КАНАТНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА
ROPEWAY SYSTEM

Область техники
Изобретение относится к канатным транспортным системам, в частности, к воздушным канатным транспортным системам, в частности, к подвесным канатным дорогам.
Уровень техники
В настоящее время существуют разные типы канатного транспорта. Например, существуют системы, в которых используют тяговый канат, расположенный на уровне земли, например, фуникулеры. Другие системы, в которых используют подвесной тяговый канат, поддерживаемый мачтами, такие как подвесные канатные дороги, являются транспортными системами с одним или несколькими тяговыми канатами для перемещения одной или нескольких пассажирских кабин, называемых также вагончиками. Эти системы потребляют электрическую энергию, поэтому существует необходимость в реализации средств для экономии электрической энергии, потребляемой такими системами.
Сущность изобретения
Задачей изобретения является создание средств для уменьшения потребления электрической энергии канатной транспортной системой.
В соответствии с одним аспектом изобретения предложена канатная транспортная система, содержащая по меньшей мере два транспортировочных устройства, в частности, две канатные дороги, при этом каждое транспортировочное устройство содержит:
- по меньшей мере одно транспортное средство, соединенное с канатом транспортировочного устройства;
- электрическую машину для приведения в движение каната вдоль пути движения, содержащего по меньшей мере один наклонный участок, соединяющий верхнюю точку с нижней точкой; и
- модуль управления для управления скоростью электрической машины.
Модуль управления каждого транспортировочного устройства выполнен с возможностью передавать электрическую энергию, подаваемую электрической машиной транспортировочного устройства, на распределительное устройство системы, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка транспортировочного устройства в нисходящем направлении от верхней точки к нижней точке, при этом распределительное устройство выполнено с возможностью распределения подаваемой электрической энергии по меньшей мере на одно устройство-потребитель электрической энергии системы с целью потребления подаваемой электрической энергии.
Таким образом, получают канатную транспортную систему, которая отбирает электрическую энергию, выдаваемую электрической машиной транспортировочного устройства, для ее распределения в электрическое устройство системы, которое потребляет эту отобранную электрическую энергию. Такая система позволяет очень просто экономить электрическую энергию, поступающую из общего источника электрического питания системы.
По меньшей мере одно устройство-потребитель электрической энергии может быть электрической машиной второго транспортировочного устройства, которая потребляет электрическую энергию, подаваемую электрической машиной первого транспортировочного устройства, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка второго транспортировочного устройства в восходящем направлении от нижней точки к верхней точке.
По меньшей мере одно устройство-потребитель электрической энергии может быть электрическим устройством, установленным по меньшей мере на одном транспортном средстве.
По меньшей мере одно устройство-потребитель электрической энергии может быть также электрическим устройством, установленным по меньшей мере на одной станции системы, находящейся на одном конце пути движения.
По меньшей мере одно устройство-потребитель электрической энергии может быть электрическим устройством, установленным по меньшей мере на одной мачте пути движения.
Кроме того, электрическая машина каждого транспортировочного устройства может быть выполнена с возможностью работать либо в режиме генератора, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка транспортировочного устройства в нисходящем направлении от верхней точки к нижней точке, либо в режиме двигателя, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка транспортировочного устройства в восходящем направлении от нижней точки к верхней точке.
Модуль управления каждого транспортировочного устройства может быть реверсивным приводом с регулируемой скоростью для управления скоростью электрической машины, когда электрическая машина подает или потребляет электрическую энергию.
Распределительное устройство может содержать электрические соединения, электрически соединенные с устройствами-потребителями электрической энергии системы и параллельно электрически соединенные с общим источником электрического питания.
В соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ канатной транспортировки, содержащей по меньшей мере два транспортировочных устройства, в частности, две канатные дороги, при этом каждое транспортировочное устройство содержит:
- по меньшей мере одно транспортное средство, соединенное с канатом транспортировочного устройства; и
- электрическую машину для приведения в движение каната вдоль пути движения, содержащего по меньшей мере один наклонный участок транспортировочного устройства, расположенный между верхней точкой и нижней точкой.
Согласно способу:
- во время перемещения по меньшей мере одного транспортного средства вдоль наклонного участка транспортировочного устройства в нисходящем направлении от верхней точки к нижней точке электрическую энергию, подаваемую электрической машиной транспортировочного устройства, распределяют по меньшей мере в одно устройство-потребитель электрической энергии системы для потребления электрической энергии.
Кроме того, можно передавать электрическую энергию, подаваемую электрической машиной первого транспортировочного устройства, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка первого транспортировочного устройства в нисходящем направлении от верхней точки к нижней точке, и подаваемую электрическую энергию потребляют, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка второго транспортировочного устройства в восходящем направлении от нижней точки к верхней точке.
Краткое описание чертежей
Другие преимущества и признаки будут более очевидны из нижеследующего описания частных вариантов выполнения и осуществления изобретения, представленных в качестве не ограничительных примеров со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематичный вид заявленной канатной транспортной системы.
Фиг. 2 – схематичный общий вид другого варианта выполнения канатной транспортной системы.
Фиг. 3 - схема устройства распределения электрической энергии в соответствии с изобретением.
Подробное описание
На фиг. 1 показана канатная транспортная система 1, содержащая по меньшей мере два транспортировочных устройства 2, 3. Транспортировочные устройства могут быть выполнены с воздушным канатом, например, в виде канатной дороги, в частности, с кабиной или креслом, или с канатом, находящимся на уровне земли, например, в виде фуникулера или поезда на воздушной подушке, передвигающегося при помощи тягового каната. Предпочтительно каждое транспортировочное устройство 2, 3 является канатной дорогой. Например, транспортировочные устройства 2, 3 расположены близко друг к другу. Как правило, каждое транспортировочное устройство 2, 3 содержит две концевые станции для посадки и высадки людей. Предпочтительно канатная транспортная система 1 содержит две концевые станции 4, 5, как показано на фиг. 1. Например, первая концевая станция 4 находится внизу и называется нижней станцией, и вторая концевая станция 5 находится вверху и называется верхней станцией. В варианте, как показано на фиг. 2, первая концевая станция 4 находится на том же уровне, что и вторая концевая станция 5. Кроме того, транспортная система 1 может содержать несколько станций, находящихся внизу отдельно друг от друга, то есть в разных соответствующих местах. Предпочтительно транспортная система 1 содержит только одну верхнюю станцию 5.
Каждое транспортировочное устройство 2, 3 содержит по меньшей мере одно транспортное средство 6, 7, электрическую машину 8, 9 и модуль 10, 11 управления, выполненный с возможностью управления скоростью электрической машины 8 9. Каждое транспортное средство 6, 7 транспортировочного устройства 2, 3 соединено с канатом 12, 13 транспортировочного устройства 2, 3, предпочтительно с воздушным тяговым канатом. Транспортные средства 6, 7 являются, например, кабинами, которые могут перевозить несколько человек.
Как правило, транспортировочные устройства 2, 3 могут быть разъединяемыми или не разъединяемыми, то есть транспортные средства установлены стационарно на воздушном тяговом канате в случае не разъединяемого транспортировочного устройства, и транспортные средства установленные съемными на воздушном тяговом канате в случае разъединяемых транспортировочных устройств. Иначе говоря, транспортные средства механически соединены с воздушным тяговым канатом постоянно или не постоянно. В обоих случаях, когда транспортные средства покидают станцию, находящуюся на одном конце каната, иначе говоря станцию высадки или посадки, они неподвижно соединены с тяговым канатом, который перемещает их до станции, находящейся на другом конце каната. Между двумя концевыми станциями транспортные средства перемещаются вдоль пути движения, определяемым тяговым канатом. Каждый путь движения содержит по меньшей мере один наклонный участок Т1, Т2, соединяющий верхнюю точку АМ1, АМ2 с нижней точкой AV1, AV2. Под наклонным участком следует понимать часть каната, которая имеет наклон относительно горизонтали. Например, каждое транспортировочное устройство 2, 3 может содержать мачты 14-17, каждая из которых снабжена балансиром с роликами для направления воздушного каната 12, 13 транспортировочного устройства 2, 3. В этом случае наклонный участок Т1, Т2 устройства 2, 3 может находиться между двумя мачтами, то есть между нижней мачтой 14, 16 и верхней мачтой 15, 17. В варианте транспортировочное устройство 2, 3 не содержит мачт. В этом случае наклонный участок Т1, Т2 находится между верхней станцией 5 и нижней станцией 4. Как правило, мачты 14-17 расположены вдоль путей движения и позволяют адаптировать трассу воздушного каната 12, 13 к рельефу.
Кроме того, каждое транспортировочное устройство 2, 3 содержит приводной шкив 18, 19, приводимый в движение электрической машиной 8, 9 транспортировочного устройства 2, 3, и шкив 20, 21 контрпривода. Электрическая машина 8, 9 транспортировочного устройства 2, 3 вращает приводной шкив 18, 19 для перемещения воздушного тягового каната 12, 13, и шкив 20, 21 контрпривода обеспечивает движение воздушного тягового каната 12, 13 и его натяжение. Транспортные средства 6, 7 транспортировочного устройства 2, 3 приводятся в движение воздушным тяговым канатом 12, 13, который перемещается вдоль своего пути движения по замкнутому контуру от нижней станции 4 к верхней станции 5 и наоборот.
Кроме того, канатная транспортная система 1 содержит устройство 30 распределения электрической энергии. Распределительное устройство 30 позволяет распределять электрическую энергию, выдаваемую первым транспортировочным устройством 2, по меньшей мере на одно устройство-потребитель электрической энергии системы, чтобы экономить потребление электрической энергии, поступающей из общего источника электрического питания. Устройства-потребители электрической энергии системы 1 являются электрическими машинами 8, 9 или электрическими устройствами, установленными на концевой станции 4, 5, такими как прибор кондиционирования 31 или светильник 32, или электрическими устройствами, установленными на мачте пути движения, например, детекторами схода каната. Кроме того, распределительное устройство 30 и модули 10,11 управления могут быть встроены в блок 34 управления, который предпочтительно находится на верхней станции 5. Предпочтительно блок управления установлен на концевой станции, которая содержит электрические машины 8, 9.
Каждая электрическая машина 8, 9 транспортировочного устройства 2, 3 является реверсивной и работает либо как двигатель для приведения в движение каната 12, 13, потребляя электрическую энергию, либо как генератор для преобразования механической энергии от каната, который вращает машину, в электрическую энергию. В частности, каждая машина 8, 9 транспортировочного устройства 2, 3 работает в режиме генератора, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль по меньшей мере одного наклонного участка пути движения транспортировочного устройства в направлении от верхней точки к нижней точке. Иначе говоря, электрическая машина 8, 9 работает в режиме генератора, когда транспортное средство спускается по пути движения, связанном с электрической машиной, в направлении стрелки, обозначенной позицией 22. В этом случае транспортное средство приводит в движение канат за счет силы тяжести и выдает механическую энергию в электрическую машину. С другой стороны, каждая машина 8, 9 транспортировочного устройства 2, 3 работает в режиме двигателя, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль по меньшей мере одного наклонного участка пути движения транспортировочного устройства в направлении от нижней точки к верхней точке. Иначе говоря, электрическая машина 8, 9 работает в режиме двигателя, когда транспортное средство поднимается по пути движения, связанном с электрической машиной, в направлении стрелки, обозначенной позицией 23. Кроме того, электрическая машина работает в режиме двигателя, когда канат, связанный с электрической машиной, перемещает транспортное средство по горизонтальному участку, например, когда транспортное средство движется горизонтально в концевой станции.
Для отбора электрической энергии, выдаваемой электрической машиной, модуль 10, 11 управления электрической машины 8, 9 выполнен также с возможностью передачи электрической энергии, выдаваемой электрической машиной, когда она работает в режиме генератора, на распределительное устройство 30. Как правило, модуль 10, 11 управления транспортировочного устройства выполнен с возможностью автоматического регулирования управляемой им электрической машины 8, 9 по заданной скорости. Кроме того, модуль 10, 11 управления регулирует электрическую машину по заданной скорости, когда электрическая машина работает в режиме двигателя или в режиме генератора, чтобы избегать превышения определенной скорости транспортными средствами, в частности, чтобы избегать повреждения машины. Например, модули 10, 11 управления могут быть реверсивными приводами с регулируемой скоростью и, в частности, приводами с регулируемой скоростью четырехквадрантного типа. Приводы с регулируемой скоростью выполнены с возможностью либо питания электрической машины в режиме двигателя, либо передачи электрической энергии, выдаваемой электрической машиной в режиме генератора, на распределительное устройство 30. Блок 34 управления дополнительно содержит прибор 33 управления, связанный с модулями 10, 11 управления для передачи на них заданных значений скорости. Устройство 30 распределения электрической энергии выполнено с возможностью распределения электрической энергии, выдаваемой электрической машиной 10, 11, по меньшей мере на одно устройство-потребитель электрической энергии системы с целью потребления выдаваемой электрической энергии.
В частности, транспортные средства 6, 7 транспортировочных устройств 2, 3 покидают одну или другую из концевых станций 4, 5 не одновременно. Таким образом, когда транспортное средство 6 первого транспортировочного устройства 2 перемещается вдоль наклонного участка Т1 от верхней точки к нижней точке, выдаваемую электрическую энергию используют для трогания с места транспортного средства 7 второго транспортировочного устройства 3, которое потребляет электрическую энергию, выдаваемую электрической машиной 8 первого транспортировочного устройства 2, когда по меньшей мере одно транспортное средство 7 перемещается вдоль наклонного участка пути движения второго транспортировочного устройства 3 в направлении от нижней точки к верхней точке.
На фиг. 2 представлен другой вариант выполнения канатной транспортной системы 1. Показанные на фиг. 2 концевые станции 4, 5 находятся на одном горизонтальном уровне. Первое транспортировочное устройство 2 содержит путь движения, имеющий первый и второй наклонные участки Т1, Т'1. Кроме того, второе транспортировочное устройство 3 содержит путь движения, имеющий третий и четвертый наклонные участки T2, T'2. Например, в исходный момент t0 транспортные средства 6, 7 транспортировочных устройств 2, 3 находятся на первой концевой станции 4. Затем в первый период t1 транспортное средство 7 второго транспортировочного устройства 3 остается на месте, а транспортное средство 6 первого транспортировочного устройства 2 перемещается вдоль первого наклонного участка Т1 от нижней точки к верхней точке, и электрическая машина 8 первого транспортировочного устройства 2 работает в режиме двигателя и потребляет электрическую энергию. В этом случае электрическая машина 8 первого транспортировочного устройства 2 потребляет только электрическую энергию, поступающую от общего источника электрического питания. Затем во второй период t2 транспортное средство 6 первого транспортировочного устройства 2 перемещается вдоль второго наклонного участка T'1 от верхней точки к нижней точке, и электрическая машина 8 первого транспортировочного устройства 2 работает в режиме генератора и выдает электрическую энергию. Кроме того, во время второго периода t2 транспортное средство 7 второго транспортировочного устройства 3 перемещается вдоль третьего наклонного участка Т2 от нижней точки к верхней точке, и электрическая машина 9 второго транспортировочного устройства 3 находится в режиме двигателя и потребляет, с одной стороны, электрическую энергию, выдаваемую электрической машиной 8 первого транспортировочного устройства 2, и, с другой стороны, часть электрической энергии от общего источника электрического питания. В любом случае часть электрической энергии, поступающей от общего источника питания, которая потребляется электрической машиной 9 второго транспортировочного устройства, меньше электрической энергии, которую электрическая машина 9 потребляла бы без электрической энергии, выдаваемой машиной 8 первого транспортировочного устройства 2. Таким образом, происходит экономия электрической энергии, поступающей от общего источника питания. Затем в третий период t3 транспортное средство 6 заходит в станцию 5, и транспортное средство 7 перемещается вдоль четвертого участка T'2 от верхней точки к нижней точке. В этом случае электрическая машина 9 второго транспортировочного устройства 3 находится в режиме генератора и выдает электрическую энергию для ее потребления электрическим устройством системы 1, например, светильником, находящимся в концевой станции или установленным на транспортном средстве, или установленным на мачте. В этом случае экономят также электрическую энергию, потребляемую системой. Можно также экономить энергию в случае, когда транспортные средства первоначально находятся соответственно в двух разных концевых станциях.
Под экономией электрической энергии следует понимать то, что потребляемая энергия поступает не только от общего источника питания, но также от электрической машины транспортировочного устройства, которая работает в режиме генератора.
На фиг. 3 представлен вариант выполнения электрического блока 34 управления. На фиг. 3 показаны также общий источник 40 электрического питания и счетчик 44 энергии. Устройство 30 распределения электрической энергии содержит электрические линии соединения 41-43, соединенные с устройствами-потребителями 8, 9 и 31, 32 электрической энергии. Кроме того, электрические соединения 41-43 параллельно соединены с общим источником 40 электрического питания. Распределительное устройство 30 содержит электрические предохранительные приборы D1-D3, такие как прерыватели цепи, установленные соответственно на электрических линиях соединения 41-43, а также предохранительный прибор DG, подсоединенный между электрическим счетчиком 44 и предохранительными приборами D1-D3.
Кроме того, каждый привод 10, 11 с регулируемой скоростью содержит входной фильтр 50, первый реверсивный преобразователь 51 переменного тока в постоянный и второй реверсивный преобразователь 52 переменного тока в постоянный. Когда электрическая машина работает в режиме двигателя, первый преобразователь 51 работает как выпрямитель тока, а второй преобразователь 52 работает как инвертор. Когда же электрическая машина работает в режиме генератора, первый преобразователь 51 работает как инвертор, а второй преобразователь 52 работает как выпрямитель тока. В обоих случаях работы в режиме двигателя и генератора преобразователь, работающий как выпрямитель, преобразует переменный ток в постоянный ток, а преобразователь, работающий как инвертор, преобразует постоянный ток в переменный ток.
В случае, когда электрическая машина 8 первого транспортировочного устройства 2 работает в режиме генератора, машина выдает электрическую энергию Е1, которая передается модулем 10 управления на распределительное устройство 30. В этом случае можно использовать энергию Е1, запустив электрическую машину 9 второго транспортировочного устройства 3 через прибор 33 управления и модуль 11 управления, которые управляют электрической машиной 9 в режиме двигателя. При этом электрическая машина 9 потребляет электрическую энергию Е2 и соответствует электрическому устройству-потребителю системы 1. В этом случае получаем следующий энергетический баланс: Е2=EG+E1, где:
EG: электрическая энергия, поступающая из общего источника 40 питания,
Е1: электрическая энергия, выдаваемая электрической машиной первого транспортировочного устройства 2, и
Е2: электрическая энергия, потребляемая электрической машиной 9 второго транспортировочного устройства 3.
Таким образом происходит экономия электрической энергии Е1, выдаваемой электрической машиной первого транспортировочного устройства 2, которая поступала бы из общего источника 40 питания в отсутствие заявленной транспортной системы 1.
В случае, когда в режиме генератора работает только электрическая машина 8 первого транспортировочного устройства 2, электрическую энергию Е1, выдаваемую этой машиной, распределяют в другие электрические устройства системы 1. В этом случае получают следующий энергетический баланс:
E3=EG+E1,
где E3: электрическая энергия, потребляемая электрическими устройствами 31 и 32 системы 1.
Кроме того, описанная система может осуществлять способ канатной транспортировки. Способ содержит этап, в ходе которого электрическую энергию, подаваемую электрической машиной транспортировочного устройства, когда по меньшей мере одно транспортное средство перемещается вдоль наклонного участка в направлении от верхней точки к нижней точке пути движения транспортировочного устройства, распределяют по меньшей мере в одно устройство-потребитель электрической энергии системы для потребления подаваемой электрической энергии.