3 Электроприводы промысловых устройств и механизмов

3.1 Электроприводы промысловых устройств. Режим работы траловых лебёдок. Оптимальные характеристики траловых лебедок

Большинство траловых лебедок имеют электрический привод. Они обеспечивают спуск трала, выборку ваеров (подъем трала и подтягивание его к судну) и подъем улова на борт судна.

Усилия на ваерах в зависимости от глубины траления, улова и конструкции трала колеблются в широких пределах. Волнение моря создает дополнительную рывковую нагрузку на ваерах, достигающей до 100% от основной.

В процессе траления, выборки и подъема трала на борт требуются многократные пуски и остановки лебедки, а также регулирование скорости. Нагрузку, действующую на барабаны траловой лебедки можно разложить на две составляющих. Одна из них плавно изменяется в продолжение всей выборки ваеров – апериодическая. Другая представляется как сумма гармонических колебаний некратных частот – периодическая. Величина апериодической составляющей определяется в каждый момент сопротивлением движению трала с его вооружением в воде, массой ваеров, трала и оснастки, углом прихода ваеров на борт. Продольная устойчивость трала обеспечивается при равновесии сил сопротивления трала Q_т, его массы G и натяжении ваера Т (рис.3.1).

Указанные силы отнесены к одному ваеру, а собственное сопротивление ваера и его масса не учитывается.

Когда скорость движения неизменна, силы Q_т и G приводятся к равнодействующей Р, равной по величине и обратной по направлению силе " Т ".

При увеличении скорости увеличивается сопротивление трала Q₁ и силы Р₁ и Т₁ дают в сумме силу Q, под действием которой трал поднимается, пока линии действия Р₁ и Т₁ не совпадут.

Рисунок 3.1 – Диаграмма усилий

Рисунок 3.2 – Процесс выборки трала

С уменьшением скорости горизонт хода трала будет понижаться.

Форма ваера, движущегося с постоянной скоростью, определяется системой действующих на него сил (рис.3.2).

Т₁ и Т₀ – натяжение на концах ваера;

0 – точка сосредоточения силы тяжести трала;

А – точка встречи ваера;

q – силы веса троса, распределенные по его длине;

R_а – силы гидродинамического сопротивления, распределенные по длине троса.

При тралении или выборке трала на малых скоростях и глубинах R_а может не учитываться. При повышенных скоростях и глубинах R_а пренебрегать нельзя, т.к. они пропорциональны скорости движения трала.

Скорость трала с оснасткой складывается из скорости выбирания ваеров V_в и скорости судна V_с:

V = V_в + V_с.

Усилие на ваерах, создаваемое движением судна составляет значительную часть, которое приходится преодолевать электроприводу.

В заключительной стадии выборки ваеров апериодическая составляющая усилий возрастает, т.к. судна прибавляет ход.

По мере прихода ваеров на борт судна и их наматывания на барабан лебедки плечо увеличивается и момент возрастает.

Периодическая составляющая больше всего в конце выборки.

3.1.1 Требования к электроприводу траловой лебёдки

1) Иметь такую механическую характеристику, при которой колебания нагрузки на барабане лебедки не вызывали бы изменения нагрузки на валу дизеля.

2) Обеспечивать возможность резерва и широкого регулирования скорости.

3) Допускать травление ваеров в тормозном режиме с заданным тормозным усилием независимо от скорости хода судна.

4) Иметь необходимую мощность, обеспечивающую быстрый подъем трала (60 ÷ 100 м/мин) с заданной глубины.

Электропривод лебедки часто выполняют по схеме Г – Д. Для поддержания постоянства мощности дизеля, всякое увеличение момента на валу электродвигателя должно сопровождаться уменьшением оборотов, т.е. его механическая характеристика должна быть мягкой, близкой к гиперболе.

В настоящее время находят применение схемы с двумя однобарабанными ваерными лебедками с синхронизацией движения ваеров.

Электродвигатели, как правило, применяют постоянного тока, питающих по системе Г – Д, либо от управляемого выпрямителя.

3.1.2 Оптимальные характеристики траловой лебедки

Механическая характеристика лебедки, мощность которой постоянна при различной нагрузке, имеет форму гиперболы(рис.3.3).

N_л = кМ_лn_л.

Однако, при подъеме трала возможны режимы, при которых момент на барабане возрастает до опасных значений, вплоть до поломки лебедки. Например, при задеве трала за грунт или заедании ваера.

Рисунок 3.3 – Оптимальная характеристика траловой лебедки

Необходимо, чтобы при достижении моментом нагрузки предельно допустимой, величины М_{л max}, барабаны лебедки останавливались, или даже стравливали ваер до момента, незначительно превышающего М_{л max}.

Этому наиболее соответствует гипербола, у которой участок "вс" задает отсечку по предельно допустимому моменту, а участок "ad" задает отсечку по предельно допустимой скорости (рис. 3.4).

При травлении ваеров судно идет со скоростью 7 – 8 узлов и механизм траловой лебедки становится потребителем энергии и торможения самой лебедки, чтобы обеспечить натяжение ваеров.

Рисунок 3.4 – Оптимальная характеристика с ограничением по М и n

Поскольку торможение за счет рекуперации мощности в обычном виде ограничено примерно до 20%, то применяют динамическое торможение и ленточные тормоза. На графике:

I – работа на подъем;

II – зависимость тормозной мощности лебедки от тормозного момента.

Механическая характеристика принимаемой лебедки в режиме травления ваеров в оптимальном варианте с ограничением скорости ваеров предельным значением мощности, выглядит так: рисунок 3.5.

По этой характеристике травления ваеров в тормозном режиме возможно только в том случае, если усилие натяжения ваеров создает на барабанах лебедки момент М_л.min. Этим гарантируется раскрытие трала. В нормальном режиме травления ваеров лебедка должна работать на участке "ав". Положение точки "d"зависит от скорости судна. Если мощность торможения достигнет предельной заданной величины, зависящей от конструкции лебедки и ее электропривода, лебедка должна перейти на работу с постоянной мощностью на участок "вс".

Рисунок 3.5 – Характеристика при травлении ваера с ограничением мощности

Т.е. в точке "в" должен меняться закон регулирования. Работа на участке "вс" является защитным мероприятием, когда судно идет с чрезмерной скоростью. Если нагрузка (рекуперированная мощность) достигнет М_л.пред. опасной для целости привода (точка "с") должно произойти полное растормаживание, включение сигнала аварии и скорость судна снижена.

Кривая I – это спуск трала.

Кривая II – зависимость тормозной мощности лебедки от тормозного момента.

Рабочая часть – отрезок "ав", на котором тормозной момент равен или несколько больше М_л.min. Небольшое превышение М_л.min вызывает резкое увеличение скорости. После достижения заданной максимальной скорости лебедка должна работать на участке "вс". При увеличении момента до М_л.пред (точка "с") происходит аварийное растормаживание.

Рисунок 3.6 – Характеристика при травлении с ограничением скорости

Т.е. в первом случае ограничена рассеиваемая мощность, а во втором скорость. Выбор за конструктором или принимается совмещенный более сложный вариант.

3.2. Расчет электропривода промысловой лебедки

Основные характеристики лебедки – подъемное и тяговое усилие, скорость выборки, мощность привода в зависимости от внешней нагрузки. наибольшее влияние на статическое сопротивление орудия лова оказывает скорость (квадратичная зависимость):

V_{выборки} = V_судна + V_{оруд.лова}.

Статическая мощность двигателя лебедки:

P = Q_кгV_м/с 10^-3/η_м,

где Q – внешняя нагрузка;

V – скорость подъема или перемещения груза, м/с;

η_м – общий КПД лебедки.

Двигатель выбирают по "Р" и ПВ% или заданной кратковременной продолжительности включения t_кр. Если известен график Q(t) или Р(t), то двигатель выбирают по эквивалентной мощности. Если неизвестно, как меняется нагрузка Q во времени, то принимают Q_max и при заданном ПВ выбирают ближайший меньший по мощности и ближайший больший. Проверкой на нагрев определяют какой брать.

Двигатель, работающий в повторно – кратковременном режиме должен быть проверен на продолжительность времени пуска.

Статический момент на валу двигателя при подъеме или перемещении груза:

М_ст = М_б/(i_мη_м) = S_кгД_бмm/(2i_мη_м),

где М_б – статический момент на валу барабана;

S – натяжение каната, соответствующее нагрузке Q;

m – число ветвей гибкого элемента, набегающих на барабан;

Д_б – диаметр барабана;

i_м – общее передаточное число лебедки.

Для подъемной лебедки с цилиндрическим барабаном при кратности полиспаста i_п:

S = Q / (mi_пη_пη_б²η_{бредукт.}) .

Для тяговых лебедок с закреплением одного конца каната на барабане и для подъемных без полиспаста S = Q.

Для тяговых лебедок с двумя закрепленными концами каната на барабане и для фрикционных лебедок:

S = S_н - S_с,

где S_н и S_с - усилия в набегающей и сбегающей ветвях каната.

Частота вращения барабана:

п_б = 60Vi_п / (πД_б),

где V – скорость выборки каната.

При спуске груза все КПД переходят в числитель. Тормозной момент на валу тормоза подъемной лебедки определяют из условия удержания неподвижно висящего груза с коэффициентом запаса "к_т":

М_т = к_т М_ст^(т) = к_т SД_бпη/2i,

где М_ст^(т) – статический момент от силы тяжести груза на валу тормоза при торможении;

i и η - передаточное число и КПД передач от вала барабана к валу тормоза;

к_т = 1,5÷2,0 в зависимости от тяжести режима работы.

Выбранный тормоз проверяют на время торможения, пользуясь уравнением моментов для процесса торможения:

М_т ± М_ст^(т) = М_д^(т),

где М_т – номинальный тормозной момент, развиваемый тормозом:

Статический момент от груза:

М_ст^(т) = SД_бη/2i.

Динамический момент (момент сил инерции привода) при торможении:

М_д^(т) = GD²_{привода т}n_д / (375t_т).

М_ст^(т) при торможении поднимаемого груза с "+"; спускаемого груза с "-" из этой формулы:

t_т = GD²_{привода т} · n_д / [375(М_т ± М_ст^(т))] = GD²_пр.тn_д / [375 М_ст^(т)( к_т ± 1)],

М_т = М_д^(т)- М_ст^(т).

Так рассчитываются все лебедки.

3.3 Траловые лебедки

Рассчитывают тем же методом, что и тяговые. Динамический характер нагрузок учитывают коэффициентом к_д = 1,6÷2,0.

При равномерно – прямолинейном движении системы судно – трал при заданной скорости траления:

Р_е=Q_с+2Q_д+2Q_в+Q_к,

где Р_е – тяга траулера;

Q_с – сопротивление трала;

Q_{д –} сопротивление траловых досок;

Q_в – сопротивление ваера;

Q_к – сопротивление корпуса судна.

Сопротивление траловой системы:

Q_т = Q_с + 2 Q_д+ 2 Q_в.

Р_е в зависимости от скорости с учетом характеристики силовой установки и корпуса судна определяют путем построения паспортной диаграммы. При ее отсутствии можно воспользоваться методом непосредственного расчета тяги в зависимости от скорости.

Упор судового винта:

Р = к₁ρп²Д⁴,

где к₁ – коэффициент упора, определяемый по диаграмме Пампеля;

ρ – плотность воды, Нс²/м⁴;

n – частота вращения винта, 1/с;

Д – диаметр винта, м.

Входными данными для диаграммы Пампеля для определения к₁ являются:

Н₁/Д – шаговое отношение нулевого упора; и λ_р – относительная поступь винта:

Н₁/Д=1,035Н/Д+0,05.

Истинный упор винта с учетом числа лопастей "z" и дискового отношения А/А_α, где А_α = πD²; А – площадь всех лопастей.

.

Тяга винта с учетом коэффициента засасывания "z"

Р_е = Р_z(1 – t),

где t ≈ 0,15÷0,16.

λр = V_р / (nД),

где V_р – скорость воды, м/с = V(1 – ω);

n – частота вращения винта, 1/с

V – скорость судна, м/с;

ω – коэффициент попутного потока ≈ 0,2.

Зная Р_е и сопротивление корпуса судна Q_к при заданной скорости при ходе без трала находим сопротивление траловой системы Q_т = Р_е - Q_к = Р_р – это тяга судна, расходуемая на буксировку траловой системы. Далее находим обороты траловой лебедки. Для определения "n" при заданной скорости траления исходим из допущения, что при номинальном крутящем моменте на валу зависимость n = f(v) при переходе от режима швартового к режиму полного хода является линейной, т.е.

n = n_шв + .

Величины V_{полного хода} и соответствующих n_{полного хода} известны. Для определения n_шв выдерживаем условие М_шв ≤ М_п.х или

= к₂ρп_пх²Д⁵,

т.е

n_шв = n_{п.х ,}

где к₂ и к₂' определяем по диаграмме Пампеля для V = 0 и V_п.х.

Определив зависимости Р_е = f(v) и Q_к = f(v) получим кривую тяги Р_р = f(v).

По этим кривым (рис. 3.7) можно определить с каким сопротивлением мы можем взять трал для данной скорости траления и наоборот, какую скорость траления мы можем допустить при данном Q_т, чтобы не перегрузить главный двигатель.

Мощность на валу траловой лебедки, отнесенная к 30-минутному режиму:

P=P_p.нV_н10^-3/η_м,

где P_p.н – номинальное тяговое усилие, Н;

V_н – номинальная скорость выборки ваера на среднем слое навивки на барабане, м/с;

η_м = 0,78 – 0,84 – КПД механизма траловой лебедки.

Далее производится выбор двигателя и его проверка по известной уже нам методике.

Рисунок 3.7 – Диаграмма мощностей траловой лебёдки

3.4 Схемы управления электроприводами траловых лебедок

3.4.1 Командоконтроллерная схема управления траловой лебёдкой (БКРТ«Наталья Ковшова»)

Командоконтроллерная схема БКРТ «Наталья Ковшова» изображена на рисунке 3.8.

Запускают двигатели АД, ДВ, ДН. В "0" положении контроллера, ОВД и РОП через r₇ и r₈ получают питание. РОП замыкает свой контакт в цепи РН. КВ и КН также замыкают свои контакты. Через контакты К1 РН получает питание и шунтирует К1. Контакт РН2 подготавливают цепи Т, В, 5КП; РН3 включает СЛ.

Выбирать: на 1-4 положениях изменение оборотов "Д" происходит за счет уменьшения сопротивлений в цепи НОГ. ШОГ включена при этом встречно НОГ контактором 2КП. Резисторы в цепи ШОГ зашунтированы контактами 3КП и 4КП.

На 5 – 6 положениях уменьшается влияние ШОГ, т.к. отключается 3КП и 4КП.На 7 положении отключается 2КП и ШОГ теряет питание.

Напряжение генератора и обороты двигателя увеличиваются. На восьмом положении включается 1КП и ШОГ включается вновь, но теперь уже согласно с НОГ, обороты двигателя становятся наибольшими.

Травить: на 1 – 6 положениях обороты "Д" изменяются в результате отключения r₁ - r₄ в цепи НОГ контакторами 1У – 4У. На 7 положении отключается 3КП и 4КП вводя r₅ и r₆ в цепь ШОГ, а в 8 отключается 2КП. Результирующие ампер – витки возбуждения генератора увеличиваются, обороты двигателя растут. На 9 положении ШОГ включается контактором 1КП согласно с НОГ, еще растете возбуждение генератора и обороты двигателя. На 10 положении отключается 5КП и в ОВД включается r₈, обороты двигателя еще растут (самые большие). При перегрузке на 3 – 8 положении в режиме "Выбирать" РГ срабатывает, отключая 3У и 4У и в цепь НОГ включаются сопротивления r₃ и r₄.

Напряжение генератора уменьшается и мощность Д ограничивается. При исчезновении перегрузки Д выходит на прежнюю характеристику.

КВП и КВЛ отключают "В", когда выборка закончена, а оператор не поставил в положение 0 контроллер, при этом снимается питание с цепей управления и "Д" затормаживается тормозом ТМ.

Схемой управления в режиме "Травить" не предусматривается грузовой защиты и контакт РГ зашунтирован контактом Т. При быстром травлении центробежное реле РЦ замкнет контакт при 1300 об/мин в цепи РП и зазвенят звонки С1 – С3.

1АВ – 5АВ кнопки аварийной остановки. Нулевую защиту обеспечивают К1 и РН1. От обрыва поля защищает РОП.

При включении электромагнитной муфты генератора в ее цепи запитывается РЭМ, замыкающее свои контакты в цепи 17. Пост управления в "0" положении.

Пуск производится кнопкой в цепи 1.

Включается 1РП и 2РП (цепи 1 и 2) и замыкаются их контакты в цепях 1, 3, 21,22, 23, 24. Запускаются 1АД и 2АД и их вентиляторы 3АД и 4АД. На посту управления зажигаются сигнальные лампы.

Контактор блокировки КБ (цепь 3) срабатывает, шунтируя КК1 и подготавливает цепь 1КТ и 2КТ (цепь 18, 19).

В положении "Выбирать": включается 1КП, 2КП, 3КП (цепи 9, 10, 11), контакторы тормозов 1КТ и 2КТ (цепи 18, 19), замыкающие свои контакты в цепи тормозов, токовые реле 1Р и 2Р в цепи тормозов, замыкая контакты в цепи 7,8 и запитывая контакторы режима работы 1КР и 2КР, которые переключают контакты в цепи 13,14. 1КШ и 2КШ остаются отключенными и 1Д и 2Д включены в главный контур.

Одновременно в схеме регулирования контакты КБ, 3КП, 1КТ и 2КТ включенные последовательно в выходной цепи источника стабилизированного напряжения замыкают эту цепь и подключают его на сопротивление r₅ . Появляется входной сигнал на транзисторном усилителе. В контуре Г – Д устанавливается номинальный ток.

Отторможенные двигатели вращаются со скоростью, определяемой нагрузкой и положением поста управления (1 – 8). Передвижение рукоятки ПУ в сторону 8 положения приводит к увеличению скорости 1Д и 2Д.

В режиме "Травить" схема работает аналогично.

Особенности схемы: когда на барабанах остается по 200м ваера, выключатель длины 1ВД (цепь 25) включит 1РД. Загорается ЛС₇ и звенит звонок. Кнопкой КС3 снимается звонок через отключение 2РС3 (цепь 32).

Если травление ваеров продолжается, то при сматывании еще 100м размыкается 2ВД в цепи 3КП (цепь 11). Теряют питание 1КТ и 2КТ (цепи 18,19) и 1Д и 2Д затормозятся. Система регулирования уменьшает ток контура Г – Д практически до 0. Можно заставить лебедку травить до конца ключом ПТ (цепь 11). При управлении с ПУ после размыкания 2ВД лебедку можно пустить только на "Выбирать".

Когда усилие натяжения на ваерах превысит величину уставки на УП (цепь 27) выключатель натяжения ВТ разорвет цепь реле натяжения РТ (цепь26). Поскольку посты управления в это время в 0 положении (КК1 замкнуты) контакты РТ в цепи 5 включат первое реле автоматического травления 1РАТ и реле времени 2РВ, затем включится 2РАТ, подав питание на 1КТ и 2КТ (цепь 18, 19). Двигатели оттормозятся. Контакты 1РАТ и 2РВ обеспечивают скорость травления до 200%. РТ включает ЛС11 (цепь 29).

При уменьшении натяжения "ВТ" замыкается, РТ отключит 1РАТ и 2РВ (цепи 4 и 5). Контакт 2РВ остается замкнутым 20с, обеспечивая травление ваеров с пониженной скоростью. Загорается ЛС12 и гаснет ЛС11. Блокирование КК1 и ПУ контактами 1РАТ, 2РАТ, 3РВ (цепь 3) обеспечивает независимость автоматического травления от случайного смещения рукояток ПУ с "0" при срабатывании ВТ от большого натяжения.

Рисунок 3.8 – Командоконтроллерная схема управления траловой лебёдкой (БКРТ «Наталья Ковшова»)

3.4.2 Регулирование в цепи генератора

Поддержание неизменным тока контура Г – Д (600А):

В качестве входного сигнала (рис. 3.9) используется U_факт ~ 3В, снимаемое с шунта "Ш", которое через r₅ подается на усилитель 2. На r₅ подается стабилизированное напряжение (~90В). «И» заданное встречное U_факт. Реостатами r₄ и r₆ устанавливается U_зад ≈ 3В, чтобы при I_н в главном контуре

∆U=U_факт-U_зад=0.

При отклонении от I_н появляется ∆U величина и полярность которого пропорциональны величине и знаку отклонения. Сигнал ∆U усиливается и дополняется в усилителе 2.

На его выходе три составляющих: одна пропорциональна ∆U, вторая пропорциональна времени существования этого ∆U, третья – скорости его изменения. Это достигается применением в схеме усилителя активно – емкостной обратной связи. Чтобы не перегрузить систему управления при больших ∆U на выходе усилителя 2 имеются стабилитроны – ограничители (диоды Зеннера). С усилителя 2 сигнал подается на широтно – импульсный модулятор 3, формирующий повторяющиеся одинаковые по амплитуде прямоугольные импульсы, а их продолжительность зависит от U_АВ.

В этом же блоке – усилитель мощности, усиливающий сигналы до величины, достаточной для питания обмоток управления МУ 1ОУи 2ОУ (4). Сопротивление r₁₆ ограничивает входной ток. При напряжении 19В на 1ОУ и 2ОУ напряжение на выходе 1МУ и 2МУ по 140В и регулируется от 20 до 300В при 2 – 38В на ОУ. Обмотки МУ – ОУ и ОС включены так, что увеличение тока в 1ОУ и 2ОУ вызывает возрастание напряжения на выходе 1МУ и понижение на выходе 2МУ. 1МУ и 2МУ через вентили В11 и В12 подключены к ОВВГ так, что их токи встречны. Результирующий ток в ОВВГ наибольший, когда напряжение от 1МУ максимально, а от 2МУ минимально.

Рисунок 3.9 – Схема регулирования электропривода траловой лебедки 3KLW 6.3

В этом же блоке – усилитель мощности, усиливающий сигналы до величины, достаточной для питания обмоток управления МУ 1ОУи 2ОУ (4). Сопротивление r₁₆ ограничивает входной ток. При напряжении 19В на 1ОУ и 2ОУ напряжение на выходе 1МУ и 2МУ по 140В и регулируется от 20 до 300В при 2 – 38В на ОУ. Обмотки МУ – ОУ и ОС включены так, что увеличение тока в 1ОУ и 2ОУ вызывает возрастание напряжения на выходе 1МУ и понижение на выходе 2МУ. 1МУ и 2МУ через вентили В11 и В12 подключены к ОВВГ так, что их токи встречны. Результирующий ток в ОВВГ наибольший, когда напряжение от 1МУ максимально, а от 2МУ минимально.

Таким образом, при отклонении тока главного контура от заданного значения система автоматического регулирования соответственно повышает или понижает ток возбуждения возбудителя генератора и возвращает ток главного контура к заданному значению.

3.4.3 Система регулирования двигателей

Каждый из двигателей имеет свою систему ручного и автоматического управления. Схема управления позволяет производить ручное регулирование скорости с помощью командоконтроллера ПУ, автоматически стабилизирует скорость независимо от нагрузки и защищает двигатель от перегрузки по мощности в соответствии с заданной ПУ.

На входной сигнал от ПУ накладывается сигнал отрицательной обратной связи п скорости от тахогенератора и по мощности электродвигателя (только при "Выбирать").

ПУ представляет собой мостовую схему, образованную сопротивлениями r₅₀ r₆₀r₅₁ и двумя секционированными сопротивлениями "Выбирать" и "Травить". От "В" на одну диагональ моста подано напряжение. Сигнал управления снимается с другой диагонали моста. При смещении рукоятки ПУ с нулевого положения баланс моста нарушается и на диагонали появляется напряжение, величина и полярность которого определяется величиной и направлением перекладки рукоятки ПУ. В каждую сторону этот пост имеет по 26 ступеней сопротивлений и соответственно, по 26 скоростей.

Выбирать: движок "А" смещен на одно из 26 положений; появившееся напряжение приложено к усилителю 2^′ и последний через ШИМ 3′ и МУ 4′ задает 1ОВВД, а через него 1Д - желаемую величину магнитного потока полюсов.

Кроме ручной, осуществляется еще и автоматическая регулировка скорости и ограничение мощности. Для этого входная цепь 2^′ замыкается через ПУ на r₁ и r₂. Тахометр создает на r₁ напряжение, встречное напряжению ПУ. Этим создается отрицательная обратная связь по скорости, стабилизирующая скорость двигателя и не допускающая его разноса. Защита 1Д по мощности осуществляется напряжением, снимаемым с r₂, которое также направлено навстречу напряжению ПУ. Поскольку ток главного контура неизменен, мощность определяется напряжением на якоре 1Д. При этом часть напряжения снимается с делителя r₄₃ -r₄₅ и подается на второй делитель r₂₆₅ и r₂. Напряжение с r₂ уменьшает сигнал ПУ. Особенностью второго делителя напряжения является шунтирование r₂₆₅ стабилитронами на разных ступенях с разным все возрастающим пробивным напряжением. Переключение стабилитронов осуществляется контактом "Б", спаренным с контактом "А" ПУ.

Суммарный сигнал поста управления, обратной связи по скорости и системы ограничения мощности подается на усилитель 2^′ и затем на 3′, и затем на 1ОУ′ и 2ОУ′ магнитных усилителей, и соответственно на 1ОВВД, определяя направление и величину вращающего момента 1Д.

В режиме "Травить" система работает аналогично, за исключением – отключается система ограничения мощности, и максимальная скорость 1Д снижается с 2100 до 1900 об/мин за счет ввода в ПУ добавочного сопротивления. Схема допускает генераторный режим, т.е. рекуперативное торможение 1Д и 2Д при травлении ваеров на повышенной скорости судна.

3.5. Схема тиристорного электропривода траловой лебедки

Статические характеристики этого электропривода в основном такие же, как и у предыдущей схемы. Питание электродвигателей осуществляется от ВГ переменного тока (рис.3.10) через нереверсивный тиристорный выпрямитель ТП1. Поддержание неизменным тока главного контура осуществляется автоматически регулированием ЭДС ВГ. Переключением угла управления ТП1 в режиме "Травить" переводится в инверторный режим. Для питания блока фазового управления БФУ ТП1 стабильным напряжением синхронизированной с ВГ частоты на одном валу с ВГ установлен СГ малой мощности. Реле напряжения ДН контролирует суммарную противо –ЭДС двигателей и при изменении ее знака переключает ТП1 в режиме инвертирования, а в блоке сравнения БС изменяет знак входного сигнала регулирования напряжения ВГ. ВГ переходит в двигательный режим, отдавая мощность гребному валу. Система регулирования двигателей работает по такому же принципу, как и в предыдущей схеме.

Рисунок 3.10 – Схема тиристорного управления траловой лебедкой

3.6 Электроприводы промысловых лебёдок, шпилей, сетевыборочных и сететрясных машин

3.6.1 Сейнерная лебедка

Предназначена для выборки стяжного троса кошельковых неводов, урезов донных неводов и выливки улова каплером, и для грузовых операций (рис. 3.11). Тяговым органом являются две турачки. Скорость выборки троса 10 – 60 м/мин. Тяговое усилие от 20 до 2 кН. Для достижения плавного изменения скоростей применяют схему Г – Д с независимым возбуждением.

Рисунок 3.11 – Общий вид

Рассчитывают сейнерные лебедки по той же методике, что и тяговые лебедки. Для режима работы лебедки или промыслового шпиля характерны изменения нагрузок на них почти во всех случаях пульсирующего характера, что вызывается качкой судна. В отдельные моменты возможно колебание натяжения троса от 0 до 2 кратного.

3.6.2 Силовые блоки

Предназначены для выборки кошельковых неводов. Через блок выбирается собранный в жгут кошельковый невод. Электропривод выбирается по тяговому усилию (≈ 20 кН) и оборотам с учетом редуктора до 60 об/мин. Режим работы кратковременный.

Рисунок 3.12 – Общий вид

3.6.3 Вытяжные лебедки

Предназначены для выборки кутка трала или кита.

Схема электропривода вытяжной лебедки (рис. 3.14).Запускается "Д", который приводит во вращение "Г".В "0" положении запитывается "КВ", который шунтирует КК1 и подключает НОДИ через РС3. Загорается "ЛС".В 1 положении травить замыкаются КК2, КК3 и II. Размыкается КК1. II включает НОВГ через РС2. Через КК2 и КК3 запитывается "КГ", "КТ" и "КУ", замыкая контакты в цепи НОВГ, НОДИ и ТЭ. Двигатель расторможен и работает на 1й скорости. Во 2 положении замыкается контакт 3, шунтируя часть РС2 в цепи НОВГ.В 3 положении замыкается контакт 2, растут обороты ДИ, если нет перегрузки и КГ замкнут, запитываясь через РГМ.В 4 положении замкнется контакт 1, шунтируя оставшуюся часть РС2 в цепи НОВГ.В 5 положении замыкается КК4, получает питание КВГ и через РС1 подключается ШОГ, напряжение растет.

Контакты

Травить

0

Выбирать

7

6

5

4

3

2

1

1

2

3

4

5

6

7

КК1

Х

КК2

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

КК3

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

КК4

Х

Х

Х

Х

Х

Х

5

Х

Х

4

Х

Х

Х

3

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

2

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

1

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

II

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

I

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

II

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

I

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Рисунок 3.14 - Схема электропривода вытяжной лебёдки

В 6 положении замыкается контакт 4, скорость растет.

В 7 положении замыкается контакт 5, скорость еще растет. Открывается контакт КК3 и при малых нагрузках реле РУС держит свой контакт открытым и "КУ" вводит часть сопротивления РС3 в НОДИ и ДИ вращается еще быстрее. При возрастании нагрузки РУС закроет свой контакт и скорость уменьшится.

В положении "Выбирать" схема работает аналогично.

Рассчитывают вытяжение лебедки по общепринятой для промысловых лебедок методике, учитывая возможные перегрузки при качке судна с К_д = 1,6 ÷ 2,0.

3.6.4 Сететрясные, сетевыборные и ярусные машины

Эти машины устанавливаются в основном на малых судах. Механизацию обеспечивают механические конструкции (ролы, кулачки, ручьевые головки, рычаги и т.д.). Электропривод, как правило, постоянного тока. Режим работы повторно – кратковременный с периодическими многократными перегрузками. Методика расчета и выбора электродвигателя аналогична промысловым механизмам.

Машины для тяги (выборки) орудий лова за канатно-верёвочные детали представляют собой конструктивные модификации лебёдок и шпилей. Но в отличие от промысловых лебёдок, предназначенные для тяги орудий лова за специальные тяговые канаты, машины этого типа производят тягу орудия лова непосредственно за подборы, присоединенные к гибкому элементу детали и позволяют получать углы обхвата гибким элементом фрикционного барабана не более 2π рад. Для увеличения силы сцепления подборы или хребтины яруса с поверхностью фрикционного барабана при сравнительно малых углах обхвата в качестве тяговых органов этих машин используют ручьевые фрикционные барабаны с заклинивающим профилем ручья (канатоведущие барабаны) либо ручьевые фрикционные барабаны с зажимами.

Для выборки крючковых снастей (ярусов), представляющих собой длинный тонкий канат (хребтину) с присоединёнными к нему на поводках крючками, применяют обычно выборочные машины с канатоведущими барабанами. Такие машины называют ярусоподъёмниками.

Сетевыборочные кулачковые машины и ярусоподъёмники монтируют на малых и средних промысловых судах. Эти машины имеют сравнительно небольшие габариты и массу, удобны и просты в эксплуатации.

Для увеличения тягового усилия ярусоподъёмника его тяговой орган делают состоящим из двух канатоведущих барабанов, расположенных друг над другом.

Кулачковые сетевыборочные (сетеподъёмные) машины применяют для выборки сетей за подборы. Сетевыборочные машины имеют ручьевые тяговые головки.

Привод сетевыборных машин, как правило, электрический. Электродвигатель помещают или под палубой (в трюме), или непосредственно на сетевыборочной машине. Тяговое усилие одной головки машины составляет 2 кН. Скорость выборки регулируется контроллером.

Основной трясущий орган сететрясной машины состоит из двух рычагов или маятников, соединённых между собой двумя тросами, через которые проходит полотно сети с рыбой.

Сететрясные и сетевыборочные машины имеют электропривод в виде компаундного двигателя, однако режим работы его во многом зависит от положения судна (крен, дифферент), погоды, количества рыбы и т.д. Режим работы – повторно-кратковременный с периодическими многократными перегрузками.

Двигатель сететрясной машины подбирают для пускового периода по моменту сопротивления машины, приведенного к валу электродвигателя.