Зміни напруги при навантаженні трансформатора

 

Визначаємо величину відносної зміни напруги між обмотками трансформатора:

 

  (4.28)

Визначимо напругу на захистах вторинної обмотки при навантаженні:

 

  (4.29)

 

Для отримання номінальної напруги на виході трансформатора величиною 25В кількість витків вторинної обмотки слід зменшити. Остаточне значення витків:

  (4.30)

 

Перевірка трансформатора на нагрівання

 

Визначаємо відкриту поверхню обмоток трансформатора:

 

  (4.31)

Визначимо відкриту поверхню сердечника трансформатора:

 

  (4.32)

Визначаємо перевищення температури обмоток і сердечника трансформатора під температурою оточуючого середовища при вказаному припущенні:

  (4.33)

 

Вибираємо

Визначимо температуру нагріву трансформатора:

 

, (4.34)

де t¹ - температура оточуючого середовища;

 

Зведені дані:

Маса сталі сердечника 0,75кг

Маса міді обмоток 0,008кг

Відношення маси сталі і маси сердечника 5,5

Магнітні втрати в сердечнику 1,71Вт

Магнітні втрати в міді обмоток 2,16Вт

Коефіцієнт корисної дії 83%

Намагнічуючий струм 0,12А

Перевищення температури 25,40⁰С

Відносна змінна напруга 8,55%

Розрахунок показників надійності

 

Розвиток електромедичної техніки йде шляхом різкого збільшення включених в неї елементів. Частина цих елементів призначена для виконання лише електричних операцій (резистори, конденсатори, мікросхеми, транзистори, діоди, стабілітрони, тиристори), інші поєднують електричні та механічні операції (перемикачі, реле, електродвигуни, роз’єми).

Інтенсивність відмов елементів у схемі за 1 годину роботи визначається по формулі:

 

λ_i=n×λ_oi , (4.35)

 

де λ _i - інтенсивність відмов всієї групи елементів за 1 годину роботи;- кількість елементів даної групи в схемі;

λ_оі - інтенсивність відмов елементів і групи за 1 годину.

Інтенсивність відмов елементів проектуємого макету за 1 годину роботи приведена в таблиці 4.1.

 

Таблиця 4.1

Інтенсивність відмов елементів

	n	λоі×10-6	λі×10-6
Резистори	13	0,05	0,65
Конденсатори	8	0,2	1,6
Мікросхеми	2	0,3	0,6
Транзистори	4	0,5	2,0
Діоди	11	0,05	0,55
Трансформатор	1	0,8	0,8
	n	λоі×10-6	λі×10-6
Перемикачі	1	0,2	0,2
Запобіжники	1	0,2	0,2

 

Інтенсивність відмови схеми за 1 годину роботи визначається за формулою:

λ_заг ×λ_і, (4.36)

 

де λ _заг - інтенсивність відмов схеми за 1 годину роботи;- кількість елементів;

і - поточний індекс сумарності;

λ_і - інтенсивність відмови групи елементів.

 

λ_заг 1/год

 

Середня наробка виробу на відмову визначається на основі одержаних даних за співвідношенням:

 

, (4.37)

 

де Т_О - середня наробка макету на відмову;

λ _заг - інтенсивність відмови всієї схеми за 1 годину роботи:

 

 

Середня наробка макету на відмову дорівнює 151515 годинам.

Шляхи підвищення надійності

Практична експлуатація радіоелектронних макетів довела, що через помилки, допущені при розробці апаратури, виникає до 40% відмов; через помилки при виробництві апаратури - до 30%, а через помилки при експлуатації апаратури - до 30%.

Необхідна надійність закладається при розробці виробу, вузла або деталі тим, що їх конструювання виконується так, щоб в її частинах не виникало локальних перегрівів, електричних і механічних перенапруг, а матеріали, що застосовуються, відповідали умовам роботи. При проектувнні апаратури необхідно прагнути того, щоб час до початку старіння кожного елемента був більше необхідної довговічності виробу. Якщо для деяких окремих елементів це співвідношення не виконується, то для них необхідно передбачати періодичну профілактичну перевірку і заміну.

Для підвищення надійності і подовження періоду нормальної роботи резистора його використовують в полегшених режимах в умовах якісного тепловідводу. Для цього потужність, що відводиться, і напругу знижують в 2-4 рази в порівнянні з номінальними значеннями і забезпечують хороші умови охолоджування. Так, наприклад, при груповому монтажі резисторів на монтажних платах зазори між резисторами вибирають одного порядку з діаметром і не допускають спільного монтажу малопотужно навантажених резисторів. При груповому монтажі навантаження додатково знижується до 30% від номінального. Конденсатор, так само як і резистор, є одним з основних елементів схеми апарату. Для підвищення їх надійності в роботі конденсатори використовують при напругах в 2-4 рази нижче за номінальні і усувають можливість перегріву. Особливо чутливі до температури електролітичні конденсатори. Надійність електронних макетів в роботі багато в чому залежить від правильного режиму їх експлуатації. Іншими словами, на стадії проектування апарату надійність визначається наступними чинниками:

вибором вірних схемних рішень;

вибором елементів, матеріалів і режимів їх роботи;

вибором оптимальних конструктивних рішень.

У процесі виробництва електронної медичної апаратури надійність визначається наступними чинниками:

вибором відповідних технологічних процесів і суворим їх дотриманням;

впровадженням автоматизації і механізації технологічних процесів виготовлення апаратури;

вхідним контролем матеріалів і елементів схеми і самої апаратури;

вибором відповідної методики налагодження апаратури;

поточним і вихідним контролем апаратури, що виготовляється.

У процесі експлуатації апаратури надійність визначається наступними чинниками:

високою кваліфікацією обслуговуючого персоналу;

якістю технічного обслуговування;

якістю технічних засобів обслуговування;

умінням прогнозувати постійні відмови;

умінням швидко знаходити причини відмов;

швидко усувати несправності, що виникли.