Надежность систем автоматического управления

  Из таблицы выбрано =1,2∙10^-6 1/час. Из мостовой схемы имеем:

  Но отказы типа обрыва имеют место в 10% случаев, следовательно:

  Отсюда

  Для вентильной группы в целом

Полная интенсивность отказов выпрямителя складывается из и = + =(9,06+0,46)∙10-6=9,52∙10^-6 1/час. 

  4.4.3. Автоматический выключатель. 

  Основным функциональным назначением автоматического выключателя является оперативное подключение нагрузки к сети, а также аварийное отключение ее при тепловой перегрузке и мгновенных перегрузках (функции обеспечения тепловой и максимальной защиты). Отказы связаны с обгоранием главных контактов и неисправностями механической части автоматических выключателей.

  Характерной особенностью элементов САУ подобных автоматическим выключателям является наличие трех режимов работы.

1. Установившийся режим - режим включенного состояния; за время этого режима допускается определенное число оперативных включений и выключений.
2. Режим отключения аварийных перегрузок. Количество аварийных перегрузок, как правило, нормируется. Но частота аварийных перегрузок разработчику неизвестна.
3. Режим отключенного состояния - режим хранения.

  Каждый из режимов характеризуется своей интенсивностью отказов. При хранении учитываются условия хранения. Интенсивность отказов при хранении λ_XP колеблется в пределах (1,01-0,1) λ_P. При этом нижний предел - 1,01 принимается при хранении на складе, верхний предел - 0,1 - в цехе.

  Для автоматических выключателей типа АК, АП, АО, А3700 в технических условиях данных по надежности нет, но оговаривается число оперативных включений. Например, для автоматических выключателей АК-50 Т=2000. При односменном режиме работы число оперативных включений не превышает за смену десяти. Это позволяет ориентировочно рассчитать ресурс изделия Т_γ при односменной эксплуатации:

  Т_γ=N∙t/n=2000∙24/10=4800 час,

  где n - число оперативных включений за смену, N - допустимое гарантированное включение за смену, t - число часов в сутках.

  Гарантированный ресурс изделия γ=0,1. Отсюда Р(Т_γ)=1-γ. Интенсивность отказов можно рассчитать из выражения:

  Отсюда:

  Интенсивность отказов на один цикл включения λ_У=22∙10^-б/2000=11∙ 10^-9 1/час.

  Вероятность безотказной работы изделия с учетом трех режимов работы:

  Р(t)=ехр-[λ_Pt_P+λ_XPt_XP+λ_CPT_Цh],

  где Т_ц - среднее время цикла, h - число циклов, λ_CP - интенсивность отказов при аварийном срабатывании.

  Интенсивность отказов автоматического выключения в течение времени работы без отключения выбирается из таблицы λ_PO=(2-5)∙10^-6 1/час. Если выбрать λ_PO=3∙10^-6 1/час и λ_XP=0,05λ_P, имеем λ_PO =0,05∙ λ_PO =0,05.3∙10^-6=0,15∙10^-б 1/час.

  Следовательно, для интенсивности отказов автоматического выключателя:

   λ_ABO=( λ_PO t_P + λ_XP t_XP +λ_CPT_Цh)/t, где t - среднее время эксплуатации, t=t_P+t_XP. Временем переключения пренебрегаем.

  При работе в одну смену t_P/t=1/3; t_XP/t=2/3. Следовательно, λ_AB= 1/Зλ_P+ 2/З λ_XP +λ_CP или λ_AB=1/3∙3∙10^-6+2/3∙0,15∙10^-6+22∙10^-6=23∙10^-6 1/час. 

  4.4.4. Суммарные показатели надежности. 

  Теперь можно рассчитать суммарные показатели надежности изделия в целом:

  При ослаблении величин λ можно определить оптимальный запас ЗИПа, а также наиболее уязвимую часть изделия. 

  Список литературы.

1. Кривцов А. Н., Куценко Б. Н., Суслова О. В. «Надежность систем автоматического управления». Спб. 1997.
2. Глазунов Л. П. «Основы теории надежности автоматических систем управления». Л.: Энергоатомиздат. 1984.
3. «Надежность технических систем». Под ред. Н. А. Ушакова. Справочник. М.: Радио и связь, 1985.
4. Козлов Б. А., Ушаков В. А. «Справочник по расчету надежности радиоэлектронной аппаратуры и автоматики». М.: Соврадио, 1975.
5. Хейтагуров Я. А. «Надежность автоматизированных систем управления». М.: Высшая школа, 1979.
6. «Электротехнический справочник». М.: Энергия, 1972.
7. Забредин Ю. С. «Промышленная электроника». М.: Высшая школа, 1982.