Ремонт электрооборудования пассажирских вагонов в электроцехе пассажирского вагонного депо, страница 5

       Значение наибольшего напряжения устанавливается при регулировке РНГ и достигается в процессе работы, когда транзисторы V3, V4 устройства находятся в запертом состоянии при температуре ниже +5 °С. Наименьшее напряжение генератора реализуется при полностью открытых транзисторах V3, V4. Значение этого напряжения может регулироваться с помощью резистора R5. Таким образом удается менять наклон зависимости Uг= f(tэл). Это бывает необходимо при смене типа батареи (щелочная, кислотная), а также для компенсации разброса параметров отдельных элементов схемы при их замене в процессе ремонта.

2. НАДЕЖНОСТЬ ПОЛУIIРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ

       Высокая надежность - одно из важнейших качеств, свойственных полупроводниковым приборам. По существующему определению “надежность - свойство технических устройств или изделий выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в установленных пределах в течении требуемого промежутка времени”.

        Для количественной оценки надежности используют ряд критериев, среди которых: Р(t) -вероятность безотказной работы устройства в течение заданного промежутка времени,λ (t) -интенсивность отказов и другие . Значения названных критериев для отдельных элементов или устройств определяются на основе объективных статистических данных об их отказах, фиксируемых в процессе эксплуатации при определенных условиях. Результаты наблюдения служат исходным материалом для построения зависимостей, отражающих изменения количества отказов во времени для каждого наблюдаемого объекта. Если среди объектов, взятых под наблюдение, через некоторый промежуток времени Δt вышло из строя (отказало) Δn(t) объектов, то интенсивность отказов для данной группы (выборки) объектов может быть найдена как

(1)

 - среднее число исправно работающих объектов в интервале времени Δt;

количество работающих объектов соответственно в начале и в конце рассматриваемого временного интервала Δt.

      Опыт эксплуатации технических устройств различного назначения указывает на то, что для большинства из них, в том числе и для полупроводниковых элементов и устройств, созданных на их основе, интенсивность отказов может быть принята постоянной λ= соnst. В этом случае вероятность безотказной работы и для отдельного элемента, и для устройства в целом определяется экспоненциальной зависимостью Р(t)=

На основании сведений об интенсивности отказов отдельных элементов (диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов и др.), публикуемых в технической литературе, можно оценить ожидаемую надежность работы любого вновь создаваемого устройства, содержащего эти элементы. Вероятность безотказной работы сложного устройства находится как произведение вероятностей безотказной работы всех “n” элементов, входящих в его состав, по уравнению

          (2)

где Р(t) - вероятность безотказной работы i-го элемента;

- интенсивность отказов i-го элемента, 1/ч.

Уравнение  может быть записано в иной форме

                     (3)

где - значения интенсивности отказов каждого из элементов, входящих в рассматриваемое устройство.

        Уравнения (2) и (3) справедливы для последовательного (по понятиям теории надежности) соединения элементов, когда отказ любого из них приводит к отказу всего устройства.

         Значения интенсивности отказов, приводимые в технической литературе для одного и того же элемента, даются, как правило, для некоторого интервала от  до . Объясняется это различием режимов работы элемента, способом и местом его включения в схему и т.д. Все это делает расчеты по уравнению (2) приближенными, а получаемые результаты рассматриваются как ориентировочные. Тем не менее расчеты ожидаемых показателей надежности работы вновь разрабатываемых устройств, в том числе и полупроводниковых, на стадии проектирования позволяют заранее оценивать ожидаемую эффективность их применения.

        Например, проведенный с использованием уравнения (3) расчет показал, что значение вероятности безотказной работы полупроводникового регулятора напряжения, работающего с индукторным генератором 2ГВ.00З, за четыре тысячи часов работы должно быть равно 0,945 <Р(4000)< 0,975 . Нижнее значение соответствует наибольшей расчетной интенсивности отказов

 1/ч, верхнее - наименьшей 1/ч. Названные значения и получены как суммы интенсивностей отказов всех элементов, входящих в состав регулятора. Заметная разница между ними объясняется тем, что значения  брались для каждого элемента из разных источников. Взятое за исходное при расчетах время t= 4000 ч соответствует приблизительно среднему времени нахождения вагона в движении в течение года, когда регулятор находится в работе.

        Опубликованные результаты наблюдений за работой названных регуляторов в эксплуатации показывают что интенсивность их отказов составляет λ = 12·10  1/ч . Ожидаемая же вероятность безотказной работы за год составит Р(4000) = = 0,953.

         Если на основании эксплуатационных данных (λ = 12· 10  1/ч) за время работы в течение года отказывает 47 регуляторов из каждой тысячи, то на основании теоретических расчетов количество ожидаемых отказов должно составлять от 25 до 55 (для 0,945 <Р (4000) <0,975). Среднее число ожидаемых отказов находится на уровне 40, что достаточно близко к эксплуатационному значению - 47.

         Даже при заметном увеличении общего количества элементов, входящих в состав полупроводникового регулятора типа 2460.033 германского производства, расчетная вероятность его безотказной работы должна понизиться до значений 0,914 <Р (4000) <0,961. Названные цифры соответствуют более высоким расчетным значениям интенсивностей отказов