Dijital Çağda Entegre Taşımacılığın Geleceği

Ulaştırma, bekle-ve-yakala sisteminden, isteğe bağlı sistemin her yerde bulunacağı bir sisteme dönüşecek.

Lars Hesselgren, Doğuşcan Aladağ ve Rupert Cruise

Bu bildiri şu adreste sunuldu:  Berlin 2018, Uluslararası Dikey Taşıma Teknolojileri Kongresi ve ilk olarak IAEE kitabında yayınlandı Asansör Teknolojisi 22, A. Lustig tarafından düzenlendi. Uluslararası Asansör Mühendisleri Birliği'nin izniyle yeniden basılmıştır.  (www.elevcon.com).

Dijital olarak kontrol edilen ulaşım sistemlerinin ortaya çıkışı, şehirlerde nasıl yaşadığımız konusunda bir devrim başlatacak. Ultra yüksek binalar, akıllı dikey ulaşım sistemlerine çok daha fazla talep getirecek ve dikey yaşam için daha büyük fırsatlar sağlayacaktır. PLP Architecture'ın SkyPod sistemi, neler başarılabileceğinin bir örneğidir ve PLP'nin CarTube ve UrbanPod gibi tüm kentsel ulaşım sistemlerinin tam entegrasyonuna işaret eder. Paris'teki Elevcon 2014'te sunulmasından bu yana, SkyPod sisteminin daha da geliştirilmesi gerçekleşti ve dikey taşımacılığın geleceğine radikal bir bakış sunuyor. Geliştirme, bir lineer motor sistemi için bir öneri içerir ve sisteme uygulanan geometrik ve topolojik kısıtlamaları detaylandırır. Dijital araçlar (rezervasyon sistemleri ve büyük veri analizi), herhangi bir yolcuyu beklemeden sistemin talep üzerine olmasını sağlayacaktır.

Şehirlerin Geleceğin 3D Tasarımı

Artan şehirleşme ile şehirlerin dikey olarak büyümeye devam etmesi muhtemeldir. Mevcut asansör teknolojisi, yüksek binaların şeklini büyük ölçüde belirler.

Artan dijitalleşme ve yapay zeka (AI) ve robotiğin ortaya çıkışı, ulaşımın çok daha entegre olmasını ve “isteğe bağlı” ve “noktadan noktaya” modellere dayalı olmasını sağlayacaktır. Giderek artan bir şekilde, “istasyonlara” ve “lobilere” dayalı ulaşım modellerinin yerini, mümkün olduğunca mod değişikliklerinden kaçınan sistemler alacaktır. Ulaşım sadece bir hizmet haline gelecek; bu zaten otonom arabalar etrafında yaratılan model.

Daha uzun binalar aynı zamanda temel tasarım zorluklarını da beraberinde getirir. Ultra yüksek binalar (1 km'den fazla) mutlaka oldukça büyük ayak izlerine sahip olacak ve binaların şekliyle ilgili yeni temel fikirler ortaya çıkacaktır. Yüksek bina tasarımının merkezine ulaşımı alan bina formuna yeni bir yaklaşım getirmek, potansiyel zorlukları daha iyi ele alacaktır. SkyPod II, bina yüzeyinde dikey/yatay taşımanın meydana gelebileceği taşıma odaklı, topolojik olarak sürekli bir bina kabuğunun nasıl oluşturulabileceğine ilişkin yeni bir tasarım metodolojisi önerir.

Hareketlilik Odaklı Bina Formu

parametrik Model Topolojik Olarak Sürekli Bina Zarfı için

Yüksek bir binanın formu, çekirdeği tarafından büyük ölçüde kısıtlandığından, yüksek bir binada dikey ulaşımın doğasını yeniden düşünmek, yeni formların ve yeni tipolojilerin keşfedilmesine de yol açabilir. Dikey ulaşımı ve mekansal ve operasyonel verimliliğini merkeze alan SkyPod II, bina formu oluşturmanın yeni bir yolunu sunuyor. Yüksek bina formunun, üzerinde bina kabuğunun dikey/yatay ulaşım için kullanılabileceği sürekli bir topolojiye sahip bir ağ gibi davrandığını öne sürüyor (Şekil 1). Başka bir deyişle, hareketlilik, yüksek binaların şeklini belirleyen ana faktör haline geliyor. Önerilen bu yeni tipoloji için bir tasarım metodolojisi geliştirmek için, 3D modelleme yazılımı McNeel, Rhinoceros içine gömülü bir algoritmik modelleme editörü kullanılarak parametrik ve çok adımlı bir strateji önerilmiş ve geliştirilmiştir. ^[6]

Form için ilk adım (Şekil 2), her zaman en üstte bağlanan ana hatların/dikey eksenlerin konumlarını ve sayısını belirlemektir. Bunlar ağ topolojisinin ana omurgalarını oluşturur ve yüksek binanın bölümleri için farklı kullanımlar önerebilir (örn. otel, ofis, olanaklar, vb.). İkinci adım (Şekil 2), bu ana hatlar üzerinde belirli sayıda noktanın (düğüm) ve bu noktalar arasındaki bağlantı ilişkisinin tasarımcı tarafından belirlenmesidir. Düğümlerin konumu/sayısı, tasarımcının ana hatların birbiriyle nerede ve ne kadar temas halinde olmasını istediğini gösterebilir. Bu adımın sonunda bir 3B ağ topolojisi oluşturulur. Üçüncü adım (Şekil 2), bu hat ağından bize binanın zarfı için temel geometriyi verecek olan sürekli, yüksek çözünürlüklü bir ağ oluşturmaktır. Ağın düğümleri dışbükey gövdeler olarak çözülür ve gövdeler çokgen payandalar kullanılarak birbirine dikilir. Bu durumda, Grasshopper'da dışbükey gövde ağ oluşturma işlemini gerçekleştirmek için dış iskelet[6] bileşeni kullanılır. Dördüncü ve son adım olarak (Şekil 2), hat ağından elde edilen düşük çözünürlüklü ağ, minimum yüzey eğriliği gereksinimlerine uymak ve topolojik süreklilik sağlamak için alt bölümlere ayrılır ve düzleştirilir. Bu durumda, ağ alt bölme ve düzgünleştirme işlemlerini gerçekleştirmek için Grasshopper için bir topolojik ağ düzenleyici eklentisi kullanılır.^[13] Ağ alt bölümü için temel algoritma, Döngü alt bölümüdür.^[9] ve ağ yumuşatma için Laplacian yumuşatma algoritması.^[7]

Yeni bir parametrik form oluşturma metodolojisi kuran tasarımcı, farklı ağ topolojisi tercihlerinden hareketle farklı bina formlarını kolayca elde edebilir. Şekil 3'te, aynı ana hat koşuluna dayalı, ancak farklı düğüm konumlarına ve bağlantı ilişkilerine sahip üç farklı topolojik olarak sürekli ağ zarfı, parametrik algoritmanın nasıl farklı biçimler üretebileceğinin bir gösterimi olarak gösterilmektedir.

iz eğitim Sürekli Mesh Zarfta

Ray sisteminin döşenmesinin verimliliği, genel bina ulaşım sisteminin verimliliği için çok önemlidir. Binanın tüm katlarına erişimi olan ancak aynı zamanda bina kabuğu üzerinde seyahat ederken her zaman en kısa yolu kullanan en verimli yol düzenini geometrik olarak belirlemek için iki aşamalı bir süreç geliştirilmiştir. İşlem, önceden oluşturulmuş yüksek çözünürlüklü ağ zarfını ve tasarımcı tarafından belirlenen ağ düğümlerini girdi olarak alır ve zarf ağının yüzlerinde eşlenen tüm ağ düğümlerini birbirine bağlayan en kısa mesafeli bir ağ çıkarır. İlk adım (Şekil 4), yüksek çözünürlüklü zarf ağı üzerindeki tüm ağ düğümlerine en yakın noktaları belirlemektir. İkinci adım, ağ topolojisi üzerindeki her düğümü ağdaki diğer tüm düğümlere düz çizgiler olarak bağlamak ve ağ düğümleri arasında tekrarlamayan bağlantı hatları elde etmek için ağ içindeki örtüşen çizgileri kaldırmaktır. Bunu takiben, düğümleri birbirine bağlayan benzersiz düz çizgiler, Grasshopper'daki ShortestWalk bileşeni kullanılarak zarf ağında kısaltılmış mesafeler olarak eşlenir ve yeniden oluşturulur. İkinci adımda (Şekil 3), elde edilen en kısa mesafeli eğri ağı, hat geometrisinin minimum eğrilik gereksinimlerine göre tekrar düzleştirilir ve kavşaklarda anahtarlar oluşturulur.

Ortaya çıkan eğri ağı (Şekil 4) oldukça karmaşık hat geometrisinin merkez hattı için geometrik bir temel sağlar. Bir iz merkezi eğri noktasına en yakın noktadaki normal ağ yüzü, o iz merkezi eğri noktasında iz normal düzlemini verecektir.

Genel olarak, geliştirilen parametrik algoritma, tasarımcı girdi verilerine dayanan topolojik olarak sürekli bir ağ geometrisinin ve belirlenmiş ağ düğümleri arasında ağ üzerinde eşlenen en kısa yol iz hattı ağının sorunsuz bir şekilde türetilmesi sürecini özetlemektedir (Şekil 4).

SkyPod II Tasarım

Bugün, yüksek bina tasarımındaki varsayılan varsayım, merkezi bir asansör şaftının hem dikey taşıma hem de merkezi olarak konumlandırılmış bir birincil yapısal destek sağlamasıdır. Normal asansör sisteminin kapasitesi, sistemin topolojisi ile sınırlıdır: her şaft bir (bazen iki katlı) kabin içerecektir. Sistem ne kadar uzun olursa, asansör boşluğu o kadar boş olur.

SkyPod II'nin meydan okuduğu ilk varsayım, şaftın tek yönlü olduğudur. Bu topoloji, asansörler hariç tüm ulaşım sistemleri tarafından terk edilmiştir: yollar, demiryolları ve bunların tüm çeşitleri, kapasiteyi artırmak için tek yönlü rayları kullanır. Bu tip paletler şu anda bazı asansör sistemleri için değerlendirilmektedir. SkyPod, tek yönlü bir ray sistemi kullanır ve bu topoloji, hat ne kadar uzun olursa, o kadar fazla aracın onu kullanabilmesini sağlar. Sistem, bir dizi bölmeyi barındıracak şekilde standartlaştırılmış bir ray sistemine dayanmaktadır. Bu, demiryolu ve karayolu gibi diğer ulaşım sistemleri gibidir.

Ray sistemi, doğrusal bir manyetik sistem olan tahrik mekanizmasını içerir. Aktif manyetik sistem raya dahil edilmiştir; sabit mıknatıslar taşıma bojisinin bir parçasıdır. Tren raylarından ve yollardan farklı olarak SkyPod II rayı, 3D olarak tamamen çok yönlü olacak şekilde tasarlanmıştır. Ray, dikeyden yataya herhangi bir yönlendirme alabilir ve çok önemli bir şekilde düzlem değişikliğine izin verir. Herhangi bir karmaşık topolojinin uygulanabilmesi için tamamen anahtarlanmıştır. Böyle bir sistemin çalışması için taşıma bölmesi içinde iki serbestlik derecesine sahip olması gerekir. London Millenium Wheel'deki bölmeler gibi bir serbestlik dereceli sistemler yaygındır. İki serbestlik derecesine sahip sistemler genellikle telesiyej gibi asma sistemlerdir. SkyPod II sistem yaklaşımı, asansör gibi sabit bir sistemin konfor açısından çok daha fazla tercih edilmesi ve bu nedenle bir tasarım ilkesi olarak benimsenmesidir.

iz sistem

Herhangi bir ray sistemindeki boyutsal kısıtlamalar çok önemlidir. Pist için iki kritik boyut, iz genişliği ve eğriliktir. İz genişliği, pod konfigürasyonu tarafından belirlenir. Maksimum esnekliğe izin vermek için, palet dikey bir konfigürasyondayken herhangi bir pod konfigürasyonunda bir arka kapının kullanılabilmesi hayati önem taşımaktadır. Dikey bir yörünge üzerindeyken rayın oryantasyonu herhangi bir vektör üzerinde olabileceğinden, kritik boyut standart bir kapıyı çevreleyen daire tarafından belirlenir. Mevcut tasarım için bu boyut, 1 m genişliğinde ve 2 m yüksekliğinde bir dikdörtgendir ve 2.3 m'lik bir yarıçap verir. Herhangi bir düzlemdeki palet eğriliği, bojiye bağlı sabit mıknatısların geometrisini belirler. Sistemin gerçekçi yüksek bina tasarımında kullanışlı olması için bunun nispeten sıkı olması gerekir. Tasarım amacıyla bu, minimum 5 m yarıçapa ayarlanmıştır. Bu yarıçap, sabit mıknatısın 5 mm'de maksimum uzunluğunu belirlemek için sabit mıknatıs ve iz arasındaki maksimum 220 mm'lik toleransla birleştirilir (Şekil 5).

Tipik tasarım için bu, 200 mm merkezlerde üçlü tekerlek setleri tarafından yerinde tutulan 240 mm uzunluğunda sabit mıknatıslara dönüşür (Şekil 6). Bu mıknatıslar fiziksel olarak bağlantılı olduklarından, tipik olarak tanıdık Slinky şekli gibi davranırlar. Prototip bağlantıları ve bojideki üçlü tekerlek takımlarının bağlantıları şu anda tasarım aşamasındadır.

Bu yarıçap, sistem içindeki anahtarların genel düzenini de belirler. Anahtarların tasarımı hareketli parça içermez. Bunun yerine, manyetik akı modeli, bojiyi iki yoldan birine yönlendirir (Şekil 7).

Anahtarların bir düzlem üzerinde olması gerekmez; tüm ray parçalarının minimum 5 m eğrilik ile ortak düz bir yüzey üzerinde uzanması yeterlidir. İz ayrıca sarmal olabilir, bu da doğal olarak burulmaya neden olan bir düzlem değişikliğine izin verir (Şekil 8).

Ray kesitinin şu anda bir daire olduğu varsayılmaktadır, öyle ki üç tekerlekli konfigürasyon, hat geometrisi burulma durumundayken hat etrafında dönebilmektedir (Şekil 9). Çap, manyetik arayüz için yeterli yüzey sağlamak üzere 300 mm'ye ayarlanmıştır. (Lineer motor tasarımı bölümüne bakın.) 2.9 m'lik bir iz mesafesi gerektiğinden, merkezden merkeze mesafe 3.2 m'dir.

Dairesel yol, Şekil 10'da gösterilen tipik örnek gibi bir destek sistemine ihtiyaç duyacaktır. Bu kafes, yol tamamen dikey olduğunda arkadan girişe izin verecektir (Şekil 11). Çoğu zaman bina yapılarında olduğu gibi, rayın bitişik yapılara sabitlenmesi de dahil olmak üzere birçok başka varyant mümkündür.

Koza sistem

Podlar farklı boyutlarda gelir. Lineer motorun yük taşıma kapasitesi 4.8 mT civarındadır. Bir arabayı kaldırabilen en büyük kapsülü (MaxiPod) gösteriyoruz. İki serbestlik derecesi, üç halka taşıyan bileşen arasındaki rijit bir bağlantı ile elde edilir (Şekil 12).

Bölmeler farklı tipte duraklara ulaşacaktır. Yüksek kapasiteli istasyonlarda her iki uçtan da yükleme olacaktır. Bu düzenleme, araçları (UrbanPod'lar) doğrudan MaxiPod'a yükleme özelliğini içerecektir (Şekil 13).

SkyPod II Rezervasyon ve Akış Optimizasyon Sistemi

Bir asansör sisteminin karasal yollar ve demiryolu sistemleri gibi topolojik olarak zengin bir sisteme yeniden yapılandırılması, bu sistemler için geliştirilmekte olan tekniklerin SkyPod II sisteminde mevcut olacağı anlamına gelir.

Gelecekte, ulaşım, bekle-ve-yakala sisteminden, isteğe bağlı sistemin her yerde bulunacağı bir sisteme dönüşecek. Bu gelişmeler aynı zamanda doğrudan noktadan noktaya sistemlerin (arabalar, taksiler ve yolculuk paylaşım sistemleri gibi) kabul edilen norm haline geleceği anlamına da gelecektir.

Bu nedenle, SkyPod II sisteminin pod konumlarını ve hareketlerini optimize etmek için büyük verilerden tahminler içermesini bekleyebiliriz. Modern asansör sistemleri bunu sınırlı bir dereceye kadar yapar ancak daha büyük sistemlerle entegrasyona odaklanmaz. Ek olarak, büyük veri de kişiselleştirilecek ve böylece sistem bireysel hareketleri öngörecektir. Cep telefonunuz basitçe "Her zamanki yolculuk mu?" diyecektir. ve "Evet" yanıtını vereceksiniz. Bu, ister yürüyerek, ister bisikletle, toplu taşıma sistemiyle veya nihayetinde sizi 1 km yüksekliğindeki bir kulede sorunsuz bir şekilde zemine götüren bir UrbanPod'da bir SkyPod'un beklemesini sağlayacaktır.

Gerçekte, AI sizi kendinizden daha iyi tanıyacak ve SkyPod devrimi sadece mimari tasarımı değil, ulaşımı düşünme şeklimizi de değiştirecek - acı verici bir deneyimden sadece bir hizmete dönüşecek.

Lineer Motorlar

Lineer Motorların Kısa Tarihi

Wheatstone, Michael Faraday'in elektromanyetik indüksiyonu keşfetmesinden sadece 1841 yıl sonra, 10'de ilk lineer motoru tasarladı.^[5] O zamandan beri, 1960'lara kadar, lineer motorlar alanında döner motora kıyasla nispeten az gelişme olmuştur. Bu, temel olarak mühendislerin elektrik enerjisini mekanik enerjiye veya tam tersine çevirmenin en verimli yolunun döner hareket olduğu algısından kaynaklanıyordu.^[8] 1990'larda mıknatıs teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, lineer motorlar için yüksek hızlı manyetik olarak havaya kaldırılan ulaşımdan[2] halatsız maden vinçlerine kadar giderek artan sayıda uygulama olmuştur. ^[3]

Daha yakın zamanlarda, bir Alman mıknatıs üreticisi, manyetik malzemelerde önemli bir atılım duyurdu. ^[10] Vacuumschmelze GmbH & Co., samaryum-kobalt (SmCo) mıknatıslarının manyetik özelliklerini olağanüstü %34 oranında önemli ölçüde artırmayı başardı. Bu, lineer motorlar için bir “oyun değiştirici” olduğunu kanıtlıyor, çünkü ana avantaj, SmCo mıknatısların 350°C'lik çok daha yüksek bir çalışma sıcaklığına sahip olması, buna karşın lineer senkron motor (LSM) tasarımlarında tipik olarak kullanılan neodimiyum-demir-bor mıknatısların 120°C gibi çok daha düşük bir çalışma sıcaklığı.

Avantajlar of Lineer-Motor Itme

Lineer motorları kullanmanın önemli bir yararı, sağlamlıkları ve güvenilirlikleridir. Lineer motorlar artık yerleşik bir teknolojidir ve çok az bakımla 20-30 yıldır sürekli olarak çok zorlu koşullarda çalışmaktadır. Bir uygulamada, 17 yıldır aşırı hava koşullarına maruz kalıyorlar ve hala normal çalışıyorlar. Başka bir uygulamada (eğlence parkı gezintisi), lineer motorlar tamamen su altında kalır. Ayrıca, itme elektromanyetik olarak üretildiğinden, mekanik bir arayüz üzerinden güç aktarımı yoktur. Bu, kılavuz ray yağlanabildiğinden daha az aşınma ve yıpranma, çekiş sorunları ve daha düşük mekanik kayıplar ile sonuçlanır. Daha da önemlisi, mekanik çekiş gerekli olmadığı için ulaşılabilir eğimin bir sınırı yoktur.

Ayrıca lineer motor teknolojisi, verimlilik ve yedeklilik açısından sistem düzeyinde iyileştirmelere olanak tanır. Buna katkıda bulunmak, her bölmenin hareketinin ayrı ayrı kontrol edilebilmesidir. Ayrıca, lineer motorun yol ve tahrik düzeni için modüler bir tasarımın benimsenmesi, arızalı bir birimin değiştirilmesini kolaylaştırır ve buna göre tasarlanırsa, sistem herhangi bir bağımsız bölümün arızası ile çalışmaya devam edebilir.

Lineer Motor Tasarımı

Motor tasarım prosedürünün temel amacı, lineer motorun boyutunu en aza indirirken, itme kuvvetini en üst düzeye çıkarmaktır. Temel yüksek seviyeli motor tasarım denklemi:

F = BQA (Denklem 1)

nerede F üretilen kuvvettir, B manyetik yükleme, Q özgül elektrik yüklemesidir ve A hava boşluğu yüzey alanıdır.

İtme kuvveti hava boşluğu yüzey alanı ile doğru orantılı olduğundan, kuvveti iki katına çıkarmak için ya stator sargılarının ve mıknatıs plakasının genişliğini iki katına çıkarmak ya da mıknatıs plakasının uzunluğunu iki katına çıkarmak gerekir.

Mıknatıs plakası ve stator arasındaki hava boşluğu ne kadar küçükse, hava boşluğu yüzey alanı başına elde edilebilecek manyetik yükleme (ve dolayısıyla itme) o kadar büyük olur. Bununla birlikte, hava boşluğu boyutu nihayetinde mekanik hususlarla sınırlıdır.

Benzer şekilde, sargılardaki akım ne kadar yüksek olursa, spesifik elektrik yükü o kadar yüksek olur ve dolayısıyla üretilen kuvvet o kadar büyük olur. Bu, termal hususlarla sınırlıdır. Bu nedenle, daha yüksek bir elektrik yüklemesi ancak daha iyi soğutma veya daha düşük bir görev döngüsü ile elde edilebilir.

İtme kuvvetine ek olarak, mıknatıs plakası ile stator arasında normal ve stabilizasyon kuvvetleri de vardır. Normal kuvvet, sabit mıknatısların stator çekirdeğine çekilmesi nedeniyle oluşan kuvvettir. İtme kuvvetinden daha büyük bir büyüklük sırası olabilir ve mekanik kılavuz düzenlemesinin tasarımı üzerinde doğrudan bir etkisi vardır. Stator ve mıknatıs plakasını aynı hizada tutmaya çalışan kuvvet stabilizasyon kuvvetidir.

Bununla birlikte, bir LSM için, bu kuvvet bileşeni, itme ve normal kuvvetlere kıyasla ihmal edilebilir. Bu nedenle, bir kılavuz sistemi kullanırken, stabilizasyon kuvveti önemli bir tasarım düşüncesi değildir.

Motor Konfigürasyonlar

Üç ana tip lineer motor konfigürasyonu vardır, yani:

• Tek taraflı: Bu, stator sargılarının bir bölümünden ve bir mıknatıs plakasından oluşur.
• Çift taraflı: Genellikle bu, mıknatıs plakasının her iki yanında konumlanan iki stator sargısı bölümünden oluşur.
• Borulu: Düz bir lineer motorun uzunlamasına eksen etrafında döndürülmesiyle boru şeklinde bir lineer motor oluşturulur. Genel olarak, stator sargıları mıknatısları tamamen çevreler ve mıknatıs plakası silindiriktir.

Boru şeklindeki tasarımın, tek ve çift taraflı LSM'lere göre avantajları vardır:

• Silindirik topolojisi nedeniyle yüksek kuvvet yoğunluklarına sahiptir.^[12] Boru şeklindeki topolojinin geometrisi nedeniyle, manyetik akı motorun merkezine doğru yoğunlaşmıştır.
• Bobinler de tamamen silindiriktir, bu nedenle çıkıntı yoktur. Bu, bakırın ve depolanan enerjinin optimum kullanımını sağlar.[4] Sargı sarkıntılarının, uzun birincil sargı izleri olan lineer motorların toplam maliyetini önemli ölçüde artırdığına dikkat edin.

SkyPod II Sistemi için Lineer/Boru Motorun İlk Tasarımı

SkyPod II için değiştirilmiş bir boru şekilli LSM önerilmiştir. Stator sargılarına erişim sağlamak için lineer motorun uzunluğu boyunca bir boşluk bulunan boru şeklinde bir lineer motordur (Şekil 6). Bu modifikasyon nedeniyle, bu tip lineer motor uzunluk açısından kısıtlanmamıştır ve asansörler gibi uzun hareket mesafeli lineer motor uygulamaları için ideal bir model olarak görülmektedir.

Önerilen modifiye edilmiş borulu motor tasarımı, benzersiz bir lineer motor türüdür ve tasarımı ve yapısı açısından orijinaldir. Önceki modifiye edilmiş boru şeklindeki tasarımlardan farklıdır^[11] mıknatısların birincil sargıları kısmen çevrelemesidir.

Sistemin boyutlarına dayalı birkaç kaba hesaplama ve farklı lineer motorların en yüksek performans özelliklerinin bir analizi ile fizibilitenin hızlı bir kontrolü, önerilen değiştirilmiş boru şeklindeki tasarımın 60 kN'lik sürekli bir nominal itme kuvveti ürettiğini göstermektedir. Sürekli nominal itme, kısa süreler için %150 oranında artırılabilir. Bu nedenle, modifiye edilmiş boru şeklindeki motor, önerilen 4.8 mT yükü kaldırabilir ve hızlandırabilir.

Üst Düzey Kontrol Hususları

LSM'ler, döner motorlar için kullanılan aynı tip güç elektroniği motor sürücüleri tarafından çalıştırılır ve kontrol edilir. Bu nedenle, önerilen boru şeklindeki motor tasarımı, çok çeşitli motor sürücüsü üreticilerinden temin edilebilen standart hazır donanım bileşenlerini kullanır. Tescilli lineer motor kontrol algoritmaları ve stator bölümü anahtarlama stratejileri, döner motorlara yönelik bu motor sürücülerinin, modifiye edilmiş borulu senkron motorları, boru şekilli motor bölümleri ile motor sürücüleri arasında kullanılan ek bir yarı iletken anahtarlama katmanı ile verimli ve doğru bir şekilde sürmesini sağlar.

Bu sabit mıknatıslı boru şeklindeki motorun yararlı bir özelliği, doğası gereği pasif arıza emniyetli frenleme sergilemesidir.[1] Bu nedenle, bir güç kesintisi veya arıza durumu durumunda, bölmelerin hızı, yavaş bir terminal hızı ile sınırlı olacaktır. Bu, stator sargılarına enerji verilmediğinde kısa devre yapmak için normalde kapalı röleler kullanılarak elde edilir. Hareketli bölmelerdeki mıknatıs plakaları, kısa devreli stator bölümleriyle etkileşime girdiğinde, sargılarda akımlar indüklenir ve bu da harekete karşı çıkan bir manyetik alana neden olur.

Referanslar
[1] Bodika, N. (2005) Rejeneratif Frenleme Altında Kalıcı Mıknatıslı Lineer Senkron Motorun Modellenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Witwatersrand Üniversitesi, Johannesburg.
[2] Orta Japonya Demiryolu Şirketi MLX01 Maglev eXperimental 01 Japonya (1998).
[3] Seyir, RJ; Gör, V.; ve Landy, CF “Güney Afrika Madencilik Endüstrisinde Lineer Senkron Motorların Ekonomik Hususları,” The Second International Symposium on Lineer Drives for Industry Applications, s. AP–20:86–89, Tokyo, Japonya, Nisan, 1998. Japonya Elektrik Mühendisleri Enstitüsü.
[4] Copley Motion Systems (2003) (www.copleycontrols.com/motion/technology/motor, erişim tarihi Temmuz 2003).
[5] Gieras, JF Lineer Asenkron Sürücüler. Oxford University Press Inc., New York, ISBN: 0198593813 (1994).
[6] Grasshopper (2018) (www.grasshopper3d.com/group/exoskeleton, erişildi 13 Şubat 2018).
[7] Herrmann, LR, “Laplacian-Isoparametric Grid Generation Scheme,” Journal of the Engineering Mechanics Division, 102 (5): s. 749–756 (1976).
[8] Laithwaite, ER “Doğrusal Elektrik Makineleri - Kişisel Bir Bakış.” IEEE Bildirileri, Cilt 62, No. 2, s. 250–290 (Şubat 1975).
[9] Döngü, C. Üçgenlere Dayalı Düzgün Alt Bölme Yüzeyleri, Yüksek Lisans Matematik Tezi, Utah Üniversitesi (1987).
[10] Vacuumschmelze GmbH & Co. Gelişmiş Yüksek Performanslı Makineler için Geliştirilmiş Sm2Co17 Alaşımı. Hanau, Almanya (Ekim 2017).
[11] van Zyl, AW Modifiye Borulu Lineer Senkron Motorun Tasarımı, Yapısı ve Değerlendirilmesi. Johannesburg, Güney Afrika (Mart 2006).
[12] Wang, J.; Jewell, GW; ve Howe, DA “Borulu Lineer Kalıcı Mıknatıslı Makinelerin Analizi ve Tasarımı için Genel Çerçeve.” Manyetikler üzerinde IEEE İşlemleri, cilt. 35 Sayı 3, s. 1986–2000 (Mayıs 1999).
[13] Dokuma Kuşu. (www.giuliopiacentino.com/weaverbird, 13 Şubat 2018'de erişildi).