5. Электроприводы промысловых устройств

Работа траловой лебедки.

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.5.1).

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.

Р исунок 5.2 – Процесс выборки трала

С уменьшением скорости горизонт хода трала будет понижаться.

Форма ваера, движущегося с постоянной скоростью, определяется системой действующих на него сил (рис.5.2).

Т₁ и Т₀ – натяжение на концах ваера;

0 – точка сосредоточения силы тяжести трала;

Рисунок 5.1 – Диаграмма усилий

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.

Электропривод траловой лебедки должен удовлетворять следующим требованиям:

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.