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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划电感可靠性测试报告可靠性实验测试报告Reliabilitylabtestreport公司名称：长兴和兴电子有限公司供应客户：宁波凯耀电器制造有限公司实验产品：平脚实验日期：实验名称：可靠性测试制表：金泽烨审核：确认：可靠性实验测试报告Reliabilitylabtestreport客户名称：宁波凯耀实验产品：平脚日期：XX/审核：确认：可靠性实验测试报告Reliabilitylabtestreport客户名称：宁波凯耀实验产品：平脚日期：XX/审核：确认：(来自:写论文网:电感可靠性
2、测试报告)可靠性实验测试报告Reliabilitylabtestreport客户名称：宁波凯耀实验产品：平脚日期：XX/审核：确认：可靠性实验测试报告Reliabilitylabtestreport客户名称：宁波凯耀实验产品：平脚日期：XX/审核：确认：基于可靠性和控制性能对电机类型的选择无刷直流电动机是随着电动机控制技术、电力电子技术和微电子技术发展而出现的一种新型电动机，它的最大特点就是以电子换向线路替代了由换向器和电刷组成的机械式换向结构，同时保持了调速方便的特点，有着功率密度高、特性好、无换向火花及无线电干扰等优点。近年来，DSP在其控制电路中的应用使得无刷直流控制系统的综合性能大为提
3、高，其强大的数据处理能力使得复杂算法数字化得以实现，其单周期乘、加运算能力，可以优化与缩短反馈回路，控制策略得到优化，且它的面向电动机控制的片内外设，使控制系统硬件结构得到简化，有助于实现闭环控制，整个系统的抗负载扰动能力强、频响高、动态性能、稳态精度得到显著提高。正是考虑到无刷直流电机既具有直流电机效率高、调速性能好等优点，又具有交流电机的结构简单、运行可靠、寿命长、维护方便等优点，其转子惯量小，响应快，同时无刷电动机绕组在定子上，容易散热，也容易做成隔槽嵌放式双余度绕组，并且其以电子换相代替直流电机的机械换相，易做到大容量、高转速，高可靠性的快响应伺服控制系统，因此，舵机系统采用无刷直流电
4、动机作为驱动电机。采用多余度技术是当前高性能高可靠性要求系统为了提高安全可靠性和任务可靠性的一种重要的工程设计方法。于余度技术是提高系统安全性与可靠性的一种手段，因而在需要高可靠性或超高可靠性的系统，如航空航天飞行控制、通信系统的计算机管理等工程应用领域得到广泛应用。舵机作为飞控系统的执行部件,它的故障将直接影响飞行器系统的正常工作,因此多余度舵机是改进飞行控制系统性能,提高飞行器可靠性、安全性的关键技术。对于舵机系统，电机绕组、功率逆变器、转子位置传感器在当今技术条件下仍为系统的薄弱环节，在航空航天等高可靠性领域，采用单通道设计往往不能满足要求。因此，在电机定子中隔槽嵌放两套独立绕组，采用两
5、套独立的功率逆变器和两套独立的转子位置传感器构成双余度无刷直流电动机控制系统可以提高整机可靠性。双余度系统通常工作在热备份方式，当一个电气通道发生故障，另一个通道仍能继续工作，系统可靠性大为提高。双绕组无刷直流电机及其控制系统双绕组无刷直流电机其定子绕组是由两套空间相差30电角度的三相集中绕组构成，采用双Y形接法，共用一个永磁转子。两套绕组在电路上是独立的，但彼此之间存在互感。双电枢绕组大大地减少电机电磁转矩的脉振，提高了电机的效率。双绕组无刷直流电机在控制时采用脉宽调制(PWM)120方波驱动的电压源型逆变器供电，每60触发一次换相，两套定子绕组分别由两套逆变器供电，由于两套绕组空间相差30
6、0电角度，则两套控制器的换相角度错开300。这时，电机两套绕组产生的输出转矩同时作用在电机转子上，则输出转矩为两套绕组输出转矩之和。两套逆变器的控制电路相互独立，以实现电气双余度控制。驱动器由两套独立的驱动逆变电路构成，逆变器由六个MOSFET管和六个反向并联二极管组成，由IR2130来驱动。当某一驱动器发生故障后，系统由双余度工作模式转为单通道工作模式，但仍能完成上位机发出的命令。图3.双余度无刷直流电机驱动系统从表面上看，两套逆变器增加了功率器件的使用数量，但是当两套绕组同时工作时，通过功率器件的电流是一套绕组单独工作时的一半，从而大大减小了单个功率器件的导通应力，提高了系统的可靠性。而且
7、当一路出现故障时，可以马上切断，剩余的一路还可以正常工作，并且完成工作任务，实现“故障工作”的控制模式。双余度驱动电机本体结构的可靠性设计1.电机双余度技术余度在可靠性工程中定义为：使用一套以上的设备来完成给定的任务，即构成余度。余度技术是指通过为系统增加多重资源，包括硬件与软件的重复配置，实现对多重资源的合理管理，从而提高产品和系统可靠性的设计方法。实现余度控制一般有两种形式：冷备份和热备份。冷备份是指在正常情况下，只有一个余度正常工作，另一余度不工作。当系统出现故障时，立刻切除发生故障的余度，同时另一余度开始工作；热备份是指在正常情况下，两余度同时工作，当某一余度出现故障时，系统切除发生故
8、障的余度，启用单余度方式。为了提高系统的利用率，在电机的余度控制系统中一般采用双余度的热备份控制方式。2.双余度电机本体结构设计双余度电机主要有串联式结构和并联式结构，并联式双余度电机本体结构如图1所示，串联式双余度电机本体结构如图2所示。图1.并联式双余度电机本体结构图2.串联式双余度电机本体结构对于串联式双余度结构，由两个独立的永磁电机同轴同壳安装，有两套独立的绕组，两个分开的转子及两套位置传感器，但具有共同的电机轴。在这种结构中，几乎不存在两套绕组间的磁耦合现象，控制简单；但其实际上是由两台电机串联组成的，因此体积较大。同时一个电机发生故障时，该电机会成为另一台电机的负载，从而使得电机的
9、机电时间常数变大，动态特性降低。而且，由于两台电机是共轴结构，会造成力矩扭转现象，使得轴承的寿命减短，因此,一般不采用串联式的双余度结构。另外采用双绕组同轴驱动结构既可避免由于并行驱动所引起的结构和舵面的疲劳破坏，又可提高系统的可靠性，同时可降低系统的机电时间常数，提高系统的动态性能。对于并联式双余度结构，由两套绕组是相差30(电角度)的独立绕组，定子槽内嵌放两套独立的电枢绕组，互为备份，两套绕组隔槽嵌放。两套位置传感器共用电动机轴及转子，形成并联式双余度结构。由于转子位置传感器与电机绕组存在严格的对应关系，由于电机的两套绕组相差30的电角度，故两套传感器也相差30电角度关系。定子绕组为三相星
10、形联接，采用方波驱动方式，三相六状态运行。由两套独立的电路驱动，从而实现电气双余度控制。控制策略采用热备份方式。采用同轴驱动既可避免由于并行驱动所引起的结构和舵面的疲劳破坏，又可提高系统的可靠性，同时可降低系统的机电时间常数，提高系统的动态性能。与串联式双余度结构相比，并联式结构减小了系统的体积，但电机绕组嵌放比较困难，两套绕组间会存在磁耦合，控制相对比较复杂。考虑到系统对体积、重量、可靠性的要求，考虑到加工工艺的可行性、结构的紧凑性、控制技术的成熟性等设计制造因素，余度舵系统的驱动电机采用并联式双绕组无刷直流电机这种双余度结构。双余度电机控制系统结构的可靠性设计双余度控制系统实现容错的本质是
11、通过备份方式来完成的，即控制系统冗余是利用两套独立转子位置传感器、电枢绕组和驱动器，采用双余度系统的“故障工作”的容错控制方式来实现系统容错控制，从而提高系统的可靠性。这种双余度电机控制系统原理简单，结构清晰，具有高可靠。为保证控制系统可靠工作，针对控制电路中强弱电结合、数字模拟信号的共存、PWM高频斩波等容易电磁干扰的原因，采取了多种防范措施。PWM系统的噪声抑制：重点是抑制高频谐波产生的传导和辐射干扰；模拟电路：从运算放大器等效输入噪声电流和噪声电压两个指标来选择适当型号的运算放大器，在信号源内阻较大时，噪声电流起决定作用；数字电路：数字信号的负逻辑传输方式具有较强的耐噪声能力，开关输入的
12、控制指令有效状态采用低电平比采用高电平的效果好。图4.双余度稀土永磁无刷直流电机伺服系统框图双余度电机及其控制系统可靠性设计遵循的准则电机的余度设计任务主要包括余度类型确定、余度配置选择、余度管理。其中余度类型可靠性分析报告品质是设计出来而不是制造出来,广义的品质除了外观、不良率外、还需兼长期使用下的可靠性,因此,在开发新产品前之可靠性预估及开发的实验推断相互印证是很重要的,本篇即针对可靠性分析的一般术语,如何事前预估,事后实验推断以及如何做加速试验及寿命试验做个说明.1.概论:(1)何谓可靠性(Reliability)?可靠性系指某种零件或成品在规定条件下,且于指定时间内,能依要求发挥功能的
13、概率,即时间t时的可靠性R(t)=开始时试验总数时间t时残存数(例)假设开始时有100件物品参与试验,500小时后剩80件,则500小时后的可靠性R(t=500)为80/100=简单地说,(2)何谓瞬间故障率(HazardRate，FailureRate),时间t时每小时之故障数瞬间故障率h=时间t时之残存数上例中，若500小时后剩80件，若当时每小时故障数为两件，则第500小时之瞬间故障为2/80=%换句话说,瞬间故障率系指时间t时,尚未发生故障的物件,其单位时间内发生故障之概率.(3)浴缸曲线(BathTubCurve)瞬间故障率h(t)h(t)=常数=耗竭期PeriodperiodA早期
14、故障期：a.设计上的失误b.零件上的失误c.制造上的失误d.使用上失误。一般产品之Burn-in即要消除早期故障使客户接到手时已经是恒定故障率h=B、恒定故障率期：此时故障为random,为真正有效使用此段时期越长越好。C、耗竭故障期；零件已开始耗竭，故障率急剧增加，此时维护重置成本为高。平均故障间隔时间当故障率几乎为恒定时,此时进行10000小时约有/小时*10000小时=20个故障,即平均500小时会发生一次故障,故MTBF为500小时,为/小时的倒数,即MTBF=1.可看成频率(Frequency),MTBF即代表周期(Period)(5)、可靠性R之数学表示根据实验及统计推行，要恒定故
15、障期，R随着时间的增加而呈指数递减(Exponentiallydecreasing)当t=0时，因尚无任何故障，故R=1t=）=0，以数学表示，R即R=e其中即为恒定故障期之瞬间故障率t、恒定故障期时MTBF兴R的关系，由前，R=e-t-t故R=e当t=MTBF时，R=e-MTBF/MFBF=e-1即在恒定故障期时,试验至t=MTBF时,其可靠性(即残存比率)为37%,即约有63%故障.-t/MFBF=1/MTBF2新产品(MTBFTimeBetweenFailure)之事前预估(1)系统可靠性与组件可靠性之关系一般系统可靠性之计算时有下列假设:A、每个组件有独立之i，即甲组件故障不影响乙组件。B、系统为这些组件串联，即某组件故障会造成系统之故障。C、1为常数。此时系统之可靠性为各个组件均不故障之乘积，即R=R1R2R3-1t-2t-3t=eee-
