การอภิปรายสั้นๆ เกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เครื่องลาก Nidec KDS ในโครงการรถไฟใต้ดิน

เชิงนามธรรม

ด้วยกระบวนการขยายเมืองทั่วโลกที่เร่งตัวขึ้น อุตสาหกรรมการขนส่งทางรถไฟจึงมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญของเมือง รถไฟใต้ดินกำลังเผชิญกับแนวโน้มการไหลเวียนของผู้โดยสารที่เพิ่มขึ้นและความต้องการการเดินทางที่หลากหลายของผู้โดยสาร ซึ่งนำความท้าทายใหม่มาสู่เครื่องลากจูง ซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของลิฟต์ของรถไฟใต้ดิน ความท้าทายเหล่านี้รวมถึงวิธีสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความปลอดภัยในสถานการณ์ที่มีผู้โดยสารจำนวนมาก วิธีตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของผู้โดยสารด้านความสะดวกสบาย และวิธีสร้างสมดุลระหว่างต้นทุนและชีวิตการออกแบบ บทความนี้จะพูดคุยโดยย่อว่า Nidec KDS ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและการผลิตเครื่องลากจูงในการนำเสนอโซลูชันระดับมืออาชีพให้กับลูกค้าได้อย่างไร

คำหลัก

ลิฟต์โดยสารรถไฟใต้ดิน รอบการทำงาน การอนุรักษ์พลังงานและการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม การวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือ ความจุเกิน การออกแบบอายุการใช้งาน

ตามวิธีการจำแนกประเภทในการทบทวนสถิติและการวิเคราะห์การดำเนินการขนส่งทางรางในเมืองของโลกในปี 2021 การขนส่งทางรถไฟในเมืองสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: รถไฟใต้ดิน รถไฟฟ้ารางเบา และรถราง โดยทั่วไปแล้ว การขนส่งระบบรางมีข้อดี เช่น ความสามารถในการขนส่งขนาดใหญ่ ความเร็วสูง ขาออกบ่อย ความปลอดภัยและความสะดวกสบาย อัตราตรงเวลาสูง ค่าโดยสารต่ำ การอนุรักษ์พลังงาน และการปกป้องสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม ยังต้องมีมาตรฐานทางเทคนิคและค่าบำรุงรักษาที่สูงอีกด้วย[1]

ในฐานะที่เป็นส่วนสำคัญของการขนส่งทางรถไฟในเมือง รถไฟใต้ดินจึงมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาการคมนาคมในเมืองอย่างไม่ต้องสงสัย ช่วยบรรเทาความกดดันจากการจราจรในเมือง ขยายรัศมีเมืองและรัศมีการอยู่อาศัยของผู้อยู่อาศัยโดยการสร้างเครือข่ายการขนส่งแบบบูรณาการ ปรับปรุงคุณภาพชีวิตของผู้อยู่อาศัย ปรับปรุงภาพลักษณ์โดยรวมของเมือง และส่งเสริมการพัฒนาและความก้าวหน้าของเมือง ตลอดจนการสื่อสารทางสังคมและความเจริญรุ่งเรือง

ผู้โดยสารสามารถเข้าสถานี เปลี่ยนเครื่อง หรือสถานีออกได้อย่างมีประสิทธิภาพและสะดวกโดยใช้ลิฟต์แนวตั้ง ระดับเทคนิคของมอเตอร์ลิฟต์มีบทบาทสำคัญในการรับประกันประสบการณ์การขับขี่ของผู้โดยสาร Nidec KDS มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในอุตสาหกรรมยานยนต์มานานกว่า 60 ปี ผลิตภัณฑ์ของบริษัทผสมผสานการออกแบบเทคโนโลยีขั้นสูงระดับสากล การผลิตที่ยอดเยี่ยม และการจัดการคุณภาพ ด้วยผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและระบบการบริการที่ครอบคลุม บริษัทได้จัดหาเครื่องลากลิฟต์ให้กับลูกค้าชาวอินเดียรายใหญ่ในโครงการรถไฟใต้ดินมานานกว่าทศวรรษ

01 ระดับโลกและอนาคตของอุตสาหกรรมระบบขนส่งทางรางในเมือง

สถิติแสดงให้เห็นว่าภายในสิ้นปี 2565 การขนส่งทางรถไฟในเมืองได้เปิดให้บริการแล้วใน 545 เมืองใน 78 ประเทศและภูมิภาคทั่วโลก โดยมีระยะทางปฏิบัติการเกิน 41,386.12 กม. เมื่อเทียบกับปี 2021 ระยะทางรวมของการขนส่งทางรถไฟในเมืองทั่วโลกเพิ่มขึ้น 4,531.92 กม. เพิ่มขึ้น 11.0% เมื่อเทียบเป็นรายปี

รูปที่ 1 แสดงขนาดโดยรวมของการขนส่งทางรถไฟในเมืองทั่วทั้งทวีปหลักๆ ของโลก (หมายเหตุ: เมืองทั้งหมดในรัสเซียแบ่งออกเป็นยุโรปเพื่อการคำนวณ) ข้อมูลบ่งชี้ว่ารถไฟใต้ดินและรถรางเป็นประเภทหลักของการขนส่งทางรถไฟในเมืองทั่วโลก และการขนส่งทางรถไฟในเมืองทั่วโลกส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในยูเรเซีย โดยมีรถไฟใต้ดินกระจายอยู่ในประเทศแถบเอเชียเป็นหลัก

รูปที่ 1 สรุประยะทางการให้บริการขนส่งทางรางในเมืองแยกตามทวีปในโลกปี 2565 (กม.)

อุตสาหกรรมการขนส่งทางรถไฟในเมืองทั่วโลกอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาที่สำคัญ รัฐบาลและองค์กรต่างๆ ทั่วโลกลงทุนอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีและสิ่งอำนวยความสะดวกใหม่ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการขนส่ง ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม และให้บริการที่ดีขึ้นแก่ผู้โดยสารจำนวนมาก การก่อสร้างและการประยุกต์ใช้ระบบขนส่งทางรางทั่วโลกมีการขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และประเทศกำลังพัฒนาบางประเทศก็กำลังส่งเสริมการก่อสร้างระบบขนส่งทางรางอย่างกระตือรือร้นเช่นกัน

อินเดียได้ส่งเสริมการขยายสถานีรถไฟใต้ดินขนาดใหญ่มาตั้งแต่ปี 2014 ตามรายงานของ The Times of India ภายในเดือนเมษายน 2022 เครือข่ายรถไฟใต้ดินของอินเดียครอบคลุมระยะทาง 870 กม. ให้บริการใน 18 เมือง ปัจจุบัน รางรถไฟใต้ดินประมาณ 1,000 กม. อยู่ระหว่างการก่อสร้างใน 27 เมือง โดยจะมีการใช้รางใหม่เกือบ 6 กม. ในแต่ละเดือน ความเร็วและขนาดของการก่อสร้างรถไฟใต้ดินของอินเดียในช่วงทศวรรษที่ผ่านมานั้นน่าประทับใจมาก

ในฐานะผู้ให้บริการระดับมืออาชีพด้านโซลูชั่นมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสำหรับลิฟต์ Nidec KDS ได้จัดหามอเตอร์ลิฟต์แนวตั้งมากกว่า 1,600 ตัวให้กับลูกค้าชาวอินเดียรายใหญ่ในทศวรรษที่ผ่านมา โครงการสำคัญแสดงอยู่ในรูปที่ 2 ด้วยความสามารถทางเทคนิคและการผลิตที่แข็งแกร่ง Nidec KDS มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในการก่อสร้างเมืองและมีส่วนช่วยสร้างภาพลักษณ์ระดับนานาชาติของเมืองในท้องถิ่น

รูปที่ 2 โครงการรถไฟใต้ดินของอินเดียชนะโดย Nidec Kds

02 ห่วงโซ่อุตสาหกรรมรถไฟใต้ดินและลิฟต์

การขนส่งทางรถไฟเชื่อมโยงอุตสาหกรรมในเมือง ส่งเสริมการขยายห่วงโซ่อุตสาหกรรม และขับเคลื่อนการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมสนับสนุน เช่น การผลิตอุปกรณ์และการวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยี ห่วงโซ่อุตสาหกรรมรถไฟใต้ดินแสดงในรูปที่ 3 ซึ่งการเชื่อมโยงทั้งหมดพึ่งพาอาศัยกันและขับเคลื่อนการพัฒนาเศรษฐกิจของกลุ่มเมืองและเขตเมืองใหญ่[2]

รูปที่ 3 ห่วงโซ่อุตสาหกรรมรถไฟใต้ดิน

ในฐานะอุตสาหกรรมต้นน้ำในห่วงโซ่อุปทานของรถไฟใต้ดิน ลิฟต์ไม่เพียงแต่ให้ความสะดวกสบายและการรับประกันการคมนาคมในเมืองเท่านั้น แต่ยังสะท้อนถึงการดูแลและความเอาใจใส่ของประเทศต่อผู้สูงอายุ ผู้พิการ และประชาชนที่บรรทุกของหนัก การพัฒนาเมืองในอนาคตมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการก่อสร้างรถไฟใต้ดิน การสร้างเครือข่ายระบบขนส่งทางรถไฟถือเป็นโครงการสำคัญของรัฐบาล และระดับการก่อสร้างจะทิ้งร่องรอยอันลึกซึ้งไว้ในภาพลักษณ์ของเมือง

รูปที่ 4 การใช้งานมอเตอร์ Nidec KDS ในลิฟต์รถไฟใต้ดิน

03 ประเด็นสำคัญทางเทคนิคของมอเตอร์ลิฟต์รถไฟใต้ดิน

ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบหลักของลิฟต์แนวตั้งของรถไฟใต้ดิน การออกแบบเครื่องดึงจะต้องคำนึงถึงสภาพแวดล้อมการบริการและสถานการณ์การใช้งานของลิฟต์ในรถไฟใต้ดิน ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของเครื่องลากจูง Nidec KDS เกิดจากการเข้าใจสภาพแวดล้อมการใช้งานที่แม่นยำและการสะสมทางเทคนิคของมอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ดังรายละเอียดด้านล่าง:

1. ข้อกำหนดสำหรับรอบการทำงานสูงและประสิทธิภาพพลังงานสูง

เมื่อเทียบกับภูมิหลังของการสนับสนุนการเดินทางสีเขียวและคาร์บอนต่ำทั่วโลก การก่อสร้างระบบขนส่งทางรถไฟได้หยิบยกข้อกำหนดที่สูงขึ้นสำหรับการอนุรักษ์พลังงาน ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับลิฟต์อื่นๆ ลิฟต์รถไฟใต้ดินจำเป็นต้องมีเครื่องดึงเพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงกว่า เพื่อรองรับสถานการณ์ในเมืองที่มีจำนวนผู้โดยสารจำนวนมาก สำหรับลิฟต์ที่มีความเร็วประมาณ 1 ม./วินาที ประสิทธิภาพจะสูงถึง 90% นอกจากนี้ ภายใต้ข้อกำหนดในการติดตั้งลิฟต์ จะต้องควบคุมน้ำหนักและขนาดของเครื่องลากจูง ดังนั้น วิศวกรออกแบบเครื่องลากจูงจึงต้องมีประสบการณ์มากมายในการออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้า เพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยซอฟต์แวร์วิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้าขั้นสูง (รูปที่ 5) และเลือกวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าที่เหมาะสมเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนด

เนื่องจากความต้องการความสามารถในการขนส่ง เครื่องลากจึงทำงานบ่อยครั้ง จึงมีข้อกำหนดสูงสำหรับรอบการทำงาน โดยทั่วไป S5-60% หรือสูงกว่า ในขณะเดียวกัน ข้อกำหนดในการเพิ่มอุณหภูมิ (รูปที่ 6) ก็สูงมากเช่นกัน

สิ่งนี้กำหนดให้การออกแบบเครื่องลากจูงรถไฟใต้ดินต้องเป็นไปตามหลักการของความกะทัดรัดและความประหยัด นอกเหนือจากการตอบสนองข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพในการอนุรักษ์พลังงานและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิต่ำ

รูปที่ 5 การวิเคราะห์สนามแม่เหล็กไฟฟ้า

รูปที่ 6 การจำลองการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ

2. ข้อกำหนดเพื่อความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือสูง

ความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือสูงเป็นข้อกำหนดพื้นฐานและคุณลักษณะของลิฟต์ และผู้คนก็มีข้อกำหนดที่สูงกว่าในเรื่องความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของลิฟต์รถไฟใต้ดิน ดังนั้นเราจึงดำเนินการวิเคราะห์ความแข็งแรงทางกลโดยละเอียด (รูปที่ 7) และหยิบยกข้อกำหนดพิเศษและการอัพเกรดสำหรับความสามารถในการรับน้ำหนักทางกลและประสิทธิภาพการเบรก ปัจจัยด้านความปลอดภัยในการรับน้ำหนักของส่วนประกอบทางกลที่สำคัญ เช่น ฐานเครื่องจักร ดุมล้อ แรงดึงมัด และเพลา ก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ปัจจุบันเครื่องดึงรถไฟใต้ดินส่วนใหญ่ที่เราส่งออกใช้ดรัมเบรกซึ่งมีอัตราแรงบิดเบรกสูงและประสิทธิภาพการเบรกที่มั่นคง จับคู่กับอุปกรณ์ควบคุมกำลังที่ได้รับการตรวจสอบอย่างครบถ้วนแล้ว แรงดันไฟฟ้าและกระแสอินพุตของเบรกไม่ได้รับผลกระทบจากความผันผวนของโครงข่ายไฟฟ้าหรือการรบกวนจากอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ ซึ่งรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ของเครื่องฉุดลาก

รูปที่ 7 การวิเคราะห์ความแข็งแรงทางกล

3. เสถียรภาพการบรรทุกเกินพิกัดที่แข็งแกร่งและข้อกำหนดสูงเพื่อความสบายในการขับขี่

วัตถุประสงค์ประการหนึ่งของการเตรียมลิฟต์แนวตั้งของรถไฟใต้ดินคือการอำนวยความสะดวกให้กับผู้โดยสาร ประชาชนที่บรรทุกของหนักและกลุ่มที่ต้องการการดูแลเป็นพิเศษ เช่น ผู้สูงอายุและผู้พิการ เป็นวัตถุบริการหลักของลิฟต์แนวตั้ง ดังนั้นเครื่องดึงลิฟต์ของรถไฟใต้ดินจึงต้องมีความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน ตามการวิเคราะห์โอเวอร์โหลด ความสามารถในการโอเวอร์โหลดมากกว่า 2 เท่า และจำเป็นต้องให้แรงบิดสามารถส่งเอาต์พุตได้อย่างเสถียรโดยไม่คำนึงถึงความเร็วสูงหรือความเร็วต่ำ โหลดเบาหรือโหลดหนัก

เพื่อมอบประสบการณ์การขับขี่ที่สะดวกสบาย การออกแบบเครื่องฉุดลากยังให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการลดฮาร์โมนิค โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปราบปรามและการลดฮาร์โมนิคลำดับต่ำ (ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อความสะดวกสบาย) และแอมพลิจูดของคลื่นแรง (รูปที่ 8) เช่นเดียวกับการลดการกระเพื่อมของแรงบิดที่ความเร็วต่ำ (รูปที่ 9) และแรงบิดของฟันเฟือง เพื่อให้แน่ใจว่าลิฟต์ทำงานได้อย่างราบรื่นตลอดกระบวนการโดยมีเสียงรบกวนต่ำและการสั่นสะเทือนต่ำ ทำให้ผู้โดยสารได้รับประสบการณ์การขับขี่ที่ดี

รูปที่ 8 การวิเคราะห์คลื่นแรง

รูปที่ 9 การวิเคราะห์แรงบิด

4. ข้อกำหนดสำหรับอายุการใช้งานการออกแบบที่ยาวนานและการบำรุงรักษาแบบมีมนุษยธรรม

การออกแบบเครื่องฉุดรถไฟใต้ดินยังต้องเน้นที่อายุการใช้งาน ซึ่งไม่จำกัดเฉพาะลักษณะที่กล่าวมาข้างต้น เช่น อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นต่ำและความแข็งแรงเชิงกลสูง เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องฉุด แต่ยังรวมถึงด้านอื่น ๆ เช่น ฉนวนของมอเตอร์ แบริ่ง จาระบีหล่อลื่น และแม่เหล็กถาวร ตัวอย่างเช่นในแง่ของฉนวน กระดาษฉนวนที่มีคุณสมบัติเชิงกลสูงและความเป็นฉนวนจะถูกเลือกเป็นฉนวนของช่อง และใช้สายแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความต้านทานแรงดันอิมพัลส์แรงกว่า ในกระบวนการนี้ ได้นำวิธีการเคลือบเงา VPI (Vacuum Pressure Impregnation) มาใช้ ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถของสเตเตอร์ของเครื่องฉุดในการต้านทานแรงกระแทกจากแรงดันไฟฟ้า และยืดอายุการใช้งานของเครื่องฉุด

ลิฟต์รถไฟใต้ดินส่วนใหญ่จะใช้งานแบบไม่มีห้องเครื่อง โมเดลหลักของมอเตอร์ Nidec KDS ที่ใช้ในโครงการรถไฟใต้ดินแสดงไว้ในรูปที่ 10 ในการออกแบบ เราพยายามอย่างดีที่สุดที่จะนำการออกแบบแบบบูรณาการ การออกแบบที่ไม่ต้องบำรุงรักษา และการออกแบบชิ้นส่วนที่มองเห็นด้วยสายตามาใช้ การออกแบบชิ้นส่วนที่หมุนได้โดยไม่ต้องบำรุงรักษา การออกแบบอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีการป้องกันสูง และการแสดงภาพการสึกหรอของแผ่นแรงเสียดทานของเบรก การออกแบบเหล่านี้ช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบของเครื่องฉุดลากและระยะเวลาระหว่างการเปลี่ยน ลดความยากในการบำรุงรักษา และทำให้เครื่องฉุดทำงานได้อย่างราบรื่น เงียบ และทนทานมากขึ้น การบูรณาการเทคโนโลยีที่หลากหลายทำให้เกิดผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและช่วยประหยัดค่าบำรุงรักษาของลูกค้า

รูปที่ 10 โมเดลหลักของ Nidec KDS Motors นำไปใช้ในโครงการรถไฟใต้ดิน

04 แนวโน้มในอนาคต

การขนส่งทางรถไฟในเมืองของโลกยังคงพัฒนาสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง คาดว่าภายในปี 2567 ระยะทางในการดำเนินงานของการขนส่งทางรถไฟในเมืองของโลกจะเกิน 44,500 กม. และโอกาสการพัฒนาในอนาคตของอุตสาหกรรมการขนส่งทางรถไฟนั้นกว้างมาก ในยุคของความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างรวดเร็ว ข้อกำหนดทางเทคนิคและคุณภาพสำหรับมอเตอร์ลิฟต์จะสูงขึ้นเรื่อยๆ โดยต้องมีการปรับตัวให้เข้ากับความแตกต่างทางวัฒนธรรมและภูมิศาสตร์ในภูมิภาคต่างๆ ทั่วโลก

ด้วยผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง โซลูชันระดับมืออาชีพ และทีมงานบริการที่เป็นเลิศ Nidec KDS มีส่วนร่วมอย่างลึกซึ้งในโครงการโครงสร้างพื้นฐานในเมืองที่สำคัญ เช่น รถไฟใต้ดินมานานกว่าทศวรรษ ช่วยให้ลูกค้าทั่วโลกชนะโครงการสำคัญๆ ของรัฐบาล มอบประสบการณ์การขับขี่ที่สะดวกสบายและปลอดภัยแก่ผู้โดยสาร และช่วยให้ลูกค้าสร้างชื่อเสียงที่น่าเชื่อถือและดี

ในอนาคต Nidec KDS จะยึดมั่นในปรัชญาการดำเนินธุรกิจ "Quality First, Customer Success" โดยมุ่งเน้นไปที่ลูกค้า และด้วยความสามารถในการออกแบบและการผลิตที่แข็งแกร่ง และบริการคุณภาพสูงที่เกินความคาดหวังของลูกค้า จะทำงานร่วมกับลูกค้าเพื่อสร้างโซลูชันลิฟต์ที่ดีและดียิ่งขึ้น