УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЫБ

Изобретение относится к области управления поведением рыб с помощью электрических полей в воде, в частности, для защиты рыб от попадания в водозаборы или промысла рыб путем концентрации их электрическим полем.
Известно много устройств для защиты рыб посредством электрорыбозаградителей или лова рыб с помощью электрогонов. Наиболее близким к нашему изобретению является устройство для направленного перемещения рыб по авт. св. СССР 535930, А061К 61/00, 79/02 и патент РФ №2273991, А061К 61/00, А01К 79/02 Сущность этих устройств заключается в том, что однорядная система электродов разделяется на секции, состоящие из 2-10 электродов, на каждую секцию поочередно подается импульсное напряжение одной полярности, а на все другие секции, включенные параллельно, подается импульсное напряжение противоположной полярности. При такой схеме включения на рабочей секции электродов (например, катодов) создается рабочая зона поля высокой напряженности, а вокруг электродов остальных секций образуется поле низкой напряженности. Устройство по авт. св. СССР №535930, А061К 61/00, 79/00 отличается от устройства по пат. РФ №2273991, А061К 61/00, 79/00 тем, что во втором анодами становятся все другие секции кроме соседних.
Таким образом, достигается наилучшее соотношение между сопротивлениями растекания рабочих и вспомогательных электродов. В электрорыбозаградителях и электрорыбогонах рабочими электродами являются катоды.
Так, если система электродов состоит из m секций, то при проходе k-го {1≤k≤m} силового импульса k-я секция делается катодом, а остальные (m-1) секций - анодами. При проходе следующего силового импульса (k+1) секция делают катодом, а остальные - анодами. После прохождения m-го импульса режим работы повторяют.
Частоту переключений секций F выбирают, исходя из условий оптимального воздействия поля на рыбу, и обычно для электрорыбозаградителей и электрорыбогонов берут в пределах 3≤F≤15 Гц.
В качестве прототипа рассматривается устройство для направленного перемещения рыб, описанное в авт. св. СССР №535930, А061К 61/00, 79/02.
Электрическая схема прототипа включает в себя источник постоянного тока 1, генератор силовых импульсов 2, электронный распределитель импульсов 3, схему управления 4 и секции электродов 5.
Электронный распределитель импульсов состоит из m пар последовательно соединенных неполностью управляемых электронных ключей-тиристоров, подключенных параллельно к выходу импульсного генератора 2, к каждой паре тиристоров подсоединена одна из m секций электродов 5 (фиг.1).
Алгоритм работы устройства демонстрируется диаграммой на фиг.2.
Недостатками этого устройства являются:
а) наличие в схеме отдельного генератора мощных импульсов;
б) необходимость принятия специальных мер для защиты тиристоров от самопроизвольного их включения по параметру  при подаче на них импульсного напряжения, для чего на тиристоры подается через большое сопротивление положительное смещение сравнимое по напряжению с амплитудой рабочих импульсов;
в) необходимость синхронизации моментов включения генератора импульса и тиристоров в каналах электронного распределителя импульсов для чего приходится использовать задержку момента включения канальных тиристоров относительно силовых импульсов генератора и нагружать генератор на балластную нагрузку для обеспечения работы генератора на время задержки включения каналов.
Целью заявляемого технического решения является повышение надежности работы устройства, его упрощение и удешевление.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для направленного перемещения рыб, включающем в себя источник постоянного тока, электронный распределитель импульсов, схему управления и секции электродов, электронный распределитель импульсов выполнен на полностью управляемых ключах.
Схема устройства представлена на фиг.3.
Устройство состоит из источника постоянного тока 1, электронного распределителя импульсов, состоящего из полностью управляемых электронных ключей 2, схемы управления 3 и секций электродов 4.
Алгоритм его работы соответствует алгоритму работы прототипа (фиг.2). Однако напряжение постоянного тока от источника питания 1 подается непосредственно на электронный распределитель импульсов 2, состоящий из m пар последовательно соединенных полностью управляемых электронных ключей, включаемых схемой управления 3. В качестве полностью управляемых электронных ключей используются, например IGBT-модули. К каждой паре ключей подключена одна из m секций электродов 4.
m-1
3
5
m-1
2
Устройство работает следующим образом. Постоянное напряжение от источника постоянного тока 1 подается на все m пар последовательно включенных полностью управляемых ключей 2 электронного распределителя импульсов. Первый импульс, приходящий от схемы управления 3 включает полностью управляемый ключ К2 и ключи K3, K5,…K при этом на время длительности управляющего импульса Ti ток проходит через открытые анодные ключи К, K,…K, через секции 2, 3…m, и замыкается через секцию 1 и катодный ключ К. После окончания управляющего импульса от схемы управления 3 все ключи K1-Km закрываются и устройство ожидает прихода следующего управляющего импульса. После прохождения m-го импульса цикл повторяется.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого технического решения, является повышение надежности работы устройства, его упрощение и удешевление.
На фиг.1 представлена схема устройства, описанного в прототипе.
На фиг.2 представлены диаграммы переключения электрического поля по секциям электродов.
На фиг.3 представлена схема заявленного устройства.
Устройство, для направленного перемещения рыб по предлагаемому изобретению было реализовано для заградителя, имевшего 10 секций по 6 электродов в каждой.
Устройство питалось от трехфазной сети 380 В, для гальванической развязки от сети применено три однофазных трансформатора ОСМ - 1,0,630 ВА, напряжением 220/110 В, мощностью 630 ВА, включенных по схеме звезда-звезда без заземленной нейтрали. Использовался трехфазный выпрямительный мост на 6 диодах типа D122-40-6. Выходное напряжение моста составляло 268 В. В качестве полностью управляемых электронных ключей в каналах применено 20 приборов IGBT - 60. Схема управления выполнена на микросхемах «IR21835».
На секции подавались прямоугольные импульсы амплитудой 260 В, при импульсном токе 43 А. Длительность импульсов составляла 0,5 мс и 0,25 мс, частота переключений 5,0 и 10,0 Гц.