..: Vývoj synchronizovaného řízení pohonů tramvaje 15T ForCity :..

tram 15TPardubice — V roce 2014 byla pražskému dopravnímu podniku dodána firmou Škoda Transportation již stá tramvaj 15T ForCity. Tramvaj 15T představuje z řady hledisek zcela nové řešení v technice kolejových vozidel pro MHD. Jako nejvýznamnější změnu, oproti předcházejícím typům tramvajových vozidel lze vyzdvihnout 100% podíl nízké podlahy a zároveň otočnost všech podvozků. Toto řešení bylo sledováno především kvůli předpokladu menšího opotřebení kolejnic v projížděných obloucích. V mírně pozměněné verzi provozuje tento typ také dopravní podnik v lotyšské Rize.

Tramvaj 15T je prvním plně nízkopodlažním tramvajovým vozidlem vyrobeným v ČR. Nejvíce konstrukčních novinek je soustředěno v podvozku a to jak v jeho mechanické, tak i v elektrické části. Celý podvozek představuje komplikovaný konstrukční uzel díky kombinaci 100% nízkopodlažnosti, možnosti natáčení podvozku a integraci pohonných jednotek. Aby nebylo nutné zvětšovat výšku podlahy v oblasti náprav podvozku, byla zvolena beznápravová koncepce s nezávisle otáčivými koly, která jsou poháněna individuálně čtveřicí trakčních motorů. Popsané unikátní řešení bylo realizováno bez použití převodovek při přímém pohonu jednotlivých kol. Bezpřevodovkové uspořádání vyžaduje použití vysokomomentových pomaluběžných trakčních motorů. V omezeném zástavbovém prostoru trakčních motorů bylo jedinou cestou použití rozměrově příznivých mnohapólových synchronních motorů s permanentními magnety s vodním chlazením. Použití tohoto typu motoru na kolejovém vozidle představuje v podmínkách ČR rovněž premiéru.

Jízdní vlastnosti podvozku kolejového vozidla s nezávisle otáčivými koly jsou odlišné od vlastností klasických podvozků s pevnými nápravami, zejména pokud se týká absence příčného sinusového pohybu dvojice protilehlých kol v kolejové dráze, především v přímé trati a v obloucích s malými poloměry. Individuální pohony kol v podvozku představují významný potenciál ke zlepšení jízdních vlastností při vhodném synchronizovaném řízení.

Tramvaje 15T jsou v Praze i v Rize již několik let nasazeny v běžném provozu s cestujícími, avšak žádné algoritmy synchronizovaného řízení individuálních pohonů nezávisle otáčivých kol v podvozku nejsou použity a jednotlivé trakční motory pracují s identickou momentovou žádostí.

Technologická agentura České republiky podpořila v letech 2011 až 2014 iniciativu Dopravní fakulty Jana Pernera Univerzity Pardubice a firem VÚKV a Škoda Electric (VÚKV se významně podílel na konstrukci mechanické části podvozku pro tramvaje 15T, Škoda Electric je producentem trakčních výzbrojí tramvají 15T), přidělením prostředků v programu Alfa. Iniciativa je věnovaná výzkumu, vývoji a implementaci metod synchronizovaného řízení individuálních pohonů v podvozku kolejového vozidla s nezávisle otáčivými koly. Výzkum probíhal ve čtyřech úrovních: teoretické práce, výzkum pomocí simulačních modelů, experimentální výzkum na experimentálním vozidle a výzkum přímo na tramvaji 15T.

Hlavním cílem výzkumu bylo nalezení a odladění vhodné metody synchronizovaného řízení individuálních pohonů nezávisle otáčivých kol v podvozku tak, aby se zlepšily jízdní vlastnosti, snížilo se opotřebení kol i kolejnic a zvýšila bezpečnost proti vykolejení. Vyvinutá metoda zajišťuje řízení pohonů jednotlivých kol v podvozku s individuálně nastavenými momentovými žádostmi tak, aby se podvozek pohyboval v přímé trati ve středu kolejové dráhy s minimálními dopady na opotřebení kol a kolejnic, v obloucích probíhá rozvážení momentů pohonů jednotlivých kol tak, aby se zmenšily vodicí síly zejména nabíhajícího kola opět s pozitivními dopady na opotřebení kol a kolejnic. Vzhledem k tomu, že algoritmy synchronizovaného řízení jsou jiné pro přímou trať a jiné pro oblouk, bylo nutno rovněž vyvinout metodu pro indikaci charakteru trati oblouk/přímá trať. Tato informace je vyhodnocena z okamžitých hodnot otáček jednotlivých kol v podvozku, které se od sebe mírně odlišují v závislosti na charakteru trati a na poloze podvozku v kolejové dráze.

Snímače pro srovnávací měření polohy podvozku v kolejové dráze na experimentálním úzkorozchodném vozidleSnímače na podvozku tramvaje 15T - měrné kolo s tenzometrickými snímači a kameraPohled na vyhodnocovací pracoviště měření v kabině tramvaje, na podlaze je patrné ložení odpovídající maximálnímu zatížení tramvaje 8 osob/m2

Výsledky výzkumu synchronizovaného řízení pohonů v podvozku tramvaje s nezávisle otáčivými koly spolu korespondují v etapách teoretických i experimentálních. Z rozboru výsledků je zřejmé, že synchronizovaným řízením lze dosáhnout nezanedbatelného efektu v redukci vodicích sil a tím i v redukci opotřebení kol a kolejnic až o desítky procent. Aplikace synchronizačních algoritmů do řízení experimentálního úzkorozchodného vozidla umožnila jejich detailní vyladění v podmínkách tohoto vozidla, v podmínkách tramvaje 15T byla na základě uskutečněných testů ověřena funkčnost řízení a potenciál významných efektů při snižování opotřebení kol a kolejnic. Určení dalšího postupu vývoje je především v kompetenci firem skupiny Škoda, jako výrobce vozidla, případně v kompetenci provozovatelů a zákazníků.

Experimentální úzkorozchodné vozidlo vyvinuté v rámci popisovaného výzkumu bylo realizováno na Dopravní fakultě Jana Pernera Univerzity Pardubice. Experimentální úzkorozchodné vozidlo je využíváno i v rámci zapojení studentů do vědecké a výzkumné činnosti na oboru Elektrotechnické a elektronické systémy v dopravě zajišťovaného Katedrou elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě.

Možnosti vysokoškolského studia v oboru Elektrotechnické a elektronické systémy v dopravě

Zapojení studentů oboru Elektrotechnické a elektronické systémy v dopravě do výzkumné činnosti na experimentálním úzkorozchodném vozidle Tento obor mají zájemci možnost studovat v bakalářské i v magisterské formě. Na katedře probíhá rovněž studium doktorandské v oboru Dopravní prostředky a infrastruktura.

Studium zajišťované v prezenční i kombinované formě pokrývá problematiku dopravního elektroinženýrství v předmětech orientovaných především na elektrickou trakci, konstrukci elektrických a elektronických výzbrojí vozidel, drážní napájecí systémy, dopravní zabezpečovací a sdělovací systémy, řídící a mikroprocesorovou techniku, autoelektriku a autoelektroniku. Příležitost k detailnější odborné orientaci studentů do některé ze jmenovaných oblastí představuje jednak systém volitelných předmětů a také téma bakalářské a diplomové práce.

Výuka je na Katedře elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky orientována ve velké míře prakticky, důraz je kladen na laboratorní a projektové formy realizované v malých skupinách studentů. To je možné díky širokému laboratornímu zázemí katedry zaměřenému jak na slaboproudé, tak na silnoproudé, trakční, energetické a automobilní disciplíny.

Během celé bakalářské i magisterské etapy studia jsou do programu výuky zařazeny četné přednášky odborníků z renomovaných firem z oboru a exkurze do průmyslových i dopravních společností. Tím dochází k přirozenému kontaktu studentů s jejich možnými budoucími zaměstnavateli téměř po celou dobu studia. Díky tomu je standardní praxe taková, že si uchazeč vybírá z více nabídek zaměstnavatelů často ještě před svojí promocí.

Další informace pro zájemce o studium oboru Elektrotechnické a elektronické systémy v dopravě na Dopravní fakultě Jana Pernera v Pardubicích je možné získat na následujících odkazech www.elektrickatrakce.cz, nebo www.upce.cz/dfjp/keez.html


Láďa Mlynařík Poslat mail autorovi | 4.1.2015 (8:00)
Ostatní: TwitterLinkuj.cz!Jaggni to!Google Bookmarksvybrali.sme.skDalší služby
Související zprávyopen/close

Další z rubriky Vozidla

Další z regionu Česká republika (celá)


  1 2 3 4 5 ... 7      Zpráv na stránku:   
19.02.2015 (9:34)  
Včera jsem mazací tramvaj potkal u Anděla. Nemá někdo tušení, proč zastavila na zastávce, když mohla jet dál?
14.01.2015 (17:03)  
Ad Sim:
odkud bere jednotka 680 pro klopeni?
Pokud vím (nebo spíš tuším), tak kromě snímače nevyrovnaného zrychlení (snad na rámu podvozku) je na pendolinu ještě gyroskop, který de facto slouží k detekci převýšení koleje. Jak již bylo řečeno, snímače by měly být vždy na prvním vozidle ve směru jízdy a informace pro následující vozy jsou "zpožďovány". Podrobnosti hledejte ve 13. čísle VTS ČD...
http://vtsb.cd.cz/VTS/vts13.html
14.01.2015 (14:32)  
V Pendolinu je akcelerometr jen na prvním vozidla a na další se to rozesílá s patřičným zpožděním.

Pro ty tramvaje - přirozené synchronizační značky tu máme. Dokonce hned dvoje: sekčáky a (nově) rezonanční obvody detekující obsazení výhybek.
Na sekčáky stačí detekovat propad proudu sběračem (s nějakou jednoduchou logikou), na ty rez. obvody by se asi musel dodělat nějaký detektor. A taky je pravda, že zatímco sekčáky jsou všude, tak ty rez. obvody mohou i několik km nebýt (třeba Kulaťák - Vokovice, Modřany - Braník, Braník - Výtoň (aktuálně nevím, jak to je u vodárny a u smyčky Dvorce), Stírka - Palmovka a mnohé další)
13.01.2015 (19:50)  
Sim: Údajně z akcelerometru, kterým měří boční přetížení a to nejspíš na každém voze nezávisle.
registrovaný uživatel Sim 
13.01.2015 (16:24)  
Pokud je GPS malo presna (rekneme, ze potrebujeme pro spravnou synchronizaci motoru vedet aktualni pozici na trati s presnosti v decimetrech az centimetrech), v cem by byl problem v rozumne vzdalenosti pred problematickym usekem do kolejiste zabudovat jakousi synchronizacni "znacku", pomoci ktere by si system "srovnal hodinky"? Predpokladam, ze pak by bylo mozne prakticky presne pri najezdu do oblouku zacit "rejdovat" (jako v tanku) uz s prvni napravou. V prubehu nejakeho "vlniteho" useku by pak slo brat data uz z otacek motoru, pripadne i z natoceni clanku vuci sobe.

Spis me napada ... odkud bere jednotka 680 pro klopeni?
13.01.2015 (12:35)  
Ad Chary:
Jaký je potom rozdíl mezi nákolkem a jízdní plochou?
Tak na to jsem se právě někde níže na téhle stránce také ptal, protože výraz "nákolek" z odborné literatury neznám a jak vidno, tak ho každý používá pro něco jiného...

Norma je fajn, ale je to jen náhled se seznamem kapitol a skutečný obsah (např. definice okolku) je nedostupný.
Což je vcelku logické s ohledem na to, že normy EN nejsou volně přístupné a platí se za ně. Ale pokud Vám bude stačit anglická verze, tak koukněte sem: https://law.resource.org/pub/bg/ibr/bds.en.13715.2010.pdf ;-)
registrovaný uživatel José 
13.01.2015 (1:34)  
Jiří Kocurek: Pořád je zde chyba určení polohy ...


jj, ale chyba gps je staticka, tj. v lokalite se nemeni. Umisti-li se do bodu se znamou polohou stacionarni prijimace, lze se dopocitat presnosti vyssi. Osobne bych si dokazal predstavit takova zarizeni na IR majacich vybranych zastávek.
registrovaný uživatel Honza  mail  
12.01.2015 (17:51)  
Aleš Liesk: Tak asi měli páni docenti a inženýři pravdu i u nás, nicméně neznamená to, že mají vřdycky pravdu.
Co se týče designu, tak jsme zase u nás na fakultě, aneb Doc. Ing.arch. Patrik Kotas to má na svědomí, ať už se nám to líbí nebo ne.
Podle hluku podvozků poznáme, že jede tenhle "zázrak" i na dálku.
registrovaný uživatel JB 
12.01.2015 (14:12)  
Ano, zamlčel jsem to, víceméně jsem navazoval na diskusní příspěvek o mazání okolků - připustím-li, že je nutné mazat okolky, musím připustit existenci příčných skluzů. Je řeč o tramvaji, kde na přirozený diferenciál nelze spoléhat.
  1 2 3 4 5 ... 7      Zpráv na stránku:   

Komentáře vyjadřují názory čtenářů.
Redakce nenese žádnou zodpovědnost za jejich obsah.

- dopisovatel nebo člen ŽP, - editor nebo admin ŽP

Přidat komentář
Komentáře mohou vkládat pouze registrovaní uživatelé.
Před vložením komentáře je nutné se buď přihlásit, nebo zaregistrovat.
Přihlášení
 
 
  
 
   Zaregistrovat

© 2001 - 2017 ŽelPage - správci


Info
informacni okenko