Система передачи грузов между судами в море в условиях качки — SU 1013342 (original) (raw)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 30 Зао В 6 2, С шаяс управце гателей ки скор орогиматор др но замки ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(54)(57) 1, СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ГРУЗОВ МЕЖДУ СУДАМИ В МОРЕ В УСЛОВИЯХ КАЧКИ, содержащая ветви каната, заведенные на две тяговые лебедки, свя занные с соединенными между собой первым и вторым эпектродвигатепями постоянного тока, имеющими обмотки возбуждения, грузовую тепежку, прикреппенную . к одной иэ ветвей каната и кинематически связанную с другой ветвью каната, а также электронный узел управления режимом работы эпектродвигателей випючающий задатчики сигналов натяжения ветвей каната и сигналов перемещения грузовой тележки, к последнему из которых подключен инвертор, и три электрические цепи первая иэ которых связана с якорями обоих электродвигателей и включает последоватепьно соединенные задатчик тока, сумматор, регулятор тока и тиристорный преобразователь, первый выход которого соединен с датчиком тока, связанным с первым электродвигателеьР а второй выход - с вторым. эаектродвигателем причем выход датчика тока подключен к входу упомянутого сумматора, а две другие электрические цепи связаны рское свидетельство ССС 2493 52/1 1,7/30, 16,02.81 (протоЯО 1013342 Д с соответствующими лебедками и содержат каждая поспедоватепьно соединенныесумматор регупятора натяжения, регулятор натяжения и тиристорный преобразоватепь подключенный к обмотке возфадения, и датчик натяжения, выход которого подицочен к входу соответствующегосумматора регулятора натяжения, приэтом выход задатчика сигналов натяжения ветвей каната подкпючен к обоимсумматорам регупятора натяжения, э тл и ч а ю щ а я с я тем, что с цепьюповышения надежности работы системыпутем нолучения стабильных скоростей перемещения грузовой тепежки при подходек приемному устройству передающего илипринимающего судна, электронный узел Еуправпения режимом работы электродви- ургателей снабжен контуром регулирования фРскорости перемещения грузовой тележки,включающим первый и второй датчики скорости ветвей каната, первый и второй ре- Ягупяторы скорости ветвей каната;выходыкоторых подипючены к входам соответстгвуюших сумматоров регуляторов натяжения, первый и второй сумматоры регуляторов скорости, причем входы регуляторовскорости ветвей каната связаны,. с выходами соответствующих сумматоров регу- уфляторов скорости, к которым подключены Юсоответствующие датчики скорости ветвейканата,истема по п, 1, о т л и ч а юьятем, что электронный уэед ия режимом работы электродвивкпючает первый и второй датчи-, . сти качки точек подвеса канатнойс подключенный к их выходам сумтчиков скорости качки, нормапьутый контакт, первый и второй1013342 дополнительные сумматоры регуляторовскорости, выходы которых подключены со-ответственно к входам первого и второгосумматоров регуляторов скорости, а первые входы через нормально замкнутыйконтакт соединены с выходом сумматорадатчиков скорости качки, причем выходзадатчика сигналов перемещения грузовойтележки подключен к второму входу первого дополнительного сумматора регулятора скорости, а выход инвертора соеди 1Изобретение относится к судостроению в частности, к системам передачи грузов между судами в море в условиях качки,Известна система передачи грузов между судами в море в условиях качки, содержащая ветви каната, заведенные на две тяговые лебедки, связанные с соединенными между. собой первым и вторым электродвигателями постоянного тока, имеющими обмотки возбуждения, грузовую тележку, прикрепленную к одной из ветвей каната и кинематически связанную с другой ветвью каната, а также электронный узел управления режимом работы электродвигателей, включающий задатчики сигналов натяжения ветвей каната и сигналов перемещения грузовой тележки, к последнему из которых подключен инвертор, и три электрические цепи, первая из которых связана с якорями обоих электродвигателей и включает последовательно соединенные задатчик тока, сумматор, регулятор тока и тиристорный преобразователь, первый выход которого соединен с датчиком тока, связанным с первым электродвигателем, а второй выход - с вторым электродвигателем, причем выход датчика тока подключен к входу упомянутого сумматора, а две другие электрические цепи связаны с соответствующими лебедками и содержат каждая последовательно соединенные сумматор регулятора натяжения выход которого подключен к входу соответствующего сумматора регулятора натяжения, нри этом выход задатчика сигналов натяжения вет- вей каната подключен к обоим сумматорам регулятора натяжения 11Недостатком известной системы является недостаточная стабильность переменен с вторым входом второго дополнительного сумматора регулятора скорости,3. Система по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что электронный узел управления режимом работы электродвигателей включает нормально открытый контакт и усилитель, вход которого через этот контакт подключен к выходу сумматора датчиков скорости качки, а выход связан с третьим входом дополнительного сумматора первого регулятора скорости. Ъщения грузовой тележки при подходе кприемному устройству передающего илипринимающего судна,Цель изобретения - повышение надеж 5 ности работы системы путем получениястабильных скоростей перемещения грузовой тележки при подходе к приемномуустройству передающего или принимающего судна.Для достижения этой цели, электронный узел управления режимом работыэлектродвигателей снабжен контуром регулирования скорости перемещения грузовой тележки, включающим первый и вто 15 рой датчики скорости ветвей каната, первый и второй регуляторы скорости ветвейканата, выходы которых подключены квходам соответствующих сумматоров регуляторов натяжения, первый и второй20 сумматоры регуляторов скорости, причемвходом регуляторов скорости ветвей каната связаны с выходами соответствующих сумматоров регулчторов скорости, ккоторым подключены соответствующие дат 5 чики скорости ветвей каната,Кроме того, электронный узел управления режимов работы электродвигателей включает первый и второй датчики ско- ЗО рости качки точек подвеса канатной дороги, подключенный к их выходам сумматор датчиков скорости качки, нормально замкнутый контакт., первый и второй дополнительные сумматоры регуляторов скоЗ 5 рости, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго сумматоров регуляторов скорости, а первые входы через нормально замкнутый контакт соединены с выходом сумматора 4 датчиков скорости качки, причем выход3 101334 задатчика сигнапов перемещения грузовой тележки подключен к второму входу пер- вого дополнительного сумматора регулятора скорости, а выход инвертора соединен с вторым входом второгб доподнитедь ного сумматора регулятора скорости.При этом электронный узел управления режимом работы электродвигателей включает нормально открытый контакт и усилитель, вход которого через этот кон такт подключен к выходу сумматора датчиков скорости качки, а выход связан с третьим входом дополнительного сумматора первого регулятора скорости.На фиг, 1 изображена кинематическая 15 схема системьц на фиг. 2 - функциональная схема системы.Система передачи груза между передающим судном 1 и принимаюшим судном 2 содержит мачты 3 и 4, между кото 20 рыми натянуты ветви каната 5. Груз находится в тележке 6, соединенной с бло-. ком 7, перемещающимся по верхней ветви каната 5, и жестко связанной с нижней ветвью каната, петля которого огибв ет блок 8 на мачте 4 принимаюшего судна 2, а два конца, огибающие блоки 9 и 10 на мачте 3 передающего судна 1, сое динены с тяговыми лебедками 11 и 12, Лебедки 11 и 12 через редукторы 13 и Зо 14 соединены со своими электродвигателями 15 и 16 постоянного тока. Сумматор 17 регулятора 18 тока своим выходом связан с входом последнего,35 а входами - с выходами задатчика 19 тока и датчика 20 тока. Обмотки 21 и 22 эдектродвигателей 15 и 16 связаны с регуляторами 23 и 24 натяжения, которые соединены с выходами сумматоров 25 и 26 регуляторов натяжения. Входы последних связаны с выходами эадатчика 27 натяжения, регуляторов 28 и 29 скорости и датчиков 30 и 31 натяжения ветвей каната которые через блоки свяЭ45 заны с ветвями каната, Выходы сумматоров 32 и 33 регуляторов скорости соединены с входами регуляторов 28 и 29, а входы этих сумматоров связаны с выходами датчиков 34 и 35 скорости вет 50 вей каната, входы последних связаны с ветвями каната через блоки 36 и 37.Кроме того, входы сумматоров 32 и 33 соединены с выходами дополнительных сумматоров 38 и 39 регуляторов скороч сти, Сумматор 38 подключен своим входом к выходу задатчика 40 сигналов перемещения. Выход сумматора 41 датчиков скорости качки через нормально зам 2кнутый контакт 42 подключен к входамсумматоров 38 и 39 и через нормальнооткрытый контакт 43 -, к входу усилителя 44, а выход последнего связан свходом сумматора 38. Вход инвертора45 связан с выходом задатчика 40 пере 1 мешения, а его выход подключен к входусумматора 39. Датчики 46 и 47 скорости качки точек подвеса подключены к сумматору 41.Контакт 42 и контакт 43 сбпокированы.;так, что при замыкании одного из нихразмыкается другой,Эдектродвигатели 15 и 16 подключены к силовому тиристоркому преобразователю 48, а их обмотки 21 и 22 возбуждения - к регуляторам 23 и 24 натяжения через маломощные тиристорные преобразователи 49 и 50. В исходном состоянии сигналы управления на входе ти.ристорных преобразователей равны нулю,и натяжение в канатной дороге такжеравно нулю,.Оля задания натяжения снанада устанавпивается заданная величина тока вякорной цепи электродвигателей 15 и 16;Для этого задатчиком 1 9 устанавливается номинальный сигнап задания тока навходе сумматора 17 и дадее через регулятор 19 тока на входе тиристорного преобразователя 48, На выходе этого преобразователя появляется напряжение, и вякорной цепи эдектродвигатейей потечетток, Как только величина тока в якорнойцепи электродвигателей 15 и 16 станетбольше заданного значения, с выходадатчика 20 тока на сумматор 17 подается сигнал обратной связи, уменьшающийнапряжение тиристорного преобразователя 48, ограничивал величину тока в якорной цепи электродвигателей заданнымзначением,Затем эадатчиком 27 натяжения производится подача зада.юшего сигнала навходы сумматоров 25 и 26 и далее навходы соответствующих регуляторов 23и 24 натяжения,На выходах тиристорных преобразователей 49 и 50 появляется положительноенапряжение, и электродвигатели 15 и16 начинают вращаться в разные стороны, выбирая слабину канатов. По мереработы электродвигателей увеличиваетсянатяжение канатов и увеличивается сигналы на выходах датчиков 30 и 31 натяжения, что приводит к уменьшению сигналов раэбапанса на входах регуляторов23, 24 натяжения, В установившемсягулирования тока, который увеличиваетнапряжение преобразователя 48 и поддерживает заданное значение тока в якорнойцепи. Разгон электродвигателей происхвдит практически при неизменном заданномтоке. Усилие, вызывающее перемещениегрузовой тележки, равно разности натяжений ветвей каната развиваемых электродвигателями 15 и 16, Чем большеэта разность, тем больше скорость пере.мешения грузовой тележки,Так как при перемещении грузовой тележки часть мощности электродвигателя 15 возвращается обратно в якорную цепь электродвигателем 16, работающим генератором, мощность потребляемая тиристорным преобразователем 48 из сети, уменьшается,Изменение направления движения тележки 6 осуществляется изменением полярности сигнала эадатчика перемещения. В этом случае электродвигатель 16 переходит.в двигательный режим, а электродвигатель 15 - в генераторный режим и подпитывает якорную цепь электродвигателя 16. Для безударной передачи грузов в ус- ловиях качки при нахождении грузовой тележки в зоне принимающего судна необходимо, чтобы грузовая тележка осуществляла слежение за мачтой последнего, Для этого скорость перемещения грузовой тележки относительно мачты принимающего судна должна оставаться постоянной и независимой от качки судов, Предложенное устройство реализует это требование следующим образом,Допустим, грузовая тележка движется к принимающему судну, Пусть теперь передающее судно качнулось влево. Для обеспечения постоянной скорости грузовой тележки относительно принимающего судна необходимо скорость выбирания верх-ней ветви каната уменьшить, а скорость вытравливания нижней ветви каната увеличить на величину скорости качки передающего судна, так как скорость вращения электродвигателей прямо пропорциональна скоростям перемещения ветвей канатов; При отработке качки передающего судна на выходе датчика 46 скорости качки появится отрицательный сигнал, пропор - циональный скорости качки, Этот сигнал В 1013342 6режиме электродвигатели неподвижны иРазвивают одинаковые тяговыо усилия,равные заданному натяжению.При отработке сигнала задания натяжения на входы сумматоров 25 и 26 поступают также сигналы эадатчиков 34и 35 скорости через регуляторы 28 и29 и сумматоры,32 и 33 этих регуляторов, что несколько замедляет время установления заданного натяжения и уменьша ет динамические усилия в канатной дороге.Зля задания скорости перемещения грузовой тележки, задатчиком 40 перемещения подается напряжение на вход допопни тельного сумматора 38 и на вход инвертора 45. На выходе последнего сигналменяет свой знак и попадает на вход сумматора 39. Таким образом, на сумматоры38 и 39 и далее через сумматоры 32 20и ЗЗ и регуляторы 28 и 29 скорости насумматоры 25 и 26 регуляторов натяжения подаются два сигнала одинаковой величины, но противоположной полярности.В результате этого суммарный сигнал 25на входе сумматора 25 увеличивается,а на входе сумматора 26 уменьшается.При этом увеличивается сигнал управления на входе преобразователя 49 и уменьшается сигнал управления на входе пре З 0образователя 50, Это приводит к увеличению момента стоянки электродвигателя15 и к уменьшению момента стоянкиэлектродвигателя 16, Натяжение ветвиканата, связанной с электродвигателем15, увеличивается, а натяжение ветви каната, связанной с электродвигатепем 16,уменьшае тся,Как только усилие в ветви каната электродвигателя 1 5 станет больше усилия в 40. ветви каната электродвигателя 16.и достаточным, чтобы прокрутить лебедку электродвигателя 1 Я в сторону "Травить",начнется перемещение тележки 6 в направлении принимающего судна 2, Электродвигатель 15 продолжает работать вдвигательном режиме, и его скорость увеличивается, а натяжение ветви каната, связанной с ним уменьшается, В то же времяэлектродвигатель 1 6 под дейс твием тягово 50го усилия электродвигателя 16 начнетвращаться в обратную сторону, переходит в генераторный режим и подпитывает якорнуюцепь электродвигателя 15, Скорость электродвигателя 16 будет расти, что приведет к увеличению тормозного усилия в 5ветви каната, связаниого с ним. 1 ак только электродвигатель 15 и 1 6 начнут разгоняться, вступает в работу контур ре2 8увеличение сигнан на выходе регулятора28 и уменьшение сигнала на выходе регулятора 29 скорости. При неизменномсигнале задания натяжения, на выходесумматоров 25:и 26 сигналы увеличатся.Это приводит к увеличению сигналов управления на входах тиристорных преобразователей, В результате уменьшаютсяуглы открывания тиристоров и увеличи ваются напряжения преобразоватепей 49и 50, что в свою очередь увепичиваетмагнитные потоки и соответственно тяговые моменты электродвигателей. Токв якорной цепи двигателей контуром регулирования тока поддерживается равнымзаданному значениюь Увепичение тяговыхмоментов электродвигателей приводит кувеличению натяжения ветвей каната, создаваемого последними. Но вследствие качки принимающего судна натяжение ветвейканата уменьшится, Одновременно с этимуменьшатся сигналы обратных связей навыходе датчиков 30 и 31 натяжения,чтоприведет к допопнительному увеличениюсигналов управпения на входах преобразователей 49 и 50, а следовательно, и кдополнительному увеличению натяженияветвей каната, создаваемого электродвигателями. В установившемся режиме натяжение каната остается практически неизменным, равным сумме натяжений, соэдаваемых эпектродвигателями и качкой.Скорость электродвигатеая 15 возроспа,а скорость электродвигателя 16 уменьшилась на одну и ту же вепичину, Спедоватепьно, скорость перемещения ветвейканата относительно бпока 8 на принимающем судне остапась неизменной, и скорость грузовой тележки относительно этого судна также постоянна. 7 101334через сумматор 41 и контакт 42 подается на жоды сумматоров 38 и 39,чтовызовет уменьшение сигнапа нв выходерегулятора 28 скорости и увеличениесигнала на выходе регунятора 29 скорости,При неизменном сигнале задания натяжения на выходе сумматоров 25 и 26 сигнапы уменьшаются, Это приводит к уменьшению сигналов управпения на входах ти о. ристорных преобразоватепей, В результате увеличиваются углы открывания тиристоров и уменьшаются .напряжения преобразователей 49 и 80, что в свою очередь уменьшает магнитные потоки и соот ветственно тяговые моменты эпектродви 1.гателей. Ток в якорной цеци двигателейконтуром регулирования тока поддерживается равным заданному значению, Уменвшение тяговых моментов эпектродвигателей приводит к уменьшению натяженияветвей каната. создаваемого последними.Но вследствие качки передающего суднанатяжение ветвей каната возрастает, Одновременно с этим увеличатся сигналы 25обратных связей на входе датчиков 30и 31 натяжения, что приведет к дополнительному уменьшению сигналов управпения на входах преобразователей 49 и 50,а спедовательно, и к допопнитепьномууменьшению натяжения ветвей каната, создаваемого электродвигателями. В установившемся режиме натяжение каната остается неизменным и равным сумме натяжений, создаваемых электродвигатепямии качкой. Скорость электродвигатели 15уменьшилась, а скорость эпектродвигателя 16 возросла на одну и ту же величину.Спедоватепьно скорость перемещения ветвей каната относительно бпока З иа мачте принимающего судна осталась неизменнойОтсюда и скорость грузовой тепежкиотносительно принимающего судна постоянна. 45Пусть теперь,принимающее судной кач-,нулось впево. Дпя обеспечения постояннойскорости тележки относительно принима юшего судна, необходимо скорость выбирания верхней ветви каната увеличить, а скорость вытравпивания нижней ветви ка,ната уменьшить на величину скорости качки принимающего судна. При отработке качки принимающего судна на выходе датчика 47 скорости качки появит 55 ся попожительный сигнал, пропорционакьный скорости качки. Этот сигнал через сумматор 41 и контакт 42 подается на входы сумматоров 38 и 39, что вызовет,Оля безударной передачи грузов в условиях качки при нахождении грузовой тележки в зоне передающего судна, необходимо, чтобы грузовая тележка осуществпяла слежение за мачтой поспеднего.для этого скорость перемещения грузовой тележки относительно мачты передаюше го судна допжна оставаться постоянной и независимой от качки судов. Предпоженное устройство выпапняет это требование следующим образом,Оопустим, грузовая тележка движется к передающему судну. Пусть теперь передающее усудно качнулось впево. Дпя обес-, печения постоянной скорос.ти грузовой те лежки относитепьно мачты судна 1 необ- ходимо скорость выбирания нижней ветви каната оставить постоянной, а скорость9 10133вытравливания верхней ветви каната уве -личит на величину удвоенной скорости качки передающего судна,Для этого замыкается контакт 43,и размыкается контакт 42, При этом выход сумматора 41 подключается к входуусилителя 44, При отработке качки передающего судна на выходе датчика 46 скорости качки появится отрицательный сигнал, пропорциональный скорости качки, 1 ОЭтот сигнал через сумматор 41 иконтакт 43 поступает на усилитель 44,С выхода последнего уси;.енный сигнал,пропорциональный удвоенной скоростикачки передающего судна, подается на 15вход сумматора 38, что приводит к увеличению сигнала на выходе регулятора 228 скорости. При неизменном сигнале задания натяжения на выходе сумматора25 сигнал уменьшается, а сигнал на вы оходе сумматора 26 не изменится, Уменьшение сигнала на выходе сумматора 25приведет к уменьшению сигнала управле- .ния на входе преобразователя 49, В результате увеличиваются углы открывания 25тиристоров этого преобразователя, что вызовет уменьшение напряжения на его выходе, а следовательно, и уменьшение магнитного потока двигателя 15, Напряжение тиристорного преобразователя 50 не Зоизменится, Ток к якорной цепи обоихэлектродвигателей контуром регулирова,ния тока поддерживается постоянным,Вследствие уменьшения потока электродвигателя 1 5 тяговый момент его умень 35щается, и натяжение ветвей каната, соз-.даваемое электродвигателями, уменьшается, Но вследствие качки передающегосудна натяжение ветвей каната возрастает. Одновременно с этим увеличиваетсясигнал обратной связи на выходе датчика 30 натяжения, что приведет к допол-нительному уменьшению сигнала управления на входе тиристорного преобразователя 49, а следовательно, и к дополнитель 45ному уменьшению натяжения ветвей каната, создаваемого электродвигателями, Вустановившемся режиме натяжение каната остается практически неизменным иравным сумме натяжений, создаваемыхэлектродвигателями и качкой. Скоростьэлектродвигателя 1 5 увеличилась са скорость электродвигателя 1 6 осталась неизменной, Следовательно и скорость грузовой тележки относительно мачты передающего судна не изменилась.Пусть теперь принимающее судно качнулось влево, Для обеспечения постояннойскорости грузовой тележки относительно 42 10мачты судна .1, необходимо скорость выбирания нижней ветви каната оставить постоянной, а скорость вытравливания верхней ветви каната уменьшить на величину равную удвоенной скорости качки принимающего суднаПри отработке качки принимающего судна на выходе датчика 47 скорости качки появится положительный сигнал, пропорциональный скорости качки. Этот сигнал через сумматор 41 и контакт 43 подается на вход усилителя 44. С выхода последнего усиленный сигнал, пропорциональный удвоенной скорости качки принимающего судна, подается на вход сумматора 38, что приводит к уменьшению сигнала на выходе регулятора 28 скорости. При неизменном сигнале задания натяжения на входе сумматора 25 сигнал увеличится, а сигнал на выходе сумматора 26 не изменится. Увеличение сигнала на выходе сумматора 25 приведет к увеличению сигнала управления на входе преобразователя 49, В результате умень - шатся углы открывания тиристоров этого преобразователя, что вызовет увеличение напряжения на его выходе, а следовательно, и увеличение магнитного потока двигателя 15, Напряжение тиристорного преобразователя 50 не изменится, Ток в якорной цепи обоих электродвигателей контуром регулирования тока поддерживается постоянным. Вследствие увеличения потока электродвигателя 1 5 тяговый момент его увеличивается, и натяжение ветвей каната, создаваемое электродвигателями, увеличивается, Но вследствие качки принимающего судна натяжение ветвей каната уменьшится, Одновременно с этим уменьшится сигнал обратной связи на выходе датчика 30 натяжения, что приведет к дополнительному увеличению сигнала управления на входе тиристорного преобра зователя 49, а следовательно, и к дополнительному увеличению натяжения ветвей каната, создаваемого электродвигателями, В установившемся режиме натяжение каната остается практически неизменным и равным сумме натяжений создаваемых электродвигателями и качкой. Скорость электродвигателя 15 уменьшилась, а скорость электродвигателя 16 осталась неизменной. Следовательно, и скорость грузовой тележки относительно мачты передающего судна не изменилась. Система обладает высокой надежностью работы за счет стабильности скорости перемещения грузовой тележки,101 ЭЙ 42 Тираж 458 Подписное1 ИИЫИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5 920 а 113 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Составитель С, МарфинаРедактор В, Данко Техред М.Коштура Корректор А. И

Смотреть

Система передачи грузов между судами в море в условиях качки