Расчет вероятности безотказной работы блока защиты
Рассчитать вероятность безотказной работы и срок службы блока защиты с учетом реальной загрузки элементов, если известны параметры надежности его элементов с учетом температуры окружающей среды.
Количество элементов, их типы и технические данные по вариантамприведены в таблицах 4.1 и 4.2. Зависимости увеличения частоты отказов от загрузки элементов показаны на рис. 4.2 – 4.5.
Таблица 4.1
|
Наименование элемента |
Тип |
Кол-во |
Коэф. загрузки, кн |
Поправо-чный коэф-т, α |
Интенсивность отказов 1/ч | |
|
при номинальной нагрузке λном |
при реальной нагрузке λр | |||||
|
Транзистор |
КТ |
|
|
|
0,5·10-6 |
|
|
Резистор |
МЛТ |
|
|
|
0,005·10-6 |
|
|
Диод |
ИД |
|
|
|
0,056·10-6 |
|
|
Конденсатор |
МБМ |
|
|
|
0,025·10-6 |
|
|
Трансформатор |
|
|
|
1 |
0,009·10-6 |
|
Поправочный коэффициент α определяется из диаграмм рис. 4.2 – 4.5 в зависимости от температуры окружающей среды tоС и коэффициента нагрузки кн, для трансформаторов принимается α = 1.
Интенсивность отказов при реальной загрузке λр определяется по формуле
.
Для расчета надежности принимается последовательная схема замещения (рис. 4.1), т.е. при отказе одного элемента вся система выходит из строя. Отказом может быть – изменение параметров сопротивления, емкости любого элемента за допустимые границы, ухудшение контактов в местах паек и изменения в связи с этим общих сопротивлений и т.д.
Рис. 4.1. Расчетная схема замещения
Интенсивность отказов системы λс
,
где ni – количество элементов каждого типа (резисторов, диодов, конденсаторов и т.д.);
λрi – интенсивность отказов при реальной нагрузке каждого типа элементов;
j – порядковый номер типа элементов.
Вероятность безотказной работы блока защиты
,
где t – время работы за сутки, ч.
Время безотказной работы системы
.
Рис. 4.2 Зависимость aот t икндля кремниевых транзисторов
Рис. 4.3. Зависимость aот t икндля резисторов типа МЛТ и ОМЛТ
Рис. 4.4. Зависимость aот t икндля плоскостных кремниевых диодов
Рис. 4.5. Зависимость aот t икндля конденсаторов с металлобумажной изоляцией типов МБМ, БМТ, БМ, КБГ
Таблица 4.2
Варианты заданий
|
№ вар. |
Транзистор Число элементов/загрузка |
Резистор Число/загрузка |
Диод Число/загрузка |
Конденса-тор Число/загрузка |
Трансфор-матор Число/загрузка |
Темпера-тура окр. среды |
Время работы за сутки |
|
|
20/0,4 |
50/0,6 |
22/0,6 |
14/0,7 |
3/0,3 |
20 |
20 |
|
|
23/0,3 |
52/0,7 |
21/0,6 |
13/0,4 |
3/0,5 |
30 |
20 |
|
|
23/0,4 |
54/0,4 |
20/0,5 |
12/0,6 |
3/0,6 |
40 |
20 |
|
|
25/0,3 |
56/0,3 |
19/0,4 |
11/0,2 |
3/0,5 |
50 |
19 |
|
|
23/0,4 |
58/0,6 |
18/0,6 |
10/0,7 |
3/0,3 |
20 |
18 |
|
|
20/0,3 |
60/0,7 |
17/0,6 |
9/0,4 |
3/0,5 |
30 |
22 |
|
|
20/0,3 |
62/0,7 |
16/0,6 |
8/0,4 |
3/0,5 |
30 |
21 |
|
|
26/0,4 |
64/0,4 |
15/0,5 |
9/0,6 |
3/0,6 |
40 |
20 |
|
|
24/0,3 |
66/0,3 |
14/0,4 |
10/0,2 |
3/0,5 |
50 |
20 |
|
|
23/0,4 |
65/0,6 |
15/0,6 |
11/0,7 |
3/0,3 |
20 |
20 |
|
|
20/0,3 |
64/0,7 |
16/0,6 |
12/0,4 |
3/0,5 |
30 |
19 |
|
|
20/0,4 |
63/0,6 |
17/0,6 |
13/0,7 |
3/0,3 |
20 |
18 |
|
|
20/0,3 |
62/0,7 |
18/0,6 |
14/0,4 |
3/0,5 |
30 |
22 |
|
|
27/0,3 |
61/0,7 |
19/0,6 |
15/0,4 |
3/0,5 |
30 |
21 |
|
|
24/0,4 |
60/0,4 |
20/0,5 |
16/0,6 |
3/0,6 |
40 |
20 |
|
|
23/0,3 |
59/0,3 |
21/0,4 |
17/0,2 |
3/0,5 |
50 |
20 |
|
|
20/0,4 |
58/0,6 |
21/0,4 |
18/0,7 |
3/0,3 |
20 |
20 |
|
|
24/0,3 |
57/0,7 |
22/0,6 |
19/0,4 |
2/0,5 |
30 |
19 |
|
|
23/0,4 |
56/0,6 |
23/0,6 |
20/0,7 |
2/0,3 |
20 |
18 |
|
|
20/0,3 |
55/0,7 |
24/0,6 |
21/0,4 |
2/0,5 |
30 |
22 |
|
|
20/0,3 |
54/0,7 |
24/0,6 |
22/0,4 |
2/0,5 |
30 |
21 |
|
|
27/0,4 |
53/0,4 |
25/0,6 |
23/0,6 |
2/0,6 |
40 |
20 |
|
|
24/0,3 |
52/0,3 |
26/0,5 |
24/0,2 |
2/0,5 |
50 |
20 |
|
|
23/0,4 |
51/0,6 |
27/0,4 |
25/0,7 |
2/0,3 |
20 |
20 |
|
|
20/0,3 |
50/0,7 |
28/0,6 |
26/0,4 |
2/0,5 |
30 |
19 |
|
|
26/0,4 |
53/0,4 |
29/0,6 |
27/0,6 |
2/0,6 |
40 |
18 |
|
|
23/0,3 |
57/0,3 |
30/0,5 |
28/0,2 |
2/0,5 |
50 |
22 |
|
|
24/0,4 |
60/0,6 |
29/0,4 |
29/0,7 |
2/0,3 |
20 |
21 |
|
|
23/0,3 |
63/0,7 |
28/0,6 |
30/0,4 |
2/0,5 |
30 |
22 |
|
|
24/0,4 |
66/0,6 |
27/0,6 |
29/0,7 |
2/0,3 |
20 |
21 |