Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства (3-е издание, 2003) (1095866), страница 111
Текст из файла (страница 111)
! 1.4нз это переключатели П, и П). Конечная надежность коммутаторов снижает общую надежность системы (штриховая линия на рнс. 11.4,6), и при низкой надежности коммутаторов. система резервирования может оказаться нецелесообразной. В передатчиках обычно используется резервирование с восстановлением (ремонт нли замена) отказавшего элемента„поэтому обычно кратность резервирования не превышает 1. Резервирование замещением при й = 1 называют дубяирояалием.
Такой вид резервирования приводит к увеличению габаритных размеров, массы, стоимости, потребляемой мощности и т.п. и применяется в сравнительно маломощных ступенях и блоках передатчиков: возбудителях, трактах предварительного усиления ВЧ, модуляторах и манипуляторах (см. схему на рис. 9.4).
В мощных ступенях и блоках передатчиков целесообразнее применять постоянное нагруженное резервирование, вариантом которого является построение передатчиков из двух полукомплектов (см. схемы телевизионных передатчиков на рис. 9.3 — 9.5, а также вещательный передатчик ДСВ-150, см. з 3.6, 6.1, 9.3).
Надежность передатчика можно существенно повысить, используя метод сложения мощностей нескольких генераторов (блоков, модулей) для получения требуемой мощности в нагрузке (см. з 3.6). В усилителе мощности (рис. 11,5д) с помощью мостового устройства сложения мощности (ГР) складываются мощности Ф генераторов в общей нагрузке й„, что обеспечивает в режиме нормальной работы выходную мощность Р „, В аварийном режиме при отказе М генераторов мощность в нагрузке снижается до Р, причем Раз!Рвом ()у дай (11.18) Наиболее вероятен выход иэ строя одного из генераторов.
График функции (11,18) при М = 1 представлен на,рис. 11.5,6. Если по условиям эксплуатации допускается снижение мощности в нагрузке до величины (Р !Р„, ) „,то все~да можно выбрать число генераторов Итак, чтобы прй отказе одного из них работоспособность усилителя мощности в целом сохранялась.
Для этого надо выполнить условие л а ~~ - 7,,7К „7 (11.19) Вышедший из строя генератор (блок) затем может быть легко и быстро заменен исправным (имеющимся, например, в ЗИПе передатчика). Пусть надежность каждого из Ф генераторов одинакова н характеризуется вероятностью безотказной работы р„(г), а надежность устройства сложения мощности — соответственно рх(!). Поскольку ЕР представляет собой пассивную схему нз йС2,-элементов, трансформаторов или отрезков линий, то надежность его может быть значительно выше, чем генератора, т.
е. !1-РхЩ «[1-р„(!)1. Тогда отказом усилителя мощности будет отказ двух илн более генераторов или отказ сумматора ьР. Считая отказы в различных генераторах событиями взаимонезависимыми, можно установить вероятность отказа двух генераторов: ~~) — ( 1 ( ) )2 (11.20а) Угиливгвло лщкггасега -,б — --1- вон для гг а г гя урн Ф зим а> Рле. 11.5. Злочио-молульиае построеиие усилители мощности (а) и отиосительиое умень- щеиие мащноеги усилитищ при отказе гащаго блока в зевлаимасти от числе блоков 00 Более строго вероятность отказа в системе на К генераторов можно определить соотношением [481 Лг (1)»- +(ДУ 1) ()л (! 1.20б) которое при У = 2 эквивалентно выражению (! 1.20). Соответственно вероятность безотказной работы всего усилителя мощности по схеме рис.
11. 5л д соблюдением условий (1 1.! 9) определится как Руьг(1) [1 [1 Р(1)1)Рз(1) (1! .21) При известных наработках на отказ генератора Т„и сумматора Тою используя (11.4), можно определить время, в течение которого генератор работоспособен с вероятностью Р (от ): Ь(1) = -Т,!пр(1), априр>0,95 Л(1) Т.[ 1-Р(1) [. (! 1.22) Наработка на отказ системы: Тотм То г)ПРг(1)1ПРУм(1) То г( 1 Рг(1) У( 1 РУм(1)) (11 25) Если для некоторого периода времени и! генераторы характеризуютсяр=0,95ивероятностьнхотказаравна5%,ар =1,тосогласно(11.21) Рум = 0,9975„т. е. вероятность отказа всего усилителя снизится в 20 раз н составит 0,25%.
Если Т„= 1000 ч, то согласно (11.23) наработка на отказ системы составит 20 000 ч. Если учесть конечную надежность Рк < 1 [ пусть, например, вероятность ее отказа (1 -Р ) = 0,005, что на порядок меньше, чем у генератора [, то выигрыш в надежности всего усилителя будет несколько меньше: Рум = 0,9925. При Т, „= 1000 ч Т,, = !0 ч, а наработка на отказ всего усилителя мощности составит Т,~ 7000 ч.
По схеме рис. 11.5,а в настоящее время выполняются выходные ступени транзисторных передатчиков мощностью от сотен ватт до десятков киловатт. Надежность передатчиков как систем многократного, длительного пользования характеризуется не только безотказностью, но я тем, как быстро восстанавливается работоспособность после возникновения отказа. Восслииимливаемость определяется ремонтопригодностью (обеспечиваемой на этапах разработки и производства) и мероприятиями по обслуживанию на этапе эксплуатации. Мероприятия по обслуживанию включают в себя подбор квалифицированного обслуживающего персонала, организацию ремонтных работ, обеспечение запасными частями, а также организацию профилактического обслуживания и системы контроля и прогнозирования неисправностей (отказов).
Правилами технической эксплуатации (ПТЭ) передатчиков различного назначения устанавливается некоторое допустимое время простоя . Если время восстановления работоспособности Т, < 1, то соглас- ноЪТЭ такая ситуация не считается отказом. Пусть р®(1Д вЂ” вероятность восстановления работоспособности передатчика за время 1„ Тогда наработка на отказ с учетом восстанавливаемости То = Т [ 1 — р (1~~) [ (! 1.24) где Т, — наработка на отказ без учета восстановления [(см, (1!.9)[.
Таким образом, восстановление может служить эффективной мерой повышения надежности. Для повышения надежности проводится также профилактическое обслуживание, целью которого является предупреждение некоторых причин возможных отказов: ухудшения качества контактов (особенно в регулируемых и переключаемых РЧ цепях), изоляции (загрязнение поверхности), эмиссии или вакуума генераторных ламп и т.п. Сроки и содержание профилактических мероприятий должны быть достаточно обоснованны, а работа должна проводиться с высоким качеством и квалифицированным персоналом, иначе профилактика может привести к снижению надежности.
На передающих радиоцентрах, где сосредоточено значительное число однотипных или довольно похожих по параметрам передатчиков, применяют различные варианты скользящего резервирования, когда на группу из пяти — десяти работающих передатчиков выделяется один резервный, который подключается вместо отказавшего рабочего. Усредненная наработка на отказ передатчиков в такой системе может существенно возрасти [см., например, соотношение (11.24)[.
11.6. ЖИВУЧЕСТЬ РАДИОПЕРЕДАТЧИКОВ Работоспособность систем связи или вещания, а также отдельных их элементов во времени кроме надежности определяется еще и живучес- 550 тью, которая характеризует устойчивость системы к воздействию причин и факторов, лежащих вне системы и могущих привести к разрушениям или значительным повреждениям некоторых ее частей: линий связи, узлов, радиопередающих станций и т.п.
Эти причины можно разделить на два типа: стихийные (гроза, землетрясение, наводнение, оползень, обледенение и т.ц.) н преднамеренные (огневые, в том числе ракетно-ядерные удары противника, радиопротиводействие н др,). Различия в причинах обусловливают и существенные различия в характере н масштабах возможных повреждений и необходимых затратах времени н средств на нх ликвидацию. Стихийные нли преднамеренные воздействия могут выводить из строя значительную часть аппаратуры или даже всю систему, а длительность восстановления работоспособности может достигать единиц- десятков суток. В нормальных условиях отказы аппаратуры или отдельных частей систем связи и вещания имеют случайный характер, но подчннлются определенным'статистическим законам (см. $!! .2), поэтому могут довольно точно прогнозироваться н в значительной степени предочнращатьая, да н время восстановления при этом составляет обычно от еднмиц мниутдо единиц часов.
Интервалы возляйствия стихийных факторов на живучесть не подчиняются статистическим законам, но большинство из них в настоящее время достаточно достоверно прогнозируется, да и преднамеренные воздействия противника не должны являтьея случайными и'неожиданными при принятии соответствукицнх мер. Наибольшую опасность для нормального функционирования систем и аппаратуру радиосвязи и радиовещания представляют пордж(цощне факторы ядерного взрыва. При этом необходимо обеспечивать механическую прочностьконструкцин, применять радиационно-стойкие детали и материалы, надежное экраниролаиие узлов и блоков, наиболее подверженных действию радиации, надежно экранировать соединительные кабели, применять эффективные системы защиты аппаратуры от наведенных токов и ЗДС. Следует обеспечивать высокую ремонтопригодность аппаратуры, позволяющую сокращать время на ремонтно-восстановительные работы.
Резервирование следует применять как непосредственно в радиопередатчике (возбудители, модуляторы, предварительные ступени усиления, построение мощных усилителей по блочно-модульному принципу и др.), так и в системе энергопитания (питание от нескольких энергосетей и применение автономных дизель-электрогенераторов, аккумуляторных установок аварийного питания), в системе охлаждения (применение автономных. артезианских скважин на радиоцентрах). Резервируются также линии связи с ралиобюро. Для повышения живучести в качестве антенных фидеров применяют коаксиальные кабели, уложенные в траншеи под землей, и имеют в резерве быстроразворачиваемые антенно-мачтовые сооружения, Помещения для аппаратуры должны обеспечивать ее нормальное функционирование при воздействии поражающих факторов, а для обслуживающего персонала следует предусматривать более защищенные по- 551 мещення. Управление работой передатчиков должно производиться дистанционно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
