Pierwszenstwo: Opublikowano: 27.VII.1964 (P 105 329) 07.VIII.1963 dla zastrz. 1 i 4; 13.IV.1964dlazastrz. 2i3 Niemiecka Republika Demokratyczna 30.XL1968 56289 KI. 35 c, *#£ MKP D COb CZYTELNIA dfll&P Patentowego hUkiij lzi«T|Hpcl',i| liwej Wspóltwórcy wynalazku: Gerhard Eiselt, Fritz Best, Alfred Dudssus, Ernst Hartl Wlasciciel patentu: Institut fur Schiffbau, Rostock (Niemiecka Republi¬ ka Demokratyczna) Uklad do sterowania wciagarek sieciowych o napedzie elektrycznym Wynalazek dotyczy ukladu do sterowania wcia¬ garek sieciowych o napedzie elektrycznym.Do napedu znanych wciagarek sieciowych sto¬ suje sie silniki elektryczne lub hydrauliczne. Sil¬ niki elektryczne sa projektowane na prad staly.W nowoczesnych statkach rybackich stosuje sie napedy Leonarda o charakterystyce szeregowej, jak równiez regulowane napedy o pradzie usta¬ lonym.Na pokladzie statków rybackich wyposazonych w prad trójfazowy stosuje sie równiez napedy hydrauliczne.W polowach wlokowych wymaga sie od wcia¬ garek sieciowych utrzymania stalej predkosci sie¬ ci. Wobec tego predkosc liny wlocznej powinna byc stala. Dzieki temu pozostaja stale sily dziala¬ jace na liny wloczne.Bebny nowoczesnych wciagarek sieciowych ma¬ ja pojemnosc nawojowa rzedu 2000 m liny wlocz¬ nej. Ze wzgledu na brak miejsca bebny powinny byc tak wykonane, zeby pewna liczba warstw lezala jedna na drugiej. Gdy predkosc statku podczas polowu wlokiem .jest stala, wówczas sta¬ la predkosc sieci moze byc uzyskana w przybli¬ zeniu tylko wtedy, gdy liczba obrotów bebna jest zalezna od srednicy nawojowej wedlug zaleznosci hiperbolicznej.W znanych konstrukcjach stosunek najwiekszej srednicy nawojowej do najmniejszej jest jak 2:1. 10 15 25 30 Wobec tego liczba obrotów bebna powinna byc zwiekszona o 100% w porównaniu z predkoscia jaka ma beben przy najwiekszej srednicy nawo¬ jowej.Znane napedy nie spelniaja tego warunku w nalezytym stopniu. Oprócz tego sa one bardzo kosztowne wobec znacznych komplikacji konstruk¬ cyjnych. W napedach hydraulicznych szczególnie niekorzystna jest koniecznosc stosowania dlugich rur. Wskutek tego wobec straty w przewodach sprawnosc maleje. Wada równiez jest to, ze lep¬ kosc oleju hydraulicznego jest zalezna od tempe¬ ratury. Chcac by urzadzenie pracowalo bez za¬ klócen, nalezy stosowac specjalne urzadzenia do kompensacji zaleznosci temperaturowej. W ten scposób urzadzenie staje sie kosztowne. Wobec przemian energii zachodzacych w napedzie hy¬ draulicznym i wobec stosowania urzadzen pomoc¬ niczych sprawnosc ogólna urzadzenia ulega po¬ gorszeniu. W statkach rybackich o wyposazeniu nowoczesnym siec elektryczna na statku jest trój¬ fazowa.Niedogodnosc polega na tym, ze dla napedu wciagarek sieciowych na prad staly, nalezy sto¬ sowac jeszcze dodatkowo przetwornice. Wskutek tego nastepuja straty w obciazeniu uzytecznym.Poza tym zastosowanie dodatkowej przetwornicy obniza ogólna sprawnosc instalacji elektrycznej.Szerokie stosowanie urzadzen regulacyjnych i ste- 562893 rawniczych pogarsza wydajnosc ekonomiczna stat¬ ku.Tak wiec np. jeden z obwodów regulacyjnych powinien utrzymywac na stalym poziomie prad twonnika przy wszelkich zachodzacych obciaze¬ niach. Wymagana charakterystyke zaleznosci mo¬ mentów obrotowych od liczby obrotów mozna osiagnac tylko przez odpowiednie sterowanie stru¬ mienia magnetycznego. Inna wada napedu na pra¬ dzie ustalonym uwydatnia sie w razie pekniecia ;Jiny., Przy jfiaglym znacznym odciazeniu liczba ttoroiów* -napedu przybiera niedopuszczalnie wiel¬ kie wartosci,* które powoduja zniszczenie napedu.Aby tego uniknac potrzebne sa specjalne srodki techniczne.W tych wszystkich znanych napedach wciagarek sieciowych niekorzystnie odbija sie wysoki udzial kosztów dozoru, jakiego wymagaja urzadzenia do¬ datkowe. Ze wzgledu na wymagane urzadzenia dodatkowe znane^napedy szczególnie latwo podle¬ gaja zaklóceniom.Wynalazek ma na celu wykonanie bardziej eko¬ nomicznego i mniej narazonego na zaklócenia na¬ pedu do wciagarek sieciowych. Zadanie wynalaz¬ ku polega na zapewnieniu stalej predkosci sieci i tym samym stalej sily ciagnienia z uzgodnieniem momentów obrotowych w zaleznosci od predkosci statku równiez przy zastosowaniu napedu trójfazo¬ wego.Wedlug wynalazku jako naped wciagarki sie¬ ciowej stosuje sie trójfazowy silnik asynchronicz¬ ny, który jest wlaczony do ukladu regulacyjnego, a przy stalej liczbie obrotów bebna pracuje na zasadzie porównania wartosci zadanej i uzyskanej a mianowicie zadanej z góry wartosci napecia z uzyskana wartoscia napecia, bedaca analogiem si¬ ly ciagnienia, jaka nalezy utrzymac na wlasciwym joziomie, przy czym porównanie odbywajace sie w wezle mieszania zostaje wykorzystane do zmia¬ ny predkosci statku podczas polowu wlokowego w zaleznosci liniowej w miare wzrostu srednicy na¬ wojowej. Zmiana predkosci statku w przypadku elektrycznych napedów statku odbywa sie przez oddzialywanie na wzbudzenie generatorów lub sil¬ ników srub pociagowych albo w przypadku srub nastawnych lub stalych i przy uzyciu silnika na- stawczego — na mechanizm nastawczy albo na napelnianie.Wobec stalej liczby obrotów naped trójfazowy nie mógl byc dotychczas wykorzystany jako na¬ ped wciagarek sieciowych, poniewaz nie mozna bylo dopasowac liczby obrotów do zmieniajacej sie srednicy nawojowej wciagarek sieciowych.Znane mozliwosci regulowania sa bardzo nieeko¬ nomiczne i podraz* .aja urzadzenia. Ich zakres re¬ gulacji jest niewielki i nie wystarcza dla napedu wciagarek sieciowych.Inna cecha wynalazku polega na tym, ze dla unikniecia trwalych odchylen regulator wykazuje zaleznosc calkowa. Jeszcze inna cecha wynalazku polega na tym, ze zmienna srednica nawojowa jest odtworzona w obwodzie regulacyjnym jako oddzielne wejscie do ukladu regulacyjnego: Wedlug innej cechy wynalazku rzeczywista war¬ tosc w danej chwili zmierzona przez miernik pred- 56289 4 kosci sieci, jest porównywana z zadana z góry wartoscia, a róznica jest doprowadzana do wzmac¬ niacza z wyjsciem proporcjonalno-rózniczkowym, który przy elektrycznych napedach statku dziala 5 na wzbudzenie generatorów lub silników napedo¬ wych srub, a w przypadku srub nastawnych albo srub stalych dziala na mechanizm nastawczy albo na napelnianie za posrednictwem silnika nastaw- czego. 10 Dzieki wynalazkowi uzyskuje sie naped do sie¬ ci rybackich nie wymagajacy wiekszego dozoru.Poniewaz nie ma potrzebnego dotychczas dodat¬ kowo pradu stalego, zmniejsza sie niebezpieczen¬ stwo nieszczesliwych wypadków na statkach ry- 15 backich. Poza tym staja sie zbyteczne instalacje czesci stalopradowej obok sieci pokladowej. Inna zaleta jest mozliwosc zmniejszenia urzadzenia roz¬ dzielczego. W ten sposób zwieksza sie ekonomicz¬ ne wyzyskanie wypornosci. Wobec zmiany prze- 20 twarzania energii na pokladzie zmienia sie ko¬ rzystnie bilans energii. Dzieki temu uzyskuje sie ekonomiczne wykorzystanie zródel energii.Wynalazek jest wyjasniony na przykladzie uwi¬ docznionym na rysunku, na którym fig. 1 przed- 25 stawia zaleznosc miedzy predkoscia statku i mo¬ mentem obrotowym bebna, fig. 2 — schemat blo¬ kowy ukladu dla przypadku stalego poziomu sily ciagnienia, fig. 3 — schemat blokowy dla przy¬ padku utrzymania stalej predkosci sieci przy za- 30 stosowaniu miernika predkosci sieci.Znane równanie momentu obrotowego bebna wciagarki sieciowejw procentach jest nastepujace: mt = d * (c • vs + Sj • d • n)2 • 100 (mt w %) gdzie oznaczaja: mt — moment obrotowy na bebnie liny wlocz- nej w % vs — stosunek predkosci statku do znamiono¬ wej predkosci statku podczas wleczenia d — stosunek uzyskanej srednicy nawojowej do najwiekszej mozliwej srednicy nawo¬ jowej n — stosunek liczby obrotów odpowiadajacej uzyskanej srednicy do liczby obrotów naj- 45 wiekszej mozliwej srednicy nawojowej c — stosunek znamionowej predkosci statku przy •polowie wlokowym do znamionowej predkosci sieci Cj — stosunek znamionowej predkosci liny wlo- so cznej predkosci sieci.Wrazenie w nawiasie jest analitycznym wyraze¬ niem predkosci sieci. Stala sila ciagnienia liny wlocznej wymaga stalej predkosci sieci. Przy sta- 55 lej liczbie obrotów bebna predkosci statku po¬ winna byc dostosowana liniowo do wzrastajacej srednicy nawojowej bebna i spelniac nastepujace równanie.Vxr — Ci * d * n y ^= *~ 60 . ¦ - przy czym vN oznacza stosunek predkosci sieci do znamionowej predkosci sieci, a stosunek srednic nawojowych d jest zawarty w przedziale58180 Na fig. 1 przedstawiono zaleznosc predkosci stat¬ ku i momentu obrotowego na bebnie wciagarki dla n = 1. Oznacza to, ze beben wciagarki powi¬ nien byc napedzany ze stala liczba obrotów.Stosunkom srednic d = 0,75; 0,80; 0,85; 0,90; 0,95; 1,00 odpowiadaja charakterystyki 1, 2, 3, 4, 5, 6.Stala sila ciagnienia liny wlocznej wynika ze sta¬ lej predkosci sieci. Prosta A —B przedstawia li¬ niowa zmiane predkosci statku w zaleznosci od uzyskanej srednicy nowojowej dla utrzymania sta¬ lej sily ciagnienia.Wedlug wynalazku do napedu wciagarki sie¬ ciowej stosuje sie trójfazowy silnik asynchronicz¬ ny który w zakresie roboczym wykazuje tylko nie¬ znaczne odchylenia liczby obrotów i tym samym w pierwszym przyblizenJu daje staja liczbe obro¬ tów bebna. W konstrukcyjnie odpowiednim miej¬ scu wciagarki sieciowej mierzy sie za pomoca zna¬ nego urzadzenia pomiarowego 7 sile ciagnienia liny wlocznej i przetwarza sie na napiecie analo¬ gowe. Wartosc uzyskana napiecia V zostaje po- Tównana z wartoscia zadana napiecia analogowe¬ go, a napiecie róznicowe, wzmocnione w razie po¬ trzeby, zostaje uzyte do napedu znanego mecha¬ nizmu nastawczego 11. Przy pomocy tego mecha¬ nizmu nastawczego 11 nastawia sie liczbe obro¬ tów sruby w przypadku napedu za pomoca sruby stalej, a w przypadku napedu za pomoca sruby nastawnej — kat natarcia.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawio¬ ne na schemacie blokowym.Wartosc uzyskana napiecia V dostarczona przez przyrzad pomiarowy 7 zostaje porównana z war¬ toscia zadana napiecia 8 w wezle mieszania 16, a napiecie róznicowe zostaje doprowadzone do wzmacniacza 9. Stale sprzezenie zwrotne 10 slu¬ zy do stabilizacji i zmniejszeniu stalej czasowej wzmacniacza 9. Wyjscie wzmacniacza przylaczone jest do mechanizmu nastawczego 11, którego dzia¬ lanie jest na ogól calkujace. Mechnizm nastawczy 11 reguluje naped statku. Blok 12 charakteryzuje procesy ruchowe statku. Na sile ciagnienia 13, jak powinna byc utrzymana na stalym poziomie, na wyjsciu obwodu regulacyjnego dzialaja na uklad regulacyjny 14, który pod wzgledem wykonania technicznego jest wciagarka sieciowa 14" o na¬ pedzie asynchronicznym trójfazowym 14', pred¬ kosc statku jako wyjscie bloku 12 i zmienna sred¬ nica nawojowa jako oddzielne wejscie 15 do ukla¬ du regulacyjnego 14.Utrzymanie stalosci predkosci sieciowej za po¬ srednictwem przyrzadu pomiarowego predkosci sieci omówione jest ponizej w zwiazku ze sche¬ matem blokowym wedlug fig. 3.Wartosc uzyskana V dostarczona z przyrzadu pomiarowego predkosci sieciowej 17 jest porów¬ nywana z zadana z góry wartoscia 8 w wezle mie- 5 szania 16. Wytworzona róznica jest doprowadzo¬ na do wzmacniacza 18 z wyjsciem PD (proporcjo- nalno-róznicowym). Czlon 19 obwodu regulacyjne¬ go w przypadku statków rybackich o napedzie elektrycznym stanowi uzwojenie generatorów lub io silników srub napedowych. W przypadku statków rybackich ze srubami nastawnymi lub srubami stalymi liczba 19 oznacza silnik nastawczy, przy pomocy którego jest nastawiany mechanizm na¬ stawczy w przypadku srub nastawnych wzglednie is jest nastawiane ladowanie w przypadku napedów za pomoca srub stalych. Wyjscie czlona obwodu regulacyjnego 19 dziala na uklad regulacyjny 14 az do osiagniecia stanu zadanego bez uwzglednie¬ nia pozostalego odchylenia regulacyjnego. 20 PL