Розробка системи енергозабезпечення кабельної лебідки радіогідроакустичного буя

dc.contributor.authorВойтасик Андрій Миколайович
dc.contributor.authorVoitasyk Andrii M.
dc.date.accessioned2024-12-06T13:32:52Z
dc.date.available2024-12-06T13:32:52Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionВойтасик, А. М. Розробка системи енергозабезпечення кабельної лебідки радіогідроакустичного буя = Development of the power supply system for the cable winch of the radio-hydroacoustic buoy / А. М. Войтасик // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2024. – № 1 (18). – С. 27–38.
dc.description.abstractМета. Розробка та проєктування системи енергозабезпечення кабельної лебідки радіо-гіроакустичного буя, яка здатна забезпечити її автономну роботу при морських глибинах установки до 60 м. Методика. В рамках дослідження використано метод комплексного моделювання для побудови 3D-моделей конструкції системи енергозабезпечення кабельної лебідки та всього виконавчого обладнання, яке запропоновано застосувати у його складі, метод емпіричного опису технологічних процесів для обґрунтування та пояснення особливостей функціонування системи керування кабельною лебідкою і забезпечення герметичності збірок акумуляторних батарей при експлуатації під водою на глибинах до 60 м, метод проведення експерименту для засвідчення функціональних можливостей виробу. Результати. На базі використання модуля керування кабельної лебідки, електродвигуна, двох модулів керування акумуляторними батареями, двох акумуляторних батарей, за¬рядного пристрою та їх 3D-компонування, розроблено систему енергоживлення кабельної лебідки з метою подальшої її експлуатації у складі автономної радіогідроакустичної станції, яка залучена до проведення оперативного моніторингу морських кордонів України. Функціонування виробу забезпечується застосуванням літій-залізофосфатних елементів типорозміру 32120Р, які дозволяють створити акумуляторне джерело живлення системи енергозабезпечення кабельної лебідки з номінальною напругою постійного живлення 48В та ємністю 32 А∙год. Наукова новизна. Отримав подальший розвиток метод забезпечення передачі інформації від автономної радіогідроакустичної станції при реалізації моніторингу морської підводної обстановки на глибинах до 60 м, який використовує радіогідроакустичний буй закріплений кабель-тросовим зв’язком з електроприводною кабельною лебідкою, і водночас дає змогу змінювати глибину позиціонування буя відносно водної поверхні з урахуванням напрямку обертання барабану кабельної-лебідки. Отримав подальший розвиток принцип автоматичного керування пов’язаний з розробкою енергозабезпечення кабельної лебідки радіогідроакустичного буя з використанням автономного джерела живлення, що дало змогу забезпечити необхідну автономність функціонування системи та вибирати бажану глибину позиціонування радіогідроакустичного буя з урахуванням морських умов розташування. Практична значимість. Розроблена система енергозабезпечення кабельної лебідки радіогідроакустичного буя призначена для реалізації можливості зміни глибини занурення буя узгоджено до напрямку обертання барабану кабельної лебідки і здатна забезпечити її автономну роботу протягом 13 год 24 хв при 10 % використанні максимальної потужності електропривода та за умов помірного хвилювання морської поверхні і швидкості течії у 0,15 м/с. Система енергозабезпечення спроєктована у циліндричному виконанні з метою її розміщення в двох міцних корпусах донної автономної радіогідроакустичної станції встановленої на морському дні глибиною 60 м. Застосування системи енергоживлення кабельної лебідки радіогідроакустичного буя дозволяє ефективно та безпечно використовувати електричну енергії акумуляторних джерел живлення для донної станції та автоматичної роботи елетроприводного механізму зміни витравленої частини кабель-тросу зв’язку діаметром 7,5 мм та довжиною 170 м. Для автоматичної роботи кабельної лебідки задіяно CAN інтерфейс керування з застосуванням стандартизованого модуля керування безколекторним двигуном постійного струму та мікроконтролера.
dc.description.sponsorshipAim. Development and design of the power supply system of the cable winch of the radio-hydroacoustic buoy, which is capable of ensuring its autonomous operation at installation sea depths of up to 60 m. Methodology. As part of the research, the method of complex modeling was used to build 3D models of the structure of the cable winch power supply system and all the executive equipment that is proposed to be used in its composition, the method of empirical description of technological processes to substantiate and explain the peculiarities of the organization of the cable winch control system and ensure the tightness of battery assemblies at operation underwater at depths of up to 60 m, a method of conducting an experiment to certify the functional capabilities of the product. Results. Based on the use of a cable winch control module, an electric motor, two batteries control modules, two batteries, a charger and their 3D model, a cable winch power supply system was developed for the purpose of its further operation as part of an autonomous radio-hydroacoustic station, which is involved in the operational monitoring of marine borders of Ukraine. The functioning of the product is ensured by the use of 32120P lithium-iron phosphate cells, which allow creating a battery power source of the power supply system of the cable winch with a nominal constant supply voltage of 48V and a capacity of 32 A∙h. Scientific novelty. The method of ensuring the transmission of information from an autonomous radio-hydroacoustic station during monitoring of the marine underwater situation at depths of up to 60 m, which uses a radio-hydroacoustic buoy fixed by a cable-cable connection with an electric cable winch, and at the same time allows changing the depth of the buoy’s positioning relative to the water surface, has received further development taking into account the direction of rotation of the cable winch drum. The principle of automatic control was further developed in connection with the development of the power supply of the cable winch of the radio-hydroacoustic buoy using an autonomous power source, which made it possible to ensure the necessary autonomy of the system’s functioning and to choose the desired positioning depth of the radio-hydroacoustic buoy while respecting the sea conditions of location. Practical significance. The developed power supply system for the cable winch of the radio-hydroacoustic buoy is designed to implement the possibility of changing the depth of the buoy immersion in accordance with the direction of rotation of the cable winch drum and is able to ensure its autonomous operation for 13 h 24 min at 10 % use of the maximum power of the electric drive and under conditions of moderate sea surface turbulence and current speed at 0.15 m/s. The power supply system is designed in a cylindrical design in order to place it in two strong cases of the bottom autonomous radio-hydroacoustic station installed on the seabed at a depth of 60 m. The use of the power supply system of the cable winch of the radio-hydroacoustic buoy allows you to effectively and safely use the electric energy of the battery power sources for the bottom station and the automatic operation of the electric drive mechanism for changing the etched part of the communication cable-cable with a diameter of 7.5 mm and a length of 170 m. A CAN control interface using a standardized brushless DC motor control module and a microcontroller is used to automatically operate the cable winch.
dc.identifier.govdochttps://doi.org/10.15589/smi2024.1(18).04
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/9297
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseriesУДК; 629.58
dc.subjectокеанотехніка
dc.subjectприв’язні підводні системи
dc.subjectгідроакустика
dc.subjectкабельна лебідка
dc.subjectакумуляторна батарея. ocean engineering
dc.subjecttethered underwater systems
dc.subjecthydroacoustics
dc.subjectcable winch
dc.subjectbattery
dc.titleРозробка системи енергозабезпечення кабельної лебідки радіогідроакустичного буя
dc.title.alternativeDevelopment of the power supply system for the cable winch of the radio-hydroacoustic buoy
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Вантажиться...
Ескіз
Назва:
Voitasyk_A_M.pdf
Розмір:
466.08 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:

Зібрання