Trumpa diskusija apie Nidec KDS traukos mašinų taikymą metro projektuose

Abstraktus

Įsibėgėjus pasauliniam urbanizacijos procesui, geležinkelių tranzito pramonė sparčiai vystosi. Metro, kaip pagrindinė miesto infrastruktūra, susiduria su didėjančio keleivių srauto ir įvairaus keleivių kelionių poreikio tendencijomis, o tai kelia naujų iššūkių traukos mašinai – pagrindinei metro liftų sudedamajai daliai. Šie iššūkiai apima, kaip subalansuoti efektyvumą ir saugumą esant dideliam keleivių srautui, kaip patenkinti augančius keleivių poreikius dėl komforto ir patogumo bei kaip subalansuoti išlaidas ir dizaino tarnavimo laiką. Šiame straipsnyje trumpai aptarsime, kaip Nidec KDS, kaip traukos mašinų projektavimo ir gamybos ekspertas, teikia profesionalius sprendimus klientams.

Raktažodžiai

Metro liftai, darbo ciklas, energijos taupymas ir aplinkos apsauga, patikimumo analizė, perkrovos pajėgumas, eksploatavimo trukmės projektavimas

Pagal klasifikavimo metodą, pateiktą 2021 m. Pasaulio miesto geležinkelio tranzito veiklos statistikos ir analizės apžvalgoje, miesto geležinkelių tranzitą galima suskirstyti į tris kategorijas: metro, lengvuosius bėgius ir tramvajus. Paprastai tranzitas geležinkeliais turi tokius privalumus kaip didelis transportavimo pajėgumas, didelis greitis, dažni išvykimai, saugumas ir komfortas, aukštas tarifas laiku, žemos kainos, energijos taupymas ir aplinkos apsauga. Tačiau tai taip pat reikalauja aukštų techninių standartų ir priežiūros išlaidų.[1]

Kaip esminė miesto geležinkelio tranzito dalis, metro neabejotinai vaidina svarbų vaidmenį plėtojant miesto transportą. Jie padeda sumažinti miesto eismo spaudimą, plečia miesto spindulį ir gyventojų gyvenimo spindulį kuriant integruotą susisiekimo tinklą, gerina gyventojų gyvenimo kokybę, gerina bendrą miesto įvaizdį, skatina miesto plėtrą ir pažangą, socialinį bendravimą ir gerovę.

Keleiviai gali efektyviai ir patogiai patekti į stotis, persėsti ar išvažiuoti vertikaliais liftais. Liftų variklių techninis lygis atlieka esminį vaidmenį užtikrinant keleivių važiavimo patirtį. „Nidec KDS“ daugiau nei 60 metų aktyviai dirba automobilių pramonėje. Jos gaminiuose integruotas tarptautiniu mastu pažangių technologijų dizainas, puiki gamyba ir kokybės valdymas. Su aukštos kokybės produktais ir visapusiška paslaugų sistema, ji jau daugiau nei dešimtmetį stabiliai tiekia liftų traukos mašinas dideliems Indijos klientams metro projektuose.

01 Pasaulinis miesto geležinkelių tranzito pramonės mastas ir perspektyvos

Statistika rodo, kad iki 2022 m. pabaigos miesto geležinkelių tranzitas buvo pradėtas naudoti 545 miestuose 78 šalyse ir regionuose visame pasaulyje, o nuvažiuota rida viršijo 41 386,12 km. Palyginti su 2021 m., bendra pasaulio miesto geležinkelio tranzito rida padidėjo 4 531,92 km, ty 11,0 % daugiau nei per metus.[1]

1 paveiksle parodytas bendras miesto geležinkelių tranzito per pagrindinius pasaulio žemynus mastas (Pastaba: Skaičiavimui visi Rusijos miestai priskiriami Europai). Duomenys rodo, kad metro ir tramvajai yra pagrindiniai miesto geležinkelių tranzito tipai visame pasaulyje, o pasaulinis miesto geležinkelių tranzitas daugiausia sutelktas Eurazijoje, o metro daugiausia platinamas Azijos šalyse[1].

1 pav. Miesto geležinkelio tranzito nuvažiuotos ridos santrauka pagal žemyną pasaulyje 2022 m. (km)

Pasauliniu mastu miesto geležinkelių tranzito pramonė yra kritiniame vystymosi etape. Vyriausybės ir įmonės visame pasaulyje nuolat investuoja į naujas technologijas ir įrenginius, siekdamos pagerinti transporto efektyvumą, sumažinti aplinkos taršą ir teikti geresnes paslaugas daugeliui keleivių. Pasaulinio geležinkelių tranzito konstravimas ir taikymas nuolat plečiasi, o kai kurios besivystančios šalys taip pat aktyviai skatina geležinkelio tranzito statybą.

Indija skatina plataus masto metro plėtrą nuo 2014 m. Remiantis „The Times of India“, iki 2022 m. balandžio mėn. Indijos metro tinklas buvo nutiesęs 870 km ir aptarnavo 18 miestų. Šiuo metu 27 miestuose statoma apie 1000 km metro bėgių, o kiekvieną mėnesį pradedama naudoti beveik 6 km naujų bėgių. Indijos metro statybos greitis ir mastas per pastarąjį dešimtmetį buvo įspūdingi.

Kaip profesionalus nuolatinių magnetų sinchroninių variklių liftams tiekėjas, „Nidec KDS“ per pastarąjį dešimtmetį tiekė daugiau nei 1600 vertikalių liftų variklių dideliems Indijos klientams. Pagrindiniai projektai parodyti 2 paveiksle. Turėdama stiprių techninių ir gamybinių galimybių, Nidec KDS aktyviai dalyvauja miestų statyboje ir prisideda prie tarptautinio vietinių miestų įvaizdžio kūrimo.

2 pav. Indijos metro projektai, kuriuos laimėjo Nidec Kds

02 Metro pramonės grandinė ir liftai

Geležinkelių tranzitas jungia miesto pramonės šakas, skatina pramonės grandinės išplėtimą ir skatina sparčią pagalbinių pramonės šakų, tokių kaip įrangos gamyba ir technologiniai tyrimai, plėtrą. Metro pramonės grandinė parodyta 3 paveiksle, kur visos grandys yra tarpusavyje susijusios ir skatina miestų aglomeracijų ir didmiesčių zonų ekonominę plėtrą[2].

3 pav. Metro pramonės grandinė

Kaip metro tiekimo grandinės pramonė, liftai ne tik suteikia didelį patogumą ir garantiją miesto transportui, bet ir atspindi šalies rūpestį bei dėmesį pagyvenusiems žmonėms, neįgaliesiems ir miestiečiams, vežantiems sunkius krovinius. Būsimas miestų vystymasis yra glaudžiai susijęs su metro statyba. Geležinkelių tranzito tinklo tiesimas yra svarbus vyriausybės projektas, o jo statybos lygis paliks gilų pėdsaką miesto įvaizdyje.

4 pav. Nidec KDS variklių taikymas metro liftuose

03 Pagrindiniai metro liftų variklių techniniai punktai

Kuriant traukos mašiną, kuri yra pagrindinė metro vertikalių liftų sudedamoji dalis, turi būti atsižvelgta į metro liftų aptarnavimo aplinką ir taikymo scenarijus. Puikus Nidec KDS traukos mašinų veikimas kyla dėl tikslaus naudojimo aplinkos suvokimo ir nuolatinio magneto sinchroninių variklių techninio kaupimo, kaip aprašyta toliau:

1. Didelio darbo ciklo ir didelio energijos vartojimo efektyvumo reikalavimai

Pasaulyje propaguojant ekologiškas ir mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančias keliones, geležinkelio tranzito statybos kelia aukštesnius energijos taupymo reikalavimus. Todėl, palyginti su kitais liftais, metro liftams reikia, kad traukos mašinos būtų efektyvesnės, kad atitiktų miesto scenarijus su dideliu keleivių srautu. Liftams, kurių greitis yra maždaug 1 m/s, jų efektyvumas gali siekti iki 90%. Be to, atsižvelgiant į lifto įrengimo reikalavimus, turi būti kontroliuojamas traukos mašinos svoris ir dydis. Todėl traukos mašinų projektavimo inžinieriai turi turėti didelę elektromagnetinio projektavimo patirtį, optimizuoti elektromagnetinį projektavimą naudodami pažangią elektromagnetinio lauko analizės programinę įrangą (5 pav.) ir parinkti tinkamas elektromagnetines medžiagas, kad atitiktų reikalavimus.

Dėl transportavimo pajėgumo reikalavimo traukos mašinos veikia dažnai, todėl joms keliami aukšti darbo ciklo reikalavimai, paprastai S5–60% ar daugiau. Tuo pačiu metu temperatūros kilimo reikalavimai (6 pav.) taip pat yra labai aukšti.

Tam reikia, kad metro traukos mašinų konstrukcija atitiktų kompaktiškumo ir ekonomiškumo principus, ne tik energijos taupymo ir žemos temperatūros kilimo eksploatacinius reikalavimus.

5 pav. Elektromagnetinio lauko analizė

6 pav. Temperatūros kilimo modeliavimas

2. Aukštos saugos ir patikimumo reikalavimai

Aukštas saugumas ir patikimumas yra pagrindiniai liftų reikalavimai ir atributai, o žmonės kelia dar aukštesnius reikalavimus metro liftų saugai ir patikimumui. Todėl atliekame išsamią mechaninio stiprumo analizę (7 pav.) ir pateikiame specialius reikalavimus bei atnaujinimus dėl mechaninės laikomosios galios ir stabdymo charakteristikų. Atitinkamai buvo padidinti pagrindinių mechaninių komponentų, tokių kaip mašinos bazė, rato stebulė, traukos skriemulys ir velenas, apkrovos saugos faktoriai.

Šiuo metu dauguma mūsų eksportuojamų metro traukos mašinų naudoja būgninius stabdžius, turinčius didelę stabdžių sukimo momento ribą ir stabilų stabdymo efektyvumą. Jie suderinami su maitinimo valdikliais, kurie buvo visiškai patikrinti. Stabdžių įėjimo įtampai ir srovei įtakos neturi elektros tinklo svyravimai ar kitų elektros įrenginių trikdžiai, tai garantuoja patikimą traukos mašinos veikimą.

7 pav. Mechaninio stiprumo analizė

3. Stiprus perkrovos stabilumas ir aukšti važiavimo komforto reikalavimai

Vienas iš metro vertikalių liftų įrengimo tikslų – keleivių patogumas. Pagrindiniai vertikalių liftų aptarnavimo objektai yra miestiečiai, vežantys sunkius krovinius ir specialios priežiūros reikalaujančios grupės, pavyzdžiui, pagyvenę žmonės ir neįgalieji. Todėl metro liftų traukos mašinos turi turėti didelę perkrovos galią. Remiantis perkrovos analize, perkrovos pajėgumas yra didesnis nei 2 kartus, todėl reikia, kad sukimo momentas būtų stabilus, nepaisant didelio greičio ar mažo greičio, lengvos apkrovos ar didelės apkrovos.

Siekiant užtikrinti patogų važiavimą, traukos mašinos konstrukcijoje taip pat ypatingas dėmesys skiriamas harmonikų slopinimui, ypač žemos eilės harmonikų (kurios turi didelę įtaką komfortui) ir jų jėgos bangos amplitudės slopinimui ir mažinimui (8 pav.), taip pat mažo greičio sukimo momento pulsacijos (9 pav.) ir sukimo momento mažinimui. Tai užtikrina, kad liftas viso proceso metu veiktų sklandžiai, su mažu triukšmu ir žema vibracija, o keleiviams suteikiama gera važiavimo patirtis.

8 pav. Jėgos bangų analizė

9 pav. Sukimo momento analizė

4. Ilgo projektavimo ir humanizuotos priežiūros reikalavimai

Kuriant metro traukos mašinas taip pat reikia sutelkti dėmesį į tarnavimo laiką, kuris neapsiriboja aukščiau minėtais aspektais, tokiais kaip žemas temperatūros kilimas ir didelis mechaninis stiprumas, siekiant prailginti traukos mašinos tarnavimo laiką, bet taip pat apima ir kitus aspektus, tokius kaip variklio izoliacija, guoliai, tepimo tepalas ir nuolatiniai magnetai. Pavyzdžiui, kalbant apie izoliaciją, kaip plyšio izoliacija pasirenkamas aukštų mechaninių savybių ir dielektrinio stiprumo izoliacinis popierius, naudojami stipresnės impulsinės įtampos varžos elektromagnetiniai laidai. Proceso metu naudojamas VPI (Vacuum Pressure Impregnation) lakavimo metodas, kuris labai pagerina traukos mašinos statoriaus gebėjimą atsispirti įtampos poveikiui ir prailgina traukos mašinos tarnavimo laiką.

Dauguma metro liftų naudojami be mašinų patalpų. Pagrindiniai Nidec KDS variklių modeliai, taikomi metro projektuose, parodyti 10 paveiksle. Projektuodami stengiamės pritaikyti integruotą dizainą, nereikalaujantį priežiūros ir vizualinį pažeidžiamų dalių dizainą. Pavyzdžiui, prijungiamas laidas, priežiūros nereikalaujantis besisukančių dalių dizainas, aukštos apsaugos elektrinių komponentų konstrukcija ir vaizdinis stabdžių trinties trinkelių susidėvėjimo rodymas. Šios konstrukcijos pailgina traukos mašinos komponentų tarnavimo laiką ir intervalą tarp keitimų, sumažina priežiūros sunkumus, o traukos mašina veikia sklandžiau, tyliau ir patvariau. Sujungus kelias technologijas, sukuriami aukštos kokybės produktai ir taupomos klientų priežiūros išlaidos.

10 pav. Pagrindiniai Nidec KDS variklių modeliai, taikomi metro projektuose

04 Ateities perspektyva

Pasaulio miesto geležinkelių tranzitas toliau auga. Numatoma, kad iki 2024 metų pasaulio miesto geležinkelių tranzito eksploatacinė rida viršys 44 500 km, o geležinkelio tranzito pramonės ateities plėtros perspektyva yra labai plati. Sparčios technologinės pažangos eroje liftų variklių techniniai ir kokybės reikalavimai bus vis aukštesni, todėl reikės prisitaikyti prie įvairių regioninių kultūrinių ir geografinių skirtumų visame pasaulyje.

Nidec KDS, turėdamas aukštos kokybės produktus, profesionalius sprendimus ir puikią aptarnavimo komandą, jau daugiau nei dešimtmetį aktyviai dalyvauja svarbiuose miesto infrastruktūros projektuose, tokiuose kaip metro. Tai padėjo klientams visame pasaulyje laimėti daug svarbių vyriausybinių projektų, suteikė keleiviams patogią ir saugią važiavimo patirtį ir padėjo klientams sukurti patikimą ir gerą reputaciją.

Ateityje „Nidec KDS“ laikysis verslo filosofijos „Pirmiausia kokybė, klientų sėkmė“, orientuosis į klientus, o turėdamas solidžių projektavimo ir gamybos galimybių bei kokybiškų paslaugų, viršijančių klientų lūkesčius, dirbs su klientais kuriant daugiau ir geresnių liftų sprendimų.