 |
 |
 |
 |
ГЛАВА 2
НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СТАЦИОНАРНОЙ РЭА
Все разработчики РЭА понимают, что повышение надежности аппаратуры в настоящее время является одной из основных задач. То же относится к разработчикам СВЭП и ВПН. При этом эольшинство специалистов решают задачу повышения надежности ВПН схемотехническими методами, чем ряд лет занимался и автор, разработав предложения, включенные в гл. 5.
В настоящей главе после представления основных понятий теории надежности (§ 2.1) читатель найдет, в основном, расшифровку двух утверждений:
параллельное включение ВПН - перспективный путь повышения надежности СВЭП (§ 2.2);
устройства контроля в СВЭП с параллельным включением ВПН оказывают определяющее влияние на надежность таких систем (§ 2.3).
2.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ
В соответствии с ГОСТ 13377-75 «Надежность в технике. Термины и определения» под надежностью понимается свойство объекта, заключающееся в его способности выполнять определенные задачи в определенных условиях эксплуатации. Надежность - сложное свойство, включающее, в свою очередь, такие основные понятия, как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость [28]. Приведем определения перечисленных понятий.
£езог/сазносгь - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность.
Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к выполнению ремонтов и технического обслуживания.
Сохраняемость - свойство объекта непрерывно сохранять значение установленных показателей его качества в заданных пределах в течение и после хранения и(или) транспортирования. Дадим также определения некоторым другим понятиям. Исправность - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно-технической документацией.
Неисправность - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований, установленных нормативно-технической документацией.
Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.
Восстановление - процесс обнаружения и устранения отказа (повреждения) с целью восстановления его работоспособности (исправности).
Сбой-самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременной утрате работоспособности.
Конструкционный отказ - отказ, возникший вследствие ошибок конструктора или несовершенства методов конструирования.
Производственный отказ - отказ, возникший вследствие нарушения или несовершенства технологического процесса изготовления" или ремонта объекта.
Эксплуатационный отказ - отказ, возникший вследствие нарушения установленных правил эксплуатации или вследствие влияния непредусмотренных внешних воздействий.
Избыточность - дополнительные средства или возможности сверх минимально необходимых для выполнения объектом заданных функций.
Резервирование - метод повышения надежности объекта введением избыточности.
Понятие резервирование включает в себя некоторые частные понятия:
структурное резервирование - метод повышения надежности объекта, предусматривающий использование избыточных структурных элементов;
нагруженный резерв - резервный элемент, находящийся в том же рабочем режиме, что и основной элемент;
восстанавливаемый резерв - резервный элемент, работоспособность которого в случае отказа подлежит восстановлению;
кратность резервирования - отяотете числа резервных эле- ментов к числу резервируемых элементов объекта;
резервирование с восстановлением - резервирование, при котором работоспособность любого основного и резервного элементов объекта в случаях возникновения их отказов подлежит восстановлению.
При использовании резервирования для повышения надежности возникает задача не только обеспечить заданные показатели надежности, но и произвести это как можно более экономично, с наименьшими суммарными затратами на резервные элементы для системы в целом, т. е. оптимальным образом. В качестве подобных затрат могут быть рассмотрены различные характеристики системы, такие как ее стоимость, вес или габариты. Выбор характеристики определяется конкретным видом системы и ее назначением. Обычно выделяется одна наиболее важная характеристика, которую для кратности, вне зависимости от ее физической сущности, называют весом.
На практике находят широкое применение следующие показатели надежности:
вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет;
средняя наработка на отказ - отношение наработки объекта к 1;атематическому ожиданию числа отказов в течение этой наработки;
время восстановления - случайное время собственно ремонта, 7. е. время отыскания и устранения одного отказа;
коэффициент готовности - вероятность того, что объект ока-л-ется работоспособным в произвольно выбранный момент време-
в установившемся (стационарном) процессе эксплуатации;
интенсивность отказов - плотность распределения наработки объекта до отказа, определяемая при условии, что до рассматри-аемого момента отказ не возник. ,
При эксплуатации пользуются также следующими показателя-•]{ долговечности и сохраняемости:
гамма-процентный ресурс - наработка, в течение которой объ- vT не достигает предельного состояния с заданной вероятностью;
средний срок службы - математическое ожидание срока служ-
средний срок сохраняемости - математическое ожидание сро-, 1 сохраняемости.
Перечисленные показатели надежности входят по действую-цлм стандартам в установленный перечень показателей для ре-онтируемых ИВЭП.
Значение минимальной наработки на отказ для ИВЭП выби-,ают из ряда: 15 000; 25 000; 30 000; 40 000; 50 000; 80 000; 100 000; 50 ООО ч, а значения среднего срока службы для ремонтируемых 1ВЭП из ряда 15; 20; 25; 30; 35 лет.
2.2. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ ВПН - ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПУТЬ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ СВЭП
Основу анализируемых СВЭП составляют параллельно включаемые ВПН, построенные по схемам транзисторных импульсных либо резонансных стабилизаторов с бестрансформаторным вхо-JOM. Возможность параллельной работы нескольких ВПН позволяет ввести в СВЭП постоянно включенные резервные ВПН [18]. Деление ВПН на основные и резервные условно, само же резервирование является нагруженным, так как основные и резервные ВПН находятся в одинаковых условиях (режимах). При отказе ВПН устройства контроля автоматически отключают его и индицируют неисправность. Это отключение должно устранять влияние отказа, вызванного любой неисправностью одного ВПН, на работоспособность ,всей СВЭП. Выходная мощность отказавшего ВПН восполняется оставшимися работоспособными источниками питания.
0 1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53