多用戶電子式電能表的可靠性及其強(qiáng)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、如何設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的電子式電能表來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械式電能表,保證其安全、可靠的計(jì)量,拓展其功能,節(jié)約勞動(dòng)成本,是當(dāng)前電能計(jì)量行業(yè)所關(guān)注的熱點(diǎn)問題。論文首先針對(duì)重慶某電器廠正在開發(fā)的多用戶電子式電能表進(jìn)行了深入的可靠性預(yù)計(jì)與分析,得到了電能表各模塊的MTTF(mean time to failure,平均無故障運(yùn)行時(shí)間)及各類元器件對(duì)電能表失效率的影響程度;其次通過分析電能表的薄弱環(huán)節(jié),綜合運(yùn)用合理篩選元器件、冗余設(shè)計(jì)等方法對(duì)電能表進(jìn)行了可

2、靠性設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上提高了產(chǎn)品的可靠性。經(jīng)可靠性預(yù)計(jì)得到的MTTF只是電能表的固有MTTF,樣機(jī)階段產(chǎn)品的使用MTTF只能達(dá)到預(yù)計(jì)值的30％,其原因是產(chǎn)品存在大量潛在缺陷,RET(reliability enhancement test,可靠性強(qiáng)化試驗(yàn))能迅速地暴露產(chǎn)品的潛在缺陷。論文通過對(duì)多用戶電子式電能表的失效機(jī)理分析表明焊點(diǎn)的熱疲勞失效是影響多用戶電子式電能表可靠性的主要因素。本文運(yùn)用有限元分析軟件Ansys建立了焊點(diǎn)的有限元力學(xué)

3、模型,以Anand本構(gòu)方程作為粘塑性60Sn40Pb合金焊料的應(yīng)力——應(yīng)變方程,以修正Coffin-Manson公式為疲勞壽命預(yù)測(cè)公式,深入研究了RET的溫度試驗(yàn)應(yīng)力剖面的基本參數(shù)對(duì)有引腳SMT(surface mounting technology,表面貼封裝技術(shù))焊點(diǎn)應(yīng)力應(yīng)變、熱疲勞失效的影響,分析了溫應(yīng)力度剖面各參數(shù)和熱循環(huán)試驗(yàn)效率之間的關(guān)系,建立了高效費(fèi)比的熱循環(huán)試驗(yàn)溫度應(yīng)力剖面,與優(yōu)化前的多用戶電子式電能表的RET,可以節(jié)省試