多用戶電子式電能表的可靠性及其強化試驗設計研究.pdf

1、如何設計出性能優(yōu)良的電子式電能表來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式電能表,保證其安全、可靠的計量,拓展其功能,節(jié)約勞動成本,是當前電能計量行業(yè)所關注的熱點問題。論文首先針對重慶某電器廠正在開發(fā)的多用戶電子式電能表進行了深入的可靠性預計與分析,得到了電能表各模塊的MTTF(mean time to failure,平均無故障運行時間)及各類元器件對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),綜合運用合理篩選元器件、冗余設計等方法對電能表進行了可

2、靠性設計,在此基礎上提高了產品的可靠性。經可靠性預計得到的MTTF只是電能表的固有MTTF,樣機階段產品的使用MTTF只能達到預計值的30％,其原因是產品存在大量潛在缺陷,RET(reliability enhancement test,可靠性強化試驗)能迅速地暴露產品的潛在缺陷。論文通過對多用戶電子式電能表的失效機理分析表明焊點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。本文運用有限元分析軟件Ansys建立了焊點的有限元力學

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