Расчет надежности системы управления электродвигателем.
Имеются следующие данные об элементах системы управления электродвигателя с указанием их количества:
Таблица 1.1. Состав системы
Наименование
элемента Количество
элементов
Электродвигатель синхронный 1
Контактор (4 контактные группы) 1
Тахогенератор 1
Резистор металлопленочный 14
Резистор переменный непроволочный 10
Конденсатор бумажный 6
Конденсатор керамический 8
Конденсатор электролитический 8
Диод кремниевый 4
Выпрямитель селеновый 4
Стабилитрон 1
Транзистор кремниевый
малой мощности 8
Транзистор кремниевый
большой мощности 2
Трансформатор силовой (3 обмотки) 1
Катушка индуктивности постоянная 1
Выключатель типа «тумблер» 2
Предохранитель 2
Сигнальная лампа неоновая 1
Выполнить ориентировочный расчет надежности невосстанавливаемой системы: рассчитать ее интенсивность отказов λ, среднее время безотказной работы T0 и вероятность безотказной работы Rt в течение времени t.
Ответ
λ=36,05*10-6 1ч; T0=27740 часов; R4000=0,87.
Решение
При выполнении расчета считаем, что отказ любого элемента приводит к отказу системы в целом (система с основным или «последовательным» соединением элементов).
Интенсивности отказов элементов считаем постоянными и определяем их с помощью приложения А пособия [1], предполагая условия их работы номинальными.
Составляем расчетную таблицу 1.2, в которую поместим определенные номинальные интенсивности отказов каждого элемента, а также произведения этих номинальных интенсивностей на количество элементов. Интенсивность отказов всей системы в целом получена суммированием этих произведений.
Таблица 1.2
Наименование
элемента Количество
элементов, n Номинальная интенсивность отказов λн, 10-6 1ч
λн*n, 10-6 1ч
Электродвигатель синхронный 1 1,6 1,6
Контактор
(4 контактные группы) 1 2,0 (одна контактная группа) 8,0
Тахогенератор 1 4,0 4,0
Резистор металлопленочный 14 0,1 1,4
Резистор переменный непроволочный 10 0,3 3,0
Конденсатор бумажный 6 0,4 2,4
Конденсатор керамический 8 0,1 0,8
Конденсатор электролитический 8 0,6 4,8
Диод кремниевый 4 0,2 0,8
Выпрямитель селеновый 4 0,5 2,0
Стабилитрон 1 0,1 0,1
Транзистор кремниевый
малой мощности 8 0,2 1,6
Транзистор кремниевый
большой мощности 2 0,6 1,2
Трансформатор силовой (3 обмотки) 1 1,0 (одна обмотка) 3,0
Катушка индуктивности постоянная 1 0,1 0,1
Выключатель типа «тумблер» 2 0,1 0,2
Предохранитель 2 0,5 1,0
Сигнальная лампа неоновая 1 0,05 0,05
Сумма: 36,05
Таким образом, искомая интенсивность отказов всей системы в целом составляет:
λ=λнi*ni=36,05*10-6 1ч.
Среднее время безотказной работы системы зависит только от интенсивности ее отказов:
T0=1λ=136,05*10-6=27740 часов.
В соответствии с рекомендациями раздела 1 пособия [1] задаемся параметром времени из стандартного ряда:
t=4000 часов.
Тогда соответствующая вероятность безотказной работы всей системы в целом за указанное время будет равна:
Rt=R4000=e-λ*t=e-36,05*10-6*4000=e-0,1442=0,866≈0,87.
Округление полученного значения также произведено в соответствии с рекомендациями раздела 1 пособия [1].
Ответ: λ=36,05*10-6 1ч; T0=27740 часов; R4000=0,87.