[ Розрахунок надійності пристрою ]! | ||
Транзистори | ||
Друкуючи плата | ||
З'єднання пайкою хвилею |
Для розрахунку ймовірності відмов резисторів будуть використовуватися такі коефіцієнти, як:
K R - коефіцієнт, що залежить від номінального значення опору, і зменшується зі зростанням номінального опору елемента.
K M - коефіцієнт, що залежить від значення номінальної потужності елемента, і зростаючий з зростанням максимальної розсіюваною на елементі потужності.
K Е - коефіцієнт, що залежить від жорсткості умов експлуатації.
До Р - коефіцієнт режиму роботи, що залежить від електричного навантаження і температури корпусу елемента.
Для розрахунку ймовірності відмов конденсаторів будуть використовуватися такі коефіцієнти, як:
K С - коефіцієнт, що залежить від значення номінальної ємності елемента, і зростаючий з зростанням значення ємності.
K Е - коефіцієнт, що залежить від жорсткості умов експлуатації.
До Р - коефіцієнт режиму роботи, що залежить від електричного навантаження і температури корпусу елемента.
Для розрахунку ймовірності відмов діодів і транзисторів збірок будуть використовуватися такі коефіцієнти, як:
K Ф - коефіцієнт, що враховує функціональний режим роботи приладу.
K Д - коефіцієнт, що залежить від значення максимально-допустимого навантаження по потужності.
K U - коефіцієнт, що залежить від ставлення робочої напруги до максимально-допустимого.
K Е - коефіцієнт, що залежить від жорсткості умов експлуатації.
До Р - коефіцієнт режиму роботи, що залежить від електричного навантаження і температури корпусу елемента.
Для розрахунку ймовірності відмов сполук пайкою хвилею буде використовуватися коефіцієнт:
K Е - коефіцієнт, що залежить від жорсткості умов експлуатації.
3. Розрахунок показників безвідмовності ЕУ
3.1 Уточнення вихідних даних, використовуваних для розрахунку експлуатаційної безвідмовності елементів
Чисельні значення коефіцієнтів, необхідних для розрахунку безвідмовності роботи пристрою наведено в таблиці 3.1.
Таблиця 3.1-Коефіцієнти навантаженості елементів
Позиційне позначення | Кількість n j | λ ОГ (λ 6) х10 -6 1 / год | Значення поправочного коефіцієнта | |||||||||
K P | До Ф | К Д | K U | K C | До М | До R | K K | До n | До Е | |||
R1 - R5 | 5 | 0,132 | 0,7 | 0,7 | 2,5 | |||||||
C1-C2 | 2 | 0,52 | 0,2 З 0,23 | 2,5 | ||||||||
C3 | 1 | 0,065 | 0,4 З 0,12 | 2,5 | ||||||||
VD1-VD2 | 2 | 0,728 | 1 | 0,6 | 0,7 | 2,5 | ||||||
VT1-VT2 | 1 | 0,352 | 0,7 | 0,5 | 0,5 | |||||||
Друкуючи плата | 1 | - | 2,5 | |||||||||
З'єднання пайкою хвилею | 2 червня | 0,00034 | 2,5 |
3.2 Вибір і обгрунтування елементів ЕУ
При розрахунку експлуатаційної безвідмовності РЕУ будемо вважати, що схемотехнічне виконання пристрою "Джерело живлення" таке, що всі елементи працюють у типових електричних режимах.
Наведемо характеристики основних елементів схеми:
а) Резистори
Таблиця 3.2 - габаритні розміри резисторів
Тип | Розміри, мм | Мах робоча напруга | |||
Н | D | L | d | ||
С2-34-0, 125 Вт | 6.0 | 2 Березня | 28 | 0.60 | 250 |
Малюнок 3.1 - Кольорова маркування резисторів
Колір | 1, 2 знач. номіналу | Ступінь | Точність |
ЧОРНИЙ | 0,0 | 1 | |
КОРИЧНЕВИЙ | 1,1 | 10 | +1 (F) |
ЧЕРВОНИЙ | 2,2 | 100 | +2 (G) |
ПОМАРАНЧЕВИЙ | 3,3 | 1К | |
ЖОВТИЙ | 4,4 | 10К | |
ЗЕЛЕНИЙ | 5,5 | 100К | +0,5 (D) |
СИНІЙ | 6,6 | 1М | +0,25 (С) |
ФІОЛЕТОВИЙ | 7,7 | 10М | +0,10 (В) |
СІРИЙ | 8,8 | +0,05 (А) | |
БІЛИЙ | 9,9 | ||
ЗОЛОТИЙ | 0,1 | +5 (J) | |
СРІБНИЙ | 0,01 | + 10 (К) |
б) Конденсатори
Конденсатор К10-73. Технічні параметри:
Рисунок 3.2 - Габаритні розміри конденсаторів
Таблиця 3.3 - технічні параметри конденсаторів
Тип | К10-73 |
Робоча напруга, В | 50 |
Номінальна ємність, мкФ | 10 |
Допуск номінальної ємності,% | 20 |
Робоча температура, С | - 40 ... 85 |
Висновки / корпус | радіал. пров. |
Діаметр корпусу D, мм | 5 |
Довжина корпусу L, мм | 11 |
Таблиця 3.4 - Габаритні розміри конденсаторів
WV (SV), В | 6.3 (8) | 10 (13) | 16 (20) | 25 (32) | 35 (44) | 50 (62) | 63 (79) | |||||||
С, мкФ | D x L | mA | D x L | mA | D x L | mA | D x L | mA | D x L | mA | D x L | mA | D x L | mA |
0.47 | 4x7 | 4 | 4x7 | 5 | ||||||||||
1 | 4x7 | 9 | 4x7 | 11 | ||||||||||
2.2 | 4x7 | 19 | 4x7 | 21 | ||||||||||
3.3 | 4x7 | 24 | 4x7 | 26 | ||||||||||
4.7 | 4x7 | 24 | 5x7 | 29 | 5x7 | 33 | ||||||||
10 | 4x7 | 29 | 5x7 | 32 | 5x7 | 36 | 6x7 | 44 | ||||||
22 | 4x7 | 34 | 5x7 | 38 | 5x7 | 45 | 6x7 | 51 | 6x7 | 60 | 8x7 | 65 | ||
33 | 5x7 | 42 | 5x7 | 47 | 6x7 | 60 | 6x7 | 65 | 8x7 | 72 | ||||
47 | 5x7 | 50 | 6x7 | 65 | 6x7 | 70 | 8x7 | 78 | ||||||
100 | 6x7 | 77 | 6x7 | 87 | 6x7 | 90 | ||||||||
220 | 8x7 | 130 | 8x7 | 140 |
Конденсатор КМ-50
Тип конденсатора | Група з температурної стабільності | Діапазон номінальних ємностей, пФ | ном raquo; | Інтервал робочих температур. | Мінімальна напрацювання, тис. год |
КМ-6 (А) | 120 ..- 2700 | -60 ... 4-85 | 10,0 | ||
КМ-6 (А) | 22 000 -.. 10 * | -60. . +85 | |||
КМ-6 (Б) | 120 ..- 5100 | -60 .. . +85 | |||
КМ-6 (Б) | 22000 ... | 35 (25) | -60 ... +85 | ||
2,2. 10 laquo; |
Інформація про елементи (компонентах) схеми відповідає таблиці 3.2.
Таблиця 3.2 - Елементи і компоненти, що входять до пристрій
Елемент, компонент | Позиційне позначення | Тип | Функциональ-ве призначення | Кількість | Примітка | Типорозмір елементів |
Резистор | R1-R5 | C2-34 | Навантаження | 5 | R = 20 Ом ± 5% P = 0,125 Вт | 8х3х3 |
Конденсатор | С1-С2 | К10-73 | - | 2 | 25В | 5х5х7 |
Конденсатор | С3 | КМ | Згладжують-щий | 1 | 25В | 7х2х6 |
Діоди | VD1 - VD2 | КЦ407 | Двухполупе - ріодний випрямляч | 2 | - | 4х8х4 |
Транзистори | VT1-VT2 | КТ646Б | Ключовий | 2 | - | 9х9х6 |
Металізовані отвори, пропаяні хвилею | - | - | - | 260 | - | - |
3.3 Визначення коефіцієнтів електричного навантаження елементів
Визначаємо коефіцієнти електричного навантаження елементів з літературного джерела [1]:
Для резистора К Р - визначається за формулою:
де t - температура навколишнього середовища (корпусу елемента), 0 С;
До Н - коефіцієнт електричного навантаження резистора за потужністю
;
A, B, N T, G, N S, J, H - постійні коефіцієнти.
Для конденсаторів К Р - визначається за формулою:
де t окр - температура навколишнього середовища (корпусу елемента), 0 С;
До Н - коефіцієнт електричного навантаження конденсатора по напрузі
;
;
A, B, N T, G, N S, H - постійні коефіцієнти.
Для діода К Р - визначається за формулою:
де t окр - температура навколишнього середовища (корпусу елемента), 0 С;
До Н - коефіцієнт електричного навантаження
;
A, N T, Т М, L, - Постійні коефіцієнти.
Для транзистора К Р - визначається за формулою:
де t окр - температура навколишнього середовища (корпусу елемента), 0 С;
До Н - коефіцієнт електричного навантаження
;
A, N T, Т М, L, - Постійні коефіцієнти.
3.4 Результати розрахунку експлуатаційної безвідмовності пристрої
Користуючись картами електричних режимів, знаходимо коефіцієнти електричного навантаження елементів. Вважаємо, що отримані дані відповідають значення, зазначеним у таблиці 2.2.
Таблиця 2.2 - Розрахунок експлуатаційної безвідмовності елементів пристрою
Позиційне позначення | Кількість n j | K H | λ ОГ (λ 6) х10 -6 1 / год | Вид математичної моделі розрахунку | Значення поправочного коефіцієнта | n j λ Е j, x10 -6 1 / год | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
До ІС | K P | До t | До корп | До λ | До Ф | К Д | K U | K C | До М | До R | K K | До n | До Е | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
R1 - R5 | 5 | 0,4 | 0,132 | 0,479 | 0,7 | 0,7 | 2,5 | 4,379 | 2,89 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C1-C2 | 2 | 0,4 | 0,52 | 0,453 | 0,2 З 0,23 | 2,5 | 10,4 | 10,825 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C3 | 1 | 0,4 | 0,065 | 0,108 | 0,4 З 0,12 | 2,5 | 3,24 | 0,21 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
VD1-VD2 | 2
Визначаємо для кожного елемента або групи елементів знаходимо твір поправочних коефіцієнтів і значення, сумарне експлуатаційної інтенсивності відмов :
де - Експлуатаційна інтенсивність відмов j-ї групи; n j - кількість елементів у j-й групі; Визначаємо експлуатаційну інтенсивність відмов друкованої плати з металізованими отворами.
Визначаємо загальну експлуатаційну інтенсивність відмов сполук пайкою хвилею для отворів, де немає металізації:
де - Базова інтенсивність відмов з'єднання; До Е - коефіцієнт, що залежить від жорсткості умов експлуатації;
Визначаємо загальну експлуатаційну інтенсивність відмов з'єднань паянням:
Визначаємо експлуатаційну інтенсивність відмов:
3.5 Визначення показників безвідмовності ЕУ Знаходимо розрахункові значення показників безвідмовності: а) напрацювання на відмову:
б) імовірність безвідмовної роботи за час :
в) гамма процентна напрацювання на відмову при
4. Аналіз результатів рішення Результати розрахунків показників безвідмовності наведені в таблиці 4.1. Таблиця 4.1 - Показники безвідмовності роботи пристрою
- Параметр, що визначає вірогідність виходу з ладу пристрою, що може бути викликано в результаті виходу з ладу будь-якого з елементів схеми. - Час, через який пристрій повинен вийти з ладу, з огляду зносу елементів. Після закінчення цього часу настане процес старіння і вірогідність виходу з ладу пристрою різко зросте. - Процентна вірогідність того, що пристрій пропрацює безвідмовно протягом заданого проміжку часу. - Час, протягом якого пристрій буде працювати безвідмовно з імовірністю g. Висновок Метою даної курсової роботи була оцінка показників безвідмовності функціонального вузла РЕУ при наявності постійного резервування і резервування заміщенням. За умовою було необхідно використовувати розрахунковий спосіб оцінки. Для здійснення даного проекту була видана схема електрична принципова і вихідні дані до неї, які підлягали уточненню. Розрахувавши показники надійності, я з'ясував, що вони відповідають бажаним, і пристрій здатний пропрацювати більше 3000 годин. Отже, в даному курсовому проекті, відповідно до завдання, я зробив оцінку показників безвідмовності схеми функціонального вузла РЕУ при заданих умовах розрахунковим способом, виконав усі необхідні обчислення і склала необхідні схеми. Література
|