電子電氣設(shè)備設(shè)計復(fù)習(xí)(3)ppt課件

.,a.可靠性定義,b.“三個規(guī)定”的含義,可靠性：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。,規(guī)定條件是指使用時的環(huán)境條件和工作條件。環(huán)境條件越惡劣，工作條件越不正常，可靠性越低。,規(guī)定時間內(nèi)是指產(chǎn)品可以完成規(guī)定動能的工作時間內(nèi)所預(yù)定的壽命。這里的“時間”是廣義的概念，除時間外，還包括：里程、次數(shù)等?？煽啃允请S時間的遞減函數(shù)（不能理解為成反比）。,規(guī)定功能是指產(chǎn)品規(guī)格書中給出了正常工作的性能指標。,.,八.可靠度函數(shù)九.累計故障(失效)分布函數(shù),可靠度：產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。,可靠度是可靠性的度量指標，是隨時間變化的函數(shù)，用R(t)來表示?？煽慷群瘮?shù)的表達式：R（t）=P（Tt）T是產(chǎn)品發(fā)生故障（失效）時間，當(dāng)產(chǎn)品失效時，T也稱壽命。t為規(guī)定的時間。,R(t),t,可靠度函數(shù),隨時間遞減的函數(shù),.,累計故障（失效）分布函數(shù)是故障的度量指標，也是隨時間變化的函數(shù)，通常用F（t）表示。累計故障（失效）分布函數(shù)數(shù)學(xué)表示為：F（t）=P（Tt）,累計故障（失效）分布函數(shù),t,隨時間遞增的函數(shù),F(t)不可靠度,假定產(chǎn)品要么處于正常工作狀態(tài)，要么處于故障狀態(tài)，可靠性與故障可以表述為兩個對立的事件。可靠度函數(shù)與累計故障分布函數(shù)的關(guān)系為：R（t）+F（t）=1由于F(t)=1-R(t),因此，累積故障分布函數(shù)通常也成為不可靠度。,.,可靠度：,N0為產(chǎn)品總數(shù)，r(t)為工作到t時刻產(chǎn)品發(fā)生的故障數(shù)。,可靠度計算示例：例：設(shè)t=0時，投入工作的10000只燈泡，當(dāng)t=365天時，發(fā)現(xiàn)有300只燈泡壞了，求一年時的工作可靠度。參考答案：R（年）=0.97F(t)=1-0.97=0.03,第一節(jié)可靠性的基本概念及常用度量可靠度,.,（二）故障（失效）率產(chǎn)品工作到某時刻尚未發(fā)生故障，在該時刻后一個單位時間發(fā)生故障的概率，稱為產(chǎn)品故障（失效）率（或瞬時故障率）。產(chǎn)品故障率一般用(t)表示。,r(t)t時刻后，t時間內(nèi)發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù)t所取時間間隔NS(t)在t時刻沒有發(fā)生故障的產(chǎn)品數(shù),第一節(jié)可靠性的基本概念及常用度量故障（失效）率,.,產(chǎn)品典型的故障率曲線,(t),使用壽命,規(guī)定的故障率,維護后故障率下降,偶然故障期,t,耗損故障期,早期故障期,A,B,1、早期故障降至最低，產(chǎn)品耗損期到來之前，是產(chǎn)品的主要使用期。2、故障率基本平穩(wěn)，可近似看作一個常數(shù)。3、由偶然因素引起的。4、可以通過統(tǒng)計方法來預(yù)測。,1、產(chǎn)品使用很長時間以后。2、故障迅速上升，直至極度。3、主要由老化，廢勞、磨損、腐蝕引起。4、可通過試驗數(shù)據(jù)分析確定耗損起始點，并通過預(yù)防維修延長產(chǎn)品的壽命。,產(chǎn)品的使用壽命與產(chǎn)品規(guī)定條件和規(guī)定的可接受故障有關(guān)。規(guī)定的允許故障率越高，產(chǎn)品使用壽命越長，反之壽命越短。,1、產(chǎn)品使用初期，故障容易暴露出來。2、故障率較高，且呈迅速下降趨勢。3、由設(shè)計和制造缺陷引起。如設(shè)計不當(dāng)、材料缺陷、加工缺陷、安裝調(diào)整不當(dāng)?shù)取?、可以通過加強質(zhì)量管理及采取環(huán)境應(yīng)力篩選加以減少。,高質(zhì)量電子產(chǎn)品其故障率曲線在其壽命內(nèi)基本是一條平穩(wěn)的直線。質(zhì)量低劣產(chǎn)品要么存在大量早期故障要么很快進入耗損故障階段。,.,e.掌握可靠性串聯(lián)模型和并聯(lián)模型的計算,串聯(lián)模型的數(shù)學(xué)模型（1）可靠度是產(chǎn)品各單元可靠度的積（2）故障率是產(chǎn)品各單元故障率的和,串聯(lián)系統(tǒng)的可靠度是指所有單元都正常工作的概率。因此，系統(tǒng)總的可靠度等于各單元可靠度的積。應(yīng)注意的是上述數(shù)學(xué)模型是基于各工作單元彼此相互獨立（都是獨立故障），若不獨立，相關(guān)聯(lián)單元的概率用條件概率表述。,.,產(chǎn)品服從指數(shù)分布情況下，若設(shè)計賦予各單元的故障率為i求：1）可靠度Rs(t)2）當(dāng)工作時間t=MTBF（平均壽命），Rs(t)值計算：可靠度：t=MTBF時：可靠度：,.,串聯(lián)模型計算示列：例1：已知振蕩器的電感和電容故障率L=C=10-6/h,振蕩器壽命服從指數(shù)分布，求振蕩器的故障率S；MTBFS及可靠度RS（t）。參考答案：S=210-6/h；MTBFS=5105h；RS（t）=e-210-6t,串聯(lián)模型計算示列：例2：假設(shè)一個產(chǎn)品是10個部件串聯(lián)組成，壽命服從指數(shù)分布，若每個部件工作10000小時的可靠度為0.9，求產(chǎn)品工作到10000小時的可靠度。參考答案：RS（10000)=0.910=0.349,.,額定值,1.額定功率PN:電機軸上輸出的機械功率。,2.額定電壓UN：額定工作情況下的電樞上加的直流電壓。（例：110V，220V，440V）,3.額定電流IN：額定電壓下，軸上輸出額定功率時的電流（并勵應(yīng)包括勵磁電流和電樞電流）三者關(guān)系：PN=UNIN（：效率）,.,7.4電磁轉(zhuǎn)矩,一、電磁轉(zhuǎn)矩,單位：（韋伯），Ia（安培），T（牛頓米）,由轉(zhuǎn)矩公式可知：(1)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的條件：必須有勵磁磁通和電樞電流。(2)改變電機旋轉(zhuǎn)的方向：改變電樞電流的方向或者改變磁通的方向。,.,二、轉(zhuǎn)矩平衡關(guān)系,電磁轉(zhuǎn)矩T為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，在電機運行時，必須和外加負載和空載損耗的阻轉(zhuǎn)矩相平衡，即,轉(zhuǎn)矩平衡過程：當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩（TL）發(fā)生變化時，通過電機轉(zhuǎn)速、電動勢、電樞電流的變化，電磁轉(zhuǎn)矩自動調(diào)整，以實現(xiàn)新的平衡。,.,由上式可知：（1）在U一定的情況下，改變可改變n；（2）在電樞回路中串電阻Ra1，可以調(diào)速；（3）改變U的大小，可以調(diào)速。,一、調(diào)速原理,其中：=KIf,.,旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速大小,一個電流周期，旋轉(zhuǎn)磁場在空間轉(zhuǎn)過360,電流頻率為fHz，則磁場1/f秒旋轉(zhuǎn)1圈，每秒旋轉(zhuǎn)f圈。每分鐘旋轉(zhuǎn)：,n1稱為同步轉(zhuǎn)速,.,三相異步電動機的同步轉(zhuǎn)速,極對數(shù),每個電流周期磁場轉(zhuǎn)過的空間角度,同步轉(zhuǎn)速,.,五、三相異步電動機的調(diào)速,.,3.改變電源頻率(變頻調(diào)速)無級調(diào)速,此種調(diào)速方法發(fā)展很快，且調(diào)速性能較好。其主要環(huán)節(jié)是研制變頻電源（常由整流器、逆變器等組成）。,.,18,以下控制電路能否實現(xiàn)即能點動、又能連續(xù)運行,思考,不能點動！,.,19,SB,KA,SB1,KA,SB2,FR,KM,KA,加中間繼電器（KA）。,FR,.,20,電機的正反轉(zhuǎn)控制加互鎖,互鎖作用：正轉(zhuǎn)時，SBR不起作用；反轉(zhuǎn)時，SBF不起作用。從而避免兩觸發(fā)器同時工作造成主回路短路。,KMF,SB1,KMF,SBF,FR,KMR,KMR,M3,A,B,C,KMF,FU,QS,FR,.,如圖，某產(chǎn)品一接口電路進行電壓為500V的涌浪試驗，接口工作不正常，測試后不能自行恢復(fù)，經(jīng)檢查，磁珠損壞。磁珠直流電阻為1.3,10MHz時10-20之間，100MHz時達到600。分析磁珠損壞原因，并改進電路，要求能通過涌浪試驗。,.,磁珠能將高頻信號轉(zhuǎn)化成熱能，從圖中可以看出，TVS用來進行涌浪保護，磁珠與旁路電容形成LC濾波器，對高頻進行抑制，當(dāng)進行涌浪試驗時，高頻信號首先流過磁珠，然后經(jīng)TVS泄放到地，從而使后一級芯片免受沖擊。涌浪試驗采用電流波形為8-20微秒，電壓1.2-50微秒的綜合波形。圖中電路TVS所能承受的最大脈沖功率為500W，箝位電壓為10V左右，可以承受數(shù)十安培的電流，但是磁珠額定電路為100mA，流過磁珠的電流大大超過這個值，造成損害。改進如圖所示,.,.,例：搶答器的設(shè)計搶答器有三個輸入，分別為I0.0、I0.1和I0.2，輸出分別為Q4.0、Q4.1和Q4.2，復(fù)位輸入是I0.4。要求：三人中任意搶答，誰先按按鈕，誰的指示燈優(yōu)先亮，且只能亮一盞燈，進行下一問題時主持人按復(fù)位按鈕，搶答重新開始。,.,搶答器程序,.,定時器,使用定時器指令可創(chuàng)建編程的時間延遲，S7-1200PLC有4種定時器：TP：脈沖定時器可生成具有預(yù)設(shè)寬度時間的脈沖。TON：接通延遲定時器輸出Q在預(yù)設(shè)的延時過后設(shè)置為ON。TOF：關(guān)斷延遲定時器輸出Q在預(yù)設(shè)的延時過后重置為OFF。TONR：保持型接通延遲定時器輸出在預(yù)設(shè)的延時過后設(shè)置為ON。在使用R輸入重置經(jīng)過的時間之前，會跨越多個定時時段一直累加經(jīng)過的時間。RT：通過清除存儲在指定定時器背景數(shù)據(jù)塊中的時間數(shù)據(jù)來重置定時器。每個定時器都使用一個存儲在數(shù)據(jù)塊中的結(jié)構(gòu)來保存定時器數(shù)據(jù)。在編輯器中放置定時器指令時可分配該數(shù)據(jù)塊。,.,練習(xí),按下瞬時啟動按鈕I0.0，5秒后電動機啟動，按下瞬時停止按鈕I0.1，10秒后電動機停止。,.,.,.,兩條運輸帶順序相連，為避免運送的物料在1號運輸帶上堆積，按下起動按鈕I0.3，1號帶開始運行，8s后2號帶自動起動。停機的順序與起動的順序相反，按了停止按鈕I0.2后，先停2號帶，8s后停1號帶。Q1.1和Q0.6控制兩臺電動機M1和M2。,.,計數(shù)器指令計數(shù)器的輸入輸出參數(shù),.,通過傳送帶電機KM1帶動傳送帶傳送物品，通過產(chǎn)品檢測器PH檢測產(chǎn)品通過的數(shù)量，傳送帶每傳送24個產(chǎn)品機械手KM2動作1次，進行包裝，機械手動作后，延時2秒，機械手的電磁鐵切斷。通過傳送帶起動按鈕、傳送帶停機按鈕控制傳送帶