一種保證電氣元件可靠度的方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種保證電氣元件可靠度的方案，特點(diǎn)在于就影響電氣元件可靠性的兩個(gè)重要因素：工作時(shí)間（t）和工作溫度（c）對(duì)單個(gè)元件的可靠性進(jìn)行分析，特別是每個(gè)元件的工作時(shí)間和適宜工作溫度都不一樣時(shí)，使用傳統(tǒng)的方法分析系統(tǒng)可靠性是困難的，本發(fā)明通過調(diào)整元件（事件）更換周期來保證元件的可靠度。本發(fā)明可用事故樹表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過事故樹對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡(jiǎn)，得到考慮t和c二元因素影響下的系統(tǒng)故障概率分布，進(jìn)而確定元件（事件）更換周期?？蓮V泛用于電氣元件故障概率分析的特征，保證元件的可靠度。
【專利說明】-種保證電氣元件可靠度的方案

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣系統(tǒng)可靠性，特別是涉及使用一種保證電氣元件可靠度的方案。

【背景技術(shù)】
[0002] 電氣系統(tǒng)是現(xiàn)在各個(gè)領(lǐng)域中最常見的系統(tǒng)，其可靠性直接影響著所在系統(tǒng)的整體 性能。從系統(tǒng)角度分析，其可靠性可分為兩個(gè)部分進(jìn)行研究。一是組成系統(tǒng)的基本元件，這 些元件的性質(zhì)作用到自身的可靠性，進(jìn)而影響這個(gè)電氣系統(tǒng)的可靠性。二是系統(tǒng)本身的結(jié) 構(gòu)，就是基本元件的組成方式，組成方式的不同將直接決定元件影響系統(tǒng)可靠性的作用程 度。整個(gè)系統(tǒng)的可靠性是兩者的有機(jī)結(jié)合。
[0003] 對(duì)于電器系統(tǒng)中的二極管元件，它的故障概率就與工作時(shí)間的長(zhǎng)短、工作溫度的 大小、通過電流及電壓等有直接關(guān)系。假設(shè)系統(tǒng)故障是由于元件損壞引起的，且通過更換元 件進(jìn)行故障排除。那么元件的使用時(shí)間將成為影響元件可靠性的關(guān)鍵因素，這個(gè)因素影響 故障概率的程度服從指數(shù)表達(dá)式。另一個(gè)因素就是工作溫度，明顯地，對(duì)于電氣元件溫度過 高和過低都會(huì)導(dǎo)致其可靠性的下降和故障率的上升，基本服從余弦曲線。首先構(gòu)建電器元 件的基于使用時(shí)間（t)和工作溫度（C)的故障概率空間，通過調(diào)整元件的更換周期來保證 元件的可靠度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為更好的對(duì)發(fā)明進(jìn)行描述，這里設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電器系統(tǒng)進(jìn)行論述，該系統(tǒng)由二極 管組成，二極管的額定工作狀態(tài)受很多因素影響，其中主要的是t和C。本文針對(duì)由這兩 個(gè)因素影響的電器系統(tǒng)作為研究對(duì)象。系統(tǒng)中有五個(gè)基本元件石、I3、義、不、七， 并設(shè)為受t和c有明顯影響的元件，其經(jīng)典事故樹圖1所示。該系統(tǒng)的事故樹化簡(jiǎn)得： T = X1Z2X3 f X1Z4 + X5JT5。
[0005] 1.電氣元件的可靠性分析 系統(tǒng)中的5個(gè)基本電氣元件、X2、七、X4、X5的故障概率，都是受到t和c的影響， 即元件的故障概率，其中同下，是t和c作為自變量的函數(shù)。當(dāng)t和c 兩方面之一故障時(shí)元件就發(fā)生故障，根據(jù)邏輯或的概念如式（1)所示。
[0006] =I-Q-ifCO) (i) 確定ilfci：),必須先確定if?和if(c)。設(shè)系統(tǒng)中單個(gè)元件發(fā)生故障后不可修，系統(tǒng)排 除故障是通過更換元件實(shí)現(xiàn)的。則if(0可以認(rèn)為是不可修系統(tǒng)的單元故障概率[8]，并設(shè)故 障達(dá)到0. 9999元件應(yīng)該更換(這個(gè)數(shù)據(jù)可以通過給定系統(tǒng)故障率反分析得到，通常比這個(gè) 值小得多)，如式2所示。
[0007] ^(0 = 0.9999 = 1-^ ； =9^103 ⑵ 式中：1為單元故障率。
[0008] 對(duì)于⑷，電器元件的正常工作都要有一定的工作溫度范圍，高于或低于該溫度 范圍元件就發(fā)生故障，本文將該規(guī)律表示為余弦曲線，如式3所示。
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種保證電氣元件可靠度的方案，其特征在于，就影響電氣元件可靠性的兩個(gè)重要 因素：工作時(shí)間（t)和工作溫度（C)對(duì)單個(gè)元件的可靠性進(jìn)行分析，特別是每個(gè)元件的工作 時(shí)間和適宜工作溫度都不一樣時(shí)，使用傳統(tǒng)的方法分析系統(tǒng)可靠性是困難的，本發(fā)明通過 調(diào)整元件(事件)更換周期來保證元件的可靠度；其包括如下步驟：電氣元件的可靠性確定、 調(diào)整元件(事件）更換周期的確定，本發(fā)明可用事故樹表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過事故樹對(duì)系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)進(jìn)行化簡(jiǎn)，得到考慮t和C因素影響下的系統(tǒng)故障概率分布，進(jìn)而確定元件(事件)更換周 期。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的保證電氣元件可靠度的方案，其特征在于，就影響電氣元件 可靠性的兩個(gè)重要因素：工作時(shí)間（t)和工作溫度（c)對(duì)單個(gè)元件的可靠性進(jìn)行分析；在此 基礎(chǔ)上用事故樹表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過事故樹對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡(jiǎn)，得到考慮t和c因素影響 下的系統(tǒng)故障概率分布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣元件的可靠性確定，其特征在于，元件的故障概率 是t和c作為自變量的函數(shù)，當(dāng)t和c兩方面之一故障時(shí)元件就發(fā)生故障，根據(jù)邏輯 或的概念#CU)為： = I-(I - if (I)Xl -Jjt(f)) 確定,必須先確定if?和if (e),設(shè)系統(tǒng)中單個(gè)元件發(fā)生故障后不可修，系統(tǒng)排 除故障是通過更換元件實(shí)現(xiàn)的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中單個(gè)元件發(fā)生故障后不可修，其特征在于，可以 認(rèn)為是不可修系統(tǒng)的單元故障概率，并設(shè)故障達(dá)到〇. 9999元件應(yīng)該更換(這個(gè)數(shù)據(jù)可以通 過給定系統(tǒng)故障率反分析得到，通常比這個(gè)值小得多)，如下式所示： if(〇 0^9999 = 1-^ ^ = 9：nm 式中a為單元故障率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中單個(gè)元件發(fā)生故障后不可修，其特征在于，對(duì)于if (C) ，電器元件的正常工作都要有一定的工作溫度范圍，高于或低于該溫度范圍元件就發(fā)生故 障，本文將該規(guī)律表示為余弦曲線，如下式所示：
式中：A為溫度變化范圍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)整元件(事件）更換周期的確定，其特征在于，其具體調(diào)整 法及周期的確定，就元件七為例描述元件更換周期的確定過程：元件更換周期的確定首先 要根據(jù)給定溫度區(qū)域分成三種情況討論：1.給定溫度區(qū)域內(nèi)不存在滿足要求的元件故障 概率（a =70%)，Xl如果使用溫度要求在35°到45°時(shí)，那么就不存在a〈70%的區(qū)域，這 時(shí)1X^ = 0 ;2.使用的溫度區(qū)域?qū)ΨQ于溫度域的中值，Xl中值為20°，使用區(qū)域?yàn)?6°到 24°，那么1^=6天；3.使用溫度區(qū)不對(duì)稱，使用溫度為13°到24°，兩個(gè)邊界溫度對(duì) 應(yīng)的時(shí)間為5天和6天，那么= = 5天，對(duì)于第三種情況即每隔5天就要更換 一次元件；，在整個(gè)研究時(shí)間域內(nèi)的a〈70%，按第三種情況IlJos = 5更換元件。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104361202SQ201410552225
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月19日
【發(fā)明者】劉艷麗, 盧萬杰, 王偉 申請(qǐng)人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)