Обоснование метода резервирования для функционального узла РЭУ

Все методы повышения надежности РЭУ можно условно разбить на две группы методов: схемотехнические и конструкторско-технологические .

Основные методы первой группы:

1.Выбор электрических принципиальных схем, содержащих минимальное число элементов.

2.Выбор электрических принципиальных схем, выходные характеристики которых слабо зависят от изменения напряжения питания и разброса параметров элементов. Это позволяет в значительной степени повысить параметрическую надежность, т.е. свести к минимуму постепенные отказы.

3.Выбор электрических принципиальных схем, устойчивых к воздействию дестабилизирующих факторов, особенно температуры.

Среди методов второй группы необходимо отметить следующие:

1.Правильный выбор коэффициентов электрической нагрузки элементов. Замечено, что для большинства элементов оптимальные значения коэффициентов электрической нагрузки близки к числам 0,3 .0,6. Их снижение повышает надежность элементов, однако ведет, как правило, к увеличению массы, габаритов, стоимости устройства. Кроме того, чрезмерное уменьшение коэффициентов электрической нагрузки может вызвать нестабильную работу ряда элементов, например, полупроводнико-вых приборов.

2.Отбраковка потенциально ненадежных элементов в условиях производства РЭУ. Используют как электротермотренировку, так и методы индиви-дуального прогнозирования надежности элементов.

3.Защита элементов РЭУ от воздействия факторов окружающей среды.

Особую группу методов составляет повышение надежности путем резервирования.

Резервирование - это введение в структуру устройства дополнительного числа элементов, цепей и(или) функциональных связей по сравнению с минимально необходимыми для функционирования устройства. В зависимости от того, как подключаются резервные элементы в случае отказа основных, различают следующие виды резервирования:

• постоянное;

• замещением;

• скользящее(может рассматриваться как частный случай резервирования замещением).

Воспользуемся резервированием замещением с нагруженным резервом ( «горячее» резервирование). Мой выбор обусловлен тем, что данное устройство – усилитель мощности. Усилитель мощности резервируется «горячим» резервированием, так как недопустимы перерывы в его работе. В случае резервирования с нагруженным резервом при отказе блок РЭС отключается от электрической схемы, и вместо него подключается один из резервных блоков.

Основной характеристикой резервирования замещением является кратность резерва, выражаемая несокращаемой дробью и определяемая соотношением (с.201 [1]):

(1)

r – количество резервных элементов, способных замещать основные элементы данного типа;

r = m - n;

n – количество основных элементов, резервируемых резервными элементами.

Основные достоинства резервирования замещением:

1). Отсутствие даже кратковременного перерыва в функционировании устройства.

2). Простота технической реализации.

3). Отсутствие необходимости иметь переключающее устройство высокой надёжности.

Основные недостатки резервирования замещением:

1). Незначительный выигрыш в надёжности по сравнению с постоянным резервированием.

2). Резерв находится в таком же электрическом режиме, как и основной элемент, и его ресурс вырабатывается одновременно с ресурсом основного элемента, точно так же, как и при постоянном резервировании.

Таким образом, необходимо определить, какое количество резервных блоков РЭС будет обеспечивать заданный уровень надёжности, т.е. кратность резерва. Для резервирования замещением справедливо следующее выражение:

P(t)=1-(1- P'(t))m (2)

где P(t) - вероятность безотказной работы устройства;

P'(t) - вероятность безотказной работы отдельного блока РЭС;

m - количество резервированных изделий.

Чтобы надёжность удовлетворяла техническому условию, требуется выполнение условия:

P(t) > 0,95

Таблица 3. Повышение надежности резервирование (расчетная таблица).

m

1

2

3

P(t)

0.72

0.92

0.97

Таким образом, при m=3 начинает выполняться вышеупомянутое условие:

0,97 > 0,95

Следовательноè количество резервированных изделий =2, а кратность резерва 2/1. Двукратного резервирования замещением достаточно, чтобы обеспечить требуемый уровень надёжности.

Другие публикации

Видеосъемка
Согласно легенде, рожденной в недрах компании Sony, первая любительская аналоговая видеокамера была создана в 1980 году. Однако настоящая война за потребителя начинае ...

Генераторы ВЧ фирм Rohde&Sсhwarz, Agilent Technology
Электронный генератор представляет собой устройство, преобразующее электрическую энергию источника постоянного тока в энергию незатухающих электрических колебаний ...

Меню

Copyright @2019, TECHsectors.ru.