Устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки

Устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ грузив p:ждy СУДАМИ в МОРЕ в УСЛОВИЯХ КАЧКИ, содержащее ветви каната, заведенные на две тяговые лебедки, связанные с первым и вторым электродвигателями постоянного TOKa.jr имекгщими якоря, грузовую тележку,, при- , крепленную к одной ветви и кинема- . тически связанную с другой ветвью, а также электронный узел управления режимом работы электродвигателей, включающий задатчик сигналов натяжения , выход которого связан с входа ми сумматоров первого и второго регуляторов натяжения, за;датчик сигналов перемещения грузовой тележки, выход которого связан с входом усилителя сигналов перемещения, а.вы-, ход последнего подключен к входу сум;матора натяжения и к входу инвертора, связанного с входом сумматора второго регулятора натяжения, и три электрические цепи, первая из которых связана с якорями первого и второго электродвигателей постоянного тока и содержит последовательно соединенные датчик тока, сумматор и регулятор тока и тиристорный преобразователь , а также подключенный к указанному сумматору задатчик тока,, а две другие электрические цепи связаны с соответствующими лебедками и содержат каждая последовательно соединенные регулятор натяжения и ти- . ристорный преобразователь, подклю-/ ченный к обмотке возбуждения соответствующего электродвигателя, датчик натяжения, связанный с соответS ствующей ветвью каната, выход которого подключен к входу соответствующего сумматора регулятора натяжения, а выход последнего связан с регулятором натяжения, отличающее с я тем, что, с целью уменьшения искажений напряжения судовой электро-2 сети, электронный узел управления режимом работы электродвигателей выполнен с приводным асинхронным двигателем и жестко связанным с ним ел генератором постоянного тока, при этом тиристорный преобразователь выполнен реверсивным и связан своим вы00 ходом с обмоткой возбуждения генера-тора постоянного тока, а якорь упо мянутого ге нератора последовательйо ж . соединен с якорем второго электродвигателя постоянного тока и входом датчика тока,.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 63 В

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.. :

Н ABT0PCH0lVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3459761/27-11 (22) .01 ° 07.82 (46) 30.11;83. Бюл. Р 44 (72) B.A.Черняев, М.Г.Рябцев, A.B.Кипер, И.В.Гайдуков, B.Ä.Завирухо и Е.М.Павлов (71) Астраханский технический институт рыбной промышленности и хозяйства (53).629.12.013/015:621.86/87(088.87 (56) 1. Авторское свидетельство СССР но заявке 9 3390999/27-11, кл В 63 B. 27/30, - 29.01.82. (54) (57) УСТРОЯСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ГРУЗОВ МЕЖДУ СУДАМИ В МОРЕ В УСЛОВИЯХ КАЧКИ, содержащее ветви каната, заведенные на две тяговые лебедки, .связанные с первым и вторым электродвигателями постоянного тока., имею.щими якоря, грузовую тележку,.прикрепленную к одной ветви и кинема« тически связанную с другой ветвью, а также электронный узел управления режимом работы электродвигателей, включающий задатчик сигналов натяжения,. выход которого связан с входами сумматоров первого H второго регуляторов натяжения, задатчик сигналов перемещения грузовой тележки, выход которого связан с входом Уси" лителя сигналов перемещения, а.выход последнего подключен к входу суь,матора натяжения и к входу инвертора .связанного с входом сумматора второго регулятора натяжения, и три электрические цепи, первая из которых связана с якорями первого и второго электродвигателей постоянного тока и содержит последовательно соединенные датчик тока, сумматор и регулятор тока и тиристорный преобразователь, а также подключенный к указанному сумматору .задатчик тока,. а две другие электрические цепи связаны с соответствующими лебедками и содержат каждая последовательно соединенные регулятор натяжения и ти- . ристорный..преобразователь, подклю-, ченный к обмотке возбуждения соответствующего электродвигателя, датчик натяжения, связанный с соответствующей ветвью каната, выход кото- Fy. рого подключен к входу соответствующего сумматора регулятора натяжения, а выход последнего связан с регулятором натяжения, о т л я ч а ю щ е е

:с я тем, что, с целью уменьшения искажений напряжения судовой электро-д сети, электронный узел управления режимом работы электродвигателей вь|полнен с приводным асинхронным дви- гателем и жестко связанным с ним генератором постоянного тока, при этом тиристорный преобразователь выполнен реверсивным и связан своим вы" ходом с обмоткой возбуждения генера-.. тора постоянного тока, а якорь упомянутого генератора последовательно ,соединен с якорем второго электродвигателя постоянного тока и входом

:датчика тока.

1057368

Изобретейне относится и судостроению,в частности к устройствам для передачи грузов между судами и море в условиях качки.

Известно устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки, содержащее ветви каната, заведенные йа две тяговые лебедки, связанные с первым и вторым электродвигателями постоянного тока, имеющи" ми якоря, грузовую тележку, прикреп- . Î ленную к одчой ветви и кннематически связанную с другой. ветвью, а также электронный узел управленйя режимом работы электродвигателей, .включающий задатчик сигналов натя- 15 ження, .выход которого связан с входами сумматоров первого и второго регулятеров натяжения,, задатчик сигналов пер м4ещения грузовой тележки, выход которого связан с входом усилители сигналов перемещения, а выход последнего подключен к входу сумматора первого регулятора натяжения и к входу инвертора, связанного с входом сумматора второго регулятора натяжения, и три электрические цепи, первая из которых евя. зана с якорями первого и второго электродвигателей постоянного тока н содержит последовательно Соединенные датчик тока, сумматор, регулятор тока и тиристорный преобразо. ватель, а также подключенный к указанному суММатору задатчик тока, а две другие электрические цепи связаны с соответствующими лебедками 33 . и содержат каждая последовательно соединенные регулятор натяжения и тиристорный преобразоватеЛь, подключенный к обмотке Возбуждения. соответствующего электродвигателя, 4g датчик натяжения, связанный с соот.ветствующей ветвью каната, выход хо» торого подключен к входу соответствующего сумматора регулятора натяжения а выхОд последнего связан с, 45 регулятором натяжения $2) .

Недостатком известного устройства ,является большие искажения напряжения судовой сети, вносимые работой .мощного тиристорного преобразователя.

Цель изобретения - уменьшение искажений напряжения судовой электросети.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для передачи грузов между судами s море в условиях качки электронный узел управления режимом работы электродвигателей выполнен с приводным асийхронным двигателем и 4© жестко связанным с ним генератором постоянного тока, при этом тиристорный преобразователь выполнен реверсивным и связан своим выходом с обмоткой возбуждения генератора по- 65 стоянного тока, а якорь упомянутого генератора последовательно соединен с якорем второго электродвигателя постоянного тока и входом датчика тока.

На фиг.l представлена кинематнческая схема устройства; на фиг.2

его функциональная схема.

Устройство для передачи грузов между передающим судном 1 и принимаю щим судном 2 содержит мачты 3 и 4, между которыми натянуты ветви каната 5, Груз находится в тележке 6, соединенной с блоком 7, перемещающимся по верхней ветви каната 5, и жестко связанной с нижней ветвью каната, петля которого огибает блок 8 на мачте 4 принимающего судна 2, а два конца, огибающие блоки 9 и 10 на мачте 3 передающего судна 1, соединены с тяговыми лебедками ll и 12.

Лебедки 11 и 12 через редукторы 13 и 14 соединены со своими электродвигателями 15 и 16 постоянного .тока, последние последовательно подключены к зажимам генератора 17 постоянного тока, жестко связанного с приводным двигателем 18. Обмотки 19 возбуждения генЕратора 17 связана с выходом маломощного реверсивного тиристорного преобразователя 20, который своим входом связан с выходом регулятора 21 тока. Сумматор 22 регулятора 21 своим выходом связан с входом последнего а входом - с выходом эадатчика 23 тока. Обмотки 24 и 25 возбуждения электродвигателей

15 и 16 подключены к маломощным тиристорным. преобразователям 26 и 27, которые своими входимн соединены через регуляторы 28 и 29 натяжения с выходами сумматоров 30 н 31 регуляторов натяжения. Входы послед,них связаны с выходами задатчика 32 натяжения и датчиков 33 и 34 натя.ження,соединенных с соответствующими ветвями каната 5. Выход задатчика 35 сигналов перемещения связан через усилитель 36 с входом сумматора 30 и входом инвертора 37. Выход инвертора подключен к входу сумматора 31 регулятора натяжения. Датчик 38 тока подключен к сумматору 22.

Устройство работает следующим образом.

В исхо)айном состоянии приводной асинхронный двигатель обесточен, сигналы управления на входе тиристорных преобразователей равны нулю и натяжение ветвей канатов также равНО НУЛЮ.

Дня задания натяжения запускается приводной асинхронный электродвигатель 18. После разгона приводндго двигателя устанавливается заданная величина тока в якорной цепи электродвигателей 15 и 16. Для этого задатчиком 23 тока устанавливается

1057368 номинальный сигнал задания тока на входе сумматора 22 и далее через ре- i

°,гулятор 21 тока на входе тиристорно го преобразователя 20. На входе тиристорного преобразователя 20 появится напряжение и в обмотке 19 возбуждения генератора 17 потечет ток, а следовательно установится поток возбуждения генератора. Под действием магнитного потока на зажимах генератора 17 также появится напряжение 10 и в якорной цепи электродвигателей

15 и 16 потечет ток. Как только величина тока в якорной цепи электродвигателей 15 и 16.станет больше заданного значения, с выхода дат- 5 чика 38 тока на сумматор 22 подает-. ся сигнал отрицательной обратной связи, уменьшающий напряжение тиристорного преобразователя 20, а следовательно, и магнитный поток генератора 17, ограничивая тем самым величину тока в якорной цепи электродвигателей заданным значением.

Затем задатчиком 32 натяжения иодается задающий сигнал на входы. сумматоров 30 и 31 и далее на входы соответствующихt регуляторов 28 и 29 натяжения. На выходах тиристорных преобразователей 26 и 27 появляется поло- ЗО жительное напряжение и электродвигатели .15 и 16.начинают вращаться в разнЫе стороны, выбирая слабину канатов.:.По мере работы электродвигателей увеличивается натяжение ка" иатов и увеличиваются сигналы на. выходах датчиков 33 и 34 натяжения, что поиводит к уменьшению сигналов разбаланса на входах регуляторов28 и 29 натяжения. В установившемся режиме электродвигатели неподвижны и развивают одинаковые тяговые усилия, равные заданному натяжению.

Для задания скорости перемещения грузовой тележки задатчиком 35.перемещения через усилитель 36 пода- 45 ется задающий сигнал на вход сумматора 30 и инвертора 37. На выходе последнего сигнал меняет свой знак и подается на вход сумматора 31. Такам образом, на сумматоры 30 и .31 по- .. у даются два сигнала одинаковой ве-,личины по противоположной полярнос ти. В результате этого суммарный . сигнал на выходе сумматора 30 увеличивается, а на выходе сумматора. 31 уменьшается. При этом увеличивается сигнал управления на входе преобразователя 26 и уменьшается сигнал управления на входе преобразователя 27. Натяжение ветви каната, свя- занной с электродвигателем 15, уве- 40 личивается, а натяжение ветви каната, связанной с электродвигателем 16, уменьшается. Как только усилие ветви каната электродвигателя 15 станет больше усилия ветви каната. электро- у двигателя 16 и достаточным, чтобы прокрутить лебедку электродвигате ля 16 в сторону травить, начнется перемещение тележки б в направлении принимающего судна 2. Электродвигатель 15 продолжает работать в двигательном режиме и его скорость увеличивается, а натяжение ветви каната, связанной с ним уменьшается.

В то же время электродвигатель 16 под действием тягового усилителя электродвигателя 15 начнет вращаться в обратную сторону, переходит в генераторный режим и подпитывает якорную цепь электродвигателя 15.

Скорость электродвигателя 16 будет расти, что приведет .к увеличению тормозного усилия ветви каната, связанного с ним. Как только электродвигатели 15 и 16 начнут разгоняться, вступает в работу контур регулирования тока, который увеличивает напряжение тнристорного преобразователя 20, а следовательно, н магнитный поток генератора 17, поддерживая тем самым заданное значение тока в якорной цепи. Разгон электродвигателей происходит практически при неизменном заданном токе. Усилие, вызывающее перемещение грузовой тележки, равно разности натяжения ветвей каната, развиваемых электродвигателями 15 и 16. Чем -больше разнооть, тем больше скорость перемещения грузовой тележки.

Так как при перемещении грузовой тележки часть мощности электродвигателя 15 возвращается обратно в якорную цепь электродвигателем 16 работающим генератором, для поддержания заданного значения тока в контуре магнитный поток генератора 17, а следовательно, момент сопротивления на его валу уменьшаются и приводной двигатель 18, работая с меньшей нагрузкой, уменьшает потребление электроэнергии из сети.

Изменение нанравления движения тележки 6 осуществляется изменением полярности сигнала задатчнка перемещения. В этом случае электродвига тель 16 переходит в двигательный режим, а электродвигатель 15 - в генераторный режим и подпитывает якорную цепь электродвигателя 16.

При качке или расхождении судов натяжение каната будет изменяться.

Автоматическое регулирование натяжения осуществляется следующим образом. При движении грузовой тележки 6 к принимающему судну 2 электродвигатель 15 работает в двигатель-. ном режиме, а электродвигатель 16 в генераторном режиме. Пусть суд" но 1 неподвижно, а качается судно 2.

Если последнее качнулось, например, вправо, то величина натяжения ветвей каната возрастает. Одновременно с этим увеличиваются сигналы обратных связей датчиков 33 и 34, что приводит к уменьшению сигналов упправления на входах тиристорных преобразователей 2б и 27, вследствие чего уменьшается напряжение этих преобразователей и уменьшаются магнитные потоки электродвигателей 15 и 1б, а. следовательно, и натяжение ветвей каната..

При этом скорость качки может бытЬ такой, что оба электродвигате-. ля 15 и 16 перейдут в генераторный режим и сигнал обратной связи датчика 38 тока станет больше по модулю .сигнала задания тока. Тогда на: выходе сумматора 22 появится отрицательный сигнал, который через регулятор тока изменит полярность напряжения на выходе тиристорного преобразователя 20. Так как направление тока в якорной цепи не изменилось, генератор 17 перейдет в двигательный режим и начнет подкручивать асинхронный двигатель 18, пере- водя его таким образом в генераторный режим. Последний, работая в генераторном режиме, рекуперирует энергию электрОдвигателей 15 и 1б в сеть.

В установившемся режиме натяженйе каната остается практически неиз.менным и равным сумме натяжений, создаваемых электродвигателями и качкой.

Если судно 2 качнулось влево, то натяжение ветвей каната уменьшится. Система отрабатывает таким образом, что магнитные потоки двигателей 15 и 16 возрастут и оба двигателя перейдут в двигательный режим, выбирая тем самым образовавшую О ся слабину ветвей канаФа, При совместной качке обоих судов в канатной дороге происходит .алгебраическое суммирование натяжений, создаваемых качкой судна 1 и 2. Поэтому система будет отрабатывать результирующее воздействие качки, равное алгебраической сумме натяжений, создаваемых качкой судна 1 и 2.

Для остановки грузовой тележки б. сигнал задания по скорости уменьшается до йуля И сигналы на выходах сумматоров .ЗО и 31 становятся равными, Тележка останавливается, а система осуществляет поддержание постоянного натяжения канатов. устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки обеспечивает минимальные искажения напряжений судовой электросети.

1057368 фыр 2

Составитель С.Иарфниа

Редактор H.Стащиюина Техред А.Ач Корректор Г.Решетник.

Заказ 9493/22 . Тираж 460 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий °

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4