Міністерство освіти і науки України
Донбаський державний технічний університет
Кафедра "Електричні машини та апарати "
семестрового ЗАВДАННЯ № 2
за курсом: "Надійність і діагностика електрообладнання "
Варіант № 6 (З № 2 В5)
Виконав:
Перевірив: старший викладач
Алчевськ 2009
ТЕХНІЧНЕ ЗАВДАННЯ
До складу технологічного пристрою входить багатоканальний блок управління і захисту електродвигунів, містить n елементів. Відмови елементів є незалежними і відмова одного з елементів призводить до відмови всього блоку. Потрібно визначити ймовірність безвідмовної роботи Р (t) і середній час безвідмовної роботи T ср блоку управління і захисту без урахування і з урахуванням умов експлуатації. У другому випадку зробити розрахунок показників надійності для трьох значень температури всередині блоку управління і захисту: t 1 Лљ = 40 Лљ С; t 2 Лљ = 50 Лљ С; t 3 Лљ = 60 Лљ С, вважаючи, що всі елементи його нагріті до зазначених температур. Побудувати температурні залежності і - інтенсивності відмов в Загалом блоку управління і захисту. Вихідні дані наведені в табл. 1.1.
Таблиця 1.1 - Елементи блоку управління і захисту
Найменування елементів
Кількість елементів
Трансформатор силовий
3
Штепсельний роз'єм
3
Контактор триполюсні
3
Реле електромагнітне, три контактних групи
3
Реле пневматична, дві контактних групи
1
Конденсатор електролітичний
2
Конденсатор слюдяної
6
Резистор металлопленочні
40
Резистор дротяний
2
Транзистор германієвий
16
Транзистор кремнієвий
8
Діод кремнієвий
4
Інтегральна мікросхема
6
Дросель
3
Число годин роботи
6000
Коефіцієнт К е. , враховує умови експлуатації
2
ЗМІСТ
Введення
Рішення поставленої задачі
Орієнтовний розрахунок (без врахування умов експлуатації)
Уточнений розрахунок (з урахуванням умов експлуатації)
Висновки
Перелік посилань
ВСТУП
Надійність будь-якого електроустаткування і апаратури автоматики істотно залежить від умов експлуатації. Умови експлуатації у виробничих приміщеннях характеризуються кліматичними та електромеханічними впливами, режимами роботи і відсутністю раціонального технічного обслуговування.
До кліматичних впливів відносяться температура, вологість, запиленість і загазованість навколишнього повітря, атмосферний тиск, інтенсивність дощу, випадання роси і інею, швидкість руху повітряного струменя, нічні і денні перепади температури.
До електромеханічним впливів відносяться вібраційні й ударні навантаження при роботі і переміщеннях, коливаннях частоти і напруги живлення.
Підвищена температура викликає перегрів електрообладнання, прискорює старіння ізоляції, мастильних матеріалів і ущільнювачів. Навпаки, знижена температура знижує міцності пластмас, гуми, металу. Коливання температури призводять до деформацій і заклинювання рухомих елементів, порушення теплообміну, зниження міцності паяних з'єднань.
Підвищена вологість викликає корозію металів, зростання цвілевих грибків, знижує діелектричні властивості ізоляції.
Підвищена запиленість і наявність агресивних газів призводять до забруднення мастила, знижують поверхневий опір і викликають корозію ізоляційних матеріалів. Наявність в атмосфері вуглекислого газу, оксидів сірки і азоту, а також висока вологість призводять до утворення кислотних вод і крапель конденсату, що також збільшує швидкість корозії матеріалів, є однією з причин короткого замикання струмоведучих частин.
Орієнтовний розрахунок надійності проводять в найпростіших припущеннях і не враховують експлуатаційних режимів використання елементів виробу.
Уточнений розрахунок надійності відрізняється від орієнтовного тим, що в ньому враховують електричні, теплові та інші експлуатаційні режими елементів виробу.
Як орієнтовний, так і утонением розрахунок приводять в припущенні експоненційної надійності всіх елементів і незалежності відмов. Розрахунки незмірно зростають, коли моделі надійності елементів, блоків і вузлів відмінні від експоненційної. У цих умовах, особливо для складних і відповідальних систем, використовують методи статистичного моделювання із застосуванням ЕОМ.
Визначимо надійність всієї системи з урахуванням умов експлуатації і без них.
РІШЕННЯ Поставлені завдання
Орієнтовний розрахунок (без врахування умов експлуатації)
При проведенні орієнтованих розрахунків надійності без урахування умов експлуатації необхідно вважати, що аналізований блок управління і захисту (БУ і З) структурно є послідовним, відмови елементів є незалежними і відмова одного елементу призводить до відмови всього БО і З в цілому.
У цьому випадку математична модель відмов буде мати експонентний вигляд.
Визначаємо інтенсивність відмови l и кожного елемента по Таблиці 1.2 - Інтенсивності відмов елементів при температурі навколишнього середовища 20 В° С і відносній вологості 50-70%.
Таблиця 1.2 - Інтенсивності відмов елементів при температурі навколишнього середовища 20 В° С і відносній вологості 50-70%.
Найменування елемента
l и Г— 10 -6 , ч -1
Найменування елемента
l и Г— 10 -6 , ч -1
Діоди: кремнієві
0,2
Трансформатори: силові
1,0
Контактори (на один контакт)
2,5
Дроселі
0,35
Роз'єми штепсельні:
на один штирок
0,3
Інтегральні мікросхеми
0,25
Реле (на одну контактну групу):
Електромагнітні часу
0,3
1,2
Конденсатори:
Слюдяні електролітичні
0,25
0,35
Транзистори:
Германієвого кремнієві
0,3
0,5
Резистори:
металлопленочні,
0,04
Для кожної групи, визначаємо групове значення інтенсивності відмов:
для силового трансформатора:
для штепсельного роз'єму:
для контактора триполюсні:
для реле електромагнітного (Три контактні групи):
для реле пневматичного (Дві контактні групи):
для конденсатора електролітичного:
для конденсатора слюдяного:
для резистора Металоплівкові:
для резистора дротяного:
для транзистора германієвого:
для транзистора кремнієвого:
для діода кремнієвог...