43. Магнитные потери в активной стали.

Магнитные потери в зубцах статора

 Вт (2.5.87)

Магнитные потери в сердечнике статора

 Вт, (2.5.88)

где  Вт/кг – удельные потери в стали марки Э12 – 0,5 мм при индуктивности 1 Тл и частоте 50 Гц по ГОСТ 802–58.

Общие магнитные потери в стали статора

Вт. (2.5.89)

44. Потери в меди обмотки статора при холостом ходе приближенно равны:

 Вт. (2.5.90)

45. Электрические, магнитные и механические потери холостого хода двигателя

 Вт. (2.5.91)

46. Активная составляющая тока холостого хода

 А. (2.5.92)

47. Ток холостого хода двигателя

 А. (2.5.93)

48. Активное сопротивление намагничивающего контура, эквивалентное магнитным потерям в стали статора

 (2.5.94)

Потери и К.П.Д. двигателя

49. Потери в меди обмоток статора и ротора.

 Вт; (2.5.95)

, (2.5.96)

где  Вт.

50. Магнитные потери в стали статора.

 Вт из пункта 42.

51. Механические потери в двигателе:

потери на трение в подшипниках

 Вт, (2.5.97)

где ; - скорость вращения ротора при нагрузке.

Масса ротора с беличьей клеткой

 кг (2.5.98)

Потери на трение ротора в воздухе

 Вт. (2.5.99)

Полные механические потери в двигателе

 Вт. (2.5.100)

52. Общие потери в двигателе при нагрузке.

 Вт, (2.5.101)

где - коэффициент, учитывающий добавочные потери в двигателе.

53. Потребляемая асинхронным двигателем активная мощность из сети.

 Вт. (2.5.102)

По условию  Вт.

Тепловой расчет двигателя.

1.      Превышение температуры статора двигателя.

Удельные потери:

В меди обмотки статора:  (2.5.103)

В стали статора:  (2.5.104)

Трения:  (2.5.105)

2.      Междувитковая изоляция проводников в пазу:

 мм (2.5.106)

где

3.      Общая толщина изоляции от меди до стенки паза:

 мм, (2.5.107)

где dи=0,3 мм.-толщина пазовой изоляции и изоляции одной стороны проводника.

4.      Результирующий коэффициент теплоотдачи наружной поверхности статора:

, (2.5.108)

где a – коэффициент теплопроводности междувитковой изоляции проводов в пазу и пазовой изоляции.

5.      Среднее превышение температуры обмотки статора над окружающей средой.

 (2.5.109)

2.6 Расчет надежности

Свойство изделия, обеспечивающее его возможность выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки, называют надежностью системы. Для медицинской промышленности проблема надежности имеет большое значение. Во-первых выход из строя медицинской техники приводит к ее простою, а это ухудшает показатели системы массового обслуживания, в которой эта техника работает; во-вторых, возникает проблема квалифицированного ремонта, которую, учитывая специфику работы учреждений здравоохранения, решить не просто; в-третьих, неисправность медицинской техники может вызвать крайне нежелательные проблемы для пациента: врач может поставить неверный диагноз или нарушить требуемую дозировку терапевтического воздействия. Наконец, в ряде случаев, если устройство входит в систему жизнеобеспечения (например, наркозная или реанимационная техника), отказ в устройстве создает непосредственную угрозу жизни больного. Такой же результат наблюдается и в случае отказа, нарушающего электробезопасность устройства.

Правильный выбор и назначение показателей надежности зависят в основном от той функциональной задачи, которую выполняет изделие в лечебно – диагностическом процессе.

В данном разделе проводится расчет надежности блока управления аппарата искусственной вентиляции легких «Спирон-201».

Блок управления содержит следующие элементы: плата питания ИМ, плата питания ИС, плата ввода – вывода, плата управления индикацией, микроконтроллер, плата питания ВИП.

Коэффициенты нагрузки, интенсивности отказов и поправочные коэффициенты взяты из справочников [2,3,4] и сведены в таблицах 2.6.1, 2.6.2, 2.6.3.2.6.4, 2.6.5. Рабочая температура дается в соответствии с паспортными данными прибора по [1].

Для повышения вероятности безотказной работы соединителей и дорожек монтажных применено их дублирование. Следовательно, вероятность безотказной работы соединителей и дорожек монтажных рассчитывается по формулам:

Pп(t) = 1 – (1 – e-λс t)2 (2.6.1)

PД(t) =1 – (1 – e-λД t)2 (2.6.2)

Вероятность безотказной работы остальных элементов блока управления определяется уточненным средне – групповым методом по формуле:

, (2.6.3)

где li- интенсивность отказа элемента;

Pобщ i(t) = Pc(t)· Pд(t)·P(t) (2.6.4)

Вероятность безотказной работы всего блока управления рассчитывается по формуле:

Pу=å Pобщ i(t) (2.6.5)

Вероятность безотказной работы рассчитывается в течение заданной наработки на отказ и в течении средней интенсивности эксплуатации.

Рассчитаем вероятность безотказной работы платы питания ВИП (таблица 2.6.1)

L=ålI=1,0345*10-6

Pобщ. 1(2000)= e-L 2000= e-0,0021=0,997

Pобщ. 1(8)= e-L 8= e-0,00=0,99997

Рассчитаем вероятность безотказной работы платы ввода – вывода (таблица 2.6.2)

L=ålI=26,51*10-6

P(2000)= e-L 2000= e-0,053=0,988

P(8)= e-L 8= e-0,00021=0,9997

Pп(2000)= 1 – (1-e-lп 2000)=1 – (1 – e-0,002)=0,99999

Pп(8)= 1 – (1-e-lп 8)=1 – (1 – e-0,000008)=0,999999999

Pп(2000)= 1 – (1-e-lд 2000)=1 – (1 – e-0,003)=0,99999

Pд(8)= 1 – (1-e-lд 8)=1 – (1 – e-0,000012)=0,99999998

Робщ. 2(2000)= Р(2000)×Рд(2000)×Рп(2000)=0,988×0,99999×0,99999=0,988

Робщ. 2(8)= Р(8)×Рд(9)×Рп(8)=0,9997×0,999999999×0,99999998=0,9996

2.6.3 Рассчитаем вероятность безотказной работы платы питания ИМ (таблица 2.6.3)

L=ålI=2,773*10-6

P(2000)= e-L 2000= e-0,00555=0,9988

P(8)= e-L 8= e-0,000022=0,99999

Pп(2000)= 1 – (1-e-lп 2000)=1 – (1 – e-0,0005)=0,999999

Pп(8)= 1 – (1-e-lп 8)=1 – (1 – e-0,000002)=1

Pд(2000)= 1 – (1-e-lд 2000)=1 – (1 – e-0,00093)=0,999999

Pд(8)= 1 – (1-e-lд 8)=1 – (1 – e-0,0000037)=1

Робщ.3(2000)= Р(2000)×Рд(2000)×Рп(2000)=0,9988×0,999999×0,999999=0,998

Робщ.3(8)= Р(8)×Рд(8)×Рп(8)=0,99999×1×1=0,99999

Рассчитаем вероятность безотказной работы платы питания МС (таблица 2.6.4)

L=ålI=15,7857*10-6

P(2000)= e-L 2000= e-0,0318=0,989

P(8)= e-L 8= e-0,000127=0,9998

Pп(2000)= 1 – (1-e-lп 2000)=1 – (1 – e-0,00074)=0,999999

Pп(8)= 1 – (1-e-lп 8)=1 – (1 – e-0,0000029)=1

Pп(2000)= 1 – (1-e-lд 2000)=1 – (1 – e-0,00138)=0,99999

Pд(8)= 1 – (1-e-lд 8)=1 – (1 – e-0,0000055)=1

Робщ.4(2000)= Р(2000)×Рд(2000)×Рп(2000)=0,989×0,999999×0,99999=0,98899

Робщ.4(8)= Р(8)×Рд(9)×Рп(8)=0,9998×1×1=0,9998

Рассчитаем вероятность безотказной работы платы управления индикацией (таблица 2.6.5)

L=ålI =28,1*10-6

P(2000)= e-L 2000= e-0,0562=0,98

P(8)= e-L 8= e-0,00022=0,9997

Pп(2000)= 1 – (1-e-lп 2000)=1 – (1 – e-0,0014)=0,999999

Pп(8)= 1 – (1-e-lп 8)=1 – (1 – e-0,0000058)=1

Pп(2000)= 1 – (1-e-lд 2000)=1 – (1 – e-0,0039)=0,99998

Pд(8)= 1 – (1-e-lд 8)=1 – (1 – e-0,00002)=1

Робщ.5(2000)= Р(2000)×Рд(2000)×Рп(2000)=0,98×0,999999×0,99998=0,98

Робщ.5(8)= Р(8)×Рд(9)×Рп(8)=0,9997×1×1=0,9997

Вероятность безотказной работы всего блока управления

Ру.(2000)=Робщ.1(2000)×Робщ.2(2000) ×Робщ.3(2000) ×Робщ.4(2000)

×Робщ.5(2000) × Робщ.6(2000),

Ру.(8)=Робщ.1(8)×Робщ.2(8) ×Робщ.3(8) ×Робщ.4(8)

×Робщ.5(8) × Робщ.6(8),

где Робщ.6(2000)=0,989 и

Робщ.6(8)=0,9998 – вероятность безотказной работы микроконтороллера.

Ру(8)= 0,9996×0,99997×0,99999×0,9998×0,9997×0,9998=0,9988

Ру(2000)=0,997×0,988×0,998×0,98899×0,98×0,989=0,968

Полученная вероятность безотказной работы соответствует ГОСТу Р50444–92 для изделий класса А.

Определим среднюю наработку до отказа:

Т=1/Lобщ,

Lобщ.=88,56 – суммарный поток отказов.

Т=1/88,56×103=11290 часов.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18