Раздельное постоянное резервирование является достаточно эффективныы, однако его практическая реализация в связи с существенным увеличением массы, габаритов и стоимости системы связана с затруднениями. Этот вид резервирования целесообразно применять для повышения надежности отдельных элементов (блоков), к которым имеется легкий доступ на случай ремонта.

Наиболее эффективным является резервирование замещением (общее и раздельное). Однако практическое использование резервирования замещением требует применения переключаюшях устройств, надеяшость которых относительно невысока. В связи с этм резервирование замещением целесообразно применять при повышении надежности крупных узлов системы, а не отдельных элементов, хотя раздельное резервирование дает большой выигрыш в надежности.

Скользящее резервирование, также относящееся к резервированию замещением, дюольно эффективно, но требует сложных переключающих устройств. Кроме того, оно может быть использовано только для резервирования одинаковых элементов (блоков).

Таким образом, выбор вида резервирования для повышения надежности того иля иного функционального элемента или системы а целом может быть сделан только после тщательного конкретного анализа свойств проектируемой системы и требований к ее надежности с учетом имеющихся ограничений.

11.8. НАДЕЖНОСТЬ УНИФИЦИРОВАННЫХ УСТРОЙСТВ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ

Унифицированные устройстеа (блоки) систем управления электроприводами состоят из значительного числа элементов, влияние иа которые условий эксплуатации различно. Некоторые блоки выполнены в виде герметизированных конструкций, практически исключающих влияние рида факторов внешней среды. Другие содержат как герметизированные, так и иегерметизированвые элементы. Последаее обстоятельство следует принимать во внимание при расчете показателей надежности унифицированных устройств систем управления электроприводами в различных условнях эксплуатации. Поэтому в табл. 11.8-11.13, помимо номкнальных расчетных значений коэффициентов надежности этих устройств /С/нои. соответствующих лабораторным условиям эксплуатации и температуре среды 20 °С, приведены поправочные коэффициенты а/ и 6/, позволяющие рассчитать коэффициенты надежности /(/ в других эксплуатационных условиях .Расчет производится по выражению

(11.26)

температуры окружающей среды; bf - коэффициент пересчета, обусловленный наличием в устройстве герметизированных элементов. Значение .gAg определяется нз табл.

11.4. В зависимости от условий эксплуатации bj находится в пределах:

Заводские условия...........*=l,0-fO,4

Тяжелые условии............6уг=1.0-Н.1

Лабораторные уодовии............Ь

Нижний предел 6/ соответствует случаю, когда устройство состоит тольио нз герметизированных элеыентов. При их отсутствии 6/ = 1 в любых условиях эксплуатации. Если по той илв иной причине значение 6/- 1, оно не приводится в табл. 11.8-11.13.

Параметр потока отказов унифицированного устройства

(11.27)

В табл. 11.14 приведены приближенные значения средних времен восстановления унифицированных устройств систем управления

Таблица .11.14. Среднее времи восстановдеввя уввфвцврованвык устрейств спстен управленвя злеитропрвводамв

где а/ - поправочный коэффициент, учитывающий снижение надежности с увеличением

электроприводами, полутанные на основе анализа статистических данных или расчетным путем. Они могут быть использованы дли определения показателей ремонтопригодности электроприводов, включаиицих эти устройства.

Показатели надежности различных типоисполнений комплектных тнристорных устройств могут быть определены в каждом конкретном случае с поыощью приведенного выше ыетода расчета надеягаости. В табл. 11.15 и 11.16 в качестве такого примера приведены расчетные показатели надеяшости функциональных узлов нереверсивного КТУ мощностью 230 кВт с магнитно-транзисторной системой управления, а также реверсивного КТУ-460/500 Р с полупроводниковой системой управления. В табл. 11.17 для сравнения приведены расчетные значения наработки на отказ магнитно-транзисторной и полупроводниковой СИФУ при работе в КТУ для нереверсивного электропривода. При этом предполагается, что температура в местах установки блоков равна +40 С. Среднее время восстановления СИФУ при замене отказавшего блока запасным по статистическны данным составляэт 0,4 ч.

Таблица 11.15. Коаффнцлеиты надежности унифицированных устройств комплектных тирлсторлых преобразователей с магнвтио-тралзвсторной системой управлеиия

Таблица 11.16. Коэффициенты надежности унифипировзиных устройств комплектных тиристориых преобрязователей серии КТУ

Тввлица 11.17. Показатели надежностн СИФУ

Магнитно-транзисторная

Полупроводниковая

м (б се

Тнпойств

19100 Блок фазорегулнтора 1 БФР

Блох формирования 1

импульсов ВФИ Блок смещения БС 1

Блок импульсных S нсфорнаторов

8200 Блок питания БПУ 1 Блок согласования 1 БСУ

Бло:< фазонипульсио-го пЪеобразователн БФИЛ

Блок фильтров ВФ 3 Блок зарядки БЗ 1

Блок контроля управ- 1

лення ВКУ Блок выходных импульсных трансформаторов Б БИТ

Для реализации требуемых законов регулирования в КТУ широко испольэуютсй устройстаа УБСР. Расчетные эиачення наработки иа отказ типовых систем автоматического регулирования, широко используемых в КТУ общепромышленного иазиачення, составляют: для КТУ мощностью до 250 кВт с магнитно-транзисторной системой управления /и = 23 ООО ч; для КТУ-460/500Р (исполнение 2) /и = 15 ООО ч.

11.9. ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОТКАЗНОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ РЕМОНТОПРИГОДНОСТИ

В определеиных условиях ремонтопригодность систем управлеиин может непосредственно влиять на их безотказность, что Является свойством систем, а не входящих в них элементов. Для каждой системы управлеиия электроприводом, исходя нз конкретных условий применения, можно указать допустимое время простоя Тдоп. в течение ет-торого отказ н восстановление элементов системы не нарушают работоспособности объекта управления. Под отказом системы в этом случае понимают такой отказ ее элемента, который длится дольше, чем допустимое время. Если взамен отказавшего элемента в запасе имеется исправный, то не все m отказов элементов, возникающих в процессе работы, будут являться отказами системы. Число отказов системы с учетом ее восстанавливаемости

т(в) = т[1-е(Тдо )]. (11,28)

При этом показатель безотказности системы - наработка на отказ - существенно увеличится в будет равен:

Если время восстановления системы распределено по закону Эрлаига, то

/н(в) =

?а /

е-2доп/Ь

-, (11.30)

а вынгрыш в показателе безотказности

Р-60

to го

20 15 10

Б Ч S

Q 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

Рис. 11.46. Выигрыш в безотказности вследствие повышения ремонтопригодности.

вследствие повышения ремонтопригодности определяется выражением фис. 11.46)

(11.31)

Вероятность Р (Г, в) наработки между отказами больше Г, с учетом восстанавливаемости

Р (Г в) =ехр {-.[l - б (т,оп) 1 J. (11.32)

Соответствующие графики двиы на рнс. 1.47. Они показывают, что выигрыш в без-

0,25 0,5 0,75 10 1,25 1,5 1,7STf/f

Рнс. 11.47. Надежность системы прн различных значениях вероитвоств восстаиовленни.