратуры разового кратковременного и длитель ного действия рекомендуемые значения коэффициентов нагрузки электроэлементов приведены в табл. 17.
Рис. 54. Распределение в аппаратуре кон- |
Рис. 55. Распределение в аппа- |
|
денсаторов и сопротивлений по коэффициент |
ратуре |
приемо-усилительных |
ту нагрузки. |
ламп |
по коэффициенту на |
|
|
грузки. |
Выбор и анализ режимов работы электроэлементов необходимо производить, исходя из параметра, по которому получено наи большее значение коэффициента нагрузки. Наибольший (наихуд ший) коэффициент учитывается и при расчетах надежности изделия.
Если значение К» выходит за пределы рекомендуемого, то соответственно надлежит изменить режим работы данного электро элемента, изменив электрическую схему изделия, или заменить электроэлемент на более мощный. Часто необходимо произвести как изменение электрической схемы, так и замену электроэлемента.
В большинстве современных систем элементы работают в раз груженном режиме. В качестве примера на рис. 54 и 55 показано распределение конденсаторов, сопротивлений и приемо-усили тельных ламп по коэффициенту нагрузки Кп для одного из типич ных видов радиоэлектронного оборудования.
Рекомендуемое значение коэффициентов нагрузки для элементов электронной аппаратуры
Н аим енование элементов
Сопротивления непроволоч ные типа МТ
Сопротивления непроволоч
ные типов МЛТ, СПО, КВМ, клв, КЛМ, УЛИ
Сопротивления непроволоч ные типов УЛМ, УНУ, ОВС, СП
Сопротивления проволочные всех типов
Конденсаторы постоянной емкости всех типов
Рекомендуемы й коэффи циент нагрузки К н
К онтроли |
дл я |
аппаратуры |
|
Контролируемы е режимы |
|
Д ополнительны е контро |
|
руемый |
и их характеристики |
|
лируемы е параметры |
параметр |
|
||
кратковре |
длительного |
||
|
менного |
|
|
|
действия |
действия |
|
|
|
||
|
s $ 0 ,8 |
|
^ 0 , 7 |
Мощность рассеяния
Wпо отношению к номи нальной по ТУ
^ 0 , 6 |
^ 0 , 5 |
—
^ 0 , 4 |
^ 0 , 3 |
«
|
|
|
|
|
^ 0 , 5 |
=s$0,4 |
|
Напряжение, |
приве |
|
|
||
|
денное (сумма |
постоян |
|
|
||
|
ной |
составляющей |
на |
|
|
|
и |
пряжения и амплитуды |
5 ^ 0 ,7 |
^ 0 , 5 ^ |
|||
|
переменного напряже |
|
|
|||
|
ния) |
по отношению к> |
|
|
||
|
номинальному |
по |
ТУ |
|
|
|
Н аим енование элементов
1
!
1 iJ
J
»
}Полупроводниковые диоды
иселеновые выпрямители
1
\1 |
ф |
t |
|
t |
|
f |
|
\ |
|
1 |
|
t |
|
ч |
|
! |
|
\ |
|
\ |
|
* |
|
V
Полупроводниковые триоды
<
t4
1
5
1
•К онтроли руемый
параметр
/в . ср
»
Uo6p
/эм и тг
/к о л л
№
и о .п
Контролируемы е режимы п их характеристики
Выпрямленный ток средний по отношению к номинальному по ТУ
Обратное напряжение по отношению к номи нальному по ТУ
Ток эмиттера по от ношению к номиналь ному по ТУ
Ток коллектора по отношению к номиналь ному по ТУ
Мощность рассеяния по отношению к номи нальному по ТУ
Обратное напряжение на переходах по отно шению к номинальному по ТУ
Рекомендуемы й коэффи циент нагрузки К н
для аппаратуры
Д ополнительны е контро
лируемы е параметры •
кратковре менного Длительного
действия действия
< 0 ,7 < 0 ,5
—
< 0 ,7 |
< 0 ,5 |
< 0 ,5 |
< 0 ,5 |
/базы
^ к о л л .-б а за
^ эм и т т .-б а за
< 0 ,7 |
< 0 ,5 |
сл
а>
Н аим енование элементов
Полупроводниковые триоды
Полупроводниковые высо кочастотные детекторы
Контроли руемый
параметр
и*
W
Рекомендуемый коэффи - циент нагрузки л н
для аппаратуры
К онтролируемы е режимы и их характеристики
кратковре менного длительного
действия действия
Рабочее |
напряжение |
|
|
|
на электродах по отно |
s ^ 0 ,7 |
<с0,5 |
||
шению к номинальному |
||||
|
|
|||
по ТУ |
|
|
|
|
Просачивающаяся |
|
|
||
мощность по отношению |
|
0,5 |
||
к номинальной по ТУ |
0,5 |
|||
(в условиях |
эксплуата |
|
|
|
ции) |
|
|
|
|
Дополнительны е контро лируемы е параметры
7базы
^к о л л .-б а за
^э м и т т .-б а за
—
Электронные приемо-усили тельные, генераторные, вы прямительные и газоразряд ные лампы
W
и*.п
^ н ак
Мощность рассеяния на любом из электродов по отношению к номи нальной по ТУ
0,7
Напряжение между катодом и подогревате лем по отношению к номинальному по ТУ
Напряжение накала по отношению к номи 0,95±0,05 нальному по ТУ
О сл
0,95±0,05
7лампы
^эл ек тр
^п р я м
^о б р
Рекомендуемый коэффи циент нагрузки К н
Н аим енование элементов |
К онтроли |
для аппаратуры |
|
Контролируемые режимы |
Дополнительны е контро |
||
|
руемый |
1 и их характеристики |
лируемы е параметры |
|
параметр |
кратковре |
длительного |
|
|
менного |
|
|
|
действия |
действия |
|
|
|
* |
Высокочастотные электро вакуумные приборы
^ а
^як
Электродвигатели, генера |
|
|
торы, электромагнитные муф |
|
|
ты, электромеханические уси |
U як |
|
лители, датчики моментов |
||
|
i/возб
Напряжение накала по отношению к номи 0,95±0,05 нальному по ТУ
Мощность анода по |
|
отношению к номиналь |
s ^ 0 ,7 |
ному по ТУ |
|
Ток якоря по отно |
5^1,0 |
шению к номинальному |
|
по ТУ |
|
Напряжение якоря по отношению к номиналь ному по ТУ
Напряжение возбуж дения по отношению к номинальному по ТУ
0 |
СО |
1 о |
0,9-М ,0
0,95±0,05
=sc0,5
^ 0 ,9
0,9-М ,0
0,9-М ,0
Ускоряющее напря жение
Напряжение модуля тора
Напряжение резона тора
. Напряжение коллек тора
Мощность просачива ния
л, об/мин (для дви гателей и электромаг нитных муфт)
Мвращ (для двигате лей, датчиков, элек тромагнитных муфт)
ox
00
Рекомендуемы й коэффи циент нагрузки К п
Н аим енование элементов |
К онтроли |
для аппаратуры |
|
К онтролируем ы е режимы |
|
||
|
руемый |
и н х характеристики |
|
, |
параметр |
|
|
кратковре |
длительного |
||
|
|
менного |
|
|
|
действия |
действия |
i
i
<
i
г
i
1
}
\
?
\
\
f
г
Вращающиеся трансформа торы. Датчики углов
Трансформатор ный режим
Сельсины
Индикаторный
режим
1
Тахогенераторы
£/возб
•^возб
/в о зб
^ в о зб
£/возб
Напряжение возбуж дения по отношению к номинальному по ТУ
Ток возбуждения по отношению к номиналь ному по ТУ
То же
Напряжение возбуж дения по отношению к номинальному по ТУ
То же
^ 1 ,0 |
< 0 ,9 |
=£$1,0 |
< 0 ,9 |
s=Cl,0 |
< 0 ,8 |
1,0 0,9ч-1,0
^ 1 ,0 |
< 0 ,8 |
Дополнительны е кон тро лируемы е параметры
—
—
Удельный момент (М)
—
i
Наименование элементов
Трансформаторы силовые, накальные, анодные, импульс ные
Катушки индуктивности, дроссели
Контроли
руемый
параметр
t /втор
/ нагр
/
/
Рекомендуемый коэффи циент нагрузки К н
для аппаратуры
Контролируемые режимы и их характеристики
кратковре менного длительного
действия действия
Отклонение вторич |
1,0±0,05 |
ного напряжения по |
|
отношению к номиналь |
(допустимые для ламп) |
ному по ТУ |
|
|
• |
Ток нагрузки рабо чий по отношению к номинальному по ТУ (или по расчету)
Плотность тока в пер вичной (и вторичной) обмотке по отношению к плотности тока по ТУ (или по расчету)
Плотность тока в об мотке по отношению к плотности тока по ТУ
0,9 0,7
<0,9 <0,8
<0,9 <0,8
Дополнительные контро лируемые параметры
. —
—
ст>
о
Н аим енование элементов |
К онтроли |
|
руемый |
||
|
||
|
параметр |
/
Реле и автоматические пе реключающие устройства
|
|
|
|
|
|
и |
Механические |
переключа |
|
||||
тели |
и |
соединительные |
уст |
|
||
ройства |
(пакетные, |
тумблеры, |
I |
|||
кнопочные, рычажные) |
|
|
||||
Штепсельные разъемы |
|
|
||||
Вилки-розетки |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
I |
. Монтажные |
элементы |
(па |
|
|||
нели, |
платы, |
клеммы) |
|
и |
||
|
|
|
|
|
|
|
Провода |
|
|
|
/ |
||
Рекомендуемы й коэффи циент нагрузки /<н
дл я аппаратуры
Контролируемы е режимы и их характеристики
кратковре менного длительного
действия действия
Ток, проходящий че рез контакты, по отно шению к номинальному по ТУ
Напряжение пере ключателей цепи по от ношению к номиналь ному по ТУ
Ток, проходящий че рез контакты, по отно шению к номинальному по ТУ
1
0,7
0,8
0,8
О сл
0,6
р сл
Дополнительны е контро лируемы е параметры
Количество переклю чений
—
То же |
|
0,8 |
.0,8 |
Напряжение |
между |
|
|
соседними контактами |
0,7 |
0,7 |
|
по отношению к |
номи |
|
|
нальному по ТУ |
|
|
|
Плотность тока |
^ 8 а/мм2 |
^ 8 а/мм2 |
|
1