Лабораторный блок питания (стр. 6 из 6)
| Группа элементов | Коли-чество элементов в группе | Справоч-ное значение   | Коэф-фициент электри-ческой нагрузки Кн | Макс. рабочая температу-ра, 0С | Попра-вочный коэффици-ент α | Значение   | Значение  |
| C21, C22 | 2 | 0,05 | 0,79 | 60 | 0,9 | 0,0618 | 0,1236 |
| PA1, PA2 | 2 | 4 | 0,33 | 40 | 0,6 | 3,2973 | 6,5946 |
| PV1, PV2 | 2 | 4 | 0,5 | 40 | 0,8 | 4,3964 | 8,7928 |
| R66, R67 | 2 | 0,05 | 0,21 | 60 | 0,7 | 0,0481 | 0,0962 |
| XS2 | 1 | 2,1 | 0,2 | 40 | 0,6 | 1,7311 | 1,7311 |
| Пайки | 19 | 0,04 | 0,1 | 35 | 1 | 0,055 | 1,045 |
| ∑ | 18,3833 |
Все полученные результаты расчётов сведём в табл. 4.5.
Таблица 4.5 Результаты расчётов
| № блока | Интенсивность отказов блока  | Наработка на отказ  | Вероятность безотказной работы  |
| 1 | 23,702 | 42191 | 0,79 |
| 2 | 9,6518 | 103608 | 0,91 |
| 3 | 33,1206 | 30193 | 0,72 |
| 4 | 18,3833 | 54397 | 0,83 |
Произведём расчёт числа резервных элементов для каждого блока. Для этого требуется рассчитать вероятность безотказной работы каждого блока. Резервирование будем проводить до того, пока вероятность безотказной работы не станет равной 0,92.
Подсчитаем количество требуемых резервирований для каждого блока по формулам (4.1), (4.2), (4.3). Результаты расчётов представляем в виде табл. 4.6. Величина m в таблице 4.6 – это сумма основного и резервных блоков.Таблица 4.6 Результаты расчётов резервирования
| m | P1(t) | P2(t) | P3(t) | P4(t) |
| 1 | 0,789 | 0,908 | 0,718 | 0,832 |
| 2 | 0,956 | 0,992 | 0,922 | 0,971 |
| 3 | 0,998 | 0,99994 | 0,994 | 0,9992 |
Из таблиц 4.5 и 4.6 видно, что самую большую вероятность отказов имеет блок №3 (стабилизатор). Поэтому принимаем количество резервных элементов для функциональных блоков №1, №2 и №4 r=1, а для функционального блока №2 r=2. В этом случае вероятность безотказной работы рассматриваемого лабораторного блока питания определяется по формуле (4.1) и равна:
Поставленное условие выполняется, резервные элементы добавляем параллельно основным. Схема резервирования представлена в приложении 3. Построим график зависимости вероятности безотказной от времени после резервирования (см. приложение 4).
5. О
ценка влияния способа соединения элементов в узле на метод резервированияОсновная цель резервирования – повысить надёжность всего устройства. В зависимости от того, как соединены элементы в узле, выбирают тот или иной метод резервирования.
Оценка показателей безотказности тесно связана со способом соединения элементов в блоке. Так, например последовательное соединение связывают с отказом типа обрыв, а при параллельном короткое замыкание, при использовании смешанного соединения (так сказать последовательно-параллельного) учитывают оба. При смешанном соединении элементов в цепи показатели безотказности зависят от конкретной схемы соединения.
При резервировании замещением с использованием нагруженного режима, резерв находится в том же электрическом режиме, что и основной функциональный блок. Поскольку при том разбиении схемы лабораторного блока питания, которое предложено в данном курсовом проекте, аналогичные электрические режимы обеспечиваются при параллельной схеме соединения основного и резервных функциональных узлов, то для нашего случая выбираем именно эту схему (вероятность отказа типа «обрыв» выше вероятности «короткого замыкания»).
Постоянное резервирование используют тогда, когда между какими-то точками электрической схемы необходимо обеспечить наличие определенных свойств (резистивных, емкостных, полупроводящих, усилительных и т.д.), а количественное значение характеристики, описывающей эти свойства, не играет принципиальной роли. В схеме электрической принципиальной рассматриваемой в данном курсовом проекте уже предусмотрено постоянное резервирование некоторых элементов. Так элементы в группах C1…С3; C4…С6; C13, С19; C14, С20 соединены параллельно и выполняют функцию постоянного резервирования (поскольку каждую группу этих элементов можно было бы заменить эквивалентной ёмкостью).
6. Описание работ, выполненных с помощью ЭВМ
При выполнении курсового проекта для расчётов, построения графиков вероятности безотказной работы в зависимости от времени, черчения схемы электрической принципиальной использовались следующие прикладные программы на ПЭВМ:1) для выполнения математических расчетов (вероятности безотказной работы, наработки на отказ, гамма-процентной наработки и т.д.) использовалась среда Mathsoft Apps (Mathcad 2000 Professional);
2) для выполнения математических расчётов в таблицах использовалась MC Excel;
3) для построения графиков вероятностей безотказной работы до и после резервирования использовался мастер диаграмм MC Excel;
4) для черчения схемы электрической принципиальной использовалась программа RusPlan 5.0.
ЗаключениеВ данном курсовом проекте было предложено оценить показатели безотказности. Рассчитав показатели надёжности я выяснил, что они не соответствуют требуемым. Для повышения надёжности схема была разбита на отдельные блоки со смешанным соединением элементов и зарезервирована, после чего были проведены расчёты, подтверждающие, что показатель надёжности приобрел большее значение.
Интенсивность отказов блока РЭУ без резервирования составила
при наработке на отказ 
. Вероятность безотказной работы устройства за время равное 10000 ч равна 0,43. Это довольно низкий показатель и прежде всего он обусловлен высокими требованиями к заданному времени работы. Так как при односменной непрерывной работе 10000 ч эквивалентны примерно 6 годам. В лабораторных же условиях, когда блок питания возможно не будет эксплуатироваться постоянно этот срок увеличится ещё больше.После выполнения резервирования средняя вероятность безотказной работы устройства равна 0,92.
Для наглядности зависимости вероятности безотказной работы от времени были построены графики.
Литература1. Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности. – Мн.: Дизайн ПРО, 1998. 335 с.: ил.
2. Боровиков С.М. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности: учеб.-метод. пособие к курсовому проектированию для студ. спец. «Моделирование и компьютерное проектирование РЭС» и «Проектирование и производство РЭС» всех форм обуч./ С.М. Боровиков, В.С. Колбун, Т.В. Малышева; под ред. С.М. Боровикова. – Мн.: БГУИР, 2004. – 55 стр.: ил.
3. Гуревич Б.М., Иваненко Н.С. Справочник по электронике для молодого рабочего: 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1987. – 272 с.: ил.
4. Н.А. Шишонок, В.Ф. Репкин, Л.Л. Барвинский. Основы теории надёжности и эксплуатации радиоэлектронной техники. – Москва: «Советское радио», 1964. – 551 с.: ил.
5. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутирующие устройства РЭА. Справочник Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Кодоренах, Ю.П. Кодоренах – Мн.: Беларусь, 1994. – 591 с.: ил.