Кратка дискусия относно приложението на тяговите машини Nidec KDS в проекти на метрото

Резюме

С ускорения процес на глобална урбанизация индустрията на железопътния транспорт се развива бързо. Като ключова градска инфраструктура, метрото е изправено пред тенденциите за увеличаване на пътникопотока и диверсифицирани изисквания за пътуване на пътниците, което носи нови предизвикателства пред тяговата машина - основният компонент на асансьорите на метрото. Тези предизвикателства включват как да се балансира ефективността и безопасността в сценарии с голям пътникопоток, как да се посрещнат нарастващите нужди на пътниците от комфорт и удобство и как да се балансират разходите и проектният живот. Тази статия ще обсъди накратко как Nidec KDS, като експерт в проектирането и производството на тягови машини, предоставя професионални решения за клиентите.

Ключови думи

Метро асансьори, работен цикъл, енергоспестяване и опазване на околната среда, анализ на надеждността, капацитет на претоварване, проектиране на експлоатационния живот

Според метода на класификация в Прегледа на статистиката и анализа на операциите на световния градски железопътен транспорт от 2021 г. градският железопътен транспорт може да бъде разделен на три категории: метро, ​​леки релсови линии и трамваи. Като цяло железопътният транзит има предимства като голям транспортен капацитет, висока скорост, чести заминавания, безопасност и комфорт, висок процент на време, ниски тарифи, пестене на енергия и опазване на околната среда. Но също така изисква високи технически стандарти и разходи за поддръжка.[1]

Като решаваща част от градския железопътен транспорт, метрото играе несъмнено важна роля в развитието на градския транспорт. Те помагат за облекчаване на натиска на градския трафик, разширяване на градския радиус и радиуса на обитаване на жителите чрез изграждане на интегрирана транспортна мрежа, подобряване на качеството на живот на жителите, подобряване на цялостния имидж на града и насърчаване на градското развитие и напредък, както и социална комуникация и просперитет.

Пътниците могат ефективно и удобно да влизат в гарите, трансферните или изходните станции, като вземат вертикални асансьори. Техническото ниво на асансьорните двигатели играе ключова роля за осигуряване на преживяване на пътниците при возене. Nidec KDS е дълбоко ангажиран в автомобилната индустрия повече от 60 години. Нейните продукти интегрират международен напреднал технологичен дизайн, отлично производство и управление на качеството. С висококачествени продукти и цялостна система за обслужване, тя стабилно доставя асансьорни тягови машини за големи индийски клиенти в проекти на метрото повече от десетилетие.

01 Глобален мащаб и перспективи на индустрията за градски железопътен транспорт

Статистиката показва, че до края на 2022 г. градският железопътен транспорт е пуснат в експлоатация в 545 града в 78 държави и региони по света, с оперативен пробег над 41 386,12 км. В сравнение с 2021 г. общият глобален пробег на градския железопътен транспорт се е увеличил с 4 531,92 км, което е ръст от 11,0% на годишна база.[1]

Фигура 1 показва общия мащаб на градския железопътен транзит през основните континенти в света (Забележка: Всички градове в Русия са класифицирани в Европа за изчисление). Данните показват, че метрото и трамваите са основните типове градски железопътен транспорт в световен мащаб, а глобалният градски железопътен транзит е концентриран главно в Евразия, като метрото е разпространено главно в азиатските страни.[1]

Фигура 1 Обобщение на експлоатационния пробег на градския железопътен транспорт по континенти в света през 2022 г. (км)

В световен мащаб индустрията на градския железопътен транспорт е в критичен етап на развитие. Правителствата и предприятията по света непрекъснато инвестират в нови технологии и съоръжения за подобряване на ефективността на транспорта, намаляване на замърсяването на околната среда и предоставяне на по-добри услуги на голям брой пътници. Изграждането и прилагането на глобалния железопътен транзит непрекъснато се разширява, а някои развиващи се страни също активно насърчават изграждането на железопътен транзит.

Индия насърчава широкомащабното разширяване на метрото от 2014 г. насам. Според The ​​Times of India до април 2022 г. мрежата на метрото на Индия е покрила 870 км, обслужвайки 18 града. В момента се строят около 1000 км релси на метрото в 27 града, като всеки месец се пускат в експлоатация близо 6 км нови релси. Скоростта и мащабът на строителството на метрото в Индия през последното десетилетие са впечатляващи.

Като професионален доставчик на решения за синхронни двигатели с постоянен магнит за асансьори, Nidec KDS е доставил повече от 1600 двигателя за вертикални асансьори на големи индийски клиенти през последното десетилетие. Ключовите проекти са показани на фигура 2. Със силни технически и производствени възможности, Nidec KDS активно участва в градското строителство и допринася за изграждането на международния имидж на местните градове.

Фигура 2 Проекти за индийско метро, ​​спечелени от Nidec Kds

02 Метро Индустриална верига и асансьори

Железопътният транзит свързва градските индустрии, насърчава разширяването на индустриалната верига и стимулира бързото развитие на поддържащи индустрии като производство на оборудване и технологична научноизследователска и развойна дейност. Веригата на индустрията на метрото е показана на Фигура 3, където всички връзки са взаимозависими и движат икономическото развитие на градските агломерации и столичните райони.[2]

Фигура 3 Промишлена верига на метрото

Като индустрия нагоре по веригата за доставки на метрото, асансьорите не само осигуряват голямо удобство и гаранция за градския транспорт, но също така отразяват грижата и вниманието на страната към възрастните хора, хората с увреждания и гражданите, носещи тежки товари. Бъдещото развитие на градовете е тясно свързано с изграждането на метрото. Изграждането на железопътна транзитна мрежа е важен правителствен проект и нейното ниво на изграждане ще остави дълбок отпечатък върху имиджа на града.

Фигура 4 Приложение на Nidec KDS двигатели в асансьори на метрото

03 Ключови технически точки на двигателите на асансьорите в метрото

Като основен компонент на вертикалните асансьори в метрото, дизайнът на тяговата машина трябва да вземе предвид сервизната среда и сценариите на приложение на асансьорите в метрото. Отличното представяне на тяговите машини Nidec KDS произтича от точното разбиране на средата на приложение и техническото натрупване на синхронни двигатели с постоянен магнит, както е описано по-долу:

1. Изисквания за висок работен цикъл и висока енергийна ефективност

На фона на глобалното застъпничество за зелено и нисковъглеродно пътуване, изграждането на железопътен транзит постави по-високи изисквания за пестене на енергия. Следователно, в сравнение с други асансьори, асансьорите на метрото изискват тягови машини да имат по-висока ефективност, за да отговорят на градски сценарии с голям пътникопоток. При асансьори със скорост приблизително 1 m/s ефективността им може да достигне до 90%. Освен това, съгласно изискванията на асансьорната инсталация, теглото и размерът на тяговата машина трябва да се контролират. Следователно инженерите по проектиране на тягови машини трябва да имат богат опит в електромагнитния дизайн, да оптимизират електромагнитния дизайн с усъвършенстван софтуер за анализ на електромагнитно поле (Фигура 5) и да изберат подходящи електромагнитни материали, за да отговорят на изискванията.

Поради изискването за транспортен капацитет, тяговите машини работят често, така че имат високи изисквания за работен цикъл, обикновено S5-60% или повече. В същото време изискванията за повишаване на температурата (Фигура 6) също са много високи.

Това изисква проектирането на тяговите машини на метрото да отговаря на принципите на компактност и икономичност в допълнение към изискванията за ефективност за пестене на енергия и ниско повишаване на температурата.

Фигура 5 Анализ на електромагнитното поле

Фигура 6 Симулация на повишаване на температурата

2. Изисквания за висока безопасност и надеждност

Високата безопасност и надеждност са основните изисквания и характеристики на асансьорите, а хората имат още по-високи изисквания към безопасността и надеждността на асансьорите в метрото. Ето защо ние извършваме подробен анализ на механичната якост (Фигура 7) и поставяме специални изисквания и подобрения за механична носеща способност и спирачна ефективност. Коефициентите на безопасност за натоварване на ключови механични компоненти като основата на машината, главината на колелото, теглителната ролка и валът са съответно увеличени.

Понастоящем повечето изнасяни от нас тягови машини на метрото използват барабанни спирачки, които имат голям марж на спирачния въртящ момент и стабилна спирачна ефективност. Те са съчетани с контролери на мощността, които са напълно проверени. Входното напрежение и ток на спирачките не се влияят от колебания в електрическата мрежа или смущения от друго електрическо оборудване, което осигурява гаранция за надеждната работа на тяговата машина.

Фигура 7 Анализ на механичната якост

3. Силна стабилност при претоварване и високи изисквания за комфорт при каране

Една от целите на оборудването на вертикални асансьори на метрото е да се осигури удобство за пътниците. Гражданите, носещи тежки товари, и групите, нуждаещи се от специални грижи, като възрастни хора и хора с увреждания, са основните обслужващи обекти на вертикалните асансьори. Следователно тяговите машини на асансьорите в метрото трябва да имат силен капацитет на претоварване. Според анализа на претоварването капацитетът на претоварване е повече от 2 пъти и се изисква въртящият момент да може да се извежда стабилно, независимо от висока или ниска скорост, леко или тежко натоварване.

За да осигури комфортно изживяване при каране, дизайнът на тяговата машина също така обръща специално внимание на потискането на хармониците, особено на потискането и намаляването на хармониците от нисък порядък (които оказват голямо влияние върху комфорта) и тяхната амплитуда на вълната на силата (Фигура 8), както и намаляването на пулсациите на въртящия момент при ниска скорост (Фигура 9) и въртящия момент. Това гарантира, че асансьорът работи гладко през целия процес с нисък шум и ниски вибрации, осигурявайки на пътниците добро изживяване при каране.

Фигура 8 Анализ на силовата вълна

Фигура 9 Анализ на въртящия момент

4. Изисквания за дълъг проектен живот и хуманизирана поддръжка

Проектирането на тяговите машини на метрото трябва също да се съсредоточи върху експлоатационния живот, който не се ограничава до гореспоменатите аспекти като ниско повишаване на температурата и висока механична якост за удължаване на експлоатационния живот на тяговата машина, но включва и други аспекти като изолация на двигателя, лагери, смазочна грес и постоянни магнити. Например, по отношение на изолацията, изолационната хартия с високи механични свойства и диелектрична якост е избрана като изолация на прорези и се използват електромагнитни проводници с по-силна устойчивост на импулсно напрежение. В процеса се използва методът за лакиране VPI (Vacuum Pressure Impregnation), който значително подобрява способността на статора на тяговата машина да устои на въздействието на напрежението и удължава експлоатационния живот на тяговата машина.

Повечето асансьори на метрото се използват в приложения без машинни помещения. Основните модели двигатели Nidec KDS, прилагани в проекти на метрото, са показани на Фигура 10. В дизайна ние се опитваме да възприемем интегриран дизайн, дизайн без поддръжка и визуален дизайн на уязвимите части. Например окабеляване с щепсел, дизайн на въртящи се части без поддръжка, дизайн с висока защита на електрическите компоненти и визуално показване на износването на фрикционните накладки на спирачките. Тези конструкции удължават експлоатационния живот на компонентите на тяговата машина и интервала между смяната, намаляват трудността на поддръжката и правят тяговата машина да работи по-плавно, тихо и издръжливо. Интегрирането на множество технологии създава висококачествени продукти и спестява разходи за поддръжка на клиентите.

Фигура 10 Основни модели на двигатели Nidec KDS, приложени в проекти на метрото

04 Бъдеща перспектива

Градският железопътен транспорт в света продължава да се развива възходящо. Очаква се до 2024 г. оперативният пробег на световния градски железопътен транзит да надхвърли 44 500 км, а перспективите за бъдещо развитие на индустрията за железопътен транспорт са много широки. В ерата на бързия технологичен напредък техническите изисквания и изискванията за качество на асансьорните двигатели ще бъдат все по-високи, което ще изисква адаптиране към различни регионални културни и географски различия по света.

С висококачествени продукти, професионални решения и отличен обслужващ екип, Nidec KDS е дълбоко ангажиран във важни градски инфраструктурни проекти като метрото повече от десетилетие. Той помогна на глобалните клиенти да спечелят много големи правителствени проекти, осигури на пътниците комфортно и безопасно изживяване при возене и помогна на клиентите да създадат надеждна и добра репутация.

В бъдеще Nidec KDS ще се придържа към бизнес философията на „Първо качество, успех на клиентите“, ще се фокусира върху клиентите и със солиден дизайн и производствени възможности и висококачествени услуги, които надхвърлят очакванията на клиентите, ще работи с клиентите за създаване на повече и по-добри асансьорни решения.