Устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки Советский патент 1983 года по МПК B63B27/30 

Йзобретейие относится к судостро ениЮгВ частности к устройствам для передачи грузов между судами а море в условиях качки. Известие устройство для передачи грузов между судами в море в условиях качки, содержащее ветви каната заведенные на две тяговые лебедки, связанные с первым и вторьп4 зЯектро Двигателями постоянного тока, имеющ ми якоря, грузовую тележку, прикреп ленную к одной ветвя и кинематически связанную с другой.ветвью, а так же электронный узел управления режимом работы электродвигателей, включающий задатчик сигналов натяжения, .выход которого связан с входами сукдааторов рервого и второго 1 егулят©зров натнжёния, задатЧик сигналов пе| ейещейия грузовой тележ ки, выход которого связан с входом усилителя сигналов перемещения, а выход последнего подключен к входу сумматора первого регулятора натяжения и к входу инвертора связанного с входом сумматора второго регулятора натяжения, и трм ческие цепи, первая из которых связана с якорями первого и второго элект|)9двигателей постоянного тока и содержит последовательно соединенные датчик тока, сумматор, регулятор тока и тиристорвый преобЕ аз ватель, а также подключенный к указанному сумматору задатчик тока, а две другие электрические цепи связаны с соответствуюцюш леведка т и содержат каждая последовательно соединенные регулятор натяжения и т ристорный преобразователь, подключённый к обмотке возбуждения, соответствующего электродвигателя, датчик натяжения, связанный с соответствующей ветвью каната выход ko торого подалючен к входу соответствующего сумматора регулятора натяжения, а выход последнего связан с регулятором натяжения , Недостатком известного устройств является большие искажения напряжения судовой сети, вносимые работбй .мощного тиристорного гфеобраэователя, Цель изобретения - уменьшение искажений напряжения судовой электр сети. Поставленная цель достигается те что в устройстве для передачи грузо между судами в море в условиях качк электронный узел управления режимом работы электродвигателей выполнен с приводным асиШсронным двигателем и жестко связанным с нши генератором постоянного тока, при этом тнристорный преобразователь выполнен ре.версивным и связан своим выходом с обмоткой возбуждения генератора постоянноГо тока, а якорь упомянутого генератора последовательно соединен с якорем второго электродвигателя постоянного тока и входом датчика тока. На фиг,1 представлена кинематическая схема устройства; на фиг,2 его функциональная схема. Устройство для передачи грузов между передающим судном 1 и принимаюг щим судном 2 содержит мачты Э 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 свяэаниой 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 11 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. Обмотка 19 возбуждения генератора 17 связана с выходом маломощного реверсивного тиристорного преобразователя 20, который своим входом связ1ан с выходом регулятора 21 тока. Сумматор 22 регулятора 21 своим выходом связан с входсич последнего/ а входом - с выходом задатчика 23 тока. Обмотки 24 и 25 возбуждения электродвигателей 15 и 16 подключены к маломощным тиристорным преобразователям 26 и 27, которые своими входами соединены через регулято Ш1 28 и 29 натяжения с выходгши сумматоров 30 и 31 регуляторов натяжения. Входы послед,них связаны с выходами задатчика 32 натяжения и датчиков 33 и 34 натя:Жения, соединенных с соответствующими ветвями KatiaTa 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 cyNiMaTopy 22. Устройство работает следующим образом. В исхо)|ном состоянии приводной асинхронный двигатель обесточен, сигналы управления на входе тиристорных преобразователей равны нулю и натяжение ветвей канатов также равно нулю. Дпя 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

номинальный сигнал задания тока на входе сумматора 22 и далее через ре:гулятор 21 тока на входе тиристорното 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 и в якорной цепи электродвигателей 15 и 1б потечет ток. Как только величина тока в якорной цепи электродвигателей 15 и 16. станет больше заданного значения, с выхода датчика 38 тока на сумматор 22 подается сигнал отрицательной обратной связи, уменьшающий напряжение тиристорного преобразователя 20 а следовательно, и магнитный поток генератора 17, ограничивая тем самым величину тока в якорной цепи электро-двигателей заданным значением.

Затем задатчиком 32 натяжения додается задающий сигнал на входы: cjWMaTopOB 30 и 31 и далее на входы соответствующих регуляторов 28 и 29 натяжения.

На выходах тиристорных преобразователей 26 и 27 появляется положительное напряжение и электродвигатели 15 и 16; начинают вращаться в равные стороны, выбирая слабину канатов. По мере работы электродвигателей увеличивается натяжение канатов и увеличиБсцотся сигналы на выходах датчиков 33 и 34 натяжения, что приводит к уменьшеник сигналов разбаланса на входах регуляторов 28 и 29 натяжения. В установившемся режиме электродвигатели неподвижны и развивают одинаковые тяговые усилия, равные заданному натяжению.

Для задания скорости перемещения грузовой тележки задатчйком 35 перемещения через усилитель 36 подается задающий сигнал на вход сумматора 30 и инвертора 37. На выходе последнего сигнал меняет свой знак и подается на вход сумматора 31. Таким образом, на сумматоры 30и 31 подаются два сигнала одинаковой величины по противоположной полярности. В результате этого суммарный сигнал на выходе сумматора 30 увеличивается, а на вйходе сумматора 31 уменьшается. При этом увеличивается сигнал управления на входе преобразователя 26 и уменьшается сигнал управления на входе преобразователя 27. Натяжение ветви каната, связанной с электродвигателем 15, увеличивается, а натяжение ветви каната, связанной с электродвигателем 16 уменьшается. Как только усилие ветвн каната электродвигателя 15 станет больше усилия ветви каната электро двигателя 16 и достаточным, чтобы прокрутить лебедку электродвигателя 1 б в сторону травить, начнется перемещение тележки 6 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 тиристорного преобразователя 20, а следовательно, и 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 элёктродвигателями 15 и 16. Чем больше разност тем больше скорость передмещения 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 го валу уменьшаются и приводной двигатель 18, работая с меньшей нагрузкой, уменьшает потребление электроэнергии из сети.

Изменение направления движения тележки 6 осуществляется изменением полярности сигнала задатчика перемещения. В этом случае электродвига тель 16 переходит в двигательный режим, а электродвигат ель 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 двига;тельном режи1у1е а электродвигатель 16 в генераторном режиме. Пусть судно 1 неподвижно, а качается судно 2. Если последнее качнулось, например, вправо, то величина натяжения ветвей каната возрастает. Одновременно с этим увеличиваются сигналы об-ратных связей датчиков 33 и 34, что приводит к уменьшению сигналов упправления на входах тиристорнйх преобразователей 26 и 27, -вследстви чего yivieHbmaeTCH напряжение этих преобразователей и уменьшаются магнитные потоки электродвигателей 15 и 16, а. следовательно, и натя)сение ветвей {саната. При этом скорость качки может быть такой, что оба электродвигателя 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 iO Так как направление тока в якорной :цепи не изменилось, генератор 17 перейдет в дви гательный режим и начнет подкручивать асинхронныйдвигатель 18, пере водя его таким образом в генераторный режим. Последний, работая в генераторном режиме,рекуперирует энер гию электродвигателей 15 и 16 в , сеть. В установившемся режиме натяжёнй каната остается практически нейзменным и равНЕЖ сумме натяжений, создаваемых электродвигателями и качкой. Если судно 2 качнулос1Е 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 образовавшуюся слабину ветвей . -При совместной качке обоих судо в канатной дороге, происходит алгебраичес кое суммирование натя- жений, 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 6, сигнал задания по скорости уменьшается до йуДя и сигналы на выходах сумматоров .30 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.

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,.

+А- П

)

-ЬТ LJ

/7

фие.г