6 Электроприводы специального оборудования судов флота рыбной промышленности
6.1 Система контроля раскрытия трала (зонд траловый). Электролов рыбы электрофицированным тралом
6.1.1 Зонд траловый
Назначение.
Предназначен для контроля вертикального раскрытия трала, его отстояния от грунта или поверхности, а также для регистрации рыбных скоплений, входящих в трал. Используются совместно с судовой гидроакустической станцией (Лещ-Б).
Технические данные.
Антенна блока тралового в вертикальном направлении обеспечивает диаграмму направленности не менее 20Х20˚. Дальность обнаружения крупной одиночной рыбы размером 10см – не менее 50м.
Рабочая частота 50 кГц. Информация зонда регистрируется на самописце рыбопоисковой станции. Связь с блоками траловыми осуществляется по одножильной линии связи (кабель КГI-30-90).
Питание коммутатора осуществляется от сети переменного тока 220В и частотой 50Гц или постоянного тока напряжением 24В.
Для отдачи и выборки кабеля используется кабельная лебедка. Электродвигатель лебедки постоянного тока ДПМ-11-ОМ1 с встроенным дисковым тормозом. Питание электропривода осуществляется от судовой сети переменного тока 380В через выпрямитель на двигатель постоянного тока 220В.
Максимальная скорость выбирания кабеля (на среднем слое) 1,5 м/с.
Максимальная (допускаемая) скорость принудительного вытягивания кабеля – 3 м/с.
Максимальное тяговое усилие (на первом слое), развиваемое на барабане лебедки – около 1470 Н (160 кгс).
Емкость барабана кабеля Ø = 6,3 – 800 м.
6.1.1.1 Электрическая схема лебедки тралового зонда
Электродвигатель кабельной лебедки работает в режиме противовключения во время отдачи трала, в режиме стоянки под током – (не вращаясь) во время траления и в обычном двигательном режиме – во время выборки кабеля.
Работа схемы.
При подаче питания на пульте загорается лампочка Н1- «Сеть». Через РОП запитывается ШОВ. РОП замыкает свой контакт 1РОП, подготавливая цепь питания КТ1, КТ2 – контакторов тормозных, КЛ1, КЛ2 – контакторов линейных и катушки КС – контактора скорости. Предусмотрено два режима работы схемы электропривода: «Травить» и «Выбирать».
Для пуска электропривода нажать кнопку КнР «Расторможено». При этом получает питание реле КТ1 и КТ2, которые своими контактами КТ1.1 и КТ2.1 шунтируют кнопку КнР, а контактами КТ1.2 и КТ2.2 подают питание на катушку Т – тормоза электромагнитного. Двигатель растормаживается. На ПУ загорается лампочка Н2 – «Расторможено». При этом необходимо выполнить следующие операции: 1. Вращая барабаном вручную, убедиться в том, что он расторможен. 2. Вытянуть вручную кабель с лебедки на необходимую для подключения к тралу длину.
Режим «Травить».
Нажимаем на пульте кнопку КнТ. Загорается лампа Н3 – «Травить». Через замкнутые КнВ, КС2 получает питание КЛ1 и КЛ2. Контактами КЛ1.1 и КЛ2.1 – шунтируется кнопка КнТ, контакты КЛ1.2 и КЛ2.2 обеспечивают непрерывность питания КТ1 и КТ2, контактами КЛ1.3 и КЛ2.3 подается питание на двигатель М через R2, R1 и СОВ. Электропривод начинает вращаться в сторону выборки кабеля, при этом лебедка подберет слабину кабеля. Электропривод в режиме «Травить» обеспечивает создание необходимого тормозного усилия на кабель во время отдачи трала, удерживание кабеля с постоянным усилием и во время траления.
Режим «Выбирать» предусмотрен для выборки кабеля синхронно с траловой лебедкой.
Нажимаем кнопку КнВ - «Выбирать». Запитывается реле КС – контактора скорости. Контакт КС1 обеспечивает питание КЛ1, КЛ2 и КТ1, КТ2. Контакт КС2 – размыкает цепь кнопки КнТ; контакт КС3 – шунтирует пусковое сопротивление R2, увеличивается скорость вращения барабана. Горит лампочка НЧ - «Выбирать».
Величины сопротивлений R1, R2, R3, R6 – подобраны так, что двигатель работает без перегрузки длительное время и в режиме «Травить», и в режиме «Выбирать». Сопротивление R1 – балластное, предназначенное для снижения части напряжения сети; R2 – пусковое – для ограничения тока при пуске двигателя; R6 – нагрузочное, предназначенное для поглощения энергии и для регулирования нагрузки.
Остановка лебедки производится нажатием кнопки КнС – «Стоп», при этом снимается питание с КТ1 и КТ2 и двигатель затормаживается.
Схема предусматривает следующие защиты и блокировки.
Цепи управления защищены плавкими предохранителями Пр; обмотка ШОВ – разрядным сопротивлением R3, которое защищает катушку возбуждения машины от перенапряжений в момент отключения; при падении напряжения до 70% от номинального, магнитные силы катушек КЛ не смогут удержать контакты в закрытом положении, произойдет отключение двигателя от сети – эта минимальная защита; при случайном исчезновении напряжения двигатель также будет отключен от сети и при повторном его появлении самостоятельно в ход не пойдет, т.к. кнопка КнТ и блок – контакты КЛ осуществляет нулевую защиту. От обрыва поля двигателя М- реле РОП; реле РМ – защита от токов короткого замыкания в цепи М реле РКС – реле контроля скорости в режиме «Травить» защищает электродвигатель от недопустимой частоты вращения. При обрыве ваеров трала, скорость трала относительно судна возрастает, и, следовательно, возрастает скорость травления кабеля кабельной лебедки. При определенном значении скорости, реле РКС срабатывает, обесточивается цепь управления, двигатель затормаживается тормозом Т, резко возрастает нагрузка натяжения кабеля и при достижении ее 1 тонны, заклепки крепления блока тралового срезаются и блок отсоединяется от трала. Выборка осуществляется кнопкой КнВ. Этим обеспечивается спасение блока тралового в случае аварии.
Рисунок 6.1 – Кабельная лебедка тралового зонда
6.1.2 Электролов рыбы электрофицированным тралом
До настоящего времени задача повышения производительности тралового лова решалась за счёт увеличения параметров трала (зоны отлова) и скорости траления. Однако известно. Что увеличение скорости в кубической зависимости увеличивает расход топлива и в настоящее время на крупнотоннажных судах на 1кг пойманной рыбы расходуется 0,5 кг топлива.
Одним из наиболее перспективных направлений повышения производительности и снижении потребляемых толивоэнергетических ресурсов при траловом лове рыбы является электрификация трала.
По опыту его эксплуатации на судах РТМ «Зунд» и «Надир», БМРТ «Русне» и РТМС – «Тельшей» увеличение уловистости электрифицированного трала составило в 2 раза больше чем обычно. В результате время траления для вылова количества рыбы необходимого для полной загрузки технологического оборудования сократилось в 2 раза. Соответственно расход топлива на вылов 1кг рыбы также уменьшился почти в 2 раза.
Каков же принцип электротралового лова рыбы. Подводным наблюдением и киносъёмкой установлено, что большая часть рыбы, побывав в трале, выходит из него.
Рыба (скумбрия, ставрида, сардина, сельдь и др.) обладает достаточно большими энергетическими резервами. Обычно, попав в зону облова трала она плывёт в устьевой части со скоростью трала (4-6 узлов), затем, когда она сместилась в мотенную (более узкую) часть трала, ей становится тесно и она уходит вперёд со скоростью 8-10 узлов. При выборке трала она изменение его скорости воспринимает как раздражение и также уходит вперёд и выходит из трала и только часть рыбы попавшей в куток (мешок) попадает в улов.
Что же происходит в электрифицированном трале?
В районе мотенной части ставятся сетчатые электроды и создается электрическое поле. Рыба, попавшая в эту зону, наркотизируется и сносится потоком воды в куток. Через примерно минуту она приходит в себя от наркоза, но она уже в кутке и даже если её не прижали другие рыбы она, выйдя из кутка, опять попадает в зону действия электрического поля. Таким образом, большая часть рыбы попавшей в трал попадает в улов.
Следует отметить, что напряжение электрического поля создаётся такое, что в наркоз попадают только рыбы промысловых размеров. Получив на тело рыбы длиной 20-25см примерно 4В, а у более мелкой рыбы, т.е. молоди разность потенциалов на тело рыбы будет значительно меньше и она чувствует только раздражение и убегает из этой зоны.
6.1.2.1 Установка для морского электролова рыбы
Создать необходимую напряженность поля в достаточно большом пространстве морской воды, являющейся хорошим проводником, достаточно сложно, т.к. требуется при применении постоянного или переменного тока громадное количество энергии.
Однако исследованиями установлено, что рыба проявляет аналогичную реакцию и на импульсный периодически подаваемый ток. Так для трала в мотенной части раскрытие которого 8-10 м и объём межэлектродного пространства 200-400м³ и для обеспечения наркоза параметры импульсного тока установки ГИТ-7000 следующие:
амплитуда разрядного тока – 7000А;
время подачи импульсов – 7с;
пауза – 60с;
длительность импульса –1,5мс;
частота – 70Гц;
средняя потребляемая мощность – 11кВт;
максимальная мощность – 105кВт;
вес 2 подводных трансформаторов – 64кг;
питающее напряжение – 380В;
ёмкость конденсаторов – 3500мкф;
напряжение на конденсаторной батарее – 800В.
Рисунок 6.2 - График подачи импульсов
Рисунок 6.3 - Импульсный генератор
Рисунок 6.4 - Упрощенная принципиальная схема импульсного генератора
6.2 Система автоматического управления работой котлоагрегата
6.2.1 Схема управления котлоагрегатом КОАВ – 200
После подачи питания выключателем QF для первичного запуска необходимо включить выключатель S6. Если котел не нагрет, то контакт регулятора температуры РТГВ замкнут и через замкнутые контакты реле давления КД1 и КД2 и выключатель S5 получит питание реле К3. Контакт К.3.1. в цепи реле времени К8 и магнитного пускателя КМ замыкается. Через контакты КМ1 запитывается электродвигатель М1, на валу которого топливный насос и вентилятор. Однако, в топку подается только воздух, т.к. топливо перекрыто электромагнитным клапаном "Y". Происходит продувка топки.
Рисунок 6.5 - Принципиальная схема управления котлоагрегатом КОАВ – 200
Одновременно начинает работать реле времени К8 и с выдержкой времени на электродах ЭЗ появляется дуга. Промежуточное реле К4 включает реле К2, а контакт К3,4 замыкается в цепи электромагнита Y. Клапан открывается и топливо под давлением поступает к форсунке. Происходит воспламенение топлива и освещаются фоторезисторы Rф. В результате через реле К1 проходит ток и оно, срабатывая, замыкает контакт К1,1 в цепи реле К2 и вода в котле нагревается. К этому времени контакты К8.3 реле времени К8 размыкаются и отключают транзистор зажигания и реле К4. Размыкается также контакт К8.1 в цепи электродвигателя М2 реле времени К8, которое прекращает работу. Когда температура воды достигает заданного предела срабатывает регулятор температуры РТГВ. Катушка реле К3 обесточивается и отключает питание электромагнитного клапана Y.
Размыкающий контакт К3.2 запускает в работу реле времени К8.Топливо перекрывается, происходит продувка топки ~ 10 с. После окончания продувки контакт К8.4 размыкает цепь пускателя КМ и электродвигатель М1 останавливается. Одновременно размыкается контакт КМ и реле времени обесточивается и возвращается в исходное положение.
Следующий запуск происходит при снижении температуры до заданного предела и срабатывания РТГВ. Если топливо не воспламенилось, реле К1 не получит питание и в результате электромагнитный клапан Y перекроет топливо и срабатывает сигнализация. Работа М1 и продувка топки продолжается до срабатывания контакта К8.
Если факел погаснет после запуска, то котлоагрегат остановится аналогичным образом.
При управлении вручную пуск производится пакетником S6 и кнопкой S1. После окончания продувки нажимают S3 и происходит воспламенение топлива.
Отключение производится выключателем S6 и кнопкой S2.
6.3 Электропривод судовых рыбообрабатывающих установок
На судах установлен целый ряд механизмов для обработки рыбы. Большинство из них не нуждается в регулировании оборотов, имеет легкие условия пуска и достаточно постоянную нагрузку. Для них чаще всего применяют АД с короткозамкнутым ротором и для управления (пуск-остановка-реверс) – магнитные пускатели. Мощность и обороты электродвигателя определяют по паспортным данным механизма.
Отдельные механизмы требуют расчета (транспортеры, рыбонасосы, моечные машины и т.д.).
Транспортеры.
Производительность:
Q = 3600vG/a,
где G – вес груза, кг;
v – скорость, м/с;
а – расстояние, м.
Для рыбы:
Q = 3600qBv,
где В – ширина ленты;
q – удельная нагрузка при загрузке рыбы в один слой, кг/м.
Например, для рыбы 0,5 кг, удельная нагрузка равна 23кг/м2, но ее рекомендуется брать в 2 раза меньше с тем, чтобы можно было легче сортировать рыбу.