Методика оценки рациональных уровней надежности элементов тяговых электродвигателей

АХМАДЕЕВ Р.И., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент АУХАДЕЕВ А.Э.

Тяговый электрический двигатель (ТЭД) представляет собой совокупность взаимосвязанных подсистем, входящих в общую систему. На основании заданных требований к надежности общей системы необходимо выработать условие по распределению надежности между ее отдельными элементами [1].

Задача распределения норм показателей надежности между элементами ТЭД решается на ранних этапах проектирования, в частности, при обосновании требований, устанавливаемых техническим заданием на разработку технической системы, таким образом, уровень надежности системы в целом обеспечивается надежностью подсистем.

Необходимо отметить, что надежность системы также зависит от степени важности элемента для функционирования системы, сложности системы и изменения надежности элемента в зависимости от характера выполняемой функции и условий эксплуатации [2].

Распределение заданной надежности по элементам системы требует решения следующего неравенства:

(1)

где f – функциональное соотношение между элементами и системой;
– заданная вероятность безотказной работы n -го элемента.

Данное функциональное соотношение можно использовать для систем с последовательным и параллельным соединением элементов, так как при других конфигурациях системы это соотношение не удается представить в виде простых математических выражений.

Если допустить, что элементы системы выходят из строя независимо друг от друга; отказ любого элемента приводит к отказу всей системы; интенсивность отказов элементов постоянна, тогда неравенство (1) преобразуется к виду:

(2)

где – интенсивность отказов i -го элемента; – интенсивность отказов системы.

При этом выполняется следующее условие:

(3)

В первом приближении в расчетах можно утверждать, что надежность между всеми элементами системы распределена равномерно, а также предполагается, что система состоит из п последовательно соединенных подсистем, обладающих одинаковой надежностью [3].

Зададимся, что – требуемая вероятность безотказной работы системы, а – вероятность работы i -й подсистемы, тогда справедливо:

где п – число подсистем.

Таким образом, на основании структурного анализа системы и значений интенсивности отказов возможно либо оценить снизу, на уровне элементов, значение среднего времени безотказной работы; либо при заданном значении T _срустановить максимальные величины интенсивности отказов для подсистем ТЭД.

Литература

1. Аухадеев А.Э. Моделирование режимов тяги силового электрооборудования электрического транспорта / А.Э. Аухадеев. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2006. – 176 с.

2. Литвиненко Р.С. Оценка технического уровня сложных систем на этапе разработки / Р.С. Литвиненко, П.П. Павлов, В.М. Гуреев и др. // Вестник машиностроения. – 2015. – № 6. – С. 35–39.

3. Нечипоренко В.И. Структурный анализ систем / В.И. Нечипо­ренко. – М.: Советское радио, 1977. – 214 с.

УДК 621.321