“电器自动操纵”课程.ppt

补-1 可靠性的基本概念 一、可靠性的定义与重要性 控制元件或系统应具备各种功能以满足使用要求。 可靠性和使用条件有很大关系。 可靠性与使用时间有关，用得愈久可靠度愈低。 ;可靠性与规定的功能有关，同一产品在相同条件下和同一时间内，丧失不同功能的概率是不同的。 二、固有可靠性和使用可靠性 产品由制造厂按要求制造并按标准检验来保证的可靠性称为固有可靠性。 三、可修复产品和不可修复产品 有触点控制电器元件发生接触失效(即触头闭合后，接触电阻过大的失效)以后，往往; 不经修复就能在下一次闭合时自行恢复正常，因而对于具有接触功能的元件来说具有类似可修复产品的性质。 补-2 失效与可靠性特征量 一、失效率 工作到某一时刻尚未失效的产品在其后单位时间内发生失效的概率称为失效率λ，有 ;式中 F(t)——在t以前发生失效的累积概率； f(t)——失效分布密度函数。 在λ为常数时，由上式可得 当可修复产品的失效或自行恢复的失效服从指数分布时，失效率的倒数称为平均无故障工作时间MTBF(Mean Time Between Failure) ;MTBF也可作为可靠性特征量，表示相邻两次失效的间隔时间的平均值。 二、早期、偶然、耗损失效 早期失效的失效率随使用时间的增长而减小，直至进入偶然失效期。因各种偶然因素而发生的失效称为偶然失效，偶然失效和使用条件关系很大。耗损失效随时间的增加而加大。 ;失效率随时间变化的曲线形状类似浴盆，称为浴盆曲线(图5-1)。 三、可靠度与可靠寿命 ;控制电器元件失效率在很多情况下服从 下式 当m=1时λ是常数，反映偶然失效； 当m＞1时λ是t的增函数，反映耗损 失效； 当m＜1时λ是t的减函数，反映早期 失效。 令C=m/t0，由上式可得 ;如果t从早期失效结束时算起，则耗损失效期R(t)为 式中 R(t)——t时的可靠度； m——形状参数； t0——尺寸参数； γ——位置参数。 ;符合上式的概率分布称为威伯尔分布，影响这种分布有三个参数：m大表示一批产品寿命集中；t0大表示可靠寿命长；γ大表示耗损故障发生得晚。 补-3 可靠性设计 一、可靠性设计的内容 可靠性设计的???要内容包括制订可靠性指标，可靠性预测，可靠性分配以及与提高可靠性有关的具体设计工作和可靠性审查。本节只介绍前三个内容。 ;二、可靠性指标的制定 对可靠性特征量的要求称为可靠性指标。制订可靠性指标的工作包括确定指标项目和指标数值。 三、可靠性预测 可靠性预测分为定性或定量的两类。 关于定量的可靠性预测，只介绍符合下列条件的情况： 1.系统中任一元件失效将导致系统失效，这种系统称为可靠性串联系统；;2. 所有元件时期失效都已排除； 3. 所有元件在进入耗损失效期之前进行 调换。 这时系统失效率λs符合下式 式中 λs——系统失效率； λi——第i个元件的失效率； n——元件数。 ;四、可靠性分配 补-4 提高可靠性的途径 一、电气控制系统方案的选择 在选择方案时，应考虑尽量减小控制元件数、接点数和焊点数，以降低系统的失 效率。 二、控制元件的选用 正确选用控制元件的品种、规格是提高元件使用可靠性的关键。 ;三、控制元件的工作环境 尘埃不但会引起电接触故障，而且可以降低绝缘性能、增加交流磁系统极面粘住的危险，因此必须采用必要的防尘措施，对于对可靠性要求较高的系统，控制元件应装入尘埃不能侵入的罩壳或电柜内。 机床上的控制元件常工作在有润滑油或切削油的地方，这时必须选用防油型电器或采取防油措施。 四、筛选和预防性更换 ;件进入耗损失效期以后，失效率将明显上升。为了防止这种情况影响系统的可靠性，可以在有效寿命(或偶然故障期)将结束时，不管元件是否损坏，也进行更换。 五、现场失效调查 提高可靠性的办法从根本上是应以现场失效调查和分析着手。