Дипломная работа на тему: Ремонт и обслуживание монитора Samsung (стр. 3 )

Принимаем

2.1.1.15.3 В третьей обмотке число слоев

("14")

Принимаем

2.1.1.15.4 В четвертой обмотке число слоев

Принимаем

2.1.1.15.5 В пятой обмотке число слоев

Принимаем

2.1.1.15.6 В шестой обмотке число слоев

Принимаем

2.1.1.16 Размеры обмоток по высоте намотки

где kp - коэффициент разбухания обмотки; - толщина межслоевой изоляции; i= 1; 2; 3.

2.1.1.16.1 У первой обмотки

мм

= 0,05 мм — толщина слоя изолирующей бумаги марки К-120. Принимаем коэффициент разбухания kp1 = 1,1.

2.1.1.16.2 У второй обмотки

мм

= 0,05 мм

("15") Принимаем коэффициент разбухания kp2 = 1,1.

2.1.1.16.3 У третей обмотки

мм

= 0,022 мм

Принимаем коэффициент разбухания kp3 = 1,1.

2.1.1.16.4 У четвертой обмотки

мм

= 0,022 мм

Принимаем коэффициент разбухания kp4 = 1,1.

2.1.1.16.5 У пятой обмотки

мм

= 0,05 мм

Принимаем коэффициент разбухания kp5 = 1,1.

2.1.1.16.6 У шестой обмотки

мм

= 0,05 мм

Принимаем коэффициент разбухания kp6 = 1,1.

2.1.1.17 Изолирующие зазоры в конструкции катушки. Воздушный зазор между магнитопроводом и каркасом составляет обычно 0,4...0,5 мм. Выбираем зазор равным 0,4 мм. Толщина каркаса определяется размерами магнитопровода и значением испытательного напряжения. Для приведенных выше условий она принята hк = 0,8 мм.

Между каркасом и первой обмоткой помещены два слоя изоляционной бумаги марки ЭН - 50 (толщина двух слоев 0,05 мм2=0,1 мм) и один слой пленки марки ПЭТ-Э толщиной 0,012 мм. Так же выполнены изоляция между первой и второй обмотками и внешняя изоляция. Кроме того, дополнительно снаружи помещается слой ленты из бумаги ЭН-50 (толщина слоя 0,05 мм).

Таким образом, суммарная толщина изоляции hк-1 между каркасом и первой обмоткой равна 0,162 мм. Такая же толщина изоляции h1-2 = 0,162 мм между первой и второй обмотками, такая же толщина между другиме обмотками. Толщина внешней изоляции hвн= 0,162 + 0,05 = 0,212 мм.

("16") 2.1.1.18 Толщина катушки, включающая в себя обмотки, каркас и электроизоляционные зазоры,

= 0,4+0,25+0,1+0,012+6,49+0,1+0,012+1,1+0,1+0,012+0,05 = 8,362 мм.

Полученное значение меньше минимального размера окна магнитопровода = 9 мм, что обеспечивает размещение катушки в окне.

2.1.1.19 Длины средних витков обмоток

2.1.1.19.1 Длина среднего витка первой обмотки

мм

2.1.1.19.2 Длина среднего витка второй обмотки

2.1.1.19.3 Длина среднего витка третьей обмотки

2.1.1.19.4 Длина среднего витка четвертой обмотки

2.1.1.19.5 Длина среднего витка пятой обмотки

2.1.1.19.6 Длина среднего витка шестой обмотки

2.1.1.20 Сопротивление обмоток постоянному току при температуре окружающей среды tос = +20° С.

2.1.1.20.1 Сопротивление первой обмотки

где р- удельное электрическое сопротивление медного провода, равное 0,0175 Ом * мм2/м; q1 — сечение провода первой обмотки из пункта 2.1.1.6.1 (два провода по 0,05 мм2);

("17") Ом

2.1.1.20.2 Сопротивление второй обмотки

Ом

2.1.1.20.3 Сопротивление третьей обмотки

Ом

2.1.1.20.4 Сопротивление четвертой обмотки

Ом

2.1.1.20.5 Сопротивление пятой обмотки

Ом

2.1.1.20.6 Сопротивление шестой обмотки

Ом

2.1.1.21 Сопротивление обмоток переменному току

где k~i — коэффициент увеличения активного сопротивления от частоты f.

2.1.1.21.1 Сопротивление первой обмотки

Ом

2.1.1.21.2 Сопротивление второй обмотки

Ом

2.1.1.21.3 Сопротивление третьей обмотки

Ом

("18") 2.1.1.21.4 Сопротивление четвертой обмотки

Ом

2.1.1.21.5 Сопротивление пятой обмотки

Ом

2.1.1.21.6 Сопротивление шестой обмотки

Ом

2.1.1.22 Масса меди обмоток

2.1.1.22.1 Масса первой обмотки

кг,

где — удельная масса медного провода, равная 8,9 г/см3;

2.1.1.22.2 Масса второй обмотки

кг.

2.1.1.22.3 Масса третьей обмотки

кг.

2.1.1.22.4 Масса четвертой обмотки

кг.

2.1.1.22.5 Масса пятой обмотки

кг.

2.1.1.22.6 Масса шестой обмотки

кг.

("19") Суммарная масса меди обмоток

М=M1+М2+М3+М4+М5+М6=0,19+0,146+0,0044+0,0404+0,0076+0,025=0,413кг.

2.1.1.23 Потери в меди обмоток

где k — температурный коэффициент сопротивления, учитывающий температуру перегрева обмотки относительно температуры окружающей среды toc = 20° С; i = 1; 2; 3;

k=1+

Для меди коэффициент 1/.Задаемся допустимым значением нагрева обмоток доп =90. Тогда перегрев отнасительно температуры окружающей среды +20 составит

и температурный коэффициент

k=1+0,004*70=1,28;

Вт;

Вт;

Вт;

Вт;

Вт;

Вт.

Суммарные потери в меди обмоток

2.1.1.24 Потери в феррите магнитопровода

Рф=РудGф

("20") где РУД — удельные потери в магнитопроводе, определяемые по формуле

РУД=

где f* = 1 кГц — базовое значение частоты; Вm* = 1 Тл — базовое значение индукции; и— коэффициенты, полученные из экспериментальных данных; —масса магнитопровода, равная суммарной массе двух Ш-образных деталей:

Gф = 0,022 кг * 2 = 0,44 кг.

Для феррита марки М2000НМ1

Ро = 68 Вт/кг; a = 1,2; = 2,8.

Значение рабочей частоты f= 16 кГц берем из исходных данных, значение индукции Вт — 0,2 Тл. Таким образом,

РУД = 68(16/1)1,2(0,2/1)2,8 = 13,265 Вт/кг;

Рф = 13,265 • 0,044 = 0,583 Вт.

2.1.1.25 Потери в трансформаторе

Ртр = РM + Рф = 0,596 + 0,583 = 1,179 Вт.

2.1.1.26 Проверяем значение КПД на основании полученных расчетных значений мощностей:

= Р2/(Р2 + Ртр) = 69,3/(69,3 + 1,179) = 0,9832.

Таким образом, значение КПД принято в пункте 2.1.1.2 с достаточно хорошим приближением и изменения его не требуется.

2.1.1.27 Уточняем значение входного тока трансформатора. Активная составляющая тока холостого хода

А

Реактивная составляющая тока холостого хода

где ; В — 0,2 Тл; Гн/м; — эквивалентная магнитная проницаемость; Lсрф=8,38 см — длина средней линии магнитопровода Ш10х10:

;

("21") А

Ток холостого хода трансформатора

А

Уточненное значение входного тока

А

2.1.1.28 Определяем падение напряжения на обмотках трансформатора.

Падение на первой обмотке

В.

Падение на второй обмотке

В.

Падение на третей обмотке

В.

Падение на четвертой обмотке

В.

Падение на пятой обмотке

В.

Падение на шестой обмотке

В.

В процентном выражении:

%;

("22") %;

%;

%;

%;

%.

Поверяем принятые в пунктах 2.1.1.7-13 значения падений напряжений. Для этого определяем приведенные падения напряжения (на обмотках 1 и 2), (на обмотках 1 и 3) и т. д.

%;

%;

%;

%;

%.

Полученные значения не значительно расходятся с принятыми ранние и, следовательно, число витков не требует уточнения.

2.1.1.29 Перегрев обмоток трансформатора

где = 11,6°С/Вт — температурный коэффициент мощности.

°С

При температуре окружающей среды +65°С нагрев обмоток составит

= 65 + 13,7= 78,7°С < = 90°С .

2.2 Расчёт надежности и ремонтопригодности устройства

При расчёте надёжности аппаратуры (отдельного блока) мы будем рассматривать наиболее простой и распространённый случай, когда все элементы схемы соединены с точки зрения надёжности последовательно, т. е. отказ одного элемента приводит к отказу всего блока, кроме того, предполагается, что все элементы являются независимыми, т. е. отказ в работе одного элемента не уменьшает надёжности другого. При расчёте надёжности аппаратуры и её ставных частей учитываются только те отказы, которые носят случайный характер, т. е. такие, которые нельзя предусмотреть и которые не вызваны отказами других элементов входящих в аппаратуру. Это оправдывается тем, что неслучайные отказы могут быть своевременно предупреждены, а вторичные отказы происходящие иногда сразу после случайных не повлияют на надежность аппаратуры с последовательным соединением элементов, потому что работоспособность такой аппаратуры будет нарушена отказом того элемента, который вышел из строя первым.

("23") Надежность каждого элемента является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказов в целом устройстве. Интенсивности отказов целых элементов зависят от конструкции, качества изготовления, условий эксплуатации. Влияние внешних факторов на надежность радиокомпонентов можно оценить с помощью коэффициента нагрузки.

Коэффициентом нагрузки называют отношение фактического значения воздействующего фактора к его номинальному или минимальному допустимому значению.

Интенсивность отказов радиокомпонентов в сложных условиях эксплуатации получается путём умножения интенсивности отказов на коэффициенты, учитывающие различные факторы (механическое воздействие, влажность, температура…). Так как учёт этих факторов очень сложении требует большого наличия справочного материала, на практике ограничиваются учётом влияния температуры и электрического режима.

Значение λ0 определено для Кн=1 и Т0С=200, коэффициент α отражает совокупность влияния эксплуатационных факторов по сравнению с некоторыми условиями, обычно лабораторные условия приняты за начало отсчета.

λi=α* λ0;

λj= λi*n

где n – количество элементов

2.2.1 Общие положения

Надёжность – это свойство объекта сохранять во времени установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и в условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения, транспортирования.

Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что при определённых условиях эксплуатации в заданном интервале времени не произойдет ни одного отказа.

Для большинства элементов аппаратуры вероятность безотказной работы может быть подсчитана по формуле:

Коэффициент нагрузки для электрорадиоэлементов:

а) Транзисторы

Кн=Рк/Рк доп

где Рк;Рк доп–мощность рассеивания на коллекторе

б) Полупроводниковые диоды

Кн=U0/U0 доп

где U;U0–обратное напряжение

в) Конденсаторы

("24") Кн=U/U0

где U;U0–напряжение на обкладках

г) Резисторы

Кн=Р/Рдоп

где Р;Рдоп – рассеиваемая мощность

Для удобства расчёта однотипные компоненты, находящиеся при одинаковых температурах и работающие при одинаковых электрических нагрузках, можно объединить в одну группу.

2.2.2 Расчёт надёжности устройства для 200

Резисторы. График изображен на рисунке 1.

Рисунок 1

Кн=Р/Рдоп=0,0875/0,125=0,7

λi=0,58*0,4=0,232 час-1

λj=0,232*5=1,16 час-1

Конденсаторы электролитические. График изображен на рисунке 2.

Рисунок 2

Кн=U/Uдоп=32/40=0,8

λi=0,4*0,513=0,205 час-1

λj=0,205*11=2,2 час-1

Конденсаторы керамические. График изображен на рисунке 3.

("25")

Рисунок 3

Кн=U/Uдоп=32/40=0,8

λi=1,6*0,3=0,48 час-1

λj=0,492*6=2,88 час-1

Транзисторы биполярные. График изображен на рисунке 4.

Рисунок 4

Кн=Рк/Рк max=45/50=0,9

λi=1*0,33=0,33 час-1

λj=0,33*3=0,99 час-1

Диоды выпрямительные. График изображен на рисунке 5

Рисунок 5

Кн=Iпр/Iпрдоп max=0,045/0,05=0,9

λi=0,9*0,8=0,72 час-1

λj=0,72*3=2,16 час-1

Трансформатор. График изображен на рисунке 6

Рисунок 6

("26") Кн=Iпр/Iпрдоп max=2,4/3=0,9

λi=2*1,2=2,4 час-1

λj=2,4*1=2,4 час-1

Пайка

λi=1*0,004=0,004 час-1

λj=0,004*73=0,292 час-1

2.2.3 Расчёт надёжности устройства для 600

Конденсаторы электролитические. График изображен на рисунке 1

Кн=Р/Рдоп=32/40=0,8

λi=0,98*0,5=0,49 час-1

λj=5,39*0,49=5,39 час-1

Конденсаторы керамические. График изображен на рисунке 2

Кн=U/Uдоп=34/40=0,85

λi=0,6*1,6=0,96 час-1

λj=0,96*6=5,76 час-1

Резисторы. График изображен на рисунке 3

Кн=U/Uдоп=0,0875/0,125=0,7

λi=1,25*0,4=0,5 час-1

λj=0,5*5=2,5 час-1

Транзисторы биполярные. График изображен на рисунке 4

("27") Кн=Рк/Рк max=45/50=0,9

λi=2,5*0,33=0,825 час-1

λj=0,825*3=2,475 час-1

Диоды выпрямительные. График изображен на рисунке 5

Кн=Iпр/Iпрдоп max=0,045/0,05=0,9

λi=0,9*1,2=1,08 час-1

λj=1,08*3=3,24 час-1

Трансформатор. График изображен на рисунке 6

Кн=Iпр/Iпрдоп max=2,4/3=0,9

λi=2,5*1,2=3 час-1

λj=2,4*1=3 час-1

Пайка.

λi=1*0,004=0,004 час-1

λj=0,004*73=0,292 час-1

Полученные данные вносим в соответствующую таблицу.

Таблица 1

Наименование и тип элемента	Режим	Тип	Кол-во	Кн	α	λ0=1/час	λi=α*λ0	λј=λі*n
Факт.	Доп.
Конденсаторы:
электролитические	U=32	Uн=40		11	0,8	0,4	0,5	0,2	2,2
керамические	U=34	Uн=40		6	0,85	0,3	1,6	0,48	2,88
Диоды выпрямительные	I=0,045	I=0,05	RGP10G	3	0,9	0,8	0,9	0,72	2,16
Транзисторы биполярные	Р=45	Р=50	2SC2316	3	0,9	1	0,33	0,33	0,99
Резисторы	Pрас=0,0875	Pрас=0,125	1кОм	5	0,7	0,58	0,4	0,232	1,16
Трансформатор	Iн=2.4A	Iн=3A		1	0,9	2	1,2	2,4	2,4
Пайка				73	0,005	1	0,004	0,004	0,292

("28")