励磁调节器的可靠性分配与设计

《励磁调节器的可靠性分配与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、励磁调节器的可靠性分配与设计摘要：介绍励磁调节器的可靠性设计。通过讨论励磁调节器的可靠性要求、可靠性分配与设计，给出提高励磁系统可靠性的定量设计、分析方法。关键词：可靠性可靠性分配可靠性设计励磁调节器现代科学技术的飞速发展及用户需求的不断提高，促使各行业的产品都逐步向多功能，智能化，复杂化方向发展。一个系统往往由多个子系统组成，各子系统相互依赖、相互制约，任何一个子系统发生故障均有可能导致整个系统的崩溃。这种趋势在电力系统中表现得尤为明显，随着电站装机容量的不断提升，以计算机为代表的高科技设备大规模装备电站，往往使一套设备或系统的复杂程度就

2、超过了以往整个电站电气设备的总和，以励磁系统为例，随着交流采样技术、计算机调节技术、现场总线技术、智能检测技术等一系列高科技技术的应用，使得励磁系统达到了前所未有的智能化程度。然而智能化水平的提高却并不意味着产品可靠性的增长。一个好的产品不仅要求具有良好的性能，而且要求产品具有“高可靠、长寿命、便于维修”等特性。因此，在提高产品智能化水平的同时，如何提高产品的可靠性就成为关注的焦点。本文基于可靠性设计的原理，讨论了励磁调节器的可靠性分配与设计。一、励磁系统的可靠性要求产品的可靠性是指产品在规定条件和规定的时间内完成规定功能的能力，所谓规定条

3、件是指产品所处的环境条件、负荷条件及工作方式；规定时间是产品的工作时间，对于不同的产品和系统，工作时间有不同的要求；规定功能是产品能完成规定的操作。衡量产品的可靠性，其指标包括：可靠度、不可靠度、概率密度函数、失效率、平均无故障时间、平均维修时间、可用性等。其中最重要的指标就是平均无故障时间。根据长期的工作实践发现，励磁系统的失效率分布基本服从指数分布，其可靠性指标可表示为：可靠度：R(t)=e-λt8可靠度函数R(t)的曲线如图1所示：不可靠度：F(t)=1-e-λt失效率：λ(t)=λ（常数）平均无故障时间：MTBF=失效密度函数：f(

4、t)=λe-λt平均维修时间：MTTR=MT/n可用度：A=（式中：MDT——平均延误时间）可靠寿命Tr是给定产品的可靠度r值时所对应的工作时间：∵R(t=Tr)=e-λTr=r∴Tr=-r根据励磁系统在电站的使用要求，特别是大型火电机组一次不间断运行的时间往往可达半年，按180天计算，即4320小时。根据可靠性要求，励磁系统运行4320小时其可靠度应达0.9，计算可得励磁系统的平均无故障时间要求为：MTBF==-Tr/r=-=41002h为留足够余量，励磁调节器的平均无故障时间（MTBF）往往按5万小时计算。一、励磁调节器的可靠性分配产品

5、的可靠性分配是指按产品总体可靠性的要求，把可靠性指标合理的分配到每个子系统，特别是对平均无故障时间的分配。以某型励磁调节器为例，该系统是一个由测量、调节、通讯等多个分系统组成的复杂系统，为达到平均无故障时间（MTBF）5万小时的要求，需对各分系统进行可靠性分配。根据系统可靠性结构模型，该型励磁调节器具体可分为：测量单元、励磁调节单元、脉冲产生/放大单元、通讯单元、供电单元共5大单元，其可靠性框图如下：8该系统为混合结构，即系统中既有串联模式，也有并联模式，对其进行可靠度分解计算：①计算分系统R1、R2、R3的串联可靠度R1-3，得R1-3=

6、=R1·R2·R3②计算分系统R4、R5、R6的串联可靠度R4-6，得：R4-6==R4·R5·R6③计算R1-3、R4-6两个分系统并联的可靠度：8R1-6=1-（1-R1-3）（1-R4-6）=R1-3+R4-6-R1-3·R4-6①计算R8、R9两个分系统并联的可靠度：R8-9=1-（1–R8）（1-R9）=R8+R9–R8·R9②整个系统的可靠度RS由R1-6、R7、R8-9串联计算可得：RS=R1-6·R7·R8-9=（R1-3+R4-6-R1-3·R4-6）·R7·（R8+R9–R8·R9）根据励磁调节器平均无故障时间5万小时的

7、可靠性要求，按以上对系统可靠性结构模型的分析，把可靠性指标分配到每一个分系统。在系统可靠性分配时使用加权因子分配法，根据产品的使用特性，可靠性分配主要考虑以下问题：①分系统的重要程度及分系统对系统失效的影响程度；②分系统的复杂程度；③分系统所处工作环境对系统的影响程度；④维修性因素；⑤元器件质量因素⑥标准化因素1、考虑到该系统为混合型结构模式，先对R1-6、R7、R8-9三个串联分系统进行可靠性分配：分系统j因子iKjiR1-6R7R8-9复杂因子211重要因子10.71环境因子111标准化因子21.218维修因子0.711元器件质量因子1

8、.81.515.041.261Σ7.3按加权因子分配法公式计算：R1-6：MTBF1-6=7.3/5.04*50000=72420hR7：MTBF7=7.3/1.26*50000