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Tese doutorado APM aplicado a veículo MagLev

1. weencacAopecoweou CERI a dorm FOLHA 16 TETE XTUMQU Sos won wm AE ERES DE Wa OF wee mart 225 E E mw VECULO DE LEVITA O MAGNETICA MAGLEV COSRA como ATHOS DA SILVERA N 01 BLOCO LH LHA DO FUND O LAND S MATOS sarana om UNIVERSIDADE FEDERAL DO RO DE JANEIRO COPPE 03 10 2013 A Oba ional 72
2. TPW 03 042EC gt gt gt Ty POCO 29 0022 22 a POCO gt 22020 ENTRADAS DIGITAIS PARES ENTRADAS DIGITAIS IMPARES SAPA ENTRADAS ED ED gt gt amp 8 9 o a o S S 3 9 amp IN 3 amp 8 S 3 8 S S O o o E amp SIS R S 8 8 S e amp 8 8 2 5 x S E g Ss a E Ss E killi ri ale 5 5 n E au lt x jul foe S 2 g g Is ei ole 2 a 1 ei z Z oc jac z Z eg eoo 8 aia E E E FINS DE CURSO BOT ES DE COMANDO MOVIMENTA O E PORTAS CONSOLE 1 u 3 o lt 58 w ES gt lt a Al E fal a 8 8 i D 2 E uj ES uj u 5 S 2 X X amp X amp X 5 2 2 amp amp HI TERM4 H TERMS H r 172 vs2 TIA vs4 TT s VS 6 1T8 Y aval OUT we CTS OUT val E OUT ewe r al s T ETE r JEEE T EE To T Filo GND 3 A2 IN GND 3 A2 IN GND 3 1 IN GNOG CRIOSTATO 2 CRIOSTATO 4 CRIOSTATO 6 e 5 2 2 5
3. 4 2 a 2 Q e z H TERM 15 TERM 17 2 TE ITT 15 2 VS 15 VS 17 ITT 19 ITT 21 2470 OUT Rad OUT TANE ele TS tw ZA EM ME led T e GNDG 2 HW AUN A IN GND 3 CRIOSTATO 15 CRIOSTATO 17 CRIOSTATO 19 CART O XC30 CART O XC31 CART O XC32 ANAL GICAS SA DAS DIGITAIS ENTRADAS ENCODERS SA SD EA FONTE ED RS 485 ED ENCODER PRINCIPAL ENCODER AUXILIAR e i gt Sisia 8 5 _ 8 alo IE zo 51515151558 Ela 51215 S Se lalolz ololn olo Sizi isi isi zios amp s lool8so5 o5s2595 5Zzo slo o ozissBsss8sS 58B8 os ximismukS SO9 715141212 9 s5 ia 5 od 4 0 9 4 lt 4 lt lt PIPPIN s Z u ao gt wio rjoj o 7 7 w o uv o r oj o 7 7 w o o o r o o i gt 1 lt TPW CPU1 e GND BAT 2 A to 022 FAPERJ CAPES Figura D 25 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 22 211 RM 21 TERM23 i HE ITT 23 2 f VS21 our awol vs 23 At T Ww T 8 Al JI lo LZ 1 IN
4. Suporte do Secund rio Suporte do prim rio Estrutura do MagLev do motor linear do motor linear i Entreferro _Criostatos em 2 gap E h T 2 Trilho de im s Figura 4 3 Rela o entre o entreferro do motor linear e o gap dos criostatos As caracter sticas de for a do motor variam em fun o do entreferro portanto monitor lo fundamental para a tomada de decis es de controle Outra finalidade da medi o do entreferro quanto ao monitoramento da altura de levita o Um entreferro muito grande implica em um baixo gap de levita o podendo ocorrer um contato f sico entre os criostatos e o trilho de m s O sensor utilizado neste monitoramento o ultrass nico modelo BUS M18K0 PWXER 040 S92K BALLUFF BALLUFF 2015 A montagem deste sensor mostrada na Figura 4 4 na qual as quatro extremidades de cada m dulo ser o monitoradas Com essa montagem o que est sendo medido a dist ncia do ve culo ao solo mas a partir do valor encontrado poss vel estimar com certa precis o os valores do entreferro e consequentemente do gap pois o incremento de um implica no decr scimo de outro ou seja quanto maior o entreferro menor o gap A condi o inversa tamb m ocorre se o entreferro diminuir o gap ir aumentar Criostatos M dulo Unit rio MagLev Cobra 1200 Sensores de altura o o
5. 211 Figura D 26 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 23 212 Figura D 27 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 24 213 Figura 1 1 Certifica es do inversor de frequ ncia CFW 11 Declara o de conformidade com as normas de seguran a EN 50178 1997 EN 60204 1 2006 61800 5 1 2007 e com as normas de EMC EN 61800 3 2004 Segue as diretivas LVD 2006 95 EC EMC Directive 2004 108 230 Figura 1 2 Certifica es do inversor de frequ ncia CFW 11 Normas bases para teste EN 61800 5 2 2007 EN 50178 1997 EN ISO 13849 1 AC 2009 IEC 60204 1 2005 61508 1 7 2010 62061 2005 e diretiva EC Directive 2006 42 EC RAR 231 Figura 1 3 Certifica es de conformidade PROFBUS da camada f sica RS485 232 Figura 1 4 Cabe alho e partes do documento emitidos pela empresa certificadora UL xvi Lista tabelas Tabela 1 1 Aplica es t picas para um ve culo MagLev THORNTON 2009 4 Tabela 1 2 Comparativo do consumo de energia de alguns meios de transporte CELHORN TON 20095 m totumque qestup iio TE uen inem omar i ied 4 Tabela 1 3 Tabela associativa entre os objetivos espec ficos e os m todos aplicados 5 Tabela 2 1 Lista das vinte e duas confer ncias MagLev ocorridas at hoje
6. Figura 4 4 Vista superior do posicionamento dos sensores de altura 53 4 3 Sistemas de frenagens el trica e mec nica O MagLev Cobra se difere dos trens convencionais principalmente por n o possuir atrito entre ve culo e via sendo esta uma das suas principais vantagens Por m quando se trata de frenagem a falta deste atrito um complicador Sistemas convencionais com travamento de rodas n o se aplicam a este caso portanto m todos alternativos de frenagem devem ser utilizados Estes m todos s o redu o da frequ ncia atrav s de rampa de desacelera o frenagem CC do inversor de frequ ncia frenagem CC a partir de um banco de baterias e frenagem mec nica O primeiro processo de frenagem intr nseco ao funcionamento O ve culo frenado com a redu o da frequ ncia de alimenta o do motor esta frenagem n o chega a parar o ve culo totalmente provoca apenas a redu o da velocidade pois o motor de indu o linear possui alto escorregamento devido ao seu grande entreferro e in rcia da composi o Neste caso esta frenagem permite que o ve culo continue se deslocando mesmo quando a rampa de desacelera o atinja frequ ncia zero principalmente no sentido CT II para CT I onde existe declividade Ao final da rampa de desacelera o poss vel aplicar um freio CC utilizando o inversor de frequ ncia CFW 11 mas este pouco eficiente Os par metros do inversor determi
7. d TT 7 OUT avo nid IN eL jw 0 10V 1 4 45 gt 4 9 10V 1 IN noe E AIN Ea s E CRIOSTATO 3 CRIOSTATO 5 CRIOSTATO 7 CART O XC30 CART O XC31 CART O XC32 SANALOGICAS SA DAS DIGITAIS ENTRADAS ENCODERS SA SD EA FONTE ED RS 485 ED ENCODER PRINCIPAL ENCODER AUXILIAR 1 5 a on zia Selg m s g a S ha glo 2E gt 12 bad z lt x lt xb SiAl ialo 2 olo a2 slelis es So SEE ERSS SRR Sss zalee a Raie 12 65 a e ees 3 2 e 8 e 2 ee decd e els 9 q 9 2 6 s ceded cd bed ed ed S amp to E FAPERJ CAPES Figura D 16 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 14 202 g a I P dum o 9 EM243 1 SS TERMO TERM 11 vs 9 TT 11 VS 11 OUT savo OUT POT NCIA CONTROLE I a W zz A2 jw ao VA IN val PCR 2121 185 EE A ZN tle 21212 5515 n ES EAES PA l 2 2 e z s sel CRIOSTATO 9
8. 108 Tabela 6 3 Lista de acidentes gen ricos que devem ser mitigados 109 Tabela B 1 Detalhamento e adequa o norma APM 126 xvii Acr nimos AMT APM ASCE ATC ATO ATP ATS CT I CT II DLIM EDL EDS EMC EML EMS HTS IHM LASUP LIM LTS Tecnologia Americana MagLev do ingl s American MagLev Technology Movimentador Autom tico de pessoas do ingl s Automated People Mover Sociedade Americana de Engenheiros Civis do ingl s American Society of Civil Engineers Controle Autom tico do Trem do ingl s Automatic Train Control Opera o Autom tica do Trem do ingl s Automatic Train Operation Protec o Autom tica do Trem do ingl s Automatic Train Protection Supervis o Autom tica do Trem do ingl s Automatic Train Supervision Centro de Tecnologia I Centro de Tecnologia II Motor Linear de Indu o de Face Dupla do ingl s Double sided Linear Induction Motor Levita o Eletrodin mica do ingl s Electrodynamic Levitation Suspen o Eletrodin mica do ingl s Electrodynamic Suspension Compatibilidade Eletromagn tica do ingl s Electromagnetic Compatibility Levita o Eletromagn tica do ingl s Electromagnetic Levitation Suspens o Eletromagn tica do ingl s Electromagnetic Suspension Supercondutor de Alta Temperatura Cr tica do ingl s
9. daN 115 1 2 CONSINErACOES ANAIS CAS t Me a 116 7 3 Trabalhos futuros a 117 Refer ncias bibliogr ficas 118 Ap ndice A Detalhamento do bloco inversor motor 124 Ap ndice B Adequa o Norma APM 126 Ap ndice C Detalhamento do posicionamento de sensores e atuadores 181 Ap ndice D Projeto el trico do ve culo sensores e atuadores 186 Ap ndice E Manual do operador 214 Anexo I Certificados do inversor de frequ ncia CF W 11 230 xi Lista de figuras Figura 2 1 Loops de corrente para controle dos motores CC dos vag es 10 Figura 2 2 Sistema de medi o de carga bols o de ar 11 Figura 2 3 Acoplamento entre os carros do metr sse 12 Figura 2 4 Sistemas de freios a motor CC b banco de resistores e c freios MECANICOS scoica iret isl ca isst de 13 Figura 2 5 Sapata coletora de energlia Ee 14 Figura 2 6 Prot tipo MagLev montada no LASUP
10. esee 23 Figura 2 7 Planifica o imagin ria de um motor de indu o de rotor gaiola de esquilo ai a Laud dei vM En Mc a 24 Figura 2 8 T cnicas de levita o magn tica a eletrodin mica EDL b eletromagn tica e c supercondutora SML 26 Figura 2 9 Percursos lineares a Simples b Simples com bypass c Duplo d Duplo com bypass Percurso em anel e condensado e Anel f Anel duplo g Condensado asda tcp Dad E a a 32 Figura 3 1 Ve culo MagLev Cobra composto por quatro m dulos dois intermedi rios dois do tipo cabine ELTON nd sawkasqa atada 34 Figura 3 2 Motor linear do ve culo MagLev Cobra a prim rio curto b liga o das bobinas c secund rio ou linor n 36 Figura 3 3 Posicionamentos do prim rio e secund rio de acordo com a topologia projetada a for a de tra o b for a de atra o 37 Figura 3 4 Rodas de seguranga 1 Roda de seguranga do motor impede o contato entre prim rio e secund rio 2 Roda do criostato impede o contato do criostato CORO TINO Ce MAS aa ode te BA esau E DE ore pa a 37 Figura 3 5 Curvas de corrente x Velocidade para v rios entreferros 38 Figura 3 6 Criostato utilizado no MagLev Cobra figura extra da de WERFEL DE
11. 21 Tabela 2 2 Comparativo entre as tecnologias EDL EML e SML 21 Tabela 3 1 Dados de placa do Motor de Indu o Linear do MagLev Cobra 35 Tabela 3 2 Caracter sticas dos criostatos do MagLev Cobra 39 Tabela 3 3 Dados de placa do inversor CFW 11 V2 04 Mec nica D 42 Tabela 4 1 Principais componentes de sensoriamento comando e controle do hiEDJES EE c 47 Tabela 5 1 Par metros gerais de stmuldo 30 ili 62 Tabela 5 2 Par metros espec ficos de simula o 62 Tabela 5 3 Par metros espec ficos de simula o 69 Tabela 5 4 Par metros espec ficos de simula o 74 Tabela 5 5 Leitura dos sensores de altura e medidas da altura de levita o dos OROSIHIOS onc D DL olm Mass EL o oL a o A on a oim 79 Tabela 5 6 Condi es de realiza o das viagens de teste 80 Tabela 5 7 Compara o entre as simula es M1 2500 kg M2 500 kg e a 0 61 90 Tabela 6 1 Limites m ximos de acelera o aceltt vels 101 Tabela 6 2 Cronograma apresentado pela EMPRESA
12. 15 7 Manuten o O programa de manuten o deve abranger todos os aspectos que envolvem o sistema completo Devem ser previstos procedimentos de manuten o preventiva procedimentos para manuten o corretiva e a documenta o de todos os processos e pe as em manuais de manuten o N o existe um programa de manuten o Todos os componentes do sistema possuem folhas de dados e manuais Nem todos os processos est o documentados Criar um programa de manuten o Preparar a documenta o de todos os processos reunir todos os manuais e incorpor los ao programa de manuten o 15 7 1 A sustentabilidade do sistema Este item trata de quest es de manuten o que garantam um funcionamento satisfat rio O ve culo deve operar de 8 00 as 18 00 de segunda feira a sexta feira Procedimentos de manuten o devem garantir este funcionamento Quest es de sustentabilidade do sistema devem ser consideradas no plano de manuten o 15 7 2 Plano de Manuten o Um plano de manuten o deve abranger todo o sistema subsistemas e equipamentos O plano de manuten o deve seguir todas as recomenda es da norma APM N o existe um plano de manuten o Criar um plano de manuten o 15 7 3 Manuais de Manuten o Manuais de manuten o devem ser fornecidos para todos os elementos do sistema Estes manuais devem obedecer a recomenda es da norma N o existem manuais
13. 12 RR 13 2 1 5 Sapatas coletoras de energl t uat a OR oa padece nasua tras ita tasas 14 2 1 6 Componentes el tricos e eletr nicos 14 2 1 7 Parte mec nica de acoplamento dos motores e redutores s rodas 15 22 Veiculos Mas e ua u ioga N sha 15 22 1 Levantamento DISL NICO nda aguas eee 15 2 2122 Mas Lev Cobra UFRJ 2 u us o E ease heres 21 23 Motor TRE ooo OA oa osse o Sue on fti e 23 2 4 T 25 2 4 1 Levitaeao Eletrodmamica 25 2 4 2 Levita o Eletromagn tica EML 25 2 4 3 Levita o Magn tica Supercondutora SML 26 2 4 4 Compara o entre as t cnicas de levita o 8 21 1X 2 5 Automated People Mover ae eee 28 2 5 1 Caracter sticas de um sistema ADM iius ao dai dpi tai ete aceti dicia 30 2 5 2 Configura es t picas de linhas APMSs 31 3 Descri o dos componentes do ve culo MasgLev Cobra 33 3 1 Estrutura geral do MagLev Cobra c e aa Ue nn db
14. BNDES Qrapers Mc 2 O SEM ESCALA L EX Figura D 10 Projeto el trico do MagLev Cobra em folha 1 parte 2 3 196 TPW CPU 1 rw ss 2 22000200 0000 on 2202020420 POLO 2 22000700 0000 2 22000000 0000 FONTE 85485 SA DAS DIGITAIS SD SD SD SD SD SD ME e e SISI eB B SS Eca olol Olulo elol Slon e zlo se z o e td a palpa 4 lt TX v X Vsus zislsis gsx c e Raisins lt lt lt lt l al sss S8 EE sd ES i SSIS 2112 S gs SIS zo oo cb cd oo S fod oo alo co per rr A 2I IPWCPU 24Vcc 1 N a 3 2 5 5 S 7 B TT 0 vs 0 vm OUT T T lo GNDG A2 u 24Vcc 1 GND BAT 1 CRIOSTATO 0 BATERIA 2 12Vcc 12Vcc 1 e T BATERIA 1 lt 12Vcc u 2 Figura D 11 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 9 197
15. Assunto abordado An lises anteriores podem ser utilizadas se atualizadas por conta de Altera es relevantes nas condi es ambientais ou operacionais Altera es de engenharia pertinentes nas dimens es do ve culo materiais ou processos de fabrica o Experi ncia de instala o anterior Abordagem atual no MagLev Cobra O projeto novo n o h dados anteriores que possam ser utilizados Adequa o necess ria N o se aplica 7 4 3 Vida til da estrutura A estrutura do ve culo deve ser projetada para operar por pelo menos 20 anos a menos que explicitamente especificado em contr rio pelo propriet rio A cargo da empresa Holus Este item deve ser auditado durante a certifica o 7 4 4 Crit rios para o projeto estrutural O projeto deve obedecer a uma s rie de crit rios detalhados neste subitem da norma A cargo da empresa Holus Este item deve ser auditado durante a certifica o 7 5 Engates Se os engates entre ve culos forem usados devem atender aos requisitos da norma O acoplamento de que trata a norma refere se quele utilizado para compor comboios e usado para manobras em p tios e esta es O acoplamento usado no MagLev estrutural e s pode ser acessado em oficina de manuten o Portanto o pacote din mico deve ser considerado uma nica pe a 144 N o h adequa o a fazer Item da norma 7 5 1 Projeto Mec nico Auto
16. 2 op t 0 20 40 60 80 100 120 Tempo s Figura 5 36 Perfis de velocidade das viagens impares V3 V7 e V11 subida Na descida viagens V4 V8 e V12 os perfis de acelera o se mantiveram parecidos com os de subida Na desacelera o o inversor de frequ ncia n o conseguiu parar o ve culo totalmente Figura 5 37 O perfil de parada ser analisado na se o Velocidade do ve culo na viagem V4 _ 10 I 2 5 8 S 8 so t 0 20 40 60 80 100 120 Tempo s Velocidade do ve culo na viagem V8 _ 10r lt E m Lm T LAT 2 g 5 em gd S o Es o 0 20 40 60 80 100 120 Tempo s Velocidade do ve culo na viagem V12 10 E Meo g 5 Mi o S 8 So t al 0 20 40 60 80 100 120 Tempo s Figura 5 37 Perfis de velocidade das viagens pares V4 V8 e V12 descida 5 4 5 An lise de frenagem A primeira a o de frenagem intr nseca ao perfil de acionamento do motor linear pelo inversor de frequ ncia O controle do inversor do tipo escalar V f e 87 obedece a um trap zio contendo rampa de acelera o velocidade constante e rampa de desacelera o Na rampa de acelera o os perfis s o semelhantes mas na desacelera o nem sempre o motor consegue ser freado pelo inversor de frequ ncia CFW 11 A Figura 5 38 mostra uma amplia o das frenagens por redu o da frequ ncia do sinal de refer ncia das viagens V3 V7 e V11 Nestas
17. E Figura D 12 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 10 198 TPW 03 042 TPW 03 042EC vo owe ANAL GICAS m ENTRADAS ANAL GICAS SAKA ENTRADAS ANAL GICAS E E E o o 5 5 g 28 z 24 S 9 S Iz amp 3 e 2 s z lt S 216 2 z 6 2 8 lt O x amp 3 8 amp 5 51598185 26821865 H la a g e amp le 5 a F g lt al Ww 5 F s s 5 amp F EH E F FE 6 E E lo o o ja e jo ja 24Vcc 1 al a E 2 3 2 3 Es al a l 1 7 z TERMS TERM I0 di a 5 i vs 8 TT 10 VS 10 OUT evo JA OUT SU 0 SU 1 aS T Ed k P T 24v 1 EE 24V 1 E ARDE A 1 1 O O BEL A2 AUN GNOG A2 AIN d d b GNDG GND 3 RIOSTATO 8 CRIOSTATO
18. EMERG NCIA PARTIDA PORTA CONSOLE EMERG O O O O USB IHM AUT MAN MANUT CFW 1 CEW 1 o ES O IHM Z m Prote o CFW 2 CFW 2 1 COM CT2 PARADA PORTA COM o RE O O O Q TARAMELA COM CHAVE Figura 1 2 Console de comando do MagLev Cobra Descri o b sica dos comandos do operador IHM Interface Homem M quina PARTIDA D in cio ao movimento comando duas m os o bot o COM deve estar acionado PARADA Comando de parada normal do ve culo ABRE PORTA Comando de abertura de porta s est ativo com o ve culo parado FECHA PORTA Comando de fechamento de porta SELE O CONSOLE Seleciona o console como sendo o nico a operar COM Bot o de Valida o do comando PARTIDA PARADA EMERG NCIA Para o ve culo imediatamente Descri o b sica dos comandos de manuten o e reboque dentro de compartimento oculto trancado USB CFW 1 Acessa o inversor de frequ ncia CFW 1 somente para a equipe de 215 USB CFW 2 Acessa o inversor de frequ ncia CFW 2 somente para a equipe de manuten o IHM CFW 1 Local de conex o da IHM do CFW 1 somente para a equipe de manuten o IHM CFW 2 Local de conex o da IHM do CFW 2 somente para a equipe de manuten o AUT MAN Sele o autom tico e manuten o em AUT somente os comandos do operador est o ativos em MAN somente os comandos de manuten o e reboque est o ativos EMERG MANUT
19. Vector of input values 227 58 1538 238 3120 4617 6 6528 8730 11118 48 13756 92 15000 Table data 20 18 16 14 12 10 8 6 5 Lookup method Sample time 1 for inherited 1 Vector of input values 56 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Table data 17 16 15 14 13 12 11 109876 54 32 Lookup method Interpolation Extrapolation Sample time 1 for inherited 1 Vector of input values 8 12 16 20 Table data 2181 82 1846 15 1600 1333 33 Lookup method Interpolation Use End Values Sample time 1 for inherited 1 Figura A 2 Determina o de par metros do bloco Inversor Motor 125 Ap ndice Adequa o Norma A Tabela mostra um resumo da norma APM ASCE 2013a a forma como cada item abordado no MagLev Cobra e as adequa es necess rias para torna lo um APM Esta norma a sintetiza o das quatro normas anteriores de 2005 e 2008 parte 1 ASCE 21 2005 e partes 2 3 e 4 ASCE 21 2008 Item da norma Tabela B 1 Detalhamento e adequa o norma APM Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Abordagem atual no MagLev Adequa o necess ria 1 GERAL Normas APM Cobra N o se aplica N o se aplica 1 1 Escopo Descri o geral sobre o conjunto de quatro normas APM N o se aplica N o se aplica 1 2 Aplica es Existentes Aplica es anteriores no
20. A2 AIN ZRIOSTATO 21 CRIOSTATO 23 FINS DE CURSO MEC NICOS E a a Tr N 1l S S 3T O XC36 OMUNIC s O i h Q FJ H 18 zzz 911915 eos 1 s FC2 E 2 o 2 4 24vec 2 M DULO 4 EM243 2 iz S o o o EM243 POT NCIA CONTROLE 1 Vcc 2 MOT 3 MOT 4 Vcc 7 RUN BW 8 STOP 9 SPEED 2 10 FAULT 11 5 12 5 6 RUN FW 13 LIMIT FW 14 LIMIT BW FUS VEL 30A GND BAT 2 ill 5 GND TPW CPU2 SD00 TPW CPUZ SDO1 TPW CPU2 SDO TPW CPU2 COMO TPW CPU2SD02 TPW CPUZ SDO3 24Vcc 2 MODULO 3 PREVISAO FINS DE CURSO DE PORTAS TPW CPUZ EDO TPW CPU2 ED1 2 eX 2 4 AA 2 4 1 24Vcc 2 MODULO 3 24vcc 2 CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient fico e Tecnol gico Figura D 26 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 23 212 1 ALTERA O NA DISTRIBUI O DOS SENSORES NOS CART ES ANAL GICOS LA RCIO S MATTOS 12 09 2014 0 PROJETO ELETRICO DO VEICULO DE 1 MAGN TICA MAGLEV COBRA LA RCIO S MATTOS 07 05 2014 REVIS O DESCRI O RESPONS VEL DATA VISTO OBJETO VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV
21. Etapa 1 Localizar compilar e analisar material bibliogr fico websites normas de certifica o e outras fontes aplic veis ao MagLev Cobra Etapa 2 Contatar entidades como o INMETRO e o Comit Brasileiro Metroferrovi rio ABNT CB06 para estabelecer diretrizes gerais para a certifica o do MagLev Cobra Etapa 3 Estabelecer a estrutura de certifica o para o MagLev Cobra incluindo a listagem dos documentos testes inspe es e verifica es necess rios para a certifica o Etapa 4 Elaborar o plano para adequa o do MagLev Cobra aos requisitos de certifica o definidos Etapa 5 Identificar e contratar organismos de certifica o de produtos Com estas cinco etapas estabelecidas foi criado um cronograma de execu o O prazo para realiza o dos trabalhos de um ano e mostrado na Tabela 6 2 A proposta traz ainda um detalhamento de cada uma das etapas e um or amento Tabela 6 2 Cronograma apresentado pela EMPRESA A m N N NO nN on on on on on on on on on on on on o o o o o D o o o o o o 2 23 gt 3 gt gt gt gt gt gt 7 108 e Proposta da EMPRESA para certifica o direta A empresa consultada possui experi ncia internacional em certifica o de ferrovias Seu processo de auditoria completamente independente ou seja n o h intera o entre o auditor e o auditado O auditor limita
22. Interface Homem M quina IHM que faz parte do sistema supervis rio interno do Maglev Cobra uto 97 Figura 6 3 rea do piso de um dos m dulos do MagLev Cobra Componentes que envolvem o piso foram suprimidos nesta figura 99 Figura 6 4 Medi o das folgas entre o MagLev Cobra e a esta o a ponto de medi o com o ve culo parado travado e com as portas abertas b amplia o do ponto de medi a0 odio a E SE 100 xiv Figura 6 5 Barramentos de alimenta o do MagLev Cobra a distribui o das bases de sustenta o dos barramentos b ponto de conex o entre os cabos de alimenta o e os barramentos a 102 Figura 6 6 Sequ ncia de inspe o do sistema onde PDS o Sistema de Distribui o de Energia Power Distribution System eese eene eene 105 Figura 6 7 Itens a serem verificados e ensaiados no sistema completo e em cada c mp nente MIA omoi a etate pM 106 Figura 6 8 Representa o V amp V Verifica o e Valida o 113 Figura A 1 Detalhamento do Bloco inversor motor 124 Figura A 2 Determina o de par metros do bloco Inversor Motor 125 Figura C 1 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tri
23. Para o ve culo imediatamente o retorno deste bot o para condi o inicial permite que o ve culo volte a operar normalmente em MAN COM Ativa os bot es CT 1 e CT 2 CT 1 D in cio ao movimento em velocidade reduzida na dire o do CT 1 comando duas m os o bot o COM deve estar acionado CT 2 D in cio ao movimento em velocidade reduzida na dire o do CT 2 comando duas m os o bot o COM deve estar acionado 1 3 Partes constituintes da via Por quest es t cnicas de custo de seguran a de est tica e de adequa o ao local de instala o optou se por uma via elevada para dar suporte ao MagLev Cobra Na Figura 1 3 a mostrada a via elevada que liga os centros de tecnologia I e II CT I e A esta o principal a esta o CT I Figura 1 3 b nela al m do sagu o de embarque e desembarque est o localizadas a rea da oficina de manuten o e do caf E d P b Figura 1 3 Partes que comp em via elevada a Trajeto elevado com trilho de im s instalados b Esta o CT I Na configura o final Figura 1 4 a laje da via elevada tem afixado a ela o trilho de im s o secund rio do motor linear e o barramento de alimenta o de energia para o ve culo Figura 1 4 Componentes da via elevada 216 01 Laje de concreto da via elevada 02 Trilho de im s respons vel pela levita o magn tica 03 Secund rio do motor linear fixado
24. 200 200 400 600 r E r r 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 20 For as exercidas pelos motores no Caso 8 Com esta topologia haver uma transmiss o de tra o atrav s do acoplamento modular como pode ser visto na Figura 5 21 Como o m dulo 2 est menos carregado este auxilia o motor 1 empurrando compress o na c lula de carga o m dulo 1 durante a acelera o e freando estendendo a c lula de carga durante a desacelera o Tra o sobre a c lula de carga 500 r r r r 400 For a N 500 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 21 For a de tra o sobre a c lula de carga O motor mestre Motor 1 recebe o sinal de refer ncia enquanto que o motor 2 recebe o sinal de refer ncia com a a o da realimenta o de for a Nota se na Figura 5 22 que a frequ ncia do Motor 2 ajustada tal que as for as exercidas pelos dois motores sejam iguais 75 Curvas For a x Velocidade Entreferro M1 gt Entreferro M2 Frequ ncia M2 lt Frequ ncia M1 Motor 2 For a N Motor 1 F4 F2 Velocidade real do ve culo Velocidade s ncrona com a o de controle Velocidade s ncrona do sinal de refer ncia Figura 5 22 Curvas de cargas dos motores com a a o de controle e CASO 9 No Caso 9 h uma invers o no carregamento dos m dulos A Figura 5 23 a Figura 5 24 e a F
25. 57 Figura 5 1 Diagrama de for as atuantes entre dois m dulos do ve culo MagLev 59 Figura 5 2 Circuito de simula o sem realimentag o eee 61 Figura 5 3 Curvas de for a em fun o da varia o do entreferro 61 Figura 5 4 Sinal de refer ncia aplicado aos blocos inversor motor 64 Figura 5 5 For as exercidas pelos motores no Caso 1 64 Figura 5 6 Posi o do ve culo e velocidade em rela o ao tempo para o Caso 1 65 Figura 5 7 For as exercidas pelos motores no Caso 2 see 65 Figura 5 8 Tra o sobre a c lula de carga no Caso 2 66 Figura 5 9 Compara o das curvas de for a no Caso 2 66 Figura 5 10 In cio e fim da rampa com inclina o de 0 61 67 Figura 5 11 For as exercidas pelos motores no Caso 3 68 Figura 5 12 For as exercidas pelos motores no Caso 4 68 Figura 5 13 Circuito de simula o com realimenta o de tra o intermodular 70 Figura 5 14 For as exercidas pelos motores no Caso 5 70 Figura 5 15 For a de tra o sobre a c lula de carga 71 Figura 5 16 Curvas de cargas
26. A ilumina o do ve culo feita atrav s de fitas de LED Diodo Emissor de Luz Unidade hidr ulica e acumulador O ve culo possui um sistema de freios mec nicos que necessitam de ar comprimido Um sistema de ar comprimido e um armazenador est o instalados no interior do ve culo Sistema de atua o e acionamento hidr ulico de freio de emerg ncia Um sistema de freio mec nico acionado em caso de emerg ncia e para estabilizar o ve culo nas esta es Criostatos A A levita o magn tica supercondutora necessita que o material supercondutor seja resfriado a baixas temperaturas por este motivo os supercondutores s o acondicionados dentro de criostatos Os criostatos s o respons veis por receber nitrog nio l quido para manter os supercondutores a baixas temperaturas Tubula o de LN2 Para abastecer os criostatos existe uma linha de tubula es que interligam os criostatos Motor de porta A As portas do MagLev tem sua abertura e fechamento comandadas por motores el tricos Estes motores s o de corrente cont nua 24Vcc Micro Switch de porta Fim de curso de porta N Para limitar a a o dos motores de porta existem chaves fim de curso instaladas no fim de curso da abertura e no fim de curso do fechamento Estes fins de curso de tamanho reduzido s o conhecidos como Micro Switch Controlador do motor de porta O motor de porta possui um controlador dedicado que instal
27. Considerando desprez vel a deforma o da c lula de carga a acelera o dos dois m dulos igual e mostrada na equa o 5 1 F F F 4 q sena 5 1 M M M M eb As equa es 5 2 e 5 3 mostram composi o de for as que atuam sobre as massas que comp es o sistema 59 F T P M a gt F T 9 M a 5 2 B T P M a gt T 9 5 M a 5 3 Associando se as equa es 5 2 e 5 3 tem se a tra o entre os m dulos Mp Fy My F _ M5 M T pus S NEM rU RE ME 54 M M U M M M M Quy A for a exercida sobre a c lula de carga Fc dada pela soma vetorial das tra es sobre ela conforme visto na equa o 5 5 e Caracter sticas do sistema visando analisar o comportamento entre dois m dulos do ve culo Para as simula es ser o respeitados alguns limites operacionais baseados nas caracter sticas do ve culo A acelera o m xima do Maglev deve levar em considera o a for a m xima fornecida pelo motor linear e o carregamento m ximo dos m dulos Como visto na Tabela 3 2 cada criostato possui uma for a de levita o de 2500 N cada m dulo equipado com seis criostatos totalizando 15000 N A for a nominal do motor linear de 900 N Tabela 3 1 portanto a acelera o m xima por m dulo totalmente carregado em trajet ria plana horizontal dada pela equa
28. Figura C 3 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 3 do ve culo MagLev Cobra 184 OV REFER NCIA 534V CIRCUITO 1 OV TERRA SAPATAS COLETORAS DE ENERGIA 2 BUS M18 Ki BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm 5 5mm BUS M18 Kt 5x0 34mnv l 9 Smm CRIOSTATO 20 CRIOSTATO 22 CRIOSTATO 24 CRIOSTATO 18 PRANEUUTOR SOLENOIDE SOLENOIDE ra uro SOLENOIDE SOLENOIDE TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA M DULO 3 M DULO 4 CORREVIT CFW 11 L350 PLC 11 01 e O BATERIAS BATERIA 4 FIM DE CURSO MEC NICO FREIO MEC NICO m 21 TEMPERATURA MEC NICO BUS M18 KO BUS M18 KO 2 5x0 34mm D 5mm BUS M18 KO O 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D Smm CRIOSTATO 17 CRIOSTATO 19 E di 23 FC 2 a Fund ta TRANSDUTOR SOLENOIDE RANSDUTOR SOLENOIDE T um E TEMPERATURA TEMPERATURA FIM DE CURSO TEMPERATURA PRIM RIO DO MOTOR DE INDU O LINEAR MOTOR 2 3 1 ATG ja STS Dos sensores GOES vamo s mos zem 75 mero vo vit DE Loma o wenns wau coem s was eyes OBJETO VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA ENDERE O ATHOS DA SILVEIRA N 01 BLOCO I H ILHA DO FUND O DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET RIO UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 20 03 2015 DATA DESCRI O ESCALA COMPONENTES DO M DULO 4
29. M GND GND GND BAT 2 RIOSTATO 20 CRIOSTATO 22 5 o 5 DRIVER DOS MOTORES DE PORTA o mj N ia e Figura D 22 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 19 TPW CPU2 ED43 271 CONSOLE DE COMANDO DO M DULO 4 g f e 2 a a a a a rr ui rr N N N N N q 5 5 5 E 8 9 9 9 gt z lt amp H H H H CHAVE DE ABRE SELE O _ ATIVA AO DO PARTIDA PORTA EMERGENCIA AUTOMATICO EMERGENCIA CONSOLE 2 MANUAL 7 Ta T T 3 T 3 2 PART 2 5 4 ABRE 2 o4 EMER1 2 A 2 V EMER2 2 eX 3 2 a 2 4 2 4 2 4 2 4 C 2 4 3 7 CONS 1 4 a a 8 lt ul N N N 2 2 a a 9 9 a a H H H FECHA lt PARADA PORTA 10 3 PARA 2 AL X 2 AC 1 DIR CT1 2 5 x DIR CT2 2 3 Y 2 4 2 4 I 2 4 3 2 4 a COMUM MANOBRA 2 4 4 2 4 9 2 z 2 E q b m il m a m oO o Ka oO F lt t lt
30. TPW CPU 1 Descri o Controlador l gico program vel PLC WEG modelo TPW 03 60HR D Fun o Respons vel pelo monitoramento de temperatura dos criostatos altura de levita o e comandos do operador e fins de curso TPW CPU 2 Controlador l gico program vel PLC WEG MODELO TPW 03 60HR D Respons vel pelo monitoramento de temperatura dos criostatos altura de levita o e comandos do operador e fins de curso Cart es de entradas anal gicas Leitura de temperatura dos criostatos TPW A2 WEG modelo TPW 03 8AD TPW AA TPW AS TPW A3 Cart es de entradas anal gicas Leitura dos sensores de altura de TPW A6 WEG modelo TPW 03 8AD levita o TT XX Transmissor de temperatura Transdutor de temperatura que faz a Wika modelo 102 3T F CND interface entre o termopar e o PLC VS XX V lvula solenoide o atuador que permite e bloqueia o normalmente fechada asco enchimento dos criostatos com modelo 8263 205LT nitrog nio l quido TERM XX tipo T Respons vel por medir a temperatura de opera o dos criostatos SU XX Sensor de dist ncia Mede a altura de levita o ultrass nico modelo bus MIS8KO XAER 040 S92K Correvit Sensor de velocidade e Medi o de velocidade e dist ncia L350 dist ncia estima o de acelera o e posi o FC X Fim de curso mec nico Sensores mec nicos para informa o de proximidade do ve culo com as esta
31. m s Escorregamento Figura 5 9 Compara o das curvas de for a no Caso 2 66 e CASO 3 No caso 3 as massas dos m dulos s o diferentes h uma inclina o de 0 7 graus entre a posi o de 6 metros e 194 metros que corresponde dist ncia a ser percorrida fora das esta es As esta es de 6 metros cada s o planas Devido ao aumento do escorregamento provocado pelo plano inclinado foi usado um fator de corre o para que a dist ncia percorrida seja de exatamente 200 metros Estas corre es j est o implementadas nos resultados que ser o apresentados a seguir O ngulo de inclina o da rampa de 0 61 e considerado quando o ve culo atinge 6 metros de deslocamento O percurso volta a ficar plano quando alcan ada a marca de 194 metros Nesta simula o o in cio e fim da rampa acontecem aos 12 09 s e 54 74 s respectivamente Figura 5 10 Posi o do Ve culo 200 F E 150 100 8 50r 0 E E E E Mi 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s ngulo de inclina o da rampa 1 r T r 05r P 1 5 O v S E 0 0 5 E L r E L L E 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 10 In cio e fim da rampa com inclinac o de 0 61 Nota se na Figura 5 11 que a for a exigida dos motores cresce consideravelmente no plano inclinado Nota se tamb m que os motores fornecem for as ao conjunto durante o regime permanente para compensar a componente gera
32. o de intrusos evacua o da linha sinaliza o ilumina o sistemas ininterruptos de energia preven o contra inc ndio montagem da linha do trilho de m s crit rios estruturais dos trilhos de alimenta o Condi es ambientais de opera o vibra o radia o eletromagn tica Figura 6 7 Itens a serem verificados e ensaiados no sistema completo e em cada componente do sistema 106 6 2 Certifica o da linha de testes Um passo importante para colocar um ve culo que transporta pessoas em funcionamento a sua certifica o A certifica o um atestado de que todas as exig ncias de normas regulamentadoras para aquele tipo de ve culo foram atendidas O processo de certifica o longo e deve preferencialmente acompanhar todas as fases do projeto Empresas certificadoras independentes s o capazes de orientar sobre poss veis problemas que implicar o em retrabalho caso n o sejam corrigidos na etapa de concep o do projeto O MagLev Cobra encontra se no in cio da fase de testes e n o possui um contrato com empresa certificadora at o momento 6 2 1 Empresas certificadoras As empresas certificadoras que possuem caracter sticas adequadas ao trabalho junto ao MagLev Cobra s o as do ramo ferrovi rio No processo de certifica o os componentes s o desmembrados por partes principais como por exemplo ve culo via esta es centros de controle etc Cada uma destas partes desmembr
33. z is Instituto Alberto Luiz Coimbra de U F P s Gradua o e Pesquisa de Engenharia ESTUDO DA TRA O DE UM VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA SUPERCONDUTORA CONTRIBUI O CERTIFICA O DO MAGLEV COBRA La rcio Simas Mattos Tese de Doutorado apresentada ao Programa de P s gradua o em Engenharia El trica COPPE da Universidade Federal do Rio de Janeiro como parte dos requisitos necess rios obten o do t tulo de Doutor em Engenharia El trica Orientador Richard Magdalena Stephan Rio de Janeiro Junho de 2015 ESTUDO DA TRA O DE UM VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA SUPERCONDUTORA CONTRIBUI O CERTIFICA O DO MAGLEV COBRA La rcio Simas Mattos TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO LUIZ COIMBRA DE P S GRADUA O E PESQUISA DE ENGENHARIA COPPE DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESS RIOS PARA A OBTEN O DO GRAU DE DOUTOR EM CI NCIAS EM ENGENHARIA EL TRICA Examinada por SAM by Prof Richard Magdalena Stephan Dr Ing Prof Maur cio Nogueira Frota Ph D RIO DE JANEIRO RJ BRASIL JUNHO DE 2015 Mattos La rcio Simas Estudo da Tra o de Um Ve culo de Levita o Magn tica Supercondutora Contribui o Certifica o Do MagLev Cobra La rcio Simas Mattos Rio de Janeiro UFRJ COPPE 2015 XIX 233 p il 29 7 cm Orientador Richard Magdalena Stephan Tese doutorado UFRJ CO
34. 20 E E S15 Ply B lt 10 lt 10 5 5 0 E u OF 1650 1700 1750 1850 1900 1950 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 5 Figura 5 31 Altura de levita o dos criostatos do m dulo 4 nas viagens e V4 sendo a viagem de ida e 30 25 20 Atura mm a 1650 1700 V4 a de volta Altura de levita o do criostato 23 nas viagens V3 e V4 volta y x Afundamento CT2 CT1 Afundamento CT1 CT2 1750 1800 1850 1900 1950 Tempo s Figura 5 32 Afundamento da altura de levita o no criostato 23 nas viagens de ida e de volta V4 Aumentando ainda mais o zoom da visualiza o as alturas de levita o dos criostatos do m dulo 4 foram colocadas sobrepostas em uma nica figura Figura 5 33 A sobreposi o ajuda a mostrar que os criostatos 23 e 24 est o mais baixos que os 19 e 20 Como j era de se esperar por verifica es visuais pr vias o bico do ve culo est mais baixo 84 A Figura 5 34 mostra as alturas de levita o do m dulo 3 Os criostatos 17 e 19 est o mais baixos isso mostra que a borracha de conex o entre os m dulos sofre um esfor o vertical fazendo com que o m dulo 4 mais baixo puxe a frente do m dulo 3 para baixo ou ent o o m dulo 3 mais alto puxe a parte de traz do m dulo 4 para cima Somente um tipo de engate que permita uma movimenta o vertical tornaria a levita o indepe
35. 2015 WERFEL F N et al Recent Up Scaling in HTS Magnetic Device Technology IEEE Transactions On Applied Superconductivity v 21 n 3 p 1473 1476 jun 2011 122 YONG J S et al Service Availability of the Urban Maglev System in Korea The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 ZHENG J et al Stability of the Maglev Vehicle Model Using Bulk High Tc Superconductors at Low Speed IEEE Transaction on Apllied Superconductivity v 17 n 2 p 2103 2106 jun 2007 123 Ap ndice A Detalhamento do bloco inversor motor O bloco inversor motor baseado nos dados de ensaios fornecidos pelo fabricante do motor A Figura 1 mostra os componentes internos do bloco inversor motor Os blocos Determina o do gap do criostato Determina o entreferro do motor linear e Determina o do ganho de for a s o a reprodu o das s contidas em LOAIZA 2010 e s o mostrados na Figura A 2 f1 V 1 M1 Inversor1 Motor1 velocidade sincrona velocidade de escoregamento 4 Escorregamento fr E Massa For a velocidade real Saturation F1 Bloco de For a m s QO Escorregamento N sm Multiplica Gravidade Determina o do gap Determina o do entreferro Detemina o do ganho do criostato do motordo linear de for a Figura A 1 Detalhamento do Bloco inversor motor 124
36. As duas extremidades ficam livres absorvendo as expans es e retra es Nada a fazer 9 3 5 Transi o entre trilhos de alimenta o Onde houver seccionamento do trilho devem haver meios da sapata coletora comutar entre trilhos na velocidade nominal do ve culo No MagLev n o haver seccionamento do trilho Nada a fazer 9 3 6 Isoladores A superf cie do material isolante deve ser liso duro resistente aos raios UV e ante chama Os condutores de alimenta o devem ser protegidos contra contato acidental Os isoladores s o fornecidos pelo mesmo fabricante do trilho E s o pr prios para o mesmo Nada a fazer 9 3 7 Montagem A montagem deve ser r gida permitindo apenas movimentos longitudinais para expans o t rmica Os trilhos s o fixados com suportes apropriados que permitem somente movimenta es longitudinais 160 Nada a fazer Item da norma 9 3 8 Resist ncia trilho terra Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A resist ncia deve ser de 1MQ para cada 300m em CA e 5000 para cada 300m em CC Em quaisquer condi es Abordagem atual no MagLev Cobra Os isoladores s o fornecidos pelo fabricante do trilho Adequa o necess ria Megar o trilho E se necess rio corrigir 9 3 9 Aquecimento do trilho Prever aquecimento do trilho para locais com congelamento potencial Na regi o de instala o do MagLev n o h
37. Este composto por 54 bobinas com 13 espiras cada e o condutor utilizado de cobre e possui formato retangular de 1 3x9 2 mm O prim rio possui 6 polos com 3 bobinas por polo como pode ser visto na Figura 3 2 b Com comprimento de 1 27 m o prim rio curto compat vel com as dimens es do MagLev Cobra Este pequeno comprimento faz com que o ve culo seja bastante flex vel quanto capacidade de fazer curvas e de fazer transi es entre planos horizontais e planos inclinados O secund rio possui um n cleo de ferro laminado no qual se encaixam barras de alum nio de 12 7 mm x 12 7 mm ligadas a uma barra de curto circuito de 12 7 mm x 25 4 mm Figura 3 2 c 35 FASE FASE FASE x SORE RRR Q XQ lt RS UR da tu Sm a EH Te Lut ve Py v b Figura 3 2 Motor linear do ve culo MagLev Cobra a prim rio curto b liga o das bobinas c secund rio ou linor 3 4 Topologia em do motor linear e sua contribui o na levita o O motor linear do MagLev Cobra foi idealizado para fazer com que a for a de atra o entre o prim rio e o secund rio auxilie na levita o do ve culo Isso feito como forma de aproveitamento do efeito atrativo do motor A topologia em que o secund rio est fixo sobre o prim rio do motor vista na Figura 3 3 A dire o e sentido da for a longitudinal mostrada na Figu
38. For a o 50 100 F 150 F 200 L L t 0 10 20 30 40 50 60 70 5 Figura 5 5 For as exercidas pelos motores Caso 1 64 Posi o do Ve culo Velocidade do Ve culo Posi o m Velocidade km h 0 20 40 60 0 20 40 60 5 5 Figura 5 6 Posi o do ve culo e velocidade em rela o ao tempo para o Caso 1 e CASO 2 No Caso 2 a massa dos passageiros est mal distribu da entre os m dulos e n o h inclina es no percurso Nota se que o Motor 2 que est no m dulo descarregado 500 kg o que exerce maior for a enquanto que o Motor 1 exerce uma for a menor embora esteja presente no m dulo com mais carga 2500 kg Isso acontece porque quanto maior a massa transportada maior o entreferro do motor fazendo com que este se torne mais fraco For as exercidas pelos motores E F E 600 For a do motor 1 ci ye cu nin do For a do motor 2 400 i i 200 For a N 200 1 400 1 i 7 600 L 0 10 20 30 40 50 60 70 5 Figura 5 7 For as exercidas pelos motores Caso 2 Como o acoplamento entre os m dulos r gido h uma transfer ncia de for as entre eles A Figura 5 8 mostra a tra o sobre a c lula de carga nota se que durante a acelera o a tra o negativa devido ao fato do Mot
39. S 8 3 Veiculo vis o intema gr ti d Iu NS 4 Veiculo apontando para via Frente ais DUTOR SOLENOIDE NS w TEMPERATURA TEMP 5 Veiculo apontando para via R FIM DE CURSO BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm e 9 6 Estac o CT 2 apontando para via MEOS FCE 1 7 Esta o CT 2 vis o interna C m SIMBOLOGIA m COMPONENTE DESCRI O CONTROLADOR L GICO PROGRAM VEL WEG MODELO TPW 03 60HR D TPW CPU1 RESPONS VEL PELO MONITORAMENTO DE TEMPERATURA DOS CRIOSTATOS E ALTURA DE LEVITA O CONTROLADOR L GICO PROGRAM VEL WEG MODELO TPW 03 60HR D Figura D 2 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 1 188 0V REFER NCIA 534V CIRCUITO 1 0V TERRA COLETORAS DE ENERGIA 1 BUS M18 KO Q BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 4 CRIOSTATO 6 CRIOSTATO 8 CRIOSTATO 10 ur qr T SDUTOR z T z UTOR T an SOLENOIDE SOLENOIDE D SOLENOIDE RA SOLENOIDE ERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA LA X a x PARADA partion ABRE SELE O EMERG NCIA PORTA CONSOLE B EMERG O CAP citi AUT MAN MANUT s K
40. at ZZ C Y Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Altura de levita o xxmm AAmmat Zzmm Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Tens o no barramento CC XXV AA V at ZZ V Y Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Tens o das baterias XXV AA V at ZZ V Y Confirmac o Ilumina o interna Y Confirmac o Sinaliza o de via energizada Y Confirmac o Comunica o com o centro de opera es Y Mantenha este bot o precionado para confirmar Ve culo apto para operar Validac o Prosseguir Figura 4 2 Tela de check list completo o condutor est apto prosseguir 5 PROCEDIMENTOS DE COLOCA O EM OPERA O 5 1 Monitoramento do embarque de passageiros at o limite m ximo O condutor deve se posicionar pr ximo porta do ve culo para acompanhar o embarque de passageiros Quando a lota o m xima for atingida o condutor deve anunciar que o ve culo est lotado e que os usu rios restantes devem aguardar a pr xima viagem 5 2 Ir para a tela de inicializa o e verificar se h alarmes na IHM Com os passageiros embarcados o condutor deve introduzir e girar a chave de ativa o do console de comando realizar o check list acionar o bot o prosseguir da IHM Figura 4 2 Aparecer uma tela de alarmes Caso algum alarme esteja sinalizado o condutor deve retirar a chave do console evacuar o ve culo e acionar a equipe de manuten o Caso n o haja alarme o condutor dever a
41. culo que afetam o conforto dos passageiros As normas devem ser atendidas As normas devem ser atendidas 7 7 1 Aquecimento e ar Condicionado Aquecimento e ar condicionado s o opcionais mas quando previsto deve atender aos requisitos da norma N o est previsto ar condicionado para o ve culo 145 Nada a Fazer Item da norma 7 7 2 Ventila o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Dever ser fornecida ventila o adequada em todos os ve culos Abordagem atual no MagLev Cobra O ve culo conta com aberturas nos m dulos 1 e 4 destinados a ventila o Adequa o necess ria Nada a fazer 7 7 3 Qualidade da viagem A qualidade da viagem deve atender aos requisitos da norma Medi es devem ser feitas no interior do ve culo T picos de qualidade 7 7 3 1 Acelera o e limites de solavancos 7 7 3 1 1 Acelera o m xima sustentada 7 7 3 1 2 Taxa m xima de solavancos impulsos 7 7 3 2 Teste de resposta humana As taxas de acelera o s o determinadas em 5 2 1 O ve culo promissor no que diz respeito ao conforto do usu rio em situa es de arrancada acelera o e frenagem pois n o possui atrito roda trilho Os testes da se o 5 4 apresentam tr s taxas de acelera o Detalhado na Se o 6 1 8 da tese 7 7 4 N veis de Ru do Os n veis de ru do interno com todos os equipamentos auxiliares em funcionamento n o dev
42. es de Laithwaite o tema a respeito de ve culos de levita o magn tica se difundiu para diversos pa ses A primeira experi ncia com levita o bem sucedida na Alemanha data da d cada de 1930 com Hermann Kemper Os alem es continuram o desenvolvimento de suas pesquisas mas somente no ano de 1969 Krauss Haffei construiu o primeiro grande modelo funcional utilizando suspens o eletromagn tica EMS Electromagnetic Suspension O primeiro ve culo funcional foi concebido em 1971 O ve culo de estator curto EMS operava em uma pista de aproximadamente 660m e atingiu a velocidade de 72 km h O TRO4 Transrapid 04 n o tripulado chegou a 400km h em 1974 Neste mesmo ano foi constru da uma pista de 100 m para o ve culo de estator longo Os alem es buscaram outra linha de desenvolvimento do ve culo de levita o e em 1978 utilizaram a suspens o eletrodin mica EDS Electrodynamic Suspension em uma pista circular na qual se alcan ou a velocidade de 160 km h mas esta tecnologia foi abandonada devido a discuss es em torno dos altos campos magn ticos presentes no interior do ve culo e altos custos de implanta o e manuten o sendo assim os esfor os se concentraram na tecnologia EMS Continuando o desenvolvimento de seus ve culos a Alemanha construiu novas vers es do Transrapid O TROS estator longo foi o primeiro ve culo aprovado para transporte de pessoas com esta tecnologia e em 1979 foi apresentado ao p blico na Inte
43. es est diretamente relacionada com o conforto do usu rio Este conforto imprescind vel para atrair usu rios e tornar o transporte economicamente vi vel Por outro lado devem se fazer as mudan as de 41 estado parado velocidade nominal parado em tempos m nimos poss veis para impor agilidade no transporte reduzir tempo de viagem e consequentemente aumentar o n mero de viagens di rias acarretando um melhor aproveitamento da via Em motores de corrente alternada pode se tornar o arranque e a frenagem mais agrad veis ao usu rio atrav s de rampas de acelera o e desacelera o implementadas a partir de inversores de frequ ncia O modelo CFW 11 WEG foi escolhido para fazer o acionamento dos motores lineares respons veis pela propuls o do MagLev Cobra As principais caracter sticas do inversor CFW 11 WEG utilizado s o apresentadas na Tabela 3 3 Tabela 3 3 Dados de placa do inversor CFW 11 V2 04 Mec nica D Modelo BRCFW110088T4SZ 15 12 2009 Mat 10193868 Serial 1006386532 OP 13249402 Max TA 50 C 122 F Peso 32 6kg Rede Saida VAC 380 480V 3 0 Rede 30 A ND 88A 88A 60s 3s 96 8A 132A A HD 73A 73A 60s 3s 109 5 146A Hz 50 60Hz 0 300Hz ND Condi o de sobrecarga HD Condi o de alta sobrecarga O inversor conta com duas entradas anal gicas duas sa das anal gicas seis entradas digitais tr s sa das digitais do tipo rel e uma fonte CC de 24 V O mesmo po
44. exemplo cabos de a o existem recomenda es espec ficas N o se aplica ao MagLev Cobra Nenhuma 8 2 3 Propuls o por fluxo de ar A preocupa o neste item que nenhum tipo de jato de ar vazamento deve atingir pessoas ou instala es N o se aplica ao MagLev Cobra Nenhuma Dispositivos eletromagn ticos Embora tenha sido citado no item 8 2 nenhum subitem foi criado para detalhar este m todo O MagLev Cobra utiliza o motor de indu o linear para tracionar o ve culo 151 Nenhuma Automated People Mover Standard ASCE 2013a Abordagem atual no MagLev Item da norma Assunto abordado Cabra Adequa o necess ria Existem tr s tipos de frenagem A frenagem de servi o feita pelo Detalhado na Se o 6 1 12 da previstos Frenagem de servi o motor linear A frenagem de tese frenagem de emerg ncia e frenagem emerg ncia utiliza o motor linear e 8 3 Fun es da frenagem 1 lt 8 de estacionamento o freio mec nico A frenagem de estacionamento se d atrav s do freio mec nico Os freios de servi o devem atender Detalhado na Se o 6 1 12 da Detalhado na Se o 6 1 12 da as condi es de carga e servi o tese tese previstas sem superaquecimento 8 3 1 Frenagem de servi o Deve ser poss vel parar o ve culo Detalhado na Se o 6 1 12 da Detalhado na Se o 6 1 12 da apenas com o freio de atrito Os tese tese comandos de frenagem de emerg
45. o o uso do freio mec nico pastilha e disco Esta op o deve ser preterida s demais pois este sistema requer uma maior manuten o ocasionando maiores custos A Figura 2 4 a mostra o motor CC de 190 CV que pode operar de forma regenerativa na Figura 2 4 b visualiza se o banco de resist ncias para frenagem dissipativa e o freio mec nico visto na Figura 2 4 c a Figura 2 4 Sistemas de freios a motor CC b banco de resistores e c freios mec nicos Por quest es de seguran a um destes tr s sistemas de freio geralmente o mec nico deve atuar como freio de seguran a Este sistema comandado por um conjunto de mangueiras e vias el tricas conhecido como train line que percorrem todos os vag es do trem FERREIRA 1982 O sistema acionado por atuadores presentes nos vag es e comandado por bot es de emerg ncia localizados estrategicamente Seja qual for o tipo de transporte deve se sempre prever situa es de emerg ncia neste caso sistemas eficientes de frenagem devem atuar para garantir a seguran a do usu rio em primeiro lugar 13 2 1 5 Sapatas coletoras de energia As sapatas coletoras de energia s o pontos cr ticos no funcionamento das composi es do metr centelhamentos s o frequentes devido a vibra es e imperfei es do trilho e da sapata por este motivo sapatas de backup ao longo do trem tornam se quase que obrigat rias A Figura 2 5 de uma sapata coletora de energ
46. o 5 6 O ve culo utilizado na linha de testes ser composto por quatro m dulos sendo que apenas dois deles m dulos 1 e 4 ser o dotados de tra o portanto a acelera o Tera 2 m xima neste caso dever ser de 0 3 m s 900N m F m gt d 2 203 5 ma 2 3000kg 52 5 6 As simula es s o baseadas modelo do motor linear nas equa es 5 1 5 2 5 3 e 5 4 O modelo do motor linear baseado no relat rio do fabricante CHABU e GOMES 2009 e detalhado no Ap ndice A A Figura 5 2 mostra os dois blocos inversor motor sendo excitados por um nico sinal de refer ncia cada um 60 recebendo um carregamento com massas M e e tamb m um sinal de velocidade que determinar o escorregamento As for as Fi e que tracionam o MagLev ser o fun o destes par metros sendo que quanto maior a massa transportada maior ser o entreferro do motor resultando assim em uma diminui o da for a do mesmo Algumas curvas de for a do motor linear em fun o da varia o do entreferro s o apresentadas na Figura 5 3 Sinal de refer ncia Inversor1 Motor1 Massa 1 Forcas Velocidade posic o Refer ncia inclina o posi o Determina o do in cio e fim da inclina o Massa 2 Inversor2 Motor2 Figura 5 2 Circuito de simula o sem realimenta o Curvas For a x Velocidade V 420 V 25 Hz 3600 3200 2800 24
47. o e frenagem caracter sticas dos equipamentos el tricos caracter sticas das esta es caracter sticas dos trilhos guias seguran a dos usu rios plano de emerg ncia sistema de verifica o e demonstra o opera o manuten o e treinamento monitoramento operacional Estes requisitos est o contidos na norma Automated People Mover da American Society of Civil Engineers ASCE 2013a O Ap ndice B um resumo dos itens desta norma com coment rios a respeito da situa o atual do MagLev Cobra e sugest es de adequa o Os itens a seguir tratam de partes pontuais da norma em que o motor de indu o linear tem rela o direta 92 6 1 Rela o entre propuls o e os requisitos para o MagLev Cobra se tornar um APM V rias caracter sticas do MagLev Cobra do LIM Motor de indu o linear Linear Induction Motor da tra o da levita o e da velocidade foram discutidos anteriormente Esta se o trata de relacionar estas caracter sticas com as exig ncias da norma APM A norma utilizada como base a Automated People Mover Standards da American Society of Civil Engineers ASCE 2013a Esta norma foi escolhida por j estar consolidada ao redor do mundo e por ter norteado v rios projetos de APMs comerciais A ASCE tem experi ncia e vem promovendo confer ncias sobre o assunto ao longo dos anos A ltima 14th International Conference on Automated People Movers and Automated Transit Systems ocorr
48. o em estruturas pr ximas O sistema deve ter compatibilidade Uma fonte de radia o magn tica Detalhado na Se o 6 1 2 da 2 2 3 Radia o eletromagn tica com o ambiente do ve culo o trilho de im s Outra tese Eletromagn tica N o deve interferir em dispositivos o motor linear ou equipamentos ao seu redor 3 REQUISITOS DE Requisitos de seguran a devem ser Requisitos de seguran a devem ser Requisitos de seguran a devem nsiderados durant rojet nsidera urante o projeto ser considerados durante o SEGURANCA considerados durante o projeto considerados d e o projeto er consid constru o e opera o constru o e opera o projeto constru o e opera o 3 1 Programa de Seguran a do sistema Este programa deve ser implementado para identificar e prevenir riscos Deve ser desenvolvido um Plano de Programa de Seguran a do Sistema que deve identificar as responsabilidades de todas as partes para implementa o do Programa de Seguran a do Sistema Comiss o de seguran a e programa ainda n o definidos 130 Este item ser contemplado durante o processo de certifica o da tecnologia ou de certifica o da linha de testes Item da norma 3 1 1 Plano de Programa de Seguran a do Sistema Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Um Plano de Programa de Seguran a do Sistema SSPP System Safety Program Plan deve ser desenvolvido durant
49. o verificadas e aprovadas pelos auditores do processo de certifica o 3 4 Verifica o e Valida o A concep o e implementa o de toda a seguran a hardware cr tica e elementos do sistema identificados no processo de redu o de riscos do software ser submetido a verifica o e valida o Deve se criar um checklist para testar os dispositivos de seguran a 132 A aprova o do checklist e a verifica o do mesmo devem ser abordadas durante o processo de certifica o Item da norma 4 CONFIABILIDADE DO SISTEMA Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Confiabilidade do sistema o conjunto global de crit rios utilizados para medir o desempenho de um sistema operacional em termos de manuten o de confiabilidade e disponibilidade Abordagem atual no MagLev Cobra Devem ser analisadas a confiabilidade do sistema segundo os crit rios a seguir Adequa o necess ria Durante o processo de certifica o devem ser feitas as adequa es a seguir 4 1 Confiabilidade do servi o Confiabilidade do servi o definida como o tempo m dio entre falhas do sistema ou subconjunto do sistema MTBFs Mean Time Between System Failures A determina o do fator que define a confiabilidade do MagLev s ser obtido durante os testes Para tal dever ser criado um mecanismo para registrar as falhas As falhas do inversor CFW 11 j s o registradas
50. registro de temperaturas suficientes para o aparecimento de gelo Nada a fazer 9 4 Equipamentos el tricos da esta o de passageiros Equipamentos de ilumina o devem ser comandados de um nico local Comunica es da esta o e alarmes ilumina o de emerg ncia e sinaliza o deve ter back up de energia com fonte de alimenta o ininterrupta Toda a ilumina o das esta es comandada da oficina de manuten o N o h ilumina o de emerg ncia Instalar ilumina o de emerg ncia 9 5 Fonte de alimenta o ininterrupta Fontes ininterruptas para os equipamentos ATC comunica es equipamentos de inc ndio e seguran a controle da subesta o de energia N o h previs o para este item Instalar fonte de alimenta o ininterrupta 10 ESTA ES Abrange espa os de equipamentos APM embarque de passageiros e plataformas de desembarque 10 1 Acessibilidade de pessoas com defici ncia Determina requisitos referentes entre a plataforma e o piso do ve culo Possui subitens para detalhamento 10 1 1 Dist ncias entre o trem e a plataforma Requisitos definidos no item 7 3 devem ser respeitados Dentro de padr es para a condi o de carga AWO 161 Verificar as dist ncias com todas as condi es de carga Item da norma 10 1 2 Faixas de aviso vis veis Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Faixas de aviso de
51. sa das Os ve culos devem ser equipados com controle autom tico horizontal de portas de correr para a entrada e sa da de passageiros A altura m nima da porta deve ser de 1 93 m abertura m nima de 0 76 m a for a de fechamento da porta n o deve exceder 133 N a for a necess ria para a abertura da sa da de emerg ncia n o deve exceder 156N de altura e 1 07 m de largura porta e da sa da de emerg ncia foram medidas as for as de fechamento da porta e nem a for a necess ria para a abertura da sa da de emerg ncia As janelas s o de policarbonato Nada a fazer 7 9 Janelas As janelas vidros e pl sticos laminados devem obedecer aos padr es utilizados em ve culos automotivos terrestres O material utilizado na estrutura Analisar item a item Est an lise 7 10 Prote o contra inc ndio e inflamabilidade categoria de risco de inc ndio deve enquadrar se como categoria de cat strofe prevista no processo de do tipo auto extingu vel Demais certifica o materiais devem ser analisados 147 Item da norma 7 10 1 Sele o de material Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Os materials devem ser anti chama leos e fluidos hidr ulicos devem ser inibidores de chama com algumas exce es Abordagem atual no MagLev Cobra O ve culo n o possui rodas c mbio e nem diferencial a lubrifica o m nima restringindo
52. 1 COM CT 2 PORTA CoM e M y O d A a TARAMELA COM CHAVE Figura 7 2 Localiza o do bot o para parada do ve culo Ele poder retomar o movimento pressionando os bot es COM e Partida Outra forma parar o ve culo pelo bot o de emerg ncia Figura 7 3 226 DOBRADI A PARADA ABRE SELE O EMERG NCIA PORTA CONSOLE PARTIDA EMERG USB IHM AUT MAN MANUT X amp UO W V CFW 1 CFW 1 7 H M USB IHM FECHA Prote o CFW 2 CFW 2 CT 1 COM CT 2 PARADA PORTA E O Figura 7 3 Localiza o do bot o para parada de emerg ncia do Neste caso o ve culo s voltar a andar se o condutor liberar o bot o de emerg ncia retirar a chave do console de comando recolocar a chave no console e proceder todos os procedimentos de Verifica es iniciais e Procedimentos de coloca o em opera o Ap s os procedimentos da parada de emerg ncia o ve culo pode retornar para esta o de forma autom tica pressionando COM e Partida e de forma manual chave na posi o MAN e acionando o bot o COM e CT 1 ou CT 2 7 1 6 O ve culo est acima da velocidade de aproxima o Caso o ve culo esteja se aproximando da esta o com velocidade acima da velocidade m xima isso pode ser visualizado na IHM o mesmo deve ser parado pelo bot o de emerg ncia Ap s os procedimentos da parada de emerg ncia o ve culo pode retornar
53. 1 e IHM 2 s o as interfaces homem m quina instaladas nos m dulos de extremidade CORREVIT o sensor de velocidade Correvit amp L 350Aqua AIRGATE 1 e AIRGATE 2 fazem a interliga o sem fio entre o ve culo e a central de controle IHM 3 a as interface homem m quina instalada na central de controle A central de controle conta ainda com uma central de c meras e um computador 43 REDE RS 485 DO VE CULO IHM 3 CENTRAL DE DOP B10S615 C MERAS SLAVE SLAVE D TPW CPU1 SLAVE TPW CPU2 SLAVE CORREVIT AIRGATE 1 AIRGATE 2 SLAVE SLAVE SLAVE USB RS 485 ma wojo 3 EIE z a E z x s o t o L KJ J lt e a Cameras sem fio 1 Na esta o CT 1 vis o interna Vo 2 Na esta o CT 1 apontando para via 3 No veiculo vis o interna NO 4 No veiculo apontando para via Frente 6 Na esta o CT 2 apontando para via N 7 Na esta o CT 2 vis o interna CENTRAL DE MONITORAMENTO LOCALIZADA NO LESFER COMPUTADOR DE H i i H H H H i i i H H i i H H H H H i i i i H 5 No veiculo apontando para via R H H H i H i i i H H H H H H H H i MONITORAMENTO 2 3 9 Rede f sica 5485 44 igura F 3 9 Considera es parciais A estrutura geral do MagLev Cobra difere em muito dos trens convencionais e tamb m de out
54. 2 3 196 Figura D 11 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 9 197 Figura D 12 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 10 198 Figura D 13 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 11 199 Figura D 14 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 12 200 Figura D 15 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 13 201 Figura D 16 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 14 202 XV Figura D 17 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 15 203 Figura D 18 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 16 204 Figura D 19 Projeto el trico do MagLev Cobra em folha Al parte 3 3 205 Figura D 20 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 17 206 Figura D 21 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 18 207 Figura D 22 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 19 208 Figura D 23 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 20 209 Figura D 24 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 21 210 Figura D 25 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 22
55. 2007 e com as normas de EMC EN 61800 3 2004 Segue as diretivas LVD 2006 95 EC e EMC Directive 2004 108 EC 230 T VRheinland ZERTIFIKAT EC Type Examination Certificate CERTIFICATE Reg No 01 205 5135 11 Product tested Safety Function Safe Torque Off Certificate WEG Equipamentos El tricos STO within Frequency Inverters holder S A Automa o AV PREF Waldemar Grubba 3000 89259 900 Jaragu do Sul 5 Brazil Type designation Frequency Inverter Types Manufacturer see certificate holder CFW11 CFW70x CFW11M Series n lll Codes and standards EN 61800 5 2 2007 IEC 61508 Parts 1 7 2010 forming the basis of EN ISO 13849 1 2008 AC 2009 EN 50178 1997 testing IEC 62061 2005 IEC 60204 1 2005 in extracts Intended application The safety function STO complies with the requirements of the relevant standards Cat 3 PL d acc to EN ISO 13849 1 SIL CL 2 acc to IEC 61800 5 2 IEC 62061 IEC 61508 and can be used in applications up to Cat 3 PL d acc to EN ISO 13849 1 and SIL 2 acc to IEC 62061 IEC 61508 Specific requirements The instructions of the associated Installation and Operating Manual shall be considered It is confirmed that the product under test complies with the requirements for machines defined in Annex l of the EC Directive 2006 42 EC This certificate is valid until 2016 06 30 The test report no 968 M 313 00 11 dated 2011 06 30 is an integral part o
56. 33 3 2 Caracteristica moguldE s u ED eden a DE DS 34 3 3 Motor de Indu o Linea assiste s EIL RU ada Elali pe UU 34 3 4 Topologia em do motor linear e sua contribui o na levita o 36 3 5 Criostatos utilizados na levita o magn tica 38 3 6 Linha de testes elevada estrutura tubular de sustenta o lajes e trilho de m s 40 3 7 Inversores de frequ ncia para acionamento dos motores lineares 41 3 8 Sistema de comunica o interligado MODBUS RTU RS485 43 29 0nslderac OCS parcials a ad DV ca 45 4 Infraestrutura el trica 46 4 1 Planta idealizada para MagLev Cobra esee 46 4 2 Instrumenta o sensoriamento e monitoramento 50 4 3 Sistemas de frenagens el trica e mec nica erre 54 4 4 Estruturas de apoio sala de controle 55 4 5 Trajeto e perfil propostos para linha de testes 55 4 6 ConsIderacOeS oa 57 5 Sincronismo dos motores lineares e ensaios din micos 58 5 1 Motores lineares sem a o de controle 58 5 2 Motore
57. A empresa indicou que utilizar os mesmos m todos utilizados na certifica o do Transrapid certificando cada uma dos subsistemas separadamente mas n o revelou detalhes sobre os m todos 6 2 4 Itens a serem certificados no MagLev Cobra Quaisquer que sejam os m todos utilizados todas as partes do ve culo devem estar em conformidade com as normas de refer ncia Essa abordagem comparada simbolicamente elimina o de elos fracos de uma corrente O MagLev Cobra possui componentes desenvolvidos especificamente para uso dedicado e tamb m componentes de mercado Quando ocorrer a divis o do sistema para verifica o a valida o dos componentes comerciais pode ser baseada em certifica es dos produtos apresentadas pelos fabricantes Mas os componentes desenvolvidos para o MagLev Cobra dever o ser auditados individualmente 113 6 3 Considera es parciais Um estudo direcionado s caracter sticas da propuls o do MagLev Cobra e sua rela o com requisitos de um APM foram mostradas na Se o 6 1 Esta se o faz tamb m men o ao Ap ndice B que detalha as especifica es da norma APM as condi es atuais do MagLev Cobra e prop e adequa es aos itens n o atendidos at o momento A certifica o da linha de testes tratada na Se o 6 2 na qual s o comparadas as propostas de tr s empresas certificadoras A op o por uma ou por outra depende de um estudo de viabilidade t cnica e econ mi
58. CRIOSTATO 11 FUS VEL 30A q 5 N ise lalala alla P 20 0 D DD S 3S5 a BB B B ai Y T zzz Isis e a 9 H H H HH gt T N M DULO 2 FINS DE CURSO MEC NICOS FINS DE CURSO DE PORTAS 8 f a g W m m 5 5 5 5 RT O XC36 gt COMUNIC y H H CAN aA B ER zl z 2151 FCA gt V N FOE o N FPA 2 T Ecer od 3 E a 4 2 4 2 4 f 8 8 g 8 N NI N M DULO 1 M DULO 2 CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient fico e Tecnol gico Figura D 17 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 15 203 5 4 3 2 1 ALTERA O NA DISTRIBUI O DOS SENSORES NOS CART ES ANAL GICOS LA RCIO S MATTOS 12 09 2014 o PROJETO ELETRICO DO VEICULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA LA RCIO S MATTOS 07 05 2014 REVIS O DESCRI O RESPONS VEL DATA VISTO OBJETO VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA ENDERE O ATHOS DA SILVEIRA N 01 BLOCO I H ILHA DO FUND O DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET RIO DATA FOLHA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 03 10 2013 ry 2 0 RESPONS VEL T CNICO ESCALA SEM ESCALA ENGENHEIRO ELETRICISTA C R EA D MG Figura D 18 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLH
59. DE COMANDOS 1 DE EMERG NCIA DO OPERADOR MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS BOT O DE EMERG NCIA DA MANUTEN O PERMITE ALGUNS COMANDOS MODELO EMER2 x XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS AM x CHAVE SELETORA ENTRE OS COMANDOS AUTOM TICO E MANUAL MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS COMUM TEM DE EXIGIR DUPLO COMANDO PARA OPERA O DO COM x VE CULO MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS BOT O DE OPERA O DO VE CULO EM MODO MANUAL NA DIRE O CT1 SEU DIR CTI x ACIONAMENTO EST ASSOCIADO AO ACIONAMENTO DO BOT O COM x MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS BOT O DE OPERA O DO VE CULO EM MODO MANUAL NA DIRE O CT1 SEU DIR CT2x ACIONAMENTO EST ASSOCIADO AO ACIONAMENTO DO BOT O COM x MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS APOIO 8 BNDES 25 Figura D 6 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 5 192 Liveta RESPONS VEL PELO COMANDO DE DOIS MOTORES DE PORTA EM PARALELO INTERFACE HOMEM M QUINA DE TELA SENS VEL AO TOQUE IHM 1 E IHM 2 MODELO IHM x IHM 3 MODELO DELTA DOP B10S615 RESPONS VEIS POR MONITORAMENTO INTERFACE COM USU RIO E COMANDOS OPERACIONAIS REDE RS 485 DO VE CULO PLC 1 PLC2 TPW CPU1 TPW CPU2 IHM 1 IHM 2 CORREVIT MASTER SLAVE SLAVE SLAVE SLAVE SLAVE SLAVE XC 31 xe RS 485 R
60. DOS SENSORES DE ALTURA DE TT xx TRANSMISSOR DE TEMPERATURA WIKA MODELO 102 3T F CND VS xx V LVULA SOLENOIDE NORMALMENTE FECHADA ASCO MODELO 8263 205LT Lo TERM xx TERMOPAR TIPO T SU xx SENSOR DE DIST NCIA ULTRASS NICO MODELO BUS M18K0 XAER 040 S92K FC x FIM DE CURSO MEC NICO MODELO XXXXXXX FCE x FIM DE CURSO MEC NICO DE EMERG NCIA MODELO XXXXXXX OV REFER N TENS O DE REFER NCIA DO BARRAMENTO CC 534V CIRC 1 CIRCUITO 1 DO BARRAMENTO CC 534VCC 534V CIRC 2 CIRCUITO 2 DO BARRAMENTO CC 534VCC CFW 1 INVERSOR DE FREQU NCIA DO MOTOR LINEAR 1 MODELO CFW11 CFW 2 INVERSOR DE FREQU NCIA DO MOTOR LINEAR 2 MODELO CFW11 PLC 1 M DULO PLC INTEGRADO AO CFW 1 MODELO CFW11 02 PLC 2 M DULO PLC INTEGRADO AO CFW 2 MODELO CFW11 02 MOTOR 1 MOTOR LINEAR DE INDU O 1 FABRICA O EQUACIONAL INSTALADO NO M DULO 1 MOTORS MOTOR LINEAR DE INDU O 2 FABRICA O EQUACIONAL INSTALADO NO M DULO 4 FCPA x FIM DE CURSO DE PORTA ABERTA MODELO XXXXXXX FCPF x FIM DE CURSO DE PORTA FECHADA MODELO XXXXXXX 24Vcc TENS O DE 24V EM CORRENTE CONT NUA VISDA DO BANCO DE BATERIAS PART BOT O PARA DAR PARTIDA AO VE CULO MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS PARA BOT O PARA PARAR O VE CULO MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS ABREx BOT O PARA ABERTURA DE PORTAS MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS FECH x BOTAO PARA FECHAMENTO DE PORTAS MODELO XXXXXXX LOCALIZADO NO CONSOLE
61. Engenharia o Premier Zhu Rongji proferiu Vamos construir a Linha de Alta Velocidade Pequim Xangai Por que n o considerar a utiliza o MagLev Provavelmente desta indaga o surgiu a primeira linha comercial em atividade no mundo a linha Transrapid importada da Alemanha LUGUANG 2006 LUGUANG 2007 Ap s anos de testes o governo Chin s aprovou a extens o desta linha por mais 175 km ligando Xangai a Hangzhou ROSE PETERSON e LEUNG 2008 mas por enquanto o projeto encontra se parado O Jap o iniciou o desenvolvimento de seu ve culo de levita o ferrovi ria em 1962 e sua primeira linha de testes foi conclu da em 1977 linha de Miyazaki Ap s os testes desta linha o Minist rio dos Transportes japon s criou um comit que solicitou a constru o de uma nova linha pois havia a necessidade de investigar a aplica o desta tecnologia como meio de transporte p blico SAWADA 1996 A linha de testes de Yamanashi 18 4 km de extens o ficou pronta em dezembro 1996 e no teste de velocidade realizado em abril de 1999 o MagLev japon s atingiu a marca de 552 km h em apenas 100 segundos percorrida uma dist ncia de 8 km ONO KOGA e OHTSUKI 2002 Os testes prosseguiram e o governo japon s reconhecendo a relev ncia e os resultados obtidos autorizou em 2007 a renova o e amplia o da estrutura atual prevendo testes com um comboio semelhante ao trem Shinkansen trem 17 bala japon s TAKAHASHI 2008 E
62. For as exercidas pelos motores no Caso 6 72 e CASO 7 No Caso 7 o motor que recebe a a o de controle o que est com mais carga Motor 2 o Motor 1 que o motor mais forte recebe o sinal de refer ncia Nesta situa o o Motor 1 tem uma resposta r pida e como ele o mestre a a o de controle faz com que a resposta do Motor 2 tamb m seja r pida Nota se na Figura 5 18 que h uma resposta r pida aos est mulos da acelera o e desacelera o e da entrada e sa da da rampa For as exercidas pelos motores 1200 r r r r E E For a do motor 1 1000 F i i mimo For a do motor 2 7 800 d 600 F 400 F 200 200 600 800 F 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 18 For as exercidas pelos motores no Caso 7 5 3 Motores lineares com realimenta o de for a O controle por realimenta o de for a tem por finalidade distribuir igualmente as cargas entre os dois motores fazendo com que ambos contribuam igualmente para o transporte das massas Nesta topologia o Motor 2 novamente ser o escravo como mostra a Figura 5 19 Nota se que novamente foi utilizada a realimenta o unit ria pois esta se mostrou satisfat ria sem que houvesse a necessidade de uma a o de controle mais elaborada Ser o simulados apenas os casos nos quais h inclina o na pista pois esta a condi o extrema que ser encont
63. High Temperature Superconductor Interface Homem M quina Laborat rio de Aplicag es de Supercondutores Motor de Indu o Linear do ingl s Linear Induction Motor Supercondutor de Baixa Temperatura Cr tica do ingl s Low Temperature Superconductor xviii MagLev PLC SLIM SML YBCO Levita o Magn tica do ingl s Magnetic Levitation Controlador L gico Program vel do Ingl s Programmable logic controller Motor Linear de Indu o de Face nica do ingl s Single sided Linear Induction Motor Levita o Magn tica Supercondutora do ingl s Superconducting Magnetic Levitation Sigla utilizada para a cer mica Y Ba gt Cu307 s xix 1 Introdu o Mais de 50 dos 7 bilh es de habitantes do mundo vivem atualmente em reas urbanas Em 2014 existiam 28 cidades com popula o superior a 10 milh es Em 2030 este n mero provavelmente aumentar para 41 megacidades UNITED NATIONS 2014 Um grande desafio oferecer transporte coletivo de qualidade para essas pessoas A qualidade est vinculada a diversos aspectos tais como ergonomia trepida o pontualidade rapidez seguran a etc Al m disso desej vel que o transporte agregue servi os como automa o conectividade comunica o entre outros classificados como ITS Intelligent Transportation Systems V rios congressos e confer ncias internacionais tratam do assunto entre eles est a International Conference on Connected V
64. Motor e a do Motor de Indu o Linear de Face Dupla DLIM Double sided Linear Induction Motor Em ambos os casos poss vel a constru o com prim rio curto ou longo GIERAS 1994 O DLIM aproveita melhor o campo gerado pelas bobinas do prim rio mas em contrapartida possui um custo inicial mais elevado e em algumas configura es pode diminuir a capacidade de alguns ve culos de fazerem curvas O SLIM de f cil manufatura e menor custo por isso largamente difundido em aplica es de transporte de passageiros Existem tamb m motores lineares setoriais e tubulares sendo estes para aplica es espec ficas diferentes das desejadas neste trabalho S o grandes as vantagens da tra o veicular por motor linear uma delas seu baixo custo de manuten o Isso ocorre devido aus ncia de rolamentos mec nicos engrenagens e acoplamentos Outra a aus ncia de necessidade de atrito roda trilho para propuls o e frenagem o que torna o motor ideal para trechos nos quais o ve culo tenha que vencer grandes aclives e declives CREPPE 1997 24 2 4 Levita o magn tica A levita o magn tica aplicada a trens atualmente alcan ada de tr s formas a levita o eletrodin mica EDL Electrodynamic Levitation a levita o eletromagn tica EML Electromagnetic Levitation e a levita o magn tica supercondutora SML Superconducting Magnetic Levitation As duas primeiras j foram testadas com
65. RIO DATA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 20 03 2015 DESCRI O COMPONENTES DO M DULO 2 DO VE CULO MAGLEV COBRA ESCALA SEM ESCALA Figura C 2 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 2 do ve culo MagLev Cobra 183 REFER NCIA 534V CIRCUITO 1 i OV TERRA t __saPatasco co BUS M18 KO O BUS M18 KO BUS M18 KO O BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm Sx0 34mm D 5mm CRIOSTATO 12 CRIOSTATO 14 CRIOSTATO 16 CRIOSTATO 18 CRIOSTATO 20 TRAI e 67 TOR SOLEI UTOR SOLENOIDE TOR SOLEN UTOR SOLENOIDE OR soLENOIDE DE DE DE DE DE TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA M DULO 2 amp M DULO3 M DULO 4 FREIO FREIO MEC NICO MEC NICO O CRIOSTATO 11 CRIOSTATO 13 CRIOSTATO 15 CRIOSTATO 17 CRIOSTATO 19 TRANSDUTOR soLENOIDE RANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSOUTOR soLEN IDEI TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA BUS M18 KO BUS M18 KO BUS M18 KO BUS M18 KO 5x0 34mm D Smm 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm PORTA OBJETO VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA ENDERE O ATHOS DA SILVEIRA N 01 BLOCO I H ILHA DO FUND O DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET RIO UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 20 03 2015 DESCRI O ESCALA COMPONENTES DO M DULO 3 DO VE CULO MAGLEV COBRA SEM ESCALA
66. TERRA BUS M18 KO O BUS M18 KO BUS M18 KO O 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 12 CRIOSTATO 14 CRIOSTATO 16 CRIOSTATO 18 am ur on ur ri w T TRA AUTOR ke K E ul e IN ydo DE SOLENOIDE DE SOLENOIDE DE SOLENOIDE DE SOLENOIDE TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA M DULO 2 M DULO 3 FREIO FREIO MEC NICO MEC NICO CRIOSTATO 11 CRIOSTATO 13 CRIOSTATO 15 CRIOSTATO 17 our our our our a i E 1 TRANSDUTOR s LVA TRANSDUTOR o a TRANSDUTOR TRANSDUTOR y a DE SOLENOIDE D SOLENOIDE DE SOLENOIDE DE SOLENOIDE TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA BUS M18 KO O BUS M18 KO BUS M18 KO O 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm SENSOR SENSOR PORTA PORTA ABERTA FECHADA FCPA 2 FCPF 2 Figura D 4 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 3 190 OV REFER NCIA 534V CIRCUITO 1 OV TERRA BUS M18 KO BUS M18 KO Q 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 20 CRIOSTATO 22 CRIOSTATO 24 a gl Flw
67. automaticamente O sistema dever registrar automaticamente as falhas de todos os dispositivos 4 1 1 Interrup es de servi o Interrup es de servi o s o aqueles eventos ou falhas que impedem o uso por passageiros do sistema Dever ser criado um mecanismo para registrar as interrup es e criar um banco de dados elencando os motivos das interrup es mais frequentes Criar um mecanismo para registrar as interrup es e criar um banco de dados elencando os motivos das interrup es mais frequentes 4 1 2 Exce es Algumas das paradas de funcionamento n o devem ser consideradas interrup es quando ocorrerem em circunst ncias previstas como exce es Dever ser criado um mecanismo para registrar as interrup es Neste mecanismo dever ser poss vel alterar de interrup es para exce es Criar um mecanismo para registrar as interrup es Neste mecanismo dever ser poss vel alterar de interrup es para exce es 4 2 Manuten o do Servi o Manuten o de servi o definida como o Tempo M dio para Restaurar o Servi o MTTRs Mean Time to Restore Service ap s uma interrup o de servi o do sistema A determina o do fator que define a manuten o do servi o s ser obtida durante os testes Para tal dever ser criado um mecanismo para registrar as os tempos e as falhas 133 Criar um mecanismo para registrar as os tempos e as falhas Item
68. da tecnologia e provas de valida es de conceito respectivamente O prot tipo funcional um m dulo unit rio montado sobre trilhos de m s afixados em laje de concreto pr moldado As pesquisas relacionadas ao prot tipo funcional ocorreram entre 2008 e 2012 e correspondem ao TLR4 e ao TRL5 ambos relacionados valida o de componentes e sistemas sendo o primeiro em ambiente laboratorial e o segundo em situa es reais Os TRLs 6 e 77 tratam da demonstra o em escala real no prot tipo operacional A demonstra o iniciou se em 2014 e est prevista para ser finalizada em 2016 com a certifica o da linha de testes Os dois ltimos n veis 22 TRL culminam na industrializa o Figura 2 6 Prova de conceito gt Prot tipo funcional gt Prot tipo operacional gt Industrializa o 2000 2006 2008 2012 2012 2016 Prot tipo em M dulo Unit rio Linha de testes de escala reduzida em escala real 200m 2017 r TRL1 TRL2 TRL3 TRL4 TRL5 TRL6 TRL7 TRL8 TRL9 Figura 2 6 Prot tipo MagLev montada no LASUP 2 3 Motor linear Os ve culos de levita o magn tica podem ser impulsionados de v rias formas H experimentos nos quais s o utilizados at mesmo foguetes como propulsores HSU LANGHORN et al 2009 por m este recurso n o est sendo utilizado para ve culos de transporte de passageiros O modo mais comum encontrado na literatura atrav s de motores lineares z Uma maneira de ente
69. de manuten o 174 Criar manuais de manuten o Item da norma 15 8 Treinamento Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Deve haver treinamentos para o pessoal de opera o e manuten o antes do inicio de opera o com passageiros Abordagem atual no MagLev Cobra As equipes de desenvolvimento e posteriormente de manuten o est o em constante treinamento Adequa o necess ria Treinar as equipes de acordo com requisitos previstos na norma APM 15 8 1 Plano de treinamento Este item trata dos itens que devem ser contemplados em um plano de treinamento N o existe um plano de treinamento Criar um plano de treinamento 15 8 2 Instrutores de treinamento Os instrutores devem possuir capacita o adequada Sempre se opta por instrutores capacitados quando se necessita de cursos Sempre optar por instrutores capacitados quando se necessitar de cursos 15 8 3 Materiais de Treinamento Este item trata da qualidade do material a ser distribu dos nos treinamentos Sempre se optou por treinamentos de qualidade incluindo o material Sempre optar por treinamentos de qualidade e exigir material previsto na norma APM 15 8 4 Forma o Cont nua Deve se promover treinamento continuado durante toda a vida do sistema Treinamento sobre demanda Promover treinamento programado 15 8 5 Manuais de Forma o Item determina qu
70. de N o existe um plano emerg ncia devem ser realizados como parte da exig ncia da forma o dever ser conduzida pelo menos anualmente e incluir ag ncias externas quando aplic vel Promover treinamentos previstos no plano para situa es de emerg ncia Solicitar apoio do Metr RIO como ag ncia Externa 13 3 Procedimentos p s emerg ncia e coordena o de treinamento O coordenador deve conduzir N o existe um plano interrogat rios formais com a participa o de representantes do pessoal envolvido ap s os treinos e os incidentes de emerg ncia para criticar e melhorar o Programa de Prepara o para Emerg ncias 169 Cumprir os requisitos estabelecidos no plano para situa es de p s emerg ncia Item da norma 14 VERIFICA O E DEMONSTRA O DO SISTEMA Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado As aplica es da norma APM poder o ser verificadas separadamente ou durante demonstra es Abordagem atual no MagLev Cobra O MagLev cobra encontra se na fase de testes Ainda n o foram implementados todos os conceitos de APM Adequa o necess ria Verificar a aplica o da norma APM Isso pode ser feito durante testes e demonstra es 14 1 Aplicabilidade de verifica o previa Neste item s o listadas situa es onde uma verifica o pr via dos requisitos da norma aplic vel O MagLev cobra encontra se na fase de testes Ainda n o f
71. dos motores com a a o de 1 72 Figura 5 17 For as exercidas pelos motores no Caso 6 72 Figura 5 18 For as exercidas pelos motores no Caso 7 73 Figura 5 19 Circuito de simula o cem realimenta o de for a 74 Figura 5 20 For as exercidas pelos motores no Caso 8 15 Figura 5 21 For a de tra o sobre a c lula de carga aeos 75 xiii Figura 5 22 Curvas de cargas dos motores com a a o de controle 76 Figura 5 23 For as exercidas pelos motores no Caso 9 76 Figura 5 24 For a de tra o sobre a c lula de carga esses 71 Figura 5 25 Curvas de cargas dos motores com a a o de controle 77 Figura 5 26 Posicionamento dos sensores de altura e do sensor de velocidade 78 Figura 5 27 Sistemas de aquisi o de dados de levita o e velocidade FieldLogger NOVUS e placa Advantec USB 47I1A 80 Figura 5 28 Alturas de levita o do criostato CRIOST 24 durante as quatorze viagens realizadas neste 1 81 Figura 5 29 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 4 durante as quatorze viag
72. dos rolamentos WEG 2010 No LIM da linha de testes ocorria o centelhamento quando a roda de seguran a do prim rio tocava o secund rio longo prazo isso poderia danificar o LIM A primeira solu o para minimizar o problema foi a substitui o das rodas met licas de seguran a por outras de material isolante Em complementa o a esta solu o foi feito o aterramento do prim rio e do secund rio do LIM Esta solu o se baseia na que dada para motores rotativos nos quais escovas de aterramento s o instaladas na parte externa do eixo do motor para promover o aterramento colocando estator e rotor no mesmo potencial el trico impedindo a circula o de correntes provocadas pelas tens es de modo comum WEG 2010 6 1 12 Fun es da frenagem item APM 8 3 A norma APM prev tr s fun es para as frenagens S o elas a frenagem de servi o frenagem de emerg ncia e frenagem de estacionamento Por norma os freios de servi o devem atender as condi es de carga e servi o previstas sem superaquecimento No MagLev Cobra os freios de servi o s o os do motor linear primeiramente a frenagem por rampa de desacelera o e em seguida por freio CC Para evitar o superaquecimento dos motores el tricos a norma APM determina que sensores de temperatura e ou sensores de sobrecorrente sejam instalados nos motores el tricos item APM 7 10 2 O aquecimento maior do motor ocorre nas barras de curto circuito situadas no
73. es devem obedecer s normas vigentes Deve haver equipamentos de preven o de acidentes Subesta o antiga Modernizar subesta o 9 3 Coletores de energia Os coletores de energia devem obedecer as recomenda es a seguir 9 3 1 Montagem do trilho de energia Este item traz orienta es gerais sobre a instala o dos trilhos e enfatiza que os mesmos devem suportar todas as condi es de opera o O trilho foi projetado pelo Eng Roberto Oliveira colaborador do projeto MagLev e segue padr es exigidos 159 Nada a Fazer Item da norma 9 3 2 Alimenta o por setores Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Este item trata da alimenta o por setores Abordagem atual no MagLev Cobra No MagLev todo o percurso ser alimentado de uma s vez devido ao comprimento reduzido de 200m Adequa o necess ria Nada a fazer 9 3 3 Exig ncias para as emendas As emendas devem possuir superf cie de contato e dissipa o de calor adequadas As emendas s o fornecidas pelo mesmo fabricante do trilho E s o pr prias para o mesmo Nada a fazer 9 3 4 Juntas de dilata o As juntas de dilata o devem suportar as varia es de temperatura ambiente e as causadas pela circula o de corrente e curto circuito Os suportes de fixa o fornecidos pelo fabricante do trilho de alimenta o permitem um deslizamento longitudinal dos mesmos
74. espalhadas no trajeto e no ve culo s o monitoradas pelo centro de controle Rede de campo RS 485 O controle e monitoramento do ve culo baseado em uma rede de campo Modbus sobre RS 485 Esta rede est presente no ve culo e no centro de comando O link acontece atrav s de dispositivos de r dio AirGat Modbus 1 4 8 Centro de controle O centro de controle fica localizado no LESFER no segundo andar do bloco I do CT I IHM Na interface homem m quina do centro de controle poss vel monitorar todas as vari veis de comando e controle do MagLev Cobra Computador da central de controle O computador da central de controle mais uma esta o da rede Modbus nele al m das informa es da rede ficam registrados armazenados o hist rico da opera o do ve culo Monitor das c meras de monitoramento No centro de controle est instalado um monitor de v deo onde s o mostradas as imagem das c meras ao operador Anunciador sonoro Toda vez que ocorrer o acionamento do bot o de emerg ncia do MagLev soar um alarme sonoro no centro de controle 2 CONDI ES DE RISCOS E PROVID NCIAS PARA SAN LAS 2 1 Riscos na plataforma esta es CT I e 2 1 1 Risco de queda da plataforma para a via Os usu rios devem se posicionar atr s da faixa amarela e aguardar at que o ve culo esteja totalmente parado na esta o e com a porta aberta Figura 2 1 A faixa amarela n o deve ser ultrapassada devido ao ris
75. este esteja pronto para operar com transporte de vidas humanas A Figura 5 28 mostra um conjunto de quatorze viagens realizadas na linha de testes Por quest es de seguran a as viagens ocorreram no trecho inclinado sem entrar nas esta es medida que o n mero de ensaios for aumentando e tamb m a instrumenta o total do ve culo o mesmo poder ser testado entrando nas esta es Viagens de Teste V1 at V14 Sinal de JOG Altura de Levita o Altura de Levita o mm Comandos para posicionamento do ve culo 4 va vio vii vi2 v13 vis o 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Tempo s Figura 5 28 Alturas de levita o do criostato CRIOST 24 durante as quatorze viagens realizadas neste ensaio S o duas as informa es contidas na Figura 5 28 Em azul est o as informa es dos comados de JOG ou seja o sinal de in cio e fim das viagens Em verde a altura de levita o do criostato CRIOST 24 Nota se que o criostato levita mais alto durante o intervalo em que o comando de tracionar est ativado isso ocorre devido as for as atrativas entre prim rio e secund rio do motor de indu o linear j mencionadas anteriormente As legendas V1 at V14 correspondem s viagens de teste As viagens mpares ocorrem no sentido CT I para o e as pares de CT I para CT II De forma qualitativa poss vel notar que as viagens em aclive que ocorrem de CT I para CT II possuem a
76. fixados sobre a laje da via elevada 1 4 6 Barramento de alimenta o CC Ao longo de toda linha existe um barramento de tens o cont nua de 534Vcc Esse barramento respons vel pelo suprimento de energia da parte de tra o do ve culo 1 4 7 Ve culo MagLev Cobra O ve culo composto por quatro m dulos sendo dois de extremidade e dois intermedi rios nestes m dulos existe um grande conjunto de pe as e dispositivo vistos a seguir Baterias de 12V A ve culo possui 4 baterias associadas duas a duas em s rie provendo energia el trica na forma continua de 24Vcc para alimentar circuitos de comando e o freio motor CC Inversor de frequ ncia CFW 11 O Inversor recebe energia do barramento CC e utiliza t cnicas de controle para controlar o motor linear Acoplado a este inversor existe um controlador l gico program vel chamado PLC 11 Painel com bot es de acionamento console de comando N Os bot es do painel de acionamento s o a interface do condutor com a opera o do ve culo IHM Interface Homem M quina Trata se de uma tela de 15 sens vel ao toque onde o operador faz as checagens pr 217 operacionais monitora os par metros do ve culo e recebe sinaliza es de erro e advert ncias CLP TPW03 AX Controlador l gico program vel respons vel por receber sinais vindos dos sensores distribu dos ao longo do ve culo e comandar os dispositivos atuadores Iluminag o LED
77. for the degree of Doctor of Science D Sc STUDY TRACTION OF A SUPERCONDUCTING MAGNETIC LEVITATION VEHICLE CONTRIBUTION TO MAGLEV COBRA CERTIFICATION La rcio Simas Mattos June 2015 Advisor Richard Magdalena Stephan Department Electrical Engineering This work initiates with a comparative contextualization of magnetically levitated vehicles with conventional wheel rail trains The Superconducting Magnetic Levitation vehicle MagLev Cobra and its particularities are presented The Automated People Mover APM theory is introduced and the APM standard of the American Society of Civil Engineers ASCE which is used as the basis for this work is described The main MagLev Cobra components are detailed among which the modules and the modularity characteristics the linear induction motor LIM the C topology which contributes to the levitation the cryostats used in levitation the test line of two hundred meters the frequency inverters used in the propulsion and the communication system The sensing is treated with special attention because in automatic vehicles it becomes essential both for operational reasons and mainly for security reasons Simulations and tests related to traction displacement and levitation are presented and form the core of the work around which orbit the other topics discussed The combination of theoretical concepts standards simulations tests and physical parts of the vehicle is analyzed from the pe
78. motores freios etc E seu isolamento contra o acesso de pessoas A forma construtiva do MagLev n o conta com elementos rotativos todo o sistema de propuls o e frenagem encontram se sob o assoalho do ve culo sem acesso aos passageiros O secund rio do motor linear n o possui alimenta o el trica e fixo passivo O MagLev n o possui casa de m quinas Nada a fazer 8 6 Controle e intertravamento Quando a frenagem de emerg ncia aplicada a propuls o ser automaticamente desligada evitando a o simult nea da propuls o e frenagem O intertravamento previsto na programa o do controle e em todos os sistemas de comando 154 Prever um intertravamento redundante Item da norma 8 7 Teste de freio Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Testes peri dicos devem ser realizados nos sistemas de freio Crit rios de teste devem ser Abordagem atual no MagLev Cobra O tipo e a periodicidade dos testes devem ser definidos no Plano de Programa de Seguran a do Adequa o necess ria Criar o plano com base no item 3 1 da norma obedecidos Sistema 9 EQUIPAMENTOS E EL TRICOS 9 1 Geral Os requerimentos abaixo devem ser observados em um sistema APM 9 1 1 Seguran a Os passageiros operadores e pessoal de manuten o bem como a equipe de socorro devem estar protegidos do contato com tens es que possam ferir ou matar lu
79. ncia dever o ter prioridade sobre quaisquer outros comandos O comando de parada de emerg ncia 8 3 2 Frenagem de deve ser irrevog vel Fontes de emerg ncia energia que atendem o freio devem ser redundantes Um sistema de parada de emerg ncia onboard deve ser previsto As paradas de emerg ncia n o devem danificar nenhum tipo de dispositivo do sistema 152 Item da norma 8 3 3 Frenagem de estacionamento Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Quando neste estado os freios devem ser capazes de manter o ve culo im vel o tempo suficiente para a sa da de todos os passageiros no caso de parada por emerg ncia e perda total de energia Tempos maiores podem ser exigidos em caso de paradas sem perda de energia m nimo de 24H Os elementos de frenagem de estacionamento podem ser os mesmos dos de frenagem de emerg ncia Abordagem atual no MagLev Cobra Detalhado na Se o 6 1 12 da tese Adequa o necess ria Detalhado na Se o 6 1 12 da tese 8 4 Projeto dos componentes dos sistemas de propuls o e frenagem PBS propulsion and braking systems ser o definidos nas se es a seguir 8 4 1 Requisitos de projeto O projeto deve conter 1 Descri o dos m todos e componentes de projeto 2 Resultados e dados de c lculos considerando riscos e condi es operacionais 3 Resultados de testes efetuados Projeto estrutural desenvolvido pela empresa Holu
80. nec comes ch 1121 x Sele Googl Figura 4 6 Mapa com trajeto de 200 m ligando os centros de tecnologia I e II ESTA O CT II ESTA O CT 1 200 Figura 4 7 Corte transversal da linha de testes Valores em metros O ngulo a determinado pelo arco tangente de 2 188 e vale aproximadamente 0 61 A linha de testes contendo as duas esta es e o trajeto apresentada na Figura 4 8 Na esta o CT I ficam o acesso ao bloco I o caf a oficina de manuten o o sagu o de espera e as linhas de abastecimento de nitrog nio l quido Na linha elevada de a o e concreto est o instalados os trilhos de m s o secund rio do motor linear e os barramentos de alimenta o CC A esta o CT II possui um sagu o de espera e acesso ao centro de tecnologia II 56 da Figura 4 8 Linha de testes a esta o CT I b linha elevada c esta o CT II 4 6 Considera es parciais A planta do MagLev Cobra conta com sensores que monitoram grandezas imprescind veis para a opera o O processamento destas informa es se d por controladores de mercado pois os esfor os est o voltados para o desenvolvimento de tecnologias espec ficas do ve culo A integraliza o das informa es coletadas em campo ficam concentradas na sala de controle do LESFER 57 5 Sincronismo dos motores lineares e ensaios din micos O ve culo MagLev Cobra mo
81. o espa o ocupado pelo contorno m vel do ve culo incluindo proje o de membros dos passageiros se as portas e janelas permitirem Abordagem atual no MagLev Cobra O MagLev Cobra n o permitir o acesso de passageiros ao exterior do ve culo quando em movimento O pacote din mico exatamente do tamanho do seu contorno externo Qualquer poss vel proje o de partes do ve culo durante falhas deve ser considerada Adequa o necess ria Nada a fazer 7 3 Folga nas esta es Para ve culos lentos abaixo de 32 km h as folgas horizontais e verticais nas esta es n o devem ultrapassar 25 mm na horizontal e 12 mm na vertical folga ve culo esta o O ve culo MagLev Cobra possui intrinsecamente um grau de liberdade de movimento devido sua concep o A altura de levita o sofre influ ncia direta da carga e os criostatos permitem certa quantidade de movimento lateral Detalhado na Se o 6 1 7 da tese 7 4 Desenho estrutural do ve culo An lise de quest es estruturais do ve culo A cargo da empresa Holus Este item deve ser auditado durante a certifica o 7 4 1 An lise estrutural A an lise estrutural deve considerar as cargas de projeto conforme estabelecido na norma A cargo da empresa Holus 143 Este item deve ser auditado durante a certifica o Item da norma 7 4 2 An lises estruturais anteriores Automated People Mover Standard ASCE 2013
82. o necess ria Nada a fazer 9 1 6 Vida til Transformadores retificadores e toda a fia o deve ter vida til de 30 anos Calhas de alimenta o e outros equipamentos vida til de 15 anos A menos que indicado pelo fabricante A vida til ser determinada pelos fabricantes dos equipamentos Consultar principais fabricantes 9 1 7 Regula o de tens o A tens o deve ser regulada para garantir as condi es normais de opera o dos componentes do sistema e n o diminuir a vida til dos equipamentos a bordo A alimenta o proveniente de uma subesta o pr xima ao retificador WEG Este faz a regula o de tens o Nada a Fazer 9 1 8 Capacidade A capacidade da fonte de alimenta o deve ser tal que atenda adequadamente as cargas atuais e as previstas para expans es futuras Os dimensionamentos de projeto foram respeitados Nada a fazer 9 2 Equipamentos da subesta o de energia Os equipamentos da subesta o devem atender aos itens a seguir 9 2 1 Interfaces com a concession ria local Todas as conex es devem interagir adequadamente com a concession ria local Em opera o normal o trem uma carga como outra qualquer Quest es como qualidade e regenera o de energia n o foram tratadas junto concession ria 157 Em caso de se trabalhar com regenera o de energia Contatar a concession ria Item da norma 9 2 2 Fator de pot nci
83. o sinal de refer ncia e o motor dois receber o sinal corrigido por uma realimenta o unit ria como mostra a Figura 5 13 Foi escolhida a realimenta o unit ria pois como a din mica do sistema lenta n o s o necess rias t cnicas avan adas de controle Se forem zerados os esfor os entre os m dulos do ve culo cada motor ser respons vel por transportar a carga de seu m dulo de forma independente Desta forma teriam comportamentos independentes um do outro Os casos simulados neste item est o agrupados na Tabela 5 3 Nota se que n o h simula o de casos com massas iguais pois nestes os motores fazem esfor os iguais n o havendo tra o na c lula de carga As condi es dos Casos 5 e 6 s o algumas das vistas no item 5 1 A condi o do Caso 7 foi inserida para analisar o comportamento no qual o mestre m dulo 1 est vazio e o escravo m dulo 2 est totalmente carregado Tabela 5 3 Par metros espec ficos de simula o Estudos de caso Par metro Valor unidade Massa do m dulo 1 2500 kg Caso 5 Massa do m dulo 2 500 kg Inclina o do percurso a 0 Massa do m dulo 1 2500 kg Caso 6 Massa do m dulo 2 500 kg Inclina o do percurso aq 0 61 Massa do m dulo 1 M 500 kg Caso 7 Massa do m dulo 2 M 2500 kg o Inclina o do percurso a 0 61 Massa de um m dulo sem passageiros dois vag es Massa de um m dulo com passageiros dois
84. on Magnetically Levitaded Systems and Linear Drives MagLev 2014 Anais Rio de Janeiro RJ 2014 La rcio Simas Mattos E Rodriguez F Costa G G Sotelo de Andrade Jr R M Stephan Operation of the MagLev Cobra prototype in a 200 meters test line EUCAS 2015 Transactions on Applied Superconductivity ISSN 1051 8223 IEEE CSC Aceito 2 Conceitos gerais e revis o bibliogr fica Nesta revis o bibliogr fica pretende se tra ar um paralelo entre o antigo e o moderno Come ando por apresentar o bicenten rio trem roda trilho que apesar de mudan as na forma com que impulsionado sempre se deslocou sobre rodas e truques pesados COSTA E SILVA 2012 O exemplo utilizado o do trem do Metr Rio ser poss vel observar a robustez deste trem e tamb m estimar o qu o pesado ele O trem de levita o magn tica MagLev apresentado atrav s de um levantamento hist rico O MagLev Cobra tamb m apresentado cronologicamente desde seus primeiros prot tipos at o ve culo em escala real Se es tratando de motores lineares levita o magn tica e Automated People Mover tamb m fazem parte deste cap tulo 2 1 Trem convencional roda trilho exemplo METR RIO Nesta se o ser o abordados assuntos relativos tecnologia de trens roda trilho em particular os de tra o el trica pois estes possuem algumas caracter sticas parecidas com as do MagLev Cobra Os da
85. os objetivos e metas a serem alcan ados a partir destas motiva es e Objetivo geral Estudar as t cnica de propuls o do ve culo MagLev Cobra desenvolvido na COPPE UFRJ e adequ lo para sua aplica o como um APM e Objetivos espec ficos e m todos Os objetivos espec ficos e os m todos de abordagem de cada objetivo espec fico apresentados na Tabela 1 3 foram organizados como passos necess rios para se alcan ar o objetivo geral Tabela 1 3 Tabela associativa entre os objetivos espec ficos os m todos aplicados Objetivos espec ficos M todos Descrever o MagLev Cobra e posicion lo com rela o aos ve culos Pesquisa bibliogr fica hist rica e t cnica convencionais roda trilho e tamb m a outros ve culos de levita o magn tica Detalhar os principais componentes que tornam o MagLev Cobra um Descri o de componentes com base em cat logos t cnicos ve culo diferenciado em rela o aos demais relat rios de ensaios fotos ilustra es etc Detalhar o sensoriamento e os atuadores que comp em o conjunto e suas Utiliza o de projetos diagramas informa es de datasheets e funcionalidades Principalmente aqueles imprescind veis em uma aplica o determina es de norma para posicionar sensores e atuadores e APM conect los adequadamente Analisar o comportamento da propuls o distribu da e as intera es de for as Simula es computacionais com estudos de casos t picos
86. para a entre os prim rios do motor linear de indu o opera o do MagLev Cobra Investigar o comportamento do MagLev Cobra quando em opera o na Ensaios na linha de testes com captura de dados de levita o e linha de testes de duzentos metros principalmente no que tange as quest es movimenta o relacionadas influ ncia do motor linear na levita o e perfis de velocidade Analisar as condi es atuais do MagLev Cobra quanto adequa o a um An lise item a item da norma APM com detalhamento dos que APM e propor adequa es quando necess rio s o diretamente relacionados propuls o do ve culo Analisar propostas para a certifica o da linha de testes objetivando em um An lises e coment rios sobre propostas de empresas primeiro momento sua opera o para transporte de pessoas e certificadoras tra ado um paralelo entre as propostas posteriormente movimenta o autom tica de pessoas 1 4 Estrutura do texto Este texto est organizado conforme os seguintes cap tulos e Cap tulo 2 Conceitos gerais e revis o bibliogr fica O cap tulo come a com a apresenta o do trem convencional suas principais partes e a sua t cnica de acionamento dos motores O objetivo desta apresenta o a familiariza o com o trem convencional roda trilho para que seja poss vel tra ar um paralelo entre o que praticado no meio ferrovi rio e a proposta do MagLev Cobra H ainda neste cap tulo um
87. para documentar o programa de seguran a do sistema deve ser desenvolvido seguir orienta es da bibliografia do Anexo da norma APM N o h um plano Desenvolver um plano 13 PREPARA O PARA SITUA ES DE EMERG NCIA Requisitos para o programa de prepara o para emerg ncia N o existe um programa Criar um programa 13 1 Plano do programa prepara o para situa es de emerg ncia O programa do plano de prepara o para situa es de emerg ncia deve ser documentado em um plano espec fico N o existe um plano 168 Preparar e documentar um plano Item da norma 13 1 1 Objetivo do Plano Automated People Mover Standard ASCE 2013 Abordagem atual no MagLev Cobra O objetivo do plano do programa existe um plano ser a documentar como o sistema os funcion rios do sistema outros grupos de apoio e outras ag ncias de apoio ir responder a uma emerg ncia Assunto abordado Adequa o necess ria Preparar e documentar um plano 13 1 2 Conte do do Plano Existe um roteiro de itens que N o existe um plano devem constar no plano Preparar e documentar um plano 13 1 3 Orienta o Orienta o para ajudar no N o existe um plano desenvolvimento do Plano de Programa de Prepara o para Emerg ncias est estabelecida no Anexo da norma APM Preparar e documentar um plano 13 2 Treinamento e exerc cios Treinamentos em cen rios
88. pela ATP 5 2 1 Controle de Movimento Partida parada e controle a velocidade dever o ser determinados pelo ATO de modo que as taxas de acelera o e desacelera o fiquem dentro dos limites aceit veis de conforto dos passageiros e a velocidade seja mantida abaixo dos limites de impostos pela ATP O inversor de frequ ncia programado para n o ultrapassar os limites m ximos 137 Este item ser atendido atrav s da programa o do inversor Definir n veis de acelera o e frenagens de acordo com esta norma Ver item 7 7 3 da norma APM Item da norma 5 2 2 Parada programada na esta o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Paradas programadas nas esta es devem ser feitas dentro dos limites aceit veis de conforto dos passageiros Abordagem atual no MagLev Cobra Os limites de acelera o e frenagem ser o definidos no item 7 7 3 As esta es s o desprovidas de portas portanto n o h alinhamento das portas do ve culo com as portas da esta o Adequa o necess ria Os limites de acelera o e frenagem ser o definidos no item 7 7 3 da norma APM Testar os sistemas de posicionamento nas esta es e de abertura de portas 5 2 3 Controle de porta e tempo de espera As portas do trem e da esta o devem abrir e fechar juntas Se ap s um comando de fechamento ou abertura for dado e a porta demorar mais que 10s para obedecer um alarme deve s
89. pernoite O operador deve relatar detalhadamente todas as ocorr ncias que aconteceram durante seu turno de trabalho Como por exemplo falta de luz paradas repentinas alarmes solicita es de manuten o etc Caso n o haja problemas relatar SEM OCORR NCIAS 229 Anexo I Certificados do inversor de frequ ncia CFW 11 O inversor de frequ ncia CFW 11 possui certifica es internacionais que est o listadas abaixo meg Declaration of Conformity The undersigned representing the manufacturer WEG Drives e Controls Automa o Rua Waldemar Grubba 3300 89256 900 Jaragu do Sul SC Brazil and our representative established within the European Community WEG Germany GmbH Industriegebiet T rnich 3 Geigerstrape 7 50169 Kerpen T rnich North Rhine Westphalia Germany herewith declare under our sole responsibility that the product CFWI11 Frequency Inverter Series models identified as below CFW11 followed by 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0010 0012 0013 0016 0017 0022 0024 0027 0028 0031 0032 0033 0038 0044 0045 0053 0054 0058 0063 0070 0080 0086 0088 0105 0107 0125 0142 0150 0170 0180 0211 0216 0242 0289 0312 0315 0365 0370 0435 0477 0515 0601 0720 followed by S B or T followed by 2 4 or 6 may be followed by O 54 CFWIIM T4 CFWIIM T 5 and CFWIIM T6 URII T4 URII T5 and URI1 T6 a two digit prefix
90. s da constru o de um prot tipo em escala reduzida Trata se de uma linha com trajet ria oval de 30 metros com um ve culo MagLev provido de Supercondutores de Alta Temperatura Cr tica HTS High Temperature Superconductor criando o denominado efeito pinning que o permite levitar de modo est vel na presen a de um campo magn tico STEPHAN FERREIRA et al 2003 O projeto de implanta o de uma linha de testes em escala real com tecnologia MagLev Cobra no campos da COPPE UFRJ na Ilha do Fund o Rio de Janeiro o passo a ser dado no caminho do desenvolvimento das pesquisas iniciadas com o ve culo miniatura O projeto inicial previa uma linha com comprimento total de 114 m e esta via serviria para valida o da capacidade do ve culo realizar curvas com raio de 30 m e subir rampas de at 15 de inclina o STEPHAN 2015 A via existente possui 200 m de comprimento em linha reta com uma pequena declividade Todas as etapas do projeto se basearam em n veis de maturidade da tecnologia TRL Technology Readiness Levels Os n veis variam de TRLI a TRL9 NASA 2014 A primeira etapa do desenvolvimento do MagLev Cobra ocorreu entre os anos 2000 e 2006 neste per odo foi constru do e testado o prot tipo em escala reduzida Os n veis de maturidade ou prontid o relacionados a essa etapa foram o TRL1 TRL2 e TRL3 que correspondem a observa es e relatos dos princ pios b sicos formula o dos conceitos e aplica es
91. se a aprovar ou reprovar o item sob avalia o no caso de reprova o emite parecer indicando o porqu da reprova o sem em momento algum sugerir quais altera es dever o ser feitas Esta independ ncia importante para evitar que o auditor seja induzido inconscientemente a aprovar algo por estar familiarizado com a solu o dada a um problema ao qual opinou Esta empresa sugeriu cursos de qualifica o do pessoal envolvido com o MagLev Cobra antes de enviar uma proposta formal As etapas seguintes ao curso s o uma pr avalia o pre assessment para investigar como o projeto se desenvolveu at o ponto atual e uma avalia o assessment para verificar os principais aspectos de seguran a a serem atendidos A Tabela 6 3 traz onze perigos gen ricos que devem ser mitigados na an lise inicial Nota se que ser o necess rias adapta es para a situa o do MagLev Cobra como por exemplo nas condi es atuais da linha de testes o risco de afogamento item 10 n o necessita de mitiga o Depois de cumpridas as etapas de pr avalia o e de avalia o um contrato de certifica o deve ser firmado Tabela 6 3 Lista de acidentes gen ricos que devem ser mitigados Acidentes Gen ricos Colis o Descarrilamento Tombamento do trem Queda de pessoas Acidente pessoal provocado por contato choque ou proje o de objetos Explos o ou vazamento de produtos nocivos Pessoas presas ou engan
92. secund rio do motor Como no secund rio n o h bobinamentos de fios de cobre com esmalte isolante sua capacidade t rmica elevada 103 Para o prim rio deve haver uma aten o maior Na configura o atual ele n o possui sensor de temperatura mas o fato do inversor CFW 11 possuir prote o para sobrecorrente faz com que a norma seja atendida quanto quest o de superaquecimento Ainda segundo a norma deve ser poss vel parar o ve culo apenas com o freio de atrito na frenagem de emerg ncia Os comandos de frenagem de emerg ncia dever o ter prioridade sobre quaisquer outros comandos O comando de parada de emerg ncia deve ser irrevog vel Fontes de energia que atendem o freio devem ser redundantes Um sistema de parada de emerg ncia embarcada deve ser previsto As paradas de emerg ncia n o devem danificar nenhum tipo de dispositivo do sistema Para atender estes requisitos o sistema de freios de atrito ou freio mec nico possui sapatas de freio que se pin am ao secund rio do motor linear Dois sistemas de energia embarcados s o respons veis pela manuten o da capacidade de frenagem um conjunto de baterias e um tanque de leo do sistema hidr ulico O sistema de supervis o deve monitorar tanto o n vel de tens o das baterias quanto a press o no tanque de leo para garantir que o sistema ter energia suficiente para frenagem de emerg ncia Na frenagem de estacionamento os freios devem
93. seguran a devem estar presentes ao longo de toda a plataforma Abordagem atual no MagLev Cobra Piso na cor amarela limitando rea de seguran a Adequa o necess ria Colocar todos os avisos previstos em norma avisos 10 2 Prote o da borda da plataforma V rios tipos de prote o s o sugeridos mas qualquer prote o que seja aceita pelos rg os locais podem ser implantadas Piso na cor amarela limitando rea de seguran a Nada a fazer 10 2 1 Sistema de prote o contra intrusos Neste item s o detalhados os requisitos t cnicos que devem ser obedecidos na constru o das barreiras contra intrusos A barreira n o est prevista Este ve culo conta com seguran as nos mesmos moldes do metr Instalar a barreira cumprindo os requisitos estabelecidos neste item 10 2 2 Sistema de controle contra intrusos Neste item s o detalhados os requisitos t cnicos que devem ser obedecidos no controle e an ncios sonoros das barreiras contra intrusos A barreira n o est prevista Este ve culo contar com seguran as nos mesmos moldes do metr Programar o controle e an ncios sonoros cumprindo os requisitos estabelecidos neste item 10 2 3 Sistema de detec o de intrusos Se previsto o sistema detalhado neste item Devendo detectar elementos a partir de 0 3 m e 9 kg N o est previsto um sistema de detec o O sistema pode ser implantado utilizando a
94. ser capazes de manter o ve culo im vel o tempo suficiente para a sa da de todos os passageiros no caso de parada por emerg ncia e perda total de energia Tempos maiores podem ser exigidos em caso de paradas sem perda de energia m nimo de 24H No caso da parada de emerg ncia sem perda de energia a exig ncia maior pois pode ser necess rio manter os passageiros dentro do trem para evitar que entrem em contato com os trilhos energizados Os elementos de frenagem de estacionamento podem ser os mesmos dos de frenagem de emerg ncia 6 1 13 Seguran a em equipamentos el tricos item APM 9 1 1 seguran a em equipamentos el tricos deve ser assegurada por r gidos crit rios de projeto e de escolha de materiais Todas as partes do ve culo das vias e das edifica es envolvidas devem obedecer a normas de seguran a em eletricidade Conforme Anexo 1 o CFW 11 possui declara o de conformidade com as normas de seguran a EN 50178 1997 equipamento eletr nico para uso em instala es de energia 104 EN 60204 1 2006 seguran a de m quinas equipamentos el tricos de m quinas 61800 5 1 2007 drivers el tricos de pot ncia para sistemas de velocidade ajust vel Requisitos de seguran a el trico t rmico e de energia Da mesma forma deve se investigar os demais equipamentos quanto certifica o 6 1 14 Verifica o e demonstra o do sistema item APM 14 e 14 3 2 A verifica o e demonstra o
95. t m pouqu ssimas influ ncias na equa o geral que gera os sinais dos choppers que alimentam os motores Uma constata o pr tica que os engates s o suficientemente robustos a ponto de ser poss vel operar com um dos vag es totalmente sem propuls o pois este arrastado ou empurrado pelos demais 2 1 2 Sistema de medi o de carga Uma compensa o que feita em tempo real a de carga A carga varia de acordo com a quantidade de passageiros presentes no vag o O sistema composto por um bols o de ar um tubo e um medidor de press o consegue captar as informa es sobre as varia es de carga do trem durante todo o trajeto A Figura 2 2 mostra o bols o conectado a um vag o AA Figura 2 2 Sistema de medi o de carga bols o de ar 11 No trem do metr este sistema serve para adequar os sinais de controle que saem da caixa l gica para os choppers dos motores Embora n o seja um sinal de sincronismo este serve para controlar os motores de forma a tentar equalizar as for as existentes nos engates tornando nulos os esfor os entre os carros O sistema mostrado na Figura 2 2 bem volumoso por m facilmente acomodado no v o livre existente devido utiliza o de rodas No caso do MagLev Cobra este v o ser bem menor portanto para o sistema de medi o de carga outra t cnica dever ser adotada A estima o do carregamento atrav s da varia o do gap de levi
96. via elevada possui estrutura de a o tubular fornecida pela V amp M do Brasil A pintura de alta qualidade fornecida pela AkzoNobel 128 Verificar a certifica o de cada um dos materiais utilizados quanto a exposi o solar Item da norma 2 1 7 Zonas de inunda o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado O n vel de inunda o deve basear se nos valores dos ltimos 100 anos Os sistemas devem ser capazes suportar uma inunda o com o m nimo de danos Os elementos que podem ser danificados por inunda es devem ser protegidos ou instalados acima da plan cie inundada Abordagem atual no MagLev Cobra O ve culo e equipamentos ser o instalados em via elevada em uma ilha mar tima N o h registro de inunda o a este n vel A subesta o de energia encontra se no subsolo do Bloco I Adequa o necess ria O ve culo n o corre risco de inunda o nas condi es atmosf ricas atuais do planeta Mas a subesta o alimentadora est no subsolo do Bloco I Deve ser investigada a possibilidade de inunda o e as medidas a serem tomadas 2 1 8 Interfer ncia eletromagn tica O Sistema e todos os seus componentes devem possuir compatibilidade eletromagn tica com o meio a sua volta O ve culo est equipado com diversos dispositivos eletr nicos certificados pelos fabricantes Detalhado na Se o 6 1 1 da tese 2 2 Par metros ambientais induzido
97. 0 e Sistemas de Verifica o e Demonstra o e Opera o manuten o e treinamento e Monitoramento Operacional Quest es relacionadas a cada um dos itens anteriores tais quais bom funcionamento produtividade e seguran a s o descritas nos diversos itens e subitens da norma APM elaborada pela American Society of Civil Engineers ASCE 2013a Para que o APM opere de forma satisfat ria alguns itens devem ser observados dentre eles e Ambiente de opera o Condi es ambientais do local de opera o devem ser consideradas de acordo com os registros hist ricos para a regi o e Requisitos de seguran a Por se tratar de transporte de vidas humanas cuidados adicionais de seguran a devem ser tomados com a finalidade de evitar falhas e Confiabilidade do sistema definido pelo n mero de horas de opera o do sistema dividido pelo n mero de falhas ocorridas neste per odo e Controle autom tico do trem ATC Automatic Train Control Trata do controle autom tico do ve culo das prote es e dos sistemas de supervis o e Comunica es udio visuais Relativo aos sistemas de comunica o para interagir com os usu rios ou monitor los tanto dentro dos ve culos como nas esta es As informa es podem ter car ter informativo como tamb m alertas de seguran a 2 5 2 Configura es t picas de linhas APMs Os sistemas de controle dos APMs v o depender da forma com que as guias ou percur
98. 00 2000 1600 1200 800 400 For a N 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Velocidade m s Figura 5 3 Curvas de for a em fun o da varia o do entreferro 61 e Simula es baseadas no circuito da Figura 5 2 Para as simula es ser o determinados alguns valores compat veis com o que se deseja para os testes iniciais de opera o do MagLev em sua linha de testes de duzentos metros A Tabela 5 1 traz os par metros gerais da simula o e a Tabela 5 2 os par metros espec ficos de alguns casos cr ticos Tabela 5 1 Par metros gerais de simula o Par metro Valor unidade Acelera o 0 3 m s Velocidade de regime 20 km h 5 55 m s Comprimento da linha 200 m Acelera o da gravidade 9 8 m s Tabela 5 2 Par metros espec ficos de simula o Estudos de caso Par metro Valor unidade Massa do m dulo 1 M 500 kg Caso 1 Massa do m dulo 2 500 kg Inclina o do percurso a 0 Massa do m dulo 1 M 2500 kg Caso 2 Massa do m dulo 2 M2 500 kg Inclina o do percurso a 0 Massa do m dulo 1 2500 kg Caso 3 Massa do m dulo 2 M gt 500 kg Inclina o do percurso aq 0 61 Massa do m dulo 1 2500 kg Caso 4 Massa do m dulo 2 M 2500 kg Inclina o do percurso aq 0 61 E Massa de um m dulo sem passageiros dois vag es Massa de um m dulo com passageiros dois vag es Obs O ve culo de testes composto por quatro vag es m
99. 1 6 Capacidade de carga do ve culo item APM 7 1 98 6 1 7 Folga nas esta es item APM 7 3 100 6 1 8 Qualidade da viagem item APM 7 7 3 100 6 1 9 Fia o el trica item APM 7 12 3 102 6 1 10 Coletores de energia item APM 7 12 4 sse 102 6 1 11 Aterramento item APM 7 12 5 103 6 1 12 Fun es da frenagem item APM 8 3 103 6 1 13 Seguran a em equipamentos el tricos item APM 9 1 1 104 6 1 14 Verifica o e demonstra o do sistema item APM 14 e 14 3 2 105 6 2 Certifica o da linha de 3 sais o edel ena i aaa dae 107 0 2 Empresas Cert BoadOras ose Wed uad edita ques EINE e xx Cube sud uev ebd ade 107 6 2 2 Normas para certifica o 110 6 2 3 M todos para Certifica o u it er eset es dass stesi Cose epi 111 6 2 4 Itens a serem certificados no MagLev Cobra 113 6 3 Considera es parciais canas lo sa RS ON 114 7 Conclus es e trabalhos futuros 115 TA CON DUI ES PC
100. 10 GND BAT 1 1 i h 2 DRIVER DOS MOTORES DE PORTA a D mj 2 amp Figura D 13 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 11 199 CONSOLE DE COMANDO DO M DULO 1 m 3 5 2 al e al e 5 5 5 5 5 M 8 E E 2 z m H H CHAVE DE ABRE _ SELE O A ATIVA O DO PARTIDA PORTA EMERG NCIA AUTOM TICO EMERG NCIA CONSOLE 1 MANUAL 3p 1 3 c o3 amil s T J CONS 1 t gt 1 1 EMER1 1 1 EMER2 1 PA 3 ER Cip vi Ci TPW CPUT ED43 gt wel Er EA GONS 2 ERI n ee ee 4 OJ 5 5 5 a Q Q 2 9 z zi a A m m H H FECHA PORTA FECH 1 A DIR 1 1 X 4 DIR 2 1 R 2 4 2 4 i 2 4 COMUM MANOBRA 1 3 COMA eX 2 4 9 2 3 A m dj dj d J o e lt lt lt hi lt a a H H H m SU 2 SU 3 SUA SU 5 SU 6 SU 7 24V 1 24V 1 alela 24V 1 24V 1 alsa 24V 1 a AA 24V 1 alee amp O gas H O O Sas O ga
101. 31 Implementar o sistema ATC considerando todas as quest es de seguran a previstas na norma APM Item da norma 3 3 1 Projeto intrinsecamente a prova de falhas Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Sistemas intrinsecamente prova de falhas devem ser projetados usando vari veis f sicas mec nicas e ou caracter sticas de componentes el tricos Abordagem atual no MagLev Cobra O Conversor CFW 11 um equipamento robusto de mercado E nele est o concentradas a es redundantes de seguran a A parte de monitoramento e controle a dist ncia n o se sobrep e em hip tese alguma aos procedimentos de seguran a programados no CFW 11 Adequa o necess ria Todos os projetos contendo hardwares e softwares devem prever redund ncias Estas redund ncias ser o verificadas e aprovadas pelos auditores do processo de certifica o 3 3 2 Alternativas ao Projeto intrinsecamente a prova de falhas Projetos que n o apresentem caracter sticas intr nsecas a prova de falha devem utilizar uma ou mais das seguintes t cnicas 3 3 2 1 Verifica o de Redund ncia 3 3 2 2 Programas paralelos operando simultaneamente 3 3 2 3 Diversidade e autocontrole 3 3 2 4 Garantia num rica Estes procedimentos de projeto dever o ser adotados durante toda a programa o dos dispositivos Todos os projetos contendo hardwares e softwares devem prever redund ncias Estas redund ncias ser
102. 542 out 1998 ASCE Automated People Mover Standards Reston Virginia American Society of Civil Engineers 2013a ASCE 14th International Conference on Automated People Movers and Automated Transit Systems ASCE 21 24 abr 2013b Disponivel em lt http www apmconference org uploadedFiles apm 2013 program pdf gt Acesso em 15 mar 2015 BALLUFF Sensor de Ultra som Balluff Sensor Worldwide 07 abr 2015 Disponivel em lt http asset balluff com std lang all pdf datasheet a pt Datasheet BUS0001 178841 BRA pt pdf gt Acesso em 10 abr 2015 BBC NEWS Japan maglev train breaks world speed record again BBC News 21 abr 2015 Disponivel em lt http www bbc com news world asia 32391020 gt Acesso em 15 maio 2015 BOWER J Emile Bachelet Inventor from Mount Vernon New York Westchester County Historical Society p 39 43 2010 CENELEC BS EN 50126 Railway aplications The specification and demonstration of Reliability Availability Maintainability and Safety RAMS Part 1 Brussels BSi British Standards 1999 CHABU I E GOMES D R Relat rio T cnico Motor Linear 900 N 420 V 7 8 m s 25 Hz Equacional El trica e Mec nica LTDA S o Paulo p 1 17 2009 CITYTRANSPORT INFO Monorails Maglevs and Cabin Transports Including PRT Citytransport info 23 mar 2015 Disponivel em lt http citytransport info Monorail htm gt Acesso em 15 abr 2015 CORRSYS DATRON Manual user CORREV
103. 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 2 CRIOSTATO 4 CRIOSTATO 6 ITRANSDUTOR SOLEN IDEI TRANSDUTOR SOLEI ITRANSDUTOR sOLENO EMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA M DULO 1 Monitoramento Sistema de TV Antena pe iew RF LabVis Central de monitoramento MODBUS Cp PLC 11 01 TPW A2 TPW A3 n A a Di e Eae ED Central NN BATERIA 1 C meras sem fio 1 Esta o CT 1 vis o intema AN FIM DE CURSO 2 Esta o CT 1 apontando para via MEC NICO CRIOSTATO 1 CRIOSTATO 3 CRIOSTATO 5 Jj ATERIA 2 3 Ve culo vis o intema of Eus 9 4 Veiculo apontando para via Frente TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSOUTOR SOLENOIDE AN TEMPERATURA EMPERATURA TEMPERATURA MEC NICO NO 5 Ve culo apontando para via R FIM DE CURSO 6 Esta o CT 2 apontando para via NS FCE 1 BUS M18 KO BUS M18 KO 7 Esta o CT 2 vis o intema 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm ALTERA O NA DISTRIBUI O DOS SENSORES NOS CART ES ANAL GICOS oT VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA ENDERE O ATHOS DA SILVEIRA N 01 BLOCO I H ILHA DO FUND O DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET RIO DATA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 20 03 2015 E C gt O ee j _ NA DISTRIBUI AO DOS SENSORES NOS CARTOES ANALOGICOS EM DESCRI O ESCALA COMPONENTES DO M DULO 1 DO VE CULO MAG
104. 77 Criar um programa de inspe o Item da norma 16 4 1 Testes do fabricante Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Os fabricantes de equipamentos usados no sistema devem desenvolver testes para comprovar se seus equipamentos atendem a norma APM Abordagem atual no MagLev Cobra Os componentes desenvolvidos para o MagLev Cobra ainda n o passaram pelas baterias de testes Os componentes de mercado possuem certifica es individuais Adequa o necess ria No processo de certifica o devem ser analisados os testes e certificados emitidos pelos fabricantes 16 4 2 Crit rios de teste de aceita o Os crit rios de testes de aceita o do sistema APM devem considerar a vida til do mesmo levando em considera o a manuten o recomendada e se os procedimentos de opera o foram seguidos N o foram feitos testes de aceita o Fazer testes de aceita o durante o processo de certifica o 16 4 3 Procedimentos de testes Os testes n o devem ultrapassar as necessidades do sistema N o foram feitos testes do sistema Fazer testes do sistema durante o processo de certifica o E obedecer s necessidades m ximas previstas 16 4 3 Limites de testes operacionais Testes operacionais do sistema APM ser o realizados dentro dos limites nominais do equipamento conforme fornecido pelo fabricante Quaisquer testes operacionais incluindo test
105. 9 EN50128 Aplica es ferrovi rias sistemas de comunica o sinaliza o e processamento Software para controle de comboios e sistemas de prote o EN50129 Aplica es ferrovi rias Comunica o sinaliza o e sistemas de processamento Seguran a relacionada com sistemas eletr nicos de sinaliza o e Proposta da EMPRESA para as normas a serem adotadas Sugere normas europeias e questiona se ser necess rio o uso de normas brasileiras caso seja solicita a lista de normas que devem ser seguidas tamb m A EMPRESA enfatiza que as normas europeias usadas pela s o incontest veis e obrigat rias 6 2 3 M todos para certifica o Os m todos para certifica o s o estabelecidos pela empresa certificadora e geralmente amparados por norma 111 e M todos da EMPRESA O m todo adotado de gerenciamento e contrata o de servi os de terceiros Prev contatos com entidades como o INMETRO e o Comit Brasileiro Ferrovi rio e reuni es entre os membros da Empresa A e a equipe do MagLev Cobra para definirem o modelo de certifica o do produto A proposta da Empresa A prev o estudo dos requisitos das normas selecionadas na Etapa 2 identificando os aspectos que devem ser verificados no MagLev Cobra e o tipo de documento ou estudo associado que pode envolver 1 plantas e projetos 11 an lises de engenharia 111 certificados de
106. A USB IHM PARADA A cru 2 EE CT 1 CT 2 J O OO COM CHA COM TPW A1 TPW A2 TPW A3 FREIO FREIO MEC NICO MEC NICO ms a da d EAD Imm O CRIOSTATO 3 CRIOSTATO 5 CRIOSTATO 7 CRIOSTATO 9 our our 2 TG hw 15 Cz 15 SDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR TRANSDUTOR SOLENOIDE ERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA BUS M18 KO O BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm lt 5x0 34mm2 D 5mm 2RIM RIO DO MOTOR DE INDU O LINEAR MOTOR 1 O PORTA O Bom T HEHEHE b hn p bb DD SENSOR SENSOR PORTA PORTA Me Mp M M ver ABERTA FECHADA FCPA 1 FCPF 1 ee AERE vee we vvi ee CONS x DISPOSITIVO OPERADO POR TRANCAMENTO E DESTRANCAMENTO DO CONSOLE DE COMANDOS MODELO XXXXXX OBS OS CONSOLES EST O INERTRAVADOS POR CONTATO F SICO S OPERAM INDIVIDUALMENTE CASO OS DOIS ESTEJAM ACIONADOS SIMULTANEAMENTE O VE CULO N O IR OPERAR E UM ALARME INDICANDO ESTA CONDI O DEVER SOAR NA IHM LOCALIZADO NO CONSOLE DE COMANDOS DRIVER PARA MOTORES DE PORTA MODELO EM243A 12 43V 50 Figura D 3 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 2 189 OV REFER NCIA 534V CIRCUITO 1 OV
107. A 16 204 TPW CPU 2 I A4 TPW A6 FOLHA 24 O TES x C os vanis muyu sunaha We x fel Teo oo om 8 BNDES O banco nacional do desenvolviment
108. COBRA ENDERE O ATHOS DA SILVEIRA N 01 BLOCO I H ILHA DO FUND O DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET RIO DATA FOLHA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 03 10 2013 RESPONS VEL T CNICO ENGENHEIRO ELETRICISTA C R EA D MG ESCALA SEM ESCALA Figura D 27 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 24 213 Ap ndice E Manual do operador O Manual do operador deve ficar dispon vel na central de controle do LESFER Neste Ap ndice mostrado uma vers o condensada do manual sem o sum rio pois poderia causar m interpreta o quanto numera o das p ginas MANUAL DO OPERADOR DO MAGLEV COBRA Elabora o La rcio Simas Mattos Roberto Andr Henrique de Oliveira Richard Magdalena Stephan Rio de Janeiro RJ Brasil Maio de 2014 Simbologia e defini es Advert ncia Perigo Risco de choque el trico A Baixas temperaturas Obst culos para pedestres A Queda com desnivel Campos magn ticos de alta intensidade Condutor o respons vel pela opera o do ve culo MagLev Cobra Operador o respons vel por operar o centro de controle 1 DESCRI O DO VE CULO E VIA ELEVADA 1 1 Partes constituintes do ve culo O MagLev Cobra um ve culo leve devido a suas caracter sticas intr nsecas de constru o composto de quatro m dulos sendo dois intermedi rios e dois de
109. DO VE CULO MAGLEV COBRA SEM ESCALA Figura C 4 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 4 do ve culo MagLev Cobra 185 Ap ndice D Projeto el trico do ve culo sensores e atuadores A norma APM exige que toda a fia o seja identificada obedecendo a um projeto el trico Este ap ndice traz o projeto el trico idealizado para o MagLev Cobra O projeto original encontra se em folha Al Neste ap ndice o mesmo foi desmembrado em 24 partes conforme exemplificado na miniatura das tr s folhas Al 186 M DULO 2 FOLHA COMPONENTE A B N D E d De APERJ M DULO 3 SIMBOLOGIA DOS PONTOS DE Cobra em folha Al parte 1 3 Figura D 1 Projeto el trico do MagLev 187 OV REFER NCIA 534V CIRCUITO 1 OV TERRA SAPATAS BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 2 our b SOLENOIDE FRAN TEMPERATURA TEMP Monitoramento Sistema de TV Antena Antena S 5s IHM LabView RF Central de monitoramento AIRGATE CFW 11 MODBUS PLC 11 01 I Central BATERIA 1 BATERIA 2 Ns C meras sem fio 1 Esta o CT 1 vis o interna NN FIM DE CURSO 2 Esta o CT 1 apontando para via MECANICO CRIOSTATO 1 E our
110. E Figura 6 3 Localiza o do bot o para abertura de porta 6 8 Desembarque de passageiros O condutor deve orientar os passageiros durante o desembarque 6 9 Desembarque e embarque simult neos O desembarque e embarque simult neos n o ser o permitidos devendo o ve culo ser totalmente evacuado antes do in cio do embarque de novos passageiros O condutor o respons vel por coordenar esse procedimento 7 PROCEDIMENTOS DE EMERG NCIA Quais procedimentos devem ser tomados em caso das seguintes falhas 71 O que fazer caso ocorram as seguintes falhas 225 7 1 1 ve culo n o fecha as portas Evacuar o ve culo e contatar a equipe de manuten o 7 1 2 O ve culo n o abre as portas com passageiros e operador a bordo O operador deve certificar se que o ve culo est estacionado corretamente na esta o deve liberar manualmente a trava de porta e empurrar a porta mantendo uma press o cont nua nas duas folhas de porta at que a mesma esteja totalmente aberta 7 1 3 O ve culo n o parte da esta o Verificar na IHM se h algum alarme de falha Se houver e se o problema puder ser sanado pelo condutor o mesmo poder resolver a falha e tentar partir o ve culo novamente Caso n o haja sinaliza o de falha o ve culo deve ser evacuado e a equipe de manuten o deve ser acionada 7 1 4 O ve culo parou no meio do trajeto Se o ve culo parou no meio do trajeto por causa desconhecida o condutor poder tentar a
111. E Transactions on Applied Superconductivity v 16 n 2 p 1138 1141 jun 2006 LUGUANG Y The maglev development and commercial application in China International Conference on Electrical Machines and Systems Seoul Korea ICEMS 2007 p 1942 1949 MILLER L M BURLESON D P KAPALA J Atlanta CONRAC Automated People Mover Potential Industry Trends or Just Local Preferences 10th International Conference on Automated People Movers by American Society of Civil Engineers Orlando Florida ASCE 2005 MOTTA E S Otimiza o de Trilho Magn tico de Um Sistema de Levitac o Supercondutora para Ve culo MagLev Rio de Janeiro Universidade Federal do Rio 120 de Janeiro 2011 de doutorado NASA Nasa National Aeronautics and Space Administration 3 fev 2014 Disponivel em lt http www nasa gov directorates heo scan engineerine technology txt_accordionl htm Ht VVgG7PIVhBc Acesso em 02 maio 2015 NEUMANN B Utilisation of the Transrapid in Europe The 19th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Dresden Germany MagLev 2006 2006 ONO M S OHTSUKI H Japan s superconducting Maglev train IEEE Instrumentation amp Measurement Magazine v 5 p 9 15 mar 2002 POWELL J R et al The Maglev America Project A 28 800 mile National Maglev Network for the United States The 21st International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drive
112. IOST 23 Figura 5 26 Posicionamento dos sensores de altura e do sensor de velocidade Para aferir a altura de levita o dos criostatos com o sinal lido pelos sensores o ve culo foi posicionado em um ponto da via foram feitas medi es da altura utilizando r gua de precis o e simultaneamente foram registradas as leituras dos sensores Os 78 sensores enviam sinais de 0 10 V e foram programados atuarem dentro de uma faixa de 40 mm Esta faixa foi definida com base no grau de liberdade da movimenta o vertical dos m dulos que de no m ximo 30 mm As medidas e leituras feitas com o ve culo est tico s o apresentadas na Tabela 5 5 O m dulo 4 possui um carregamento maior por acumular os pesos do prim rio do motor linear das baterias e do inversor de frequ ncia em consequ ncia sua altura de levita o mais baixa Pela tabela poss vel visualizar que a extremidade do m dulo 4 a que encontra se mais baixa com 12 mm de gap entre os criostatos CRIOST 23 e 24 e o trilho de im s As conex es modulares permitem a transfer ncia de esfor os verticais entre os m dulos por isso os quatro criostatos CRIOST 17 18 19 e 20 pr ximos a jun o entre o m dulo 4 e o m dulo 3 estabilizam se com uma altura pouco maior que a altura da extremidade do ve culo lembrando que o m dulo 3 mais leve por possuir menos componentes pesados Os criostatos 13 e 14 levitam com as maiores altur
113. ITO L 350 Aqua Sensor Wetzlar 2010 118 COSTA E SILVA A D Uma Introdu o Engenharia Ferrovi ria S 1 AgBook v 1 2012 7 12 p CREPPE R C Uma Contribuic o Modelagem de M quinas de Induc o Lineares Campinas UNICAMP 1997 CUMMINGS M N California Nevada Interstate Maglev Project CNIMP The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 DENATRAN Departamento Nacional de Transito 31 dez 2014 Disponivel em http www denatran gov br frota htm Acesso em 11 fev 2015 DICKHART W W Status of Transrapid Maglev Electro International p 613 617 199 DUJMOVIC N Maglev System Benchmarking by Planning Metropolitan Mass Public Rapid Transit with a View on The City of Zagreb The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 FERGUSON J Atlanta Chattanooga Nashville High Speed Ground The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 FERREIRA L O S Modelo dos Trens da Linha Norte Sul do Metr de S o Paulo S o paulo UNICAMP 1982 FRITZ E MNICH P Maglev System on the Island of Tenerife The 21st International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Daejeon Korea MagLev 2011 2011 FRITZ E MNICH P Planning and design study of a high s
114. LEV COBRA SEM ESCALA Figura C 1 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 1 do ve culo MagLev Cobra 182 BUS M18 KO 5x0 34mm D Smm CRIOSTATO 6 ITRANSDUTOR soLENOIDE TEMPERATURA M DULO 1 DOBRAD CRIOSTATO 5 RANSDUTOR SOLENOIDE TEMPERATURA BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm O BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 8 TRANSDUTOR soe ITEMPERATURA CRIOSTATO 7 TRANSDUTOR soLENOIDE TEMPERATURA BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm 534V CIRCUITO 1 OV TERRA CRIOSTATO 10 TRANSDUTOR 2 ITEMPERATURA FREIO FREIO D CRIOSTATO 9 TRANSDUTOR soLENOIOE TEMPERATURA BUS M18 KO O 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 12 TRANSDUTOR soLENOIDE TEMPERATURA M DULO 2 CRIOSTATO 11 ITRANSDUTOR SOLENOIDE TEMPERATURA BUS M18 KO O Sx0 34mm D 5mm BUS M18 KO 5x0 34mm D 5mm CRIOSTATO 14 ITRANSDUTOR soLENOIDEI EMPERATURA CRIOSTATO 13 TRANSDUTOR soLENOIDEI TEMPERATURA BUS M18 KO 5x0 34mmr D 5mm EN ALTERA O NA DISTRIBUI O DOS SENSORES NOS CART ES ANAL GICOS LA RCIO S MATTOS 12 09 2014 Do o PROJETO ELETRICO DO VEICULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA LA RCIO S MATTOS 07 05 2014 Do DESCRI O RESPONS VEL OBJETO VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA ENDERE O ATHOS DA SILVEIRA N 01 BLOCO 1 ILHA DO FUND O DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET
115. LOR etat 20b a una asnashasqa ass E DEM LLL IL UM MES 39 Figura 3 7 Corte transversal da configura es de m s testadas no LASUP Em cinza as barras de a o e em branco os m s Medidas em mil metros Adaptada de SOTELO DIAS etal Ob ss a aqa ta bread teque iY 40 xii Figura 3 8 Lajes de concreto e detalhes da montagem dos 41 Figura A Rede f sica RS4857 octo estes tects cinctum dou issu M Renate LE 44 Figura 4 1 Sistema de medi o de velocidade a sensor Correvit L 350Aqua b possibilidades de posicionamento do sensor c altura operacional 51 Figura 4 2 Atuadores presos ao secund rio do motor linear atuador toca apenas o sensor de aproxima o b atuador longo toca o sensor de aproxima o o de emerg ncia vista SOPRO sauna RPG RLL ROM e a Rer 52 Figura 4 3 Rela o entre o entreferro do motor linear e o gap dos criostatos 53 Figura 4 4 Vista superior do posicionamento dos sensores de altura 53 Figura 4 5 Centro de controle localizado no LESFER pr ximo esta o CT I 55 Figura 4 6 Mapa com trajeto de 200 m ligando os centros de tecnologia I e 56 Figura 4 7 Corte transversal da linha de testes Valores em metros 56 Figura 4 8 Linha de testes a esta o CT I b linha elevada c esta o
116. MagLev um exemplo de nova tecnologia aplicada a trens el tricos possuindo grandes vantagens sobre os convencionais tais como ZHENG DENG et al 2007 THORNTON 2009 e Grande capacidade de acelera o e frenagem pois n o necessita do atrito roda trilho para entrada em movimento para redu o de velocidade e Maior capacidade de superar aclives e declives por n o necessitar de atrito para tracionar e Menor peso e volume que os trens metr s convencionais e Baixo ru do aud vel e Aplica o para diversas finalidades dist ncias e velocidades A Tabela 1 1 exemplifica aplica es t picas para o ve culo MagLev e tecnologia APM pode ser implantada pois j vem sendo testada com sucesso em aplica es similares de baixa velocidade e Os ve culos de levita o se mostram mais econ micos se comparados com outros meios de transporte A Tabela 1 2 ilustra um comparativo entre o consumo de energia em Wh por E I EE ec r 99 pessoa por quil metro Percebe se que os ve culos embora utilizem combust veis diferentes s o comparados em uma unidade padr o que o Wh para isso foi feita uma convers o equival ncia da capacidade de gera o de energia de cada fonte motriz dos ve culos Muitas s o as vantagens do uso da tecnologia de levita o magn tica por m se trata de uma tecnologia de aplica es recentes somente a intensifica o na constru o de prot tipos e de linhas comer
117. OLHA 7 194 ZERO SPAN SENSOR DE ALTURA DE LEVITA O BALLUFF MODELO BUS M18K0 XAER 040 S92K I CONECTOR SIMBOLOGIA DOS PONTOS DE E ENTRADA S SA DA TERMOPAR TIPO T A ANAL GICA D DIGITAL ES a N MERO DO CONTATO TPW A1 EA0 ol NOME DO NUMERO DE IDENTIFICA O NUMER COMPONENTE DO COMPONENTE DE pele FISICO DE DESTINO xs P ud 5 4 3 2 1 ALTERA O NA DISTR BUI O DOS SENSORES NOS CART ES ANAL GICOS LA RCIO S MATTOS 12 09 2014 o PROJETO ELETRICO DO VEICULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA LA RCIO S MATTOS 07 05 2014 REVIS O DESCRI O RESPONS VEL DATA VISTO OBJETO VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA MAGLEV COBRA ENDERE O XXXXXXXXXX DESENHISTA LA RCIO S MATTOS PROPRIET RIO DATA FOLHA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COPPE 03 10 2013 7 E RESPONSAVEL T CNICO ESCALA SEM ESCALA 777777777 77777 77 77 777 7 ENGENHEIRO ELETRICISTA C R E A D MG Figura D 9 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 8 195 33 o i i TPW CPU 1
118. ON e VENTER 2013 Um cap tulo especial da hist ria da levita o magn tica se deu na cidade de Birmingham na Inglaterra onde foi implantado o sistema MagLev ligando o Aeroporto Internacional de Birmingham ao Centro Nacional de Exposi es NEC National Exhibition Centre Tracionado por motores lineares os ve culos viajavam a cerca de 42 km h e eram capazes de transportar 40 passageiros em um trajeto de 620 metros de comprimento Ironicamente o bom funcionamento do ve culo foi um dos respons veis pela sua desativa o Como durante os onze anos de funcionamento 1984 1995 n o houve muitos problemas de manuten o o desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas ao ve culo n o foram consideradas ent o ao ultrapassar uma d cada de funcionamento a ind stria n o possu a mais pe as de reposi o para a ultrapassada tecnologia CITYTRANSPORT INFO 2015 O interesse pela tecnologia MagLev crescente no mundo Na The 19th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives em 18 2006 K nig e Porath 2006 publicaram uma linha do tempo esperando ver implantado no ano de 2017 o SwissRapide Express que seria o trem MagLev Su o a ligar Bern na cidade de Zurique ao aeroporto de Zurique Kruse e James KRUSE e JAMES 2006 publicaram o projeto de 800 km ligando Londres at Glasgow listando as vantagens e benef cios de sua implanta o na Gr Bretanha Uma interliga o entr
119. ONSOLE f A USB IHM WU UP CFW 1 CEW 1 a E b gt A IHM use FECHA Prote o CFW 2 CFW 2 1 COM CT 2 PORTA a E EMERG AUT MAN MANUT o TARAMELA COM CHAVE Figura 6 2 Localiza o dos bot es para partida do ve culo 6 5 Observar velocidade de aproxima o Na IHM ser poss vel observar a velocidade do ve culo durante a acelera o a velocidade de regime e a velocidade de desacelera o ou aproxima o Caso o condutor verifique que a velocidade de aproxima o est acima da prevista o mesmo dever acionar o bot o de emerg ncia Em condi es normais a velocidade de aproxima o n o ser ultrapassada mas caso isso ocorra o ve culo entra em frenagem de emerg ncia automaticamente Excepcionalmente somente caso os dois comandos anteriores falhem o condutor dever intervir 6 6 Parada autom tica na esta o de destino Nenhuma a o dever ser realizada pelo condutor na chegada esta o seguinte O ve culo ir parar automaticamente 6 7 Comando de abertura de porta Ap s a parada completa do ve culo o condutor deve dar o comando de abertura de porta DOBRADI A E PARADA ABRE SELE O EMERG NCIA L PORTA CONSOLE EMERG USB IHM w AUT MAN MANU Q CFW 1 GFW 1 x E EX C H M USB IHM FECHA Prote o CFW 2 CFW 2 CT 1 COM CT 2 PARADA ORTA o j PARTIDA TARAMELA COM CHAV
120. PPH Programa de Engenharia El trica 2015 Refer ncias Bibliogr ficas p 118 123 1 Propuls o distribu da 2 Motor Linear de Indu o 3 Automated People Mover I Stephan Richard Magdalena II Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE Programa de Engenharia El trica T tulo iii Dedicat ria Dedico este trabalho a minha esposa Maria Aparecida que me apoiou durante este tempo que me ausentei fisicamente e em pensamentos concentrando me neste trabalho Aos meus filhos Marcos Paulo Carlos Eduardo e Cristiane por serem estes filhos maravilhosos e companheiros Aos meus irm os Lucas Marcelo e Zely filha E principalmente a minha irm Zaine que foi quem me ajudou com este texto A minha m e Zely zelosa e dedicada que pegou na minha m o incansavelmente para tentar corrigir minha caligrafia que embora n o tenha obtido xito nesta empreitada me mostrou as outras faces do mundo do conhecimento escrito Dedico este trabalho especialmente a meu pai La rcio in memoriam que me apoiou no in cio deste trabalho mas n o poder participar fisicamente do seu desfecho Que mostrou a mim e a meus irm os o valor dos estudos sendo exemplo nas nossas vidas Que depois de uma inf ncia sem oportunidades voltou a estudar na vida adulta tendo que sustentar a fam lia com muito suor trabalho e amor iv se o nosso cora o n o nos condena temos confian a para com Deus 1 Jo
121. Pessoas com marca passo Nas esta es devem haver avisos sobre a exist ncia de campos magn ticos intensos nas proximidades da via 2 3 Riscos el tricos 2 3 1 Trilho de alimenta o de 534Vcc A via s poder ser acessada quando a alimenta o CC dos barramentos de alimenta o el trica do ve culo estiver desligada Os giroflex de sinaliza o de barramento energizados devem estar apagados 2 3 2 O prim rio do motor linear A O prim rio do motor linear s poder ser acessado por equipe de manuten o especializada 2 3 3 Controladores l gicos inversores sensores e atuadores A Os contatos el tricos dos controladores l gicos Inversores sensores e atuadores s poder o ser acessados por equipe de manuten o especializada 2 4 Riscos com Nitrog nio l quido 2 4 1 Tubula o de abastecimento de LN A As tubula es de nitrog nio l quido podem causar queimaduras devido a sua baixa temperatura A Estas tubula es n o devem ser tocadas 2 4 2 Criostatos Os criostatos podem causar queimaduras devido a sua baixa temperatura Estes criostatos n o devem ser tocadas 2 5 Riscos de atropelamento e esmagamento 2 5 1 Nas esta es Ao acessar a via o indiv duo est sob risco de atropelamento e esmagamento Os trilhos n o devem ser acessados pelas esta es Somente equipe de manuten o pode acessar a via pelas esta es sendo que para isso tenham sido tomados todos os procedimentos de seguran a de
122. S 485 RS 485 Rs 485 RS 485 RS 485 RS 485 EE 25 olziz z lt z lt o Rio m o m o mo m o m o to O CGA FAPERJ CAPES Figura D 7 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 6 193 CENTRAL DE CONTROLE LOCALIZADA NO LESFER IHM 3 CENTRAL DE AIRGATE 1 SS AIRGATE 2 DOP B10S615 CAMERAS SLAVE ss SLAVE SLAVE SLAVE RS 485 USB USB RS 485 RS 485 ANTENA alsz R aal 4 BE 3 Jeja 9 amp amp alol 7 B C meras sem fio NN 1 Na esta o CT 1 vis o intema 2 Na esta o 1 apontando para 3 No ve culo vis o intema AN 4 No veiculo apontando para via Frent Y 5 No ve culo apontando para via R N 6 esta o 2 apontando para via T Na esta o CT 2 vis o intema Z Seda IC CENTRAL DE MONITORAMENTO LOCALIZADA NO LESFER COMPUTADOR DE MONITORAMENTO Conselho Nacional de Desenvolvimento gt Cient fico e Tecnol gico Figura D 8 Projeto el trico do MagLev Cobra F
123. TATO 12 24Vcc 2 GND BAT 2 24Vcc 2 BATERIA 4 12Vcc 12Vcc 2 0105 LV3 t c lt T n 8 gt Q gt Q Em z o o 2 d a 5 lt x ug 2 lt A 2 or 0 N Es 3 5p es 206 TPW 03 042EC E gt ENTRADAS DIGITAIS SA DA ENTRADA ED 22 O9 O o u o oo 2 S S 3 S S S 8 8 8 S S q S S IS SISI S 3 S S S S Is S F amp 3 8 25x83 Al sls a x sls amp s Sa SEE E lt lda k m e a eee un e e Sg oio D s E 2 Bd Els ss ese o lt u u lt lt O 5 E E E FINS DE CURSO BOT ES DE COMANDO u MOVIMENTA O E PORTAS CONSOLE 2 9 o ul a lt g 38 u ES gt lt S 3 E q 2 a a i 2 3 z z J a H a H q TERM 14 H TERM 16 H TERM 18 H TE ms gt VS 44 16 TI VS 46 ms VS 48 TT 20 T wol Jae OUT eval e OUT al se OUT NO r a A
124. a Automated People Mover Standard ASCE 2013a Abordagem atual no MagLev Cobra N o h registros deste fator Assunto abordado O fator de pot ncia m nimo n o deve ser menor que 0 8 atrasado Adequa o necess ria Investigar qual o fator de pot ncia do sistema E se necess rio corrigi lo 9 2 3 Harm nicas Devem ser obedecidos os crit rio da N o h registros deste fator tabela 11 da norma of IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems IEEE Standard 519 1992 Investigar qual a distor o harm nica do sistema E se necess rio corrigi la 9 2 4 Sistema de monitoramento e alarmes Algumas destas vari veis j s o monitoradas pelo CFW11 do retificador Para transmitir as informa es para central necess ria a instala o de um transmissor neste equipamento Equipamentos de indica o devem ser instalados dentro da subesta o para monitorar a alimenta o Vari veis m nimas monitoradas sobre e sub tens o sobrecorrente falta terra pain is em modo local excesso de temperatura perda de fase fogo e fuma a Transformadores e retificadores devem ser monitorados Instalar sensores e transmissores na subesta o 9 2 5 Equipamento de regenera o de energia Sistemas de regenera o s o Sistema projetado pela WEG permitidos Os limites de sobretens o advindas da regenera o dever o ser respeita
125. a FCPF X Fim de curso de porta fechada Monitoramento da posi o de porta totalmente fechada 48 Componente Descri ao Fun o 24VCC 1 Tens o de 24 V em corrente Tens o dispon vel no banco de cont nua vinda do banco de baterias duas baterias presentes no baterias 1 m dulo 1 24VCC 2 Tens o de 24 V em corrente Tens o dispon vel no banco de cont nua vinda do banco de baterias duas baterias presentes no baterias 2 m dulo 4 PART X Bot o para dar partida ao Bot o mec nico para partida do ve culo ve culo redundante nos consoles de comando dos m dulos 1 e 4 PARA X Bot o para parar o ve culo Bot o mec nico para parada do ve culo redundante nos consoles de comando dos m dulos 1 e 4 ABRE X Bot o para abertura de portas Bot amp o mec nico para abertura de portas redundante nos consoles de comando dos m dulos 1 e 4 FECH X Bot o para fechamento de Bot amp o mec nico para fechamento de portas portas redundante nos consoles de comando dos m dulos 1 e 4 EMERI X Bot o de emerg ncia do Bot amp o mec nico de emerg ncia com operador trava mec nica redundante nos consoles de comando dos m dulos 1 e 4 AM X Chave seletora entre os Na posi o autom tico o ve culo comandos autom tico e manual segue programa o normal Na posi o manual o ve culo comandado por pulsos de JOG em baixas velocidades COM X Bot o COMUM Tem a fun o de exigir duplo comando para o
126. a quantidade de propuls o ou frenagem a ser aplicada Nos carros existe um leitor do sinal P para os sistemas de propuls o e frenagem e um leitor de sinal BRK para os mesmos sistemas Cada carro interpreta o sinal BRK 0 como frenagem e BRK 100mA como propuls o O sinal P anal gico e varia entre 60 a 20 mA para intensidade da frenagem e 60 a 100 mA para intensidade da propuls o Existe uma caixa l gica respons vel por receber e tratar estes sinais e controlar os sistemas de freios e os choppers dos motores CC VAG O DE COMANDO Loop de corrente P Painel do Operador fmm Loop de corrente B Mii Figura 2 1 Loops de corrente para controle dos motores CC dos vag es 10 O sistema de controle dos propulsores opera em malha aberta n o h uma an lise dos esfor os nos engates e nem mesmo na sobrecarga dos motores geradas por algum desequil brio entre o carregamento dos vag es Mesmo sendo um controle de malha aberta busca se operar com esfor o nulo nos engates entre os vag es aplicando se compensa es nos ajustes dos controles dos choppers Estes ajustes servem para minimizar as diferen as de peso do carro desgastes de roda rendimento dos motores etc Na pr tica as compensa es n o s o feitas pois os t cnicos e operadores n o conseguiram identificar a real necessidade de ajustar os par metros visto que estes
127. a deve ser de 250lux no plano de trabalho de 76 cm Abordagem atual no MagLev Cobra Ilumina o decorativa a LED Adequa o necess ria Medir a ilumina o atual e adequar caso necess rio 7 11 2 Ilumina o de emerg ncia A ilumina o de emerg ncia deve estar conectada a um sistema de baterias e prover uma ilumina o satisfat ria Esta deve obedecer s an lises de risco do item 3 1 2 1 Toda a ilumina o do ve culo j est conectada ao sistema de baterias Permanecer acesa mesmo durante falha nos circuitos de alimenta o do ve culo Nada a fazer 7 11 3 Identifica o de dire o e far is O destino deve ser identificado nas partes dianteira e traseira Ve culos que admitem controle manual devem possuir farol m nimo de Slux a 10m de dist ncia N o h previs o letreiros luminosos no ve culo O ve culo n o possuir far is N o se aplica a este ve culo As duas esta es s o vis veis entre si e a via iluminada 7 12 Sistemas el tricos Cabos e equipamentos el tricos devem ser inacess veis aos passageiros Todos os sistemas correr o sob a carenagem Nada a fazer 7 12 1 Subsistema de propuls o Ser tratado na Se o 8 149 Automated People Mover Standard ASCE 2013a Item da norma Assunto abordado Abordagemiatgal no Magl ey Adequa o necess ria Cobra Deve prover energia para sistemas O sistema auxiliar co
128. a fazer 10 5 3 Supress o de inc ndio Se previsto deve estar de acordo com normas locais ou de transporte ferrovi rio Este item n o foi previsto Nada a fazer 11 TRILHOS Os requisitos desta se o se aplicam a linhas elevadas ao n vel do solo e no subsolo Item da norma 11 1 Esta es de luz azul Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado S o locais ao longo do caminho de trem indicado por uma luz azul onde os servi os de emerg ncia ou o pessoal autorizado pode se comunicar com as esta es de supervis o central e desligar a alimenta o de tra o Obs a luz n o tem que ser necessariamente azul Abordagem atual no MagLev Cobra Este item n o foi previsto Adequa o necess ria Identificar o local e instalar os dispositivos necess rios 11 2 Detec o e prote o de intrusos Deve haver uma detec o e prote o contra o acesso de pessoas e objetos aos trilhos O trilho do MagLev composto de im s A prote o contra atropelamentos deve ser feita por contens o nas esta es visto que acesso pela via dificultado por se tratar de via elevada Promover a coloca o de avisos e anteparos para impedir o acesso aos trilhos 11 3 Acesso e evacua o de emerg ncia O acesso e evacua o de passageiros pelos trilhos em situa es de emerg ncia devem obedecer norma NFPA 130 2007 Prevista no manual do
129. a oficina do CT I A partir deste momento o barramento CC estar energizado e o giroflex indicador de barramento energizado estar aceso 3 2 Abertura de porta com o ve culo estacionado O condutor dever abrir a porta do ve culo acionando o contato chave localizado pr ximo porta Figura 3 1 Para abrir a porta a chave deve ser inserida e girada para a direita Para retirar a chave a mesma deve voltar para a posi o central A porta permanecer aberta Caso seja necess rio fechar a porta novamente basta inserir a chave e girar para a esquerda Para retirar a chave a mesma deve voltar para a posi o central A porta ser fechada Chave de abertura e EA F fechamento de porta Figura 3 1 Posicionamento do comando de abertura de porta 3 3 Escolha do console de comando utilizado Ap s a energiza o do barramento CC e a abertura de porta o operador deve entrar no ve culo ligar o disjuntor dos circuitos de comando acender as luzes e escolher o console de comando introduzindo e girando a chave de um dos consoles de comando localizados nos m dulos de extremidade do MagLev Cobra Como o ve culo encontra se na esta o CT I o console escolhido deve ser o Console 2 a direita de quem entra girar a chave o condutor ativa todos os comandos necess rios para a opera o do ve culo Figura 3 2 Durante a opera o di ria o console escolhido deve ser aquele que
130. actory settings Power conversion equipment CFW 11M Drive Series Model s CFW 11M followed by 0427 0470 0600 0811 0893 1140 1217 1340 1622 1710 1786 2028 2232 2280 or 2850 followed by T followed by 4 5 or 6 followed by S or O may be followed by IC may be followed by Y followed by Z All models may include a two digit prefix such as BR US CA EU denoting manual language and factory settings Power conversion equipment Model s CFW 11 drive series Models CFW 11 followed by 0170 0216 0242 0289 0312 0315 0365 0370 0435 0477 0515 0601 0720 followed by T followed by 4 or 6 followed by S or O may be followed by 1 or 21 may be followed by IC may be followed by Y may be followed by W followed by Z All models may include a two digit prefix such as BR NA EU SA MS denoting manual language and factory settings Accessory 1 O expansion model IOx 0y where x is a character and y is a digit Accessory encoder ENC 01 and ENC 02 Accessory communication modules RS485 01 RS232 0x CAN RS485 01 CAN 01 PROFIBUSDP 01 and PLC11 0x where x is a digit Accessory Type 1 Conversion Kits KN1F 01 and KN1G 01 When the UL Leaf Mark is on the product or when the word Environment is included in the UL Mark please search the UL Environment database for additional information regarding this product s certification The appearance of a company s name or product in this database does not in itself assure that products so identi
131. ada em componentes individuais que s o auditados um a um Desta forma evita se que o sistema possua componentes que enfraque am a robustez do conjunto H no mercado empresas que podem certificar o MagLev Cobra tr s empresas foram consultadas sobre como conduzir o processo Uma delas prop s gerenciar o processo de certifica o estabelecendo etapas e cronogramas e contratando empresas que possuam experi ncia no mercado para certificarem as partes nas quais ela n o tem atributos t cnicos para avaliar Outra prop s certificar o projeto inteiro pois possui experi ncia em certifica o ferrovi ria A terceira conta com experi ncia em certifica o de ve culos de levita o magn tica e foi respons vel pela certifica o do Transrapid de Xangai e pela instala o de testes Transrapid Versuchsanlage Emsland Nos t picos a seguir ser o detalhadas as tr s propostas de t cnicas e m todos para certificar o MagLev Cobra As empresas ser o identificadas como EMPRESA A EMPRESA e EMPRESA 107 e Proposta da EMPRESA gerenciamento de projeto Nesta proposta a empresa certificadora se envolve diretamente com o projeto fazendo propostas elaborando planos organizando documentos etc Mas as auditorias s o independentes ficando a cargo de empresas contratadas pelos respons veis pela certifica o Para direcionar os trabalhos a empresa consultada dividiu o processo em cinco etapas a saber
132. ado Junto ao mesmo Sensor de temperatura dos criostatos Junto cada um dos criostatos est instalado um sensor para monitorar a temperatura dos mesmos Esta temperatura deve ser mantida em n veis espec ficos para que as caracter sticas de levita o n o sejam comprometidas Sensor de velocidade O sensor de velocidade est instalado em uma das extremidades do ve culo respons vel por monitorar velocidade instant nea do ve culo tamb m dar informa es para o c lculo da posi o Sensor de altura A Quatro sensores de altura est o instalados em cada um dos quatro m dulos do MagLev e serve para monitorar a altura de levita o Chaves fim de curso MagLev conta com sensores do tipo Chave Fim de Curso que s o acionadas por atuadores presentes na via Os fins de curso servem para conferir o posicionamento do ve culo na via O cruzamento desta informa o com as recebidas do sensor de velocidade servem para garantir a m xima seguran a no posicionamento principalmente na aproxima o com as esta es Sapatas coletoras de 1 218 A A A transfer ncia da energia dos trilhos de alimenta o do barramento CC para o ve culo se d atrav s de sapatas ou escovas coletoras de energia Sistema de comunica o comunica o entre o condutor e o operador feita atrav s de unidades de r dio m veis Sistema de c meras sem fio As c meras sem fio
133. ais assuntos devem constar nos manuais de forma o e imp e que manuais para equipamentos e subsistemas devem ser fornecidos para uso em treinamento e devem sempre estar atualizados N o existem manuais de forma o Criar manuais de forma o 16 MONITORAMENTO OPERACIONAL Um programa deve ser desenvolvido e implementado para monitorar a opera o do sistema Este programa dever ser constitu do pelos elementos das pr ximas se es 175 Item da norma 16 1 Plano de monitoramento operacional do sistema Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Um plano de monitoramento operacional ser fornecido para documentar o programa de monitoramento operacional do sistema e identificar as atividades necess rias para implementar a programa Este plano deve identificar os elementos do sistema a serem monitorados as organiza es respons veis pelo monitoramento e uma agenda de monitoramento Abordagem atual no MagLev Cobra Ainda n o h um plano de monitoramento Adequa o necess ria Criar um plano de monitoramento 16 2 Auditoria interna anual de responsabilidades Previs o de uma auditoria interna anual para verificar se o plano do programa de seguran a est sendo atendido Ainda n o h um plano de monitoramento Criar um plano de monitoramento e prever auditorias anuais 16 2 1 Auditoria de responsabilidade Os auditores de responsabilidades
134. al no MagLev Cobra Adequa o necess ria 5 3 2 Monitoramento de status e desempenho O status e o monitoramento de desempenho devem ser mostrados em monitores separados funcionalmente na central de controle Cuidados pontuais devem considerar 5 3 2 1 Exibi o das opera es do sistema 5 3 2 2 Visualiza o do esquema de pot ncia Para atender a norma necess rio separar fisicamente a supervis o do controle Instala o de monitores independentes ou instala o de computadores independentes para a supervis o e para a propuls o e controle 5 3 3 Controle de desempenho e sobreposi o Gest o e opera o do sistema devem ser realizados pelas fun es de substitui o e controle A sobreposi o de comandos deve ser contemplada durante a programa o Deve ser permitido ao operador da central de comando executar uma s rie de procedimentos Prover todas as exig ncias da norma e gravar todos os procedimentos com data e hora como uma caixa preta 5 4 Limita es da opera o manual Estas normas APM s o destinadas ao funcionamento totalmente autom tico e n o se aplicam a opera o manual Modo de opera o manual pode ser usado para testes recupera o manuten o e sistema de gerenciamento de risco falha ou outras condi es anormais Ser prevista a opera o manual em condi es de teste e condi es excepcionais 139 Prever a opera o manua
135. aliza o e desligamento A inicializa o do sistema e desligamento deve ser feito em conformidade com procedimentos documentados O manual de procedimentos operacionais prev a inicializa o e o desligamento do sistema Ap ndice E Revisar Manual antes de incorpor lo ao Plano de Opera o do Sistema 15 3 1 Planejamento de inicializa o do sistema V rios procedimentos s o determinados pela norma para inicializa o do sistema O manual de procedimentos operacionais prev a inicializa o e o desligamento do sistema Ap ndice E 172 Revisar Manual antes de incorpor lo ao Plano de Opera o do Sistema Item da norma 15 3 2 Planejamento de Desligamento do Sistema Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado V rios procedimentos s o determinados pela norma para o desligamento do sistema Abordagem atual no MagLev Cobra O manual de procedimentos operacionais prev a inicializa o e o desligamento do sistema Ap ndice E Adequa o necess ria Revisar Manual antes de incorpor lo ao Plano de Opera o do Sistema 15 3 3 Desligamento ligamento n o programados Desligamento do sistema n o programado e a reinicializa o devem abordar os processos listados nos itens 15 3 1 e 15 3 2 a norma APM Al m disso a causa e a dura o da paralisa o devem ser investigadas e registradas O manual de procedimentos operacionais prev a in
136. am diferentes os dois m dulos apresentados possuem as mesmas caracter sticas e funcionalidades As configura es el tricas e mec nicas s o id nticas para todos os m dulos M dulo M dulo M dulo Cabine Intermedi rio Intermediario Cabine Figura 3 1 Ve culo MagLev Cobra composto por quatro m dulos dois intermedi rios e dois do tipo cabine 3 3 Motor de Indu o Linear O ve culo MagLev Cobra composto por v rios m dulos vag es cada um 34 destes possui um prim rio curto respons vel por sua tra o e frenagem Os m dulos funcionam de forma independente por m sincronizada O sincronismo alcan ado por sinais de controle proveniente de sensores instalados na composi o e atuam nos inversores de cada motor As caracter sticas do motor linear do MagLev Cobra s o apresentadas na Tabela 3 1 CHABU e GOMES 2009 Tabela 3 1 Dados de placa do Motor de Indu o Linear do MagLev Cobra Motor de Linear de Indu o trif sico EQUACIONAL DESCRI O DO EQUIPAMENTO Motor Linear FABRICANTE Equacional MODELO EALP 1000 6 FOR A 900 N POT NCIA 10 CV TENS O PRIM RIA 420 CORRENTE PRIM RIA 53 A FREQ NCIA 25 Hz N DE P LOS 6 VELOCIDADE 7 8 m s PASSO POLAR 0 1656m CLASSE DE ISOLA O H PROTE O IP 00 C lculo da pot ncia Velocidade do motor 7 8 m s for a 900 N 1 CV 735 W Pot ncia 7 8 900 735 10 CV A Figura 3 2 a mostra prim rio do motor linear
137. ancal roda de prote o isolado para evitar danos e fuga de corrente 150 Item da norma 8 PROPULS O E FRENAGEM Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado O sistema de propuls o e frenagem PBS Propulsion and Braking System corresponde a todos os elementos que comp em a propuls o do ve culo e atendem ao ATC ou ao comando manual Abordagem atual no MagLev Cobra Detalhados ao longo da tese Adequa o necess ria Detalhados ao longo da tese 8 1 Avalia o do sistema de propuls o e frenagem O sistema deve obedecer aos padr es e especifica es contidas na norma se es 2 1 1 5 1 2 7 1 e 7 7 3 Detalhados ao longo da tese Detalhados ao longo da tese 8 2 M todos de propuls o e frenagem Os m todos podem ser quaisquer que atendam os requisitos da norma Alguns m todos s o citados neste item mas outros poder o ser utilizados O MagLev Cobra traciona com o LIM A frenagem se d pelo LIM por freio CC e por um sistema mec nico Nada a Fazer 8 2 1 Ader ncia da propuls o Deve haver m todos que garantam a ader ncia necess ria dos trilhos durante a tra o O tracionamento por motor de indu o linear n o requer atrito N o h adequa o a ser feita pois o sistema n o utiliza atrito para transferir esfor o 8 2 2 Propuls o por elemento de tra o Quando s o tracionados por elementos de tra o como por
138. apoio e N o haver ve culo de servi o na Nada a fazer orienta o para ve culos de linha experimental do MagLev passageiros e ve culos de servi o em Cobra todo o sistema APM concep o do trilho deve permitir acomodar todos os elementos do sistema APM que poder o ser instaladas no trilho O sistema de drenagem dever 11 8 3 Drenagem previsto um sistema de Nada a fazer encaminhar a gua para um local drenagem na linha A inclina o da adequado linha de aproximadamente 1 Nos casos em que um sistema de drenagem est inclu do na concep o do trilho as superf cies devem ser inclinadas para os drenos com uma inclina o m nima de 1 O trilho para uma APM deve 11 9 Crit rios estruturais cumprir os requisitos de projeto estrutural a seguir e os requisitos dos c digos locais aplic veis A Automated People Mover 11 9 1 For as e cargas A via elevada foi constru da pela Conferir cargas de projeto Standard especifica os crit rios construtora OAS t cnicos que devem ser adotados para o projeto estrutural O transporte de cargas vivas deve 11 9 2 Combina o de cargas Estudo n o realizado ser considerado Todas as possibilidades ou as possibilidades cr ticas de movimento da carga pessoas dentro do ve culo devem ser investigadas Realizar estudo de movimenta o de cargas vivas e determinar o n mero m ximo de passageiros 166 Item da norma 11 9 3 An
139. ara es entre as tr s t cnicas de levita o apresentadas s o apresentadas na Tabela 2 2 com base nas observa es de Leonhard et al 1978 e na refer ncia Stephan 2015 Tabela 2 2 Comparativo entre as tecnologias EDL EML e SML Caracter sticas EDL EML SML Necessidade Sim N o N o de Rodas Peso Elevado M dio Leve Levita o S ocorre ap s uma Permanente e inst vel Permanente e est vel velocidade cr ticae exige um sistema de necessita de est vel controle sofisticado resfriamento dos supercondutores Estabilidade Est vel Sofisticado Inst vel Sofisticado Est vel Simples Controle Obras civis De grande porte e De pequeno volume De pequeno volume preferencialmente a podem ser feitos podem ser feitos n vel do solo elevados diminuindo elevados diminuindo a faixa de consumo de a faixa de consumo de terreno e adaptando terreno e adaptando se se a vias urbanas a vias urbanas existentes existentes Gap 100mm 10mm 10mm necessario Vantagens grande gap Levita o Nao consome diminui risco de propuls o energia el trica para contato com a pista independente da levita o Apenas velocidade nitrog nio l quido Design favorece o intrinsecamente n o descarrilamento est vel 27 Caracter sticas Desvantagens EDL N o se aplica a baixas velocidades ou a traJetos com muitas paradas EML Devido ao pequeno ga
140. as apenas dois ser o providos de tra o Portanto para fins de simula o cada dois vag es um com e um 62 sem tra o ser o tratados como um nico m dulo e CASO 1 No Caso 1 simulada uma situa o na qual o ve culo encontra se sem passageiros movimentando se sobre um percurso plano O sinal de refer ncia de frequ ncia composto por uma rampa de acelera o um trecho de velocidade de regime permanente e uma rampa de desacelera o Utilizando uma acelera o de 0 3 m s e a velocidade de regime de 5 55 m s 20 km h o tempo de rampa pode ser calculado pela equa o 5 7 Av 5 55 m s Av AS 3 IL a At a 0 3 52 18 52 s 5 7 A rampa de desacelera o contar com o mesmo tempo da rampa de acelera o Somando se os trechos de acelera o e desacelera o a dist ncia percorrida mostrada na equa o 5 8 at S7 1852 s Xacelera o Xo o t 2 51 44m 5 9 Xacelera o desacelera o 2 Xacelera o 102 88 m O tempo estimado para regime determinado considerando se velocidade constante de 5 55 m s 20 km h percorrendo um trecho de 97 12 m como mostra a equa o 5 9 Portanto o tempo estimado para a viagem de aproximadamente um minuto 97 112m Xregime Vol t Bsns 17 48 5 5 9 O sinal de refer ncia que apresentado bloco inversor motor de frequ ncia e a equa o 5 10 mostra a rela o entre a
141. as estabilizando se com a altura dos criostatos mais pr ximos presentes no m dulo 2 m dulo este que n o mostrado aqui A Tabela 5 6 mostra as condi es de realiza o das viagens de teste Ao todo ser o mostradas quatorze viagens com tr s condi es diferentes de tempos de acelera o e desacelera o e duas condi es de inclina o uma positiva na dire o CT I para e outra negativa no sentido contr rio A maior parte das viagens contou com apenas dois passageiros embarcados um respons vel pela opera o do ve culo e outro por capturar as informa es Na ltima viagem cinco integrantes da equipe do MagLev embarcaram e transitaram livremente entre os m dulos durante a viagem Tabela 5 5 Leitura dos sensores de altura e medidas da altura de levita o dos criostatos M dulo 4 M dulo 3 S1 S2 S3 54 S5 S6 S7 S8 M dia da leitura 5 5736 5 279 4 8022 5 0744 5 8952 5 0147 4 6502 3 4937 do sensor V Gap do 12 12 14 14 14 15 19 19 Criostato mm Altura de levita o corrigida Leitura do sensor M dia da leitura do sensor na posi o de medi o 40 10 Altura real medida mm Tabela 5 6 Condi es de realiza o das viagens de teste Viagem Dire o Rampas s Passageiros a bordo Acelera o e Desacelera o V1 CT I gt CT II 10 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V2 CT II CT I 10 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V3 CT I CT II 10 2 passageiros parados nos
142. as de todas as plataformas da esta o Mensagens ao vivo prevalecem s mensagens pr gravadas N o est previsto tal sistema Instalar sistemas de comunica o nas esta es 6 1 2 Comunica o de emerg ncia nas esta es na via Sistema de comunica o bidirecional entre a central de controle e as esta es e vias N o est previsto tal sistema Instalar sistemas de comunica o bidirecionais nos locais exigidos pela norma 6 1 3 Comunica o de voz e de chamadas no trem Sistema de comunica o da central de controle para o trem N o est previsto tal sistema 140 Instalar sistemas de comunica o sonoro no trem Item da norma 6 1 4 Opera o Manuten o da Comunica o Pessoal Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado O Sistema APM inclui um sistema interno de telefone interfone ligando a central de controle todos os escrit rios administrativos reas de manuten o e armazenamento Abordagem atual no MagLev Cobra No MagLev este sistema dever ser feito via r dio comunicador Adequa o necess ria Todos os colaboradores da manuten o e o operador da central de controle devem possuir r dios comunicadores 6 1 5 Grava o das transmiss es de udio Um dispositivo de grava o de udio deve ser fornecido para registrar todas as comunica es N o est previsto tal sistema Instalar dispositivos
143. bustos das suas condi es de funcionamento bem como redund ncias nos procedimentos de emerg ncia Conhecer profundamente as caracter sticas da opera o da planta primordial para uma opera o segura e confort vel ao usu rio Este conhecimento alcan ado atrav s de sensoriamento e tratamento de informa o Preliminarmente ser o necess rios tr s tipos de sensoriamentos velocidade altura e posi o A carga de cada m dulo pode ser estimada atrav s do sensor de altura Para o controle de velocidade ser utilizado um sensor de testes automotivos que determinar com precis o a velocidade instant nea do ve culo Este sensor possui alta precis o e confiabilidade L PEZ SILVA e RUIZ 2014 A Figura 4 1 mostra o sensor modelo Correvit L 350 Aqua que est instalado no ve culo Este sensor opera por varredura ptica de uma superf cie determinando n o somente a velocidade instant nea mas podendo tamb m integralizar a dist ncia determinando a posi o do ve culo MagL MagLev PEEN Vista lateral Vista superior m a a b c Figura 4 1 Sistema de medi o de velocidade a sensor Correvit O L 350Aqua b possibilidades de posicionamento do sensor c altura operacional A medida da posi o do MagLev importante para a opera o autom tica e para a tomada de medidas de seguran a Uma opera o agrad vel ao usu rio baseia se na suavidade das transi es de veloci
144. ca o a cooperativa do programa de pesquisa em aeroportos ACRP Airport Cooperative Research Program sediada em Washington USA publicou um guia para planejamento e implementa o de APMs nos aeroportos At o ano de 2010 j estavam em funcionamento 44 sistemas APM nos aeroportos de todo mundo sendo o primeiro no aeroporto de Tampa na Florida em 1971 e o mais recente no aeroporto de Washington Dulles em Washington em 2010 LEA ELLIOT 2010 Pequenas reas densamente povoadas tamb m s o objetos de estudo para a aplica o de sistemas APM como por exemplo o pa s de Liechtenstein O estudo de caso proposto em Scherer et al 2009 relata que h uma raz o de 700 carros para cada 1000 habitantes e que o transporte p blico utilizado por apenas 10 da popula o Neste cen rio somente um transporte eficiente seguro pr tico confort vel e confi vel capaz de inverter este quadro Este estudo prev ganhos econ micos de qualidade de vida de seguran a e ambientais al m de propor solu es de longo prazo para o transporte p blico daquela localidade No Brasil existem v rios centros urbanos densamente povoados onde podem ser aplicados sistemas APM Existem variadas propostas de implementa o de APMs como a do aeroporto 29 Hartsfield Jackson Atlanta International Airport onde uma integra o entre este aeroporto com uma rede de hot is centro de conven es centros comerciais centros empresariais e
145. ca e de levantamento de recursos para este fim 114 7 Conclus es e trabalhos futuros Neste cap tulo s o apresentadas as conclus es as considera es sobre o trabalho desenvolvido e tamb m s o discutidas propostas para trabalhos futuros 7 1 Contribui es A principal contribui o desta tese foi o estudo das diferentes possibilidades de tra o do ve culo MagLev Cobra Para tanto foi necess rio um trabalho pr vio de conhecimento e documenta o da tecnologia Como desdobramentos obteve se a base necess ria para o enquadramento do ve culo como um APM Podem se destacar os seguintes resultados e Documenta o do estado da arte do ve culo MagLev Cobra e de seus componentes nicos em ve culos como por exemplo o motor linear e Avalia o do comportamento do Motor de Indu o Linear sob condi es de carga e varia es de entreferro e An lise do comportamento do ve culo durante realiza o de ensaios especialmente quest es relacionadas s for as atrativas do LIM que auxiliam as for as de levita o e Cria o de um documento base para os processos de adequa o a um APM e certifica o da linha de testes 115 7 2 Considera es finais As conclus es detalhadas dos Cap tulos 3 4 5 e 6 encontram se nas considera es parciais de cada um Nos par grafos seguintes est o as conclus es gerais desta tese Este trabalho tra ou um paralelo entre os pesados trens co
146. chadas ao trem Atrasos na evacua o dos passageiros Inc ndio OO U Nel Queimaduras eletrocuss o ou ferimentos leves de passageiros pa Asfixia sufocamento ou afogamento E Riscos diversos 109 e Proposta da EMPRESA para certifica o direta Esta empresa faz algumas recomenda es sobre como conduzir o processo e baseia se no processo de certifica o da Autoridade Federal Alem Ferrovi ria EBA Eisenbahn Bundesamt A EMPRESA considera que o primeiro passo dividir o sistema MagLev Cobra em v rios subsistemas Sugerindo uma subdivis o da seguinte forma Ve culo propuls o e fonte de alimenta o trilho e sistemas de controle e de comunica o relacionados com a seguran a Para cada subsistema deve ser realizada uma certifica o independente 6 2 2 Normas para certifica o A certifica o deve ser pautada em normas aplic veis ao projeto A op o de se trabalhar apenas com normas nacionais ou apenas com normas internacionais n o vi vel Deve se sempre optar pela norma que melhor atenda s particularidades do projeto poss vel que durante o processo conclua se que um conjunto de normas espec fico atenda a todas as necessidades e Proposta da EMPRESA A para as normas a serem adotadas As normas devem ser escolhidas durante a Etapa 1 da proposta de certifica o da Empresa A Segue trecho da proposta Es
147. cialmente exploradas mostrar o um horizonte maior de possibilidades de desenvolvimento crescimento otimiza o e expans o Dentre tantas vantagens a possibilidade de operar um trem de levita o magn tica como um APM motivadora Principalmente o MagLev Cobra por se tratar de um ve culo nico no mundo com suas peculiaridades que o diferem dos demais trens de levita o Ou seja n o existe um modelo pronto de transforma o adequa o para tornar o MagLev Cobra um ve culo APM Tabela 1 1 Aplica es t picas para um ve culo MagLev THORNTON 2009 Velocidade 100 200 400 600 900 M xima km h Baixa M dia Alta Muito alta Subs nica Aplica es Urbana Metr s Entre Entre Longas gt Em cidades Comunica o cidades cidades dist ncias Em com entre Acesso Viagens aeroportos aeroportos para aeroportos Dist ncias km 1 20 10 100 50 600 400 1200 gt 800 Tabela 1 2 Comparativo do consumo de energia de alguns meios de transporte THORNTON 2009 Meiodetransporte Wh passapeio km Avia o comercial dom stica Autom vel ano 2006 211 Transporte ferrovi rio Combust vel 167 Boeing 737 3 Dreamliner 97 Valero E HSR 300 km h 109 Autom vel Prius 2009 96 TR 09 MagLev 300km h 84 High Speed Rail HSR Previs o da montadora Toyota 1 3 Objetivos e m todos As motiva es foram expressas na Se o 1 2 Nesta se o ser o tra ados
148. cion lo novamente atrav s dos bot es COM e Partida Figura 7 1 DOBRADI A _ PARADA ABRE SELE O EMERG NCIA PORTA CONSOLE PUDA EMERG USB IHM CFW 4 CEW A ATE MAN MANUT o i i 7 USB IHM FECHA Prote o CFW 2 CFW 2 1 COM CT 2 PARADA PORTA COM a o uos TARAMELA COM CHAVE Figura 7 1 Localiza o dos bot es para recolocar o ve culo em movimento Se o ve culo n o voltar a se movimentar o condutor deve abrir a porta de acesso aos comandos de movimenta o manual virar a chave AUT MAN para a posi o MAN acionar o bot o COM e acionar o bot o CT 1 ou CT 2 para levar o ve culo em velocidade reduzida at a esta o mais pr xima Ao chegar na esta o o ve culo deve ser evacuado e a equipe de manuten o deve ser acionada Se nenhuma das a es anteriores funcionar o ve culo deve ser evacuado pela sa da de emerg ncia A forma correta de evacuar o ve culo pela sa da de emerg ncia ser apresentada nas se es 7 4 7 5 7 6 7 1 5 O ve culo ultrapassou a velocidade m xima O condutor poder parar o ve culo pelo bot o de parada Aguardar que o ve culo pare completamente Figura 7 2 DOBRADI A PARADA ABRE SELE O EMERG NCIA A PARTIDA PORTA CONSOLE M EMERG USB IHM AUT MAN MANUT CFW 1 CFW 1 7 4 IHM ceca use PARADA Prote o crw 2 a IHM CFW 2
149. cionar o bot o prosseguir da IHM As telas seguintes s o apenas de monitoramento e informativas n o possuem fun es operacionais 5 3 Ve culo pronto para operar Com todas as checagens prontas o ve culo est pronto para operar 6 COLOCA O EM OPERA O 6 1 Comando de fechamento de porta Com os passageiros embarcados e feitas as verifica es iniciais e os procedimentos de coloca o em opera o acionar o bot o de fechamento de porta _ PARADA ABRE SELE O EMERG NCIA PARTIDA 1 EMERG PORTA CONSOLE a 7 USB IHM AUT MAN M W 2 CFW CEW 1 ge wer IHM Prote o CFW 2 CEW2 CT 1 COM CT 2 PARADA PORTA com o EM A ia 9 oN TARAMELA COM CHAVE Figura 6 1 Localiza o do bot o para fechamento de porta 6 2 Conferir trancamento de porta O operador deve visualizar o led indicador de porta fechada caso contr rio n o poder dar partida no trem 6 3 Observar obst culos na via 224 O operador deve visualizar se h obst culos na via caso contr rio n o poder dar partida no trem 6 4 Comando de partida O comando de partida ser dado a duas m os para iniciar a movimenta o devem ser acionados simultaneamente os comandos COM e Partida Com este comando o ve culo iniciar o movimento trafegar pela via e ir parar automaticamente na esta o seguinte DOBRADI A I PARADA ABRE SELE O EMERG NCIA PARTIDA PORTA C
150. co de queda A controlador da central de controle deve emitir sinal sonoro informando sobre o risco de queda ao observar pelas c meras de seguran a que h pessoas sob risco Figura 2 1 Demarca o no piso delimitando a rea de risco 2 1 2 Risco de grande aglomera o de pessoas na plataforma 219 A Central deve ordenar a paraliza o do funcionamento das atividades quando houver grande aglomera o de pessoas com poss veis quedas ou esmagamentos contra as paredes e grades laterais 2 1 3 Risco de inc ndio A esta o deve ser evacuada imediatamente quando for constatado inc ndio seja qual for sua magnitude A rota de fuga estar sinalizada por placas indicativas 2 1 4 Falta de ilumina o Haver nas esta es ilumina o de emerg ncia com acendimento autom tico em caso de falta de luz 2 2 Riscos da via 2 2 1 Atra o de objetos met licos pelo trilho de im s Objetos propensos a intera es magn ticas com a via de im s devem ser mantidos longe do trilho de im s 2 2 2 Risco de queda na via Em casos de emerg ncia a via poder ser usada para evacua o de pessoas Somente o secund rio do motor linear deve ser utilizado como caminho para transitar sobre a via Por possuir irregularidades de aproximadamente 10mm de altura quem trafegar sobre o secund rio deve estar atento a trope os Esta advert ncia deve ser dada pelo condutor do ve culo aos usu rios que forem trafegar sobre a via 2 2 3
151. co elaborado mostrado no Ap ndice D 6 1 10 Coletores de energia item APM 7 12 4 Os coletores de energia conectam tr s barramentos de energia da via para o ve culo O barramento positivo alimenta o ve culo com tens o cont nua de 534 VCC e sua refer ncia esta em outro barramento com tens o O terceiro barramento o de aterramento este barramento j foi mencionado na Se o 6 1 1 A Figura 6 5 a mostra a distribui o das bases de sustenta o dos barramentos O ponto de conex o entre os cabos de alimenta o e os barramentos mostrado na Figura 6 5 b Figura 6 5 Barramentos de alimenta o do MagLev Cobra a distribui o das bases de sustenta o dos barramentos b ponto de conex o entre os cabos de alimenta o e os barramentos 102 6 1 11 Aterramento item 7 12 5 aterramento das partes do MagLev Cobra deve ser criteriosa e obedecer as diretrizes fornecidas por fabricantes e normas espec ficas O cabo blindado que interliga o inversor CFW 11 e o prim rio do LIM deve ser aterrado em apenas uma de suas extremidades conforme manual do usu rio WEG 2013a para eliminar problemas relacionados compatibilidade eletromagn tica Outro problema que deve ser eliminado a circula o de corrente entre prim rio e secund rio provocada pelo uso do inversor com t cnica de chaveamento PWM Em m quinas rotativas a circula o de corrente entre estator e rotor causa a deteriora o
152. colis es Al m de fins de curso mec nicos redundantes o sensor de posi o Correvit Aqua L 350 serve para Programar os fins de curso e o sensor de posi o para detectar poss veis falhas de 5 1 6 Prote o de coes o das partes com o fim da plataforma determinar o fim de curso posicionamento Quando os ve culos s o acoplados Ainda n o foram previstos tais Detalhado na Se o 6 1 4 da para formar um comboio ou mesmo dispositivos tese quando est o permanentemente acoplados devem ser providos de dispositivos que detectem qualquer tipo de desacoplamento 5 1 7 Perda de sinal de prote o Para todos os sistemas APM todos Os sinais que s o cr ticos para as fun es de ATP devem ser cont nuas ou ser de uma natureza tal que a interrup o do sinal repetitivo seja detectada O monitoramento dos sinais de prote o devera ser implementado na programa o dos dispositivos 135 Implementar detec o de perda de sinais de prote o Item da norma 5 1 8 Detec o de Velocidade Zero Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Em sistemas APM em que necess ria a detec o de velocidade zero para parar os trens este requisito deve ser uma fun o de ATP Abordagem atual no MagLev Cobra A velocidade zero deve ser detectada para o acionamento da ancoragem do ve culo Esta ancoragem feita com o freio mec nico A detec o feita pelo sensor Correvi
153. cos Abordagem atual no MagLev Cobra O MagLeve ir operar apenas com clima seco devido a classe de isolamento do motor linear no caso IP 00 Adequa o necess ria Deve se interligar o ve culo com um centro de monitoramento clim tico ou a um sensor de precipita o para tirar o ve culo de opera o quando da ocorr ncia de chuva 2 1 4 Descargas atmosf ricas Prote o contra descargas atmosf ricas sugerida a utiliza o da norma americana UL96A 11th edition 2001 A norma em vigor no Brasil a NBR 5419 Prote o de estruturas contra descargas atmosf ricas Esta norma foi utilizada para as defini es de projeto de SPDA Sistema de Prote o de Descargas Atmosf ricas Conferir projeto e execu o do SPDA 2 1 5 Polui o Atmosf rica existente O projeto deve tolerar poluentes atmosf ricos existentes no local O MagLev Cobra possui uma particularidade que o trilho de im s que pode atrair part culas de materiais magn ticos Um cuidado adicional deve ser tomado contra a ades o de part culas no trilho de im s Projetar e testar t cnicas materiais e equipamentos para eliminar a possibilidade de ader ncia de materiais magn ticos aos trilhos 2 1 6 Carga t rmica solar O projeto deve suportar o pico de radia o solar direta Seus materiais devem suportar os efeitos destrutivos da radia o ultravioleta O ve culo constru do em fibra de vidro a
154. cos no m dulo 1 do verculgaMagLev COBRA sata i sca snas luxta 182 Figura C 2 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 2 do veiculo Mas l ey Cobra nne tei tue eiae y Blaeu veau Sh Sa 183 Figura C 3 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 3 do Maglev Cobras aa al haasi A DE q 184 Figura C 4 Detalhe do posicionamentos dos dispositivos el tricos no m dulo 4 do veiculo Mast ev Cobra ua una 185 Figura D 1 Projeto el trico do MagLev Cobra em folha Al parte 1 3 187 Figura D 2 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 1 188 Figura D 3 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 2 189 Figura D 4 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 3 190 Figura D 5 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 4 191 Figura D 6 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 5 192 Figura D 7 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 6 193 Figura D 8 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 7 194 Figura D 9 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 8 195 Figura D 10 Projeto el trico do MagLev Cobra em folha Al parte
155. culos 94 convencionais roda trilho n o poss vel aterrar o ve culo e suas partes atrav s do contato das rodas com o trilho por este motivo o MagLev Cobra conta com um trilho exclusivo para aterramento A Figura 6 1 mostra o trilho de aterramento necess rio para fazer o aterramento do cabo de alimenta o do prim rio do motor linear Este trilho possui uma faixa verde e o isolador da escova coletora tamb m verde para melhorar sua identifica o Figura 6 1 Trilho adicional de aterramento com identifica o na cor verde A WEG fabricante do CFW 11 garante que seu equipamento est dentro das especifica es internacionais de conformidade com as interfer ncias eletromagn ticas e atende nas normas IEC EM 61800 e IEC 61000 WEG 20134 O Anexo I mostra os certificados emitidos para o CFW 11 A Figura 1 1 traz a declara o de compatibilidade eletromagn tica EMC Electromagnetic Compatibility EN 61800 3 2004 e a diretiva EMC Directive 2004 108 EC 6 1 2 Radiac o eletromagn tica item APM 2 2 3 A norma APM trata no seu item 2 2 3 da necessidade de todos os equipamentos instalados no ve culo estarem em conformidade com normas de emiss o de radia o eletromagn tica Os conversores sensores atuadores IHM baterias etc s o equipamentos estabelecidos no mercado e seus certificados ser o auditados no processo de certifica o do ve culo e devem ser fornecidos pelos respectivos fabricantes Os compon
156. da pela a o da gravidade no sentido de deslocamento 67 e CASO 4 Neste caso For as exercidas pelos motores f E E E r For a do motor 1 For a do motor 2 _ 600 r r 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 11 For as exercidas pelos motores no Caso 3 os dois m dulos est o com seu carregamento m ximo A for a m xima exercida pelos motores da ordem de 1050 N Da mesma forma que no Caso 1 os m dulos andam sincronizado e os dois motores exercem a mesma for a veja for as sobrepostas na Figura 5 12 n o havendo transfer ncia de for as atrav s do acoplamento dos m dulos For a N For as exercidas pelos motores 1200 r r r For a do motor 1 For a do motor 2 7 1000 800 600 400 200 200 400 600 800 s 0 l t L 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 12 For as exercidas pelos motores no Caso 4 68 5 2 Motores lineares com realimenta o de tra o A c lula de carga instalada na interliga o dos m dulos fornece informa o de tra o e compress o Uma estrat gia de controle que pode ser utilizada a realimenta o da for a de tra o Nesta estrat gia visa se minimizar os esfor os no acoplamento modular A t cnica utilizada do tipo mestre escravo na qual o Motor 1 o mestre e o Motor 2 o escravo ou seja o Motor 1 receber
157. da e ent o ficar de p 7 7 Procedimento para rebocar o ve culo paralisado na via O condutor deve contatar equipe de manuten o para tomar as devidas provid ncias quando o ve culo ficar parado na via ap s a evacua o 8 PROCEDIMENTOS DE ESTACIONAMENTO DO VE CULO NA ESTA O GARAGEM 8 1 Desembarque final de passageiros O desembarque final deve ocorrer na esta o do CT I onde o ve culo ir pernoitar O condutor deve anunciar final de opera o 8 2 Bloqueio dos consoles de comando 228 A chave de ativa o do console de comando deve ser retirada para desativar o console As luzes devem ser apagadas e o disjuntor de comando desligado 8 3 Inspe o visual de danos vis veis ocorridos durante a opera o O operador deve inspecionar o ve culo a procura de danos ocorridos devido m utiliza o vandalismo e desgaste natural 8 4 Fechamento de portas com o ve culo estacionado para pernoite O ve culo deve ser fechado com uso da chave de porta Figura 8 1 JuJ Chave de abertura e Al nine Qd M m fechamento de porta TTS Figura 8 1 Posicionamento do comando de fechamento de porta 8 5 Procedimentos para desenergiza o da via O operador deve ir at a oficina do CT I e acionar a chave de desligamento do barramento CC 8 6 Relat rio final da opera o Relat rio de ocorr ncias com check list da parada para
158. da na se o 4 5 Os m dulos monitorados foram o 3 e o 4 77 5 4 1 de ensaio Foram instalados oito sensores para monitoramento das alturas de levita o BALLUFF 2015 distribu dos nas extremidades dos m dulos 3 e 4 Por quest es t cnicas durante os ensaios os m dulos levitaram com apenas quatro dos seis criostatos previstos e os sensores foram alinhados com o centro dos criostatos nas extremidades dos m dulos A Figura 5 26 mostra o posicionamento dos sensores e os criostatos presentes nos m dulos Os sensores de altura foram conectados a dois sistemas de aquisi o um utilizando o FieldLogger dispositivo para aquisi o de dados da marca NOVUS com armazenamento de dados em um cart o SD e outro utilizando uma placa de aquisi o Advantec USB 4711A conectada a um computador com captura de dados utilizando o software LabView A aquisi o de dados de velocidade foi realizada somente com a placa da Advantec devido ao n mero de entradas anal gicas do FieldLogger ser insuficiente O comando de JOG do inversor foi aquisitado para determinar o in cio e fim das viagens A iostatos CRIOST 14 CRIOST 18 CRIOST 20 CRIOST 24 7 5 3 1 M dulo 3 M dulo 4 SENSOR SENSOR 8 SENSOR 6 SENSOR 4 VELOCIDADE SENSOR 2 o Sensores de altura o CRIOST 13 CRIOST 17 CRIOST 19 CR
159. da norma 4 3 Disponibilidade do Servi o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A disponibilidade do servi o As Availability Service definida por As MTBFs MTBFs MTTRs Abordagem atual no MagLev Cobra A determina o do fator que define a disponibilidade do servi o s ser obtida durante os testes Para tal dever ser criado um mecanismo para registrar as os tempos e as falhas Adequa o necess ria Criar um mecanismo para registrar as os tempos e as falhas 5 CONTROLE AUTOM TICO DO TREM ATC AUTOMATIC TRAIN CONTROL O sistema de controle autom tico do trem dividido em subsistemas a saber Prote o Autom tica do Trem Automatic Train Protection ATP Opera o Autom tica do Trem Automatic Train Operation ATO Supervis o Autom tica do Trem Automatic Train Supervision ATS O ve culo deve atender aos requisitos de controle autom tico Detalhado na Se o 6 1 3 da tese 5 1 Fun es autom ticas para a prote o do trem Fun es autom ticas para a prote o do trem Devem ser elaboradas Detalhado na Se o 6 1 3 da tese 5 1 1 Detec o de Presen a Sistema de detec o que identifique se h outros comboios ou ve culos de servi o operando na linha O linha de testes contar com apenas um comboio 4 m dulos interligados a detec o de presen a se aplica apenas a corpos estranhos
160. dade Rampas de acelera o seguidas de velocidade de regime e por ltimo uma rampa de desacelera o s o as transi es m nimas esperadas de um ve culo de tra o el trica Embora o Correvit amp L 350 Aqua seja de alt ssima precis o resolu o de 1 5 mm CORRSYS DATRON 2010 faz se necess rio mais de um sistema de monitoramento de posi o como forma de backup pois em caso de falha do monitoramento de posi o embarcado no ve culo h uma perda de refer ncia em solo o que pode fazer com que o MagLev choque se contra uma das plataformas de embarque por entender que est distante da mesma Portanto refer ncias da pista devem ser enviadas para o ve culo de forma que haja uma 51 verifica o de sincronismo entre a posi o apurada pelo sensor embarcado a real posi o do MagLev O sistema para marca o de posi o na via bem menos preciso que o embarcado pois se baseia no princ pio de fins de curso em que sali ncias met licas atuam os sensores fins de curso presentes no ve culo indicando que a partir daquele local dever o ser tomadas medidas para frenar o ve culo independente da dist ncia apurada pelo sensor de posi o Correvit L 350 Aqua Esta parada pode ser em rampa de desacelera o baseando se na velocidade atual do trem O mesmo sistema de marca o na via adotado para a atua o do sensor de fim de curso de parada de emerg ncia Se o atuador da via acio
161. dependentes Contratar auditores independentes poss vel que estes auditores sejam os mesmos respons veis pela certifica o 16 3 1 Requisitos de auditoria independente O auditor n o poder ter nenhum v nculo com o projeto e deve ser capacitado a avaliar um sistema APM Necessidade da contrata o de auditores independentes Contratar auditores independentes poss vel que estes auditores sejam os mesmos respons veis pela certifica o 16 3 2 Requisitos de forma o e experi ncia H uma lista de exig ncias que o auditor independente deve atender para se qualificar como auditor de um sistema APM Necessidade da contrata o de auditores independentes qualificados de acordo com a norma APM Contratar auditores independentes poss vel que estes auditores sejam os mesmos respons veis pela certifica o 16 3 3 Relat rio de auditoria independente O auditor independente deve relatar os resultados de acordo com modelos de relat rios de inspe es testes e an lises praticados no meio industrial Necessidade da contrata o de auditores independentes Contratar auditores independentes poss vel que estes auditores sejam os mesmos respons veis pela certifica o 16 4 Inspe es e testes Um programa de inspe es e ensaios peri dicos deve ser desenvolvido para instala es e equipamentos de seguran a N o h um programa de inspe o 1
162. devem obedecer a um roteiro pr estabelecido no plano de verifica o do sistema A sequ ncia de verifica o mostrada na Figura 6 6 A sequ ncia come a com a inspe o de componentes individuais A D e passa para seus desdobramentos em um ou mais componentes de uma segunda camada E Ap s as inspe es e ensaios de todos os sistemas s o necess rios testes integrados dos componentes A inspe o e ensaio do sistema D a ltima etapa antes das demonstra es J Inspe o da Inspe o Inspe o e Manuten o e da Central de Ensaio da Instala es Controle Subesta o Inspe o da Linha Inspe o e Inspe o e MSS Ensaio das pes Ensaio do Ve culo Ensaio do PDS Esta es Ensaio Integrados Inspe o e Ensaio do Sistema Demonstra o do Sistema Figura 6 6 Sequ ncia de inspe o do sistema onde PDS o Sistema de Distribui o de Energia Power Distribution System 105 Aproveitando a sequ ncia de inspe es e ensaios apresentada Foi elabora a distribui o de itens da norma APM a serem inspecionados e testados Figura 6 7 Desta forma poss vel fazer um cheklist item a item separado por partes do sistema e para a sua sintetiza o nos ensaios integrados A Inspe o da mantenc o e instala es Instala es da oficina de manutenc o CT 1 plataforma de enchimento dos criostatos tanque de nitrog nio sistema de enxi
163. devem ser independentes dos respons veis pelas implanta es dos programas e atividades auditadas Ainda n o h um plano de monitoramento Criar um plano de monitoramento e prever equipes independentes de auditoria e implanta o 16 2 2 Relat rios de auditoria Os relat rios de auditoria devem ser criados para cada departamento e a partir destes gerado um relat rio geral Ainda n o h um plano de monitoramento As equipes do LASUP e LabMaq possuem um n mero reduzido de colaboradores Estabelecer hierarquias e departamentos respons veis pelos diversos setores do projeto forma o de equipes independentes e multitarefas 16 2 3 Procedimentos de auditoria Existem v rios procedimentos para a realiza o das auditorias Ainda n o h um plano de monitoramento 176 Criar um plano de monitoramento contendo os procedimentos de auditoria Item da norma 16 2 4 Elementos audit veis Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A norma prev uma lista com o n mero m nimo de elementos que devem ser auditados Abordagem atual no MagLev Cobra Ainda n o h um plano de monitoramento Adequa o necess ria Criar um plano de monitoramento contendo os itens mais importantes al m dos itens m nimos previstos em norma 16 3 Avalia o de auditoria independente Deve haver uma auditoria independente Necessidade da contrata o de auditores in
164. di es para utiliza o da porta de emerg ncia 7 3 1 Falta total de energia Em caso de falta de energia o condutor deve entrar em contato com o centro de comando comunicando a falta O centro de comando deve acionar a equipe de manuten o para tentar reestabelecer a energia Caso n o haja previs o para o 227 reestabelecimento ou a previs o seja de uma demora acima de 20min O operador do centro de comando deve autorizar a utiliza o da porta de emerg ncia 7 3 2 Falha nas tentativas de recolocar o ve culo em movimento tanto em modo autom tico quanto em modo manual Neste caso o condutor deve comunicar ao operador do centro de controle e este deve autorizar o uso da porta de emerg ncia mediante as seguintes condi es A equipe de manuten o foi acionada para o procedimento de desocupa o do ve culo em condi es de emerg ncia desligou o barramento CC desligou e lacrou a chave seccionadora do barramento CC e comunicou ao operador do centro de controle Confirmar se o condutor informou aos usu rios todos os procedimentos de evacua o previstos nos itens 7 4 7 5 e 7 6 Observadas as condi es acima o operador do centro de comando deve autorizar a utiliza o da porta de emerg ncia 7 3 3 Condi es de alt ssimo risco Condi es de alt ssimo risco como por exemplo inc ndio no ve culo o operador poder abrir a porta sem autoriza o do operador do centro de controle Concomitante abertura da
165. dos Prever e evitar a energiza o acidental de trilhos desenergizados pelo sistema de regenera o 158 Verificar se todos os requisitos foram atendidos Caso n o tenham atend los Item da norma 9 2 6 Monitoramento controle remotos Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A subesta o deve ser monitorada e controlada remotamente As opera es devem ser registradas com data e hora Abordagem atual no MagLev Cobra A subesta o atual comandada manualmente e n o possui monitoramento Adequa o necess ria Implantar um sistema de monitoramento e controle 9 2 7 Controle local A subesta o deve ser provida de um seletor para comandos locais Quando o modo local for ativado a central de controle deve ser informada A subesta o atual comandada manualmente e n o possui monitoramento Implantar um sistema de monitoramento e controle com op o para comando local 9 2 8 Restaura o de energia O equipamento principal de alimenta o da subesta o deve poder ser restaurado religado tanto remotamente quanto localmente O religamento autom tico permitido mediante testes na linha e o atendimento de normas de seguran a A subesta o atual comandada manualmente e n o possui monitoramento Implantar um sistema de monitoramento e controle com op o para comando local 9 2 9 Instala es da subesta o As subesta
166. dos fotografias e figuras aqui apresentados foram obtidos durante visita ao metr do Rio de Janeiro METR RIO com a grande colabora o do Engenheiro Marco Ant nio de Souza Biagio e do gerente de Engenharia da Manuten o Cristiano C sar de Mendon a O METR RIO possui composi es formadas por v rios vag es sendo o primeiro deles dotado de uma cabine de comando Todos os vag es possuem tra o independente Estes s o alimentados por um barramento CC de 750V e a energia captada atrav s de sapatas coletoras A propuls o feita por dois motores CC ligados em s rie em cada um dos vag es Nas pr ximas subse es ser o abordados alguns itens importantes no funcionamento do trem convencional 2 1 1 Sincronismo dos propulsores dos vag es do trem do METR RIO Para que n o haja desgaste excessivo dos engates mec nicos entre os vag es e tamb m para evitar que a tra o fique desequilibrada sobrecarregando algum dos motores do comboio necess rio que haja a sincroniza o de comandos em todos os vag es simultaneamente A Figura 2 1 mostra o esquema b sico de como feito o controle dos motores de corrente cont nua a partir da cabine de comando do operador Dois sinais de controle s o enviados a todos os vag es simultaneamente atrav s de dois loops de corrente sinal P e sinal BRK O loop BRK transmite um sinal digital para cada carro indicando estar em propuls o ou frenagem O loop P indica
167. dular e em cada m dulo est presente um motor linear independente Estes motores possuem caracter sticas id nticas o que sugere que em condi es ideais n o haver esfor os no acoplamento localizado entre os m dulos do ve culo Mas sabe se que em opera o a carga n o distribu da uniformemente no MagLev isso faz com que apare am esfor os na conex o intermodular Estes esfor os podem causar sobrecarga em algum motor e tamb m desgaste dos acoplamentos Nesta se o s o feitos estudos para determinar a melhor maneira de opera o do MagLev Cobra no tocante a minimiza o de esfor os no engate modular ou na transfer ncia de cargas de um motor para outro A automa o do ve culo MagLev Cobra depende fundamentalmente do controle da sua movimenta o fato que confere ao presente cap tulo import ncia central nesta tese Tr s estrat gias de acionamentos dos motores lineares ser o apresentadas a seguir nelas ser o mostrados o comportamento dos motores sobre condi es t picas de funcionamento e simulando o trajeto experimental contido na se o 4 5 Em seguida ser o apresentados resultados experimentais 5 1 Motores lineares sem a o de controle Para simula o do comportamento do funcionamento do ve culo sob condi es de opera o ser o feitas as seguintes considera es para um estudo preliminar ser considerado que o ve culo possui apenas dois m dulos o acoplamento entre os m dul
168. e 8 00 as 18 00 de segunda feira a sexta feira Suas viagens ocorrer o sob demanda de passageiros 171 Criar um plano de opera ao detalhado Item da norma 15 1 2 Manual de Procedimentos Operacionais Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A segunda se o do Plano de Opera o do Sistema o Manual de Procedimentos Operacionais deve fornecer instru es detalhadas para o sistema cada componente e ou subsistema Abordagem atual no MagLev Cobra Foi elaborado um manual de procedimentos operacionais Ap ndice E Adequa o necess ria Incorporar o manual segunda se o do Plano de Opera o do sistema 15 1 3 Plano de Pessoal A terceira se o do Plano de Opera es do Sistema ser o Plano de Pessoal Este plano deve incluir um organograma descri es de trabalho qualifica es e n veis de pessoal necess rios para a opera o manuten o e administra o do sistema N o h um plano de pessoal Elaborar um plano de pessoal 15 2 Plano de gest o O plano de gest o deve incluir a descri o pol ticas normas e procedimentos para gerir a organiza o Detalhes do plano de gest o est o al m do escopo da norma O MagLev Cobra deve operar de forma gratuita mas um plano de gest o deve ser feito para gerenciar fontes de receita para mant lo em funcionamento Criar um plano de gest o 15 3 Planejamento do sistema de inici
169. e Cap tulo 10 Aborda as caracter sticas das esta es e Cap tulo 11 Detalha as caracter sticas dos trilhos e Cap tulo 12 Seguran a e Cap tulo 13 Tra a diretrizes a serem seguidas em situa es de emerg ncia e Cap tulo 14 Verifica o do sistema e demonstra o e Cap tulo 15 Regulamenta a opera o manuten o e treinamentos e Cap tulo 16 Monitoramento operacional Para facilitar a localiza o do item da norma APM que se pretende abordar as subse es seguintes trar o entre par nteses o n mero do t pico da norma APM da qual est havendo o detalhamento As se es desta tese ser o tratadas como Se es e as se es da norma APM ser o tratadas como item 6 1 1 Compatibilidade eletromagn tica item APM 2 1 8 Interfer ncias eletromagn ticas podem afetar o desempenho de sensores atuadores comandos e redes de comunica o O motor linear e alimentado pelo inversor de frequ ncia CFW 11 que possui m dulos de pot ncia chaveados com at 10 kHz Este chaveamento de alta frequ ncia pode causar interfer ncias indesejadas no sistema Dentre os componentes do ve culo o CFW 11 foi identificado como a principal fonte potencial de ru do eletromagn tico Para mitigar o problema foram tomadas todas as medidas especificadas pelo fabricante do inversor A principal delas a blindagem e aterramento dos cabos de alimenta o dos motores Diferentemente dos ve
170. e a fase de planejamento do projeto APM e mantido atual ao longo do ciclo de vida do sistema APM Abordagem atual no MagLev Cobra Comiss o de seguran a e programa ainda n o definidos Adequa o necess ria Este item ser contemplado durante o processo de certifica o da tecnologia ou de certifica o da linha de testes 3 1 2 Processo de Redu o de Risco O processo de redu o do risco deve ser iniciado atrav s da defini o das caracter sticas f sicas e funcionais do sistema APM a ser analisado Comiss o de seguran a e programa ainda n o definidos Este item ser contemplado durante o processo de certifica o da tecnologia ou de certifica o da linha de testes 3 2 Princ pios de Seguran a Princ pios de seguran a devem ser observados no sistema APM e s o definidos na norma Comiss o de seguran a e programa ainda n o definidos Este item ser contemplado durante o processo de certifica o da tecnologia ou de certifica o da linha de testes 3 3 Projeto de Sistema Autom tico de Controle de Trens fail safe Todos os elementos cr ticos de seguran a do controle do sistema autom tico de trens ATC Automatic Train Control devem ser concebidos e implementados de acordo com os princ pios prova de falhas e deve utilizar uma ou mais das t cnicas previstas na norma Sistema de monitoramento em uma central remota com comandos de opera o embarcados 1
171. e v rios pa ses da Europa era defendida por Neumann 2006 que ainda faz compara es entre a tecnologia MagLev e a de trens roda trilho enfatizando as potencialidades da tecnologia defendida Em 2008 na The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives novos projetos foram apresentados Um resumo dos projetos e sugest es para implanta o listado a seguir e Liga o Catar Bahrein Dist ncia 181 km Velocidade m xima 500 km h Tempo de viagem 40 minutos Capacidade 453 passageiros por hora THIEL 2008 e Liga o Porto de Los Angeles at um centro de distribui o na cidade de Los Angeles Estados Unidos da Am rica Dist ncia 7 5 km Velocidade entre 120 km h e 240 km h Observa o Ve culo de carga ROSE PETERSON e LEUNG 2008 e Liga o Atlanta Chattanooga Estados Unidos da Am rica Dist ncia 201 km FERGUSON 2008 e Liga o Calif rnia Nevada Estados Unidos da Am rica Dist ncia 432 km Velocidade m xima 500 km h CUMMINGS 2008 e Liga o Trem urbano na ilha de Yongjong Cor ia Dist ncia 6 1 km Velocidade de opera o 100 km h YONG SI et al 2008 e Liga o Trem metropolitano na cidade de Zagreb Cro cia Dist ncia 20 km Velocidade de opera o 100 km h Capacidade 10 000 passageiros por hora DUJMOVIC 2008 Seguindo a linha do tempo das confer ncias a The 2lth International Conference
172. ede de comunica o 3 1 Estrutura geral do MagLev Cobra z A proposta do MagLev Cobra a conex o de v rios m dulos curtos com a finalidade de formar um ve culo altamente articulado e adaptado aos contornos urbanos Por este motivo todos os m dulos s o praticamente iguais facilitando a modularidade e flexibilizando na constru o de ve culos com capacidades compat veis com as necessidades de demanda O MagLev Cobra um ve culo leve devido aus ncia de rodas e tamb m aus ncia de caixas de redu o ambas tipicamente muito pesadas O ve culo possui dimens es reduzidas sendo a se o externa de aproximadamente 2 8 m x 2 8 m e a interna de 2 4 m de altura por 2 51 m de largura Pesando em m dia 525 kg cada m dulo tem 1 5 m de comprimento e capaz de transportar at treze passageiros 950 kg Na concep o inicial o motor linear distribu do ao longo de cada m dulo proporcionando uma boa distribui o de peso e facilitando sua acomoda o sob o 33 assoalho Os trilhos s o compostos de m s permanentes de Nd Fe B encaixados lado lado continuamente por todo o trajeto Sobre estes trilhos levitar o criostatos de alum nio que abrigam internamente os supercondutores que s o refrigerados com nitrog nio l quido STEPHAN ANDRADE et al 2008 3 2 Caracter stica modular A Figura 3 1 apresenta os m dulos intermedi rios e os m dulos cabines do MagLev Cobra Embora os formatos sej
173. ehicles and Expo cuja 3 edi o ocorreu em Viena em novembro de 2014 e a Vehicular Technology Conference teve sua 81 edi o realizada em Glasgow na Esc cia em maio de 2015 Dentre os principais assuntos encontram se a comunica o sem fio e a mobilidade Alguns dos sistemas embarcados como GPS GPRS e internet abrem possibilidades para ve culos aut nomos de transporte de pessoas ou Automated People Movers APM Nesta tese ser o tratados os aspectos particulares da propuls o do ve culo de levita o magn tica MagLev Cobra como contribui o para torn lo um APM 1 1 Qualidades do ve culo MagLev Cobra e a necessidade de torn lo um APM O MagLev Cobra um ve culo de levita o magn tica baseado na levita o supercondutora e se aplica a transporte de passageiros em centros urbanos Seu baixo peso aliado a sua capacidade de contornar obst culos o torna uma alternativa vi vel em grandes centros Para torn lo mais eficiente quanto ao n mero de viagens e qualidade das mesmas prop e se um r gido controle de m todos processos e procedimentos seguros As normas internacionais Automated People Mover Standards da American Society of Civil Engineers ASCE 2013a s o bastante r gidas e servem como par metro para automa o de ve culos de transporte de passageiros garantindo conforto e seguran a As adequa es do MagLev Cobra a um APM ser o baseadas nesta norma 1 2 Motiva o para es
174. elas deve ser pensada de forma a atender a norma e suas exig ncias A independ ncia entre equipes principalmente as de implanta o e as de auditorias internas deve ser pensada para otimizar a aloca o de pessoas de tal forma que a equipe de implementa o de uma determinada parte do projeto audite a equipe de outra parte e vice versa ou seja todas ser o do tipo multitarefa mas sem que haja uma auto auditoria 116 7 3 Trabalhos futuros As propostas para trabalhos futuros s o e MagLev Cobra o primeiro APM com levita o SML e T cnicas de controle e otimiza o de viagens para o APM MagLev Cobra e Interliga o da opera o do MagLev Cobra com o Centro de Opera es do Rio de Janeiro e CET Rio Dando continuidade a contatos preliminares que apontaram para uma parceria e Certifica o da tecnologia para aplica o comercial 117 Refer ncias biblioer ficas ABNT NBR NM 207 Elevadores El tricos de Passageiros Requisitos de Seguran a para Constru o e Instala o S o Paulo ABNT 1999 ABNT NBR 16074 1 Sistema Movimentador Autom tico de Pessoas Sistema APM Parte 1 Terminologia e abreviaturas Incorpora a Errata 1 de 01 11 2013 ed S o Paulo Associa o Brasileira de Normas T cnicas 2012 ADINOLFI A et al Experimental assessment of energy saving due to trains regenerative braking in an electrified subway line IEEE Transactions on Power Delivery v 13 n 4 p 1536 1
175. elera o e frenagem mec nica ofereceram requisitos para an lises e aprimoramentos 91 6 requisitos de conforto seguran a e adequa o norma A proposta de trabalho de tese se divide em duas metas A primeira promover a propuls o distribu da do ve culo MagLev Cobra considerando os aspectos que influenciam na correta opera o dos motores lineares tanto em desempenho quanto em conforto para o usu rio e tamb m considerando quest es sustent veis e econ micas A segunda meta fazer deste acionamento uma ferramenta adequada aos princ pios de opera o de um Automated People Mover Os ensaios comprobat rios da teoria apresentada no Cap tulo 4 foram obtidos na linha de testes que liga o CT I ao CT II Com esta estrutura foram realizados testes de tra o e deslocamento do ve culo verificada a influ ncia da forma construtiva do motor linear na contribui o para a levita o a an lise nas rampas de acelera o e desacelera o e as t cnicas de frenagem Com estes ensaios foi poss vel analisar quest es relacionadas a qualidades e dificuldades para tornar o MagLev um APM por m estas n o s o as nicas condi es necess rias para isso Devem ser observadas outras quest es tais como requisitos para opera o requisitos de seguran a fatores de qualidade da opera o do sistema controle autom tico do trem comunica o audiovisual caracter sticas do ve culo propuls
176. em ser excedidos nas condi es definidas em norma O MagLev foi concebido para ser um ve culo silencioso Somente medi es poder o comprovar Realizar medi es e confrontar com a norma 7 7 5 Vibra o O interior do ve culo deve ser projetado para evitar a resson ncia de pain is e outros componentes Montagens de equipamentos devem ser projetadas para minimizar a transmiss o de vibra o O ve culo foi concebido para n o ter atrito com a via e portanto ter baixos n veis de vibra es Por m ainda existem pontos de contato das rodas de seguran a dos criostatos com a via e pontos de contato da roda de seguran a do prim rio com o secund rio do LIM provocando vibra o 146 Eliminar pontos de contato Item da norma 7 7 6 Compartimento de passageiros Automated People Mover Standard ASCE 2013 Assunto abordado Disposi es sobre o compartimento de passageiros 7 7 6 1 Sinais assentos priorit rios 7 7 6 2 Circula o interior corrim os e suportes 7 7 6 3 Superf cies de piso 7 7 6 4 Materiais e elementos de fixa o Abordagem atual no MagLev Adequa o necess ria Cobra A viagem do MagLev Cobra curta n o foram previstos assentos Os corrim os foram instalados no teto do ve culo o piso emborrachado Estes aspectos ser o auditados durante a certifica o O v o livre da porta mede 2 00 m Medir e adequar as for as da 7 8 Portas acessos
177. endidas e atend las 9 1 4 Aterramento Esta se o trata do aterramento el trico para prevenir danos aos equipamentos e choques el tricos O aterramento das estruturas feito com base no SPDA O ve culo aterrado com a utiliza o de um barramento de terra e escovas Nada a fazer 9 1 4 1 Aterramento da tra o Um trilho de aterramento deve existir para aterrar o ve culo durante todo o trajeto O sistema n o deve permitir uma tens o de toque superior a 60V acess vel a qualquer pessoa O sistema possui o trilho de aterramento E o motor aterrado Nada a fazer 9 1 4 2 Aterramento das instala es e estruturas O aterramento deve ser fornecido para instala es fixas e estruturas A norma brasileira de SPDA contempla o aterramento das instala es e estruturas As instala es obedecem a um projeto de SPDA 156 Nada a fazer Item da norma 9 1 5 Redund ncia Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Deve haver um modo redundante de suprimento de energia Opera o em condi es reduzidas de operacionalidade permitida Por m falhas cr ticas devem ser sinalizadas Abordagem atual no MagLev Cobra Cada um dos dois inversores dos motores do ve culo alimentado pelo mesmo trilho mas as escovas coletoras s o independentes e redundantes No caso de perda de um dos sistemas o ve culo ir operar com velocidade reduzida Adequa
178. ens realizadas neste ensalo dtu pied tcm a 82 Figura 5 30 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 3 durante as quatorze viagens realizadas neste ensalo A e ped da 83 Figura 5 31 Altura de levita o dos criostatos do m dulo 4 nas viagens V3 e V4 sendo a viagem ida V4 de volta ed ect ra t ede o cedes 84 Figura 5 32 Afundamento da altura de levita o no criostato 23 nas viagens de ida V3 6 de volta Vireen nnana san Nica anos Gin uu wR aban 84 Figura 5 33 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 4 na viagem 85 Figura 5 34 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 3 na viagem V3 85 Figura 5 35 Perfil de velocidade d viagem 86 Figura 5 36 Perfis de velocidade das viagens impares V3 V7 e V11 subida 87 Figura 5 37 Perfis de velocidade das viagens pares V4 V8 e V 12 descida 87 Figura 5 38 Perfis de frenagem por redu o da frequ ncia de refer ncia do motor linear Viagens V7 e V11 subida eee tesa tt e Inga e arce eee 88 Figura 5 39 Perfis de frenagem por redu o da frequ ncia de refer ncia do motor linear Viagens V3 V7 e V11 subida 89 Figura 6 1 Trilho adicional de aterramento com identifica o na cor verde 95 Figura 6 2
179. entes n o industrializados s o o LIM e o trilho de m s Estes dois ainda n o possuem certificados de conformidade com a radia o eletromagn tica emitida Para a certifica o do conjunto ser necess rio a certifica o individual de cada uma das partes para isso 95 estes dois itens produzidos com tecnologia pr pria precisam passar por certifica o individual 6 1 3 O sistema ATC Automatic Train Control item APM 5 O sistema ATC composto pelos subsistemas ATP Automatic Train Protection ATO Automatic Train Operation e ATS Automatic Train Supervision Cada subsistema detalhado na norma determinando as exig ncias m nimas de um APM O MagLev Cobra estruturalmente parecido com os trens convencionais possui esta es ve culo e linha O sistema ATC pode ser implantado sem muitas adequa es a este caso particular de ve culo Atualmente o MagLev Cobra opera na condi o manual A norma APM nas especifica es de ATC prev a opera o manual somente em alguns casos extremos como testes recupera o manuten o e falhas A experi ncia adquirida com a opera o manual do MagLev pode ser revertida em procedimentos do ATC nas situa es previstas para o ve culo operar no modo manual 6 1 4 Prote o de coes o das partes item APM 5 1 6 Pelas defini es da norma APM o MagLev Cobra deve ser considerado um nico ve culo Para ser considerado um comboio deve ser poss vel o desaco
180. er dado para a central de controle As esta es s o desprovidas de portas portanto n o h alinhamento de portas Os 10 segundos de espera em resposta ao comando de abertura e fechamento devem ser implementados na programa o Deve haver um sistema de supervis o para monitorar o funcionamento Implementa o de um sistema supervis rio ATS Automatic Train Supervision O sistema deve prever um alarme quando o tempo de 10 segundos relativos a abertura e fechamento de porta for ultrapassado 5 3 Fun es da supervis o autom tica do trem supervis o autom tica do trem ATS Automatic Train Supervision deve monitorar gerenciar o funcionamento global do sistema O sistema supervis rio contar com um computador remoto na sala de controle localizada nos LESFER e uma IHM no Ve culo Detalhado na Se o 6 1 5 da tese 5 3 1 Restri es supervis o autom tica do trem Se a ATS tornar se inoperante a ATP e a ATO dever o manter se acess veis a menos que um desligamento do sistema seja comandado pelo operador da central de controle A perda de informa o do sistema supervis rio deve resultar em medidas previstas em norma Como a parada de emerg ncia total ou o desligamento total da propuls o 138 Atender as prescri es da norma durante a programa o dos dispositivos Item da norma Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Abordagem atu
181. eratura dos criostatos XXX C at ZZ C Confima Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Altura de levita o XX mm AA mm at ZZ mm Confima Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Tens o no barramento CC XXV AA V at ZZ V Confima Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Tens o das baterias XXV AA V at ZZ V Confima Confirma o Ilumina o interna Confima Confirma o Sinaliza o de via energizada Confima Confirma o Comunica o com o centro de opera es Confima Mantenha este bot o precionado para confirmar Valida o Figura 4 1 Tela de check list para confirma o das verifica es iniciais 4 3 Check list completo Ve culo pronto para a opera o O operador s poder mudar de tela caso o check list esteja com todos os itens marcados como mostra a Figura 4 2 OBS A equipe de manuten o ter um c digo de sequ ncia de teclas que permitir navegar por outras telas Ao pressionar a tecla prosseguir os bot es do console ser o liberados para opera o Toda vez que o condutor se ausentar do console de controle o mesmo deve retirar a chave de sele o de console Toda vez que o condutor recolocar a chave o check list ser solicitado novamente 223 Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Temperatura dos criostatos XXX AA
182. erentemente dos processos industriais falhas n o resultam em retrabalho ou reprocessamento da mat ria prima pois a mat ria prima deste processo s o vidas humanas Com esta vis o not rio que normas de seguran a para APM sejam bastante r gidas e espec ficas Outra preocupa o com processos APM sua produtividade A 28 satisfa o dos usu rios um indicador importante a ser alcan ado e isso se consegue diminuindo o tempo de espera e translado e aumentando o conforto e a qualidade dos Servi os Uma aplica o consagrada e difundida de APMs s o os elevadores este modo de transporte vertical conta com um sistema de atendimento por demanda De acordo com a necessidade dos usu rios o sistema se move automaticamente para atend los Uma l gica de atendimento existe para evitar que o elevador fique transitando entre andares de forma desordenada o que resultaria em atrasos e insatisfa o de usu rios A norma ABNT NBR 207 trata da forma construtiva destes APMs e em v rios t picos tais como abertura e fechamento de portas sinaliza es de emerg ncia sistema ante estrangulamento freios de emerg ncia limitadores de velocidade fins de curso manuten es obrigat rias entre outros itens de seguran a ABNT 1999 tornam clara a preocupa o com a seguran a Uma aplica o mais recente de APM o transporte de passageiros entre as plataformas de embarque nos aeroportos Dada import ncia desta apli
183. ermitindo que em condi es extremas de perda total do ATS o ve culo ainda possa ser conduzido em condi es seguras O centro de comando que ser instalado no LESFER dever contar com um computador e um monitor exclusivos para o subsistema ATS Nos monitores ser o apresentados todas as leituras dos sensores de altura temperatura dos criostatos status das v lvulas de enchimento dos criostatos condi es dos fins de curso posi o velocidade etc Al m destas informa es que s o exclusivas do MagLev Cobra as informa es obrigat rias previstas na norma tamb m devem ser mostradas O MagLev Cobra j possui um sistema supervis rio embarcado Este conta com dois monitores IHM touchscreen conectados aos controladores e inversores que por sua vez est o conectados a sensores e atuadores Na Figura 6 2 tem se uma vis o interna do m dulo 1 com a IHM Figura 6 2 Interface Homem M quina IHM que faz parte do sistema supervis rio interno do MagLev Cobra 97 6 1 6 Capacidade de carga do ve culo item 7 1 A capacidade do ve culo APM dada por passageiros m2 Para determinar esta capacidade devem ser considerados os n veis de carregamento norma APM prev quatro n veis de carregamento e AWO a carga total do ve culo sem passageiros e AWI a carga total do ve culo Considerando AWO mais o peso de cada passageiro que de 712 N 71 2 kg multiplicando pela capacidade est
184. es de carga realizados em um sistema APM n o devem ser destrutivos N o foram feitos testes do sistema 178 Fazer testes do sistema durante o processo de certifica o N o fazer testes destrutivos Item da norma 16 5 Configura o de gest o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Para os itens cr ticos para a seguran a os fabricantes n o devem fazer altera es nos equipamentos sem avisarem o propriet rio ou o operador nem o propriet rio ou operador fazerem altera es nos equipamentos sem avisar fabricante para que o efeito da altera o possa ser adequadamente avaliado Abordagem atual no MagLev Cobra Ainda n o h um plano de monitoramento Adequa o necess ria Criar um plano de monitoramento contendo um item relacionado ao gerenciamento de altera es 16 6 Coordena o interdepartamental e interinstitucional Deve haver troca de informa es de seguran a entre as institui es departamentos ligados ao projeto Atualmente conta com auxilio do setor de seguran a patrimonial da COPPE Criar um v nculo com todos os setores ligados a seguran a da COPPE 16 7 Programa de seguran a do funcion rio Um programa de seguran a dos funcion rios que incorpora leis locais estaduais e federais deve ser estabelecido O programa de seguran a do empregado deve incluir uma an lise de risco e elabora o de relat rios de les es pa
185. es redundante com o sensor de posi o correvite L350 47 Componente Descri ao Fun o FCE X Fim de curso mec nico de Sensores mec nicos para informa o emerg ncia de freio de emerg ncia redundante com o sensor de posi o correvite L350 OV Tens o de refer ncia do Refer ncia para a alimenta o CC do REFER N barramento CC ve culo 534V Circuito 1 do barramento CC Tens o de alimenta o CC do ve culo CIRC 1 534 VCC OV TERRA Barramento de terra Barramento para aterramento do motor linear e componentes em geral CFW 1 Inversor de frequ ncia do Inversor de frequ ncia para a tra o motor linear 1 modelo do m dulo 1 CFW11 CFW 2 Inversor de frequ ncia do Inversor de frequ ncia para a tra o motor linear 2 modelo do m dulo 4 CFW11 PLC 1 M dulo PLC integrado ao Faz a sincroniza o dos comandos de CFW 1 softplc interno sentido de giro e refer ncia de velocidade dos inversores CFW PLC 2 M dulo PLC integrado ao Faz a sincroniza o dos comandos de CFW 2 softPLC interno sentido de giro e refer ncia de velocidade dos inversores CFW MOTOR 1 Motor de indu o linear 1 Tra o do ve culo fabrica o Equacional instalado no m dulo 1 MOTOR 2 Motor de indu o linear 2 Tra o do ve culo fabrica o Equacional instalado no m dulo 4 FCPA X Fim de curso de porta aberta Monitoramento da posi o de porta totalmente abert
186. extremidade Alguns de seus principais componentes s o mostrados na Figura 1 1 214 Unidade hidr ulica acumulador Ilumina o a Led Ilumina o a Led CFw 11 inversor CFw 11 inversor HM 15 polegadas IHM 15 polegadas Painel com bot es Painel com bot es de acionamento de acionamento 2 baterias 12 em S rie 2 baterias 12 V em S rie CLP TPWO3 l Se Micro Switch Micro Switch Controlador do motor fim de curso da porta fim de curso da porta Controlador do motor Motor Dc do Porta Motor DC da Porta Motor DC da Porta Motor DC da Porta Tubula o de abastecimento de LN2 sistema de atua o e sistema de atua o e acionamento hidraulico acionamento hidraulico Figura 1 1 Partes que comp em o ve culo MagLev Cobra 1 2 Dispositivos de comando e controle console de comando O ve culo ser controlado por um condutor que ter acesso a um console de monitora o e controle Figura 1 2 Neste console est o presentes bot es referentes opera o parada de emerg ncia e monitoramento via IHM Interface Homem M quina H ainda um console espec fico para manuten o e opera o de reboque Este console de manuten o s est acess vel mediante abertura de compartimento espec fico e s deve ser acessado mediante condi es que ser o descritas neste manual DOBRADI A ABRE SELE O
187. f this certificate This certificate is valid only for products which are identical with the product valid at any change of the codes and standards forming intended application Berlin 2011 06 30 TUV TUEV and TUV are registered trademarks Utilisation and application requires prior approval TUV Rheinland Industrie Service GmbH Alboinstr 56 12103 Berlin Germany Tel 49 30 7562 1557 Fax 49 30 7562 1370 E Mail tuval de tuv com Certification Body for Machinery NB 0035 Ing Eberhard Frejno e Figura I 2 Certifica es do inversor de frequ ncia CFW 11 Normas bases para teste EN 61800 5 2 2007 EN 50178 1997 EN ISO 13849 1 AC 2009 60204 1 2005 61508 1 7 2010 62061 2005 e diretiva EC Directive 2006 42 EC 231 Certificate PROFIBUS Nutzerorganisation e V grants to WEG Automation S A Av Prefeito Waldemar Grubba 3000 89256 900 Jaragua do Sul Brazil the Certificate No Z01393 for the PROFIBUS Slave Model Name CFW 11 Revision 01 SW FW V2 0x HW R02 GSD WEGOBE6 gsd This certificate confirms that the product has successfully passed the certification tests with the following scope DP VO MSO Sync Freeze Fail Safe __ E 1 MS1 MS2 I amp M I Physical Layer RS485 Test Report Number itm 342 DP 01 01 Authorized Test Laboratory itm M nchen Germany The tests were executed in accordance with the following documents Tes
188. fica o da linha de testes e Cap tulo 7 Conclus es e trabalhos futuros Neste cap tulo s o apresentadas as conclus es e sugest es de estudos e trabalhos que podem dar continuidade a este trabalho 1 5 Publica es Este trabalho possibilitou a produ o cient fica das seguintes publica es Roberto Andr Henrique de Oliveira La rcio Simas Mattos Ant nio Carlos Ferreira Richard Magdalena Stephan Regenerative Braking of a Linear Induction Motor Used For The Traction of a Maglev Vehicle Revista Eletr nica de Pot ncia SOBRAEP Publicado em 19 08 2014 La rcio Simas Mattos Roberto Andr Henrique de Oliveira Ant nio Carlos Ferreira Richard Magdalena Stephan Force and current characteristics of a linear induction motor used for the traction of a MagLev vehicle Congresso Brasileiro de Eletr nica de Pot ncia COBEP 2013 Anais Gramado RS 2013 Roberto Andr Henrique de Oliveira La rcio Simas Mattos Ant nio Carlos Ferreira Richard Magdalena Stephan Regenerative Braking of a Linear Induction Motor Used For The Traction of a Maglev Vehicle Congresso Brasileiro de Eletr nica de Pot ncia COBEP 2013 Anais Gramado RS 2013 Roberto Andr Henrique de Oliveira Marcelo Moraes Benes La rcio Simas Mattos Ant nio Carlos Ferreira Richard Magdalena Stephan Applying Regenerative Braking to the MagLev Cobra Linear Induction Traction Motor The 22nd International Conference
189. fied have been manufactured under UL s Follow Up Service Only those products bearing the UL Mark should be considered to be Certified and covered under UL s Follow Up Service Always look for the Mark on the product UL permits the reproduction of the material contained in the Online Certification Directory subject to the following conditions 1 The Guide Information Assemblies Constructions Designs Systems and or Certifications files must be presented in their entirety and in a non misleading manner without any manipulation of the data or drawings 2 The statement Reprinted from the Online Certifications Directory with permission from UL must appear adjacent to the extracted material In addition the reprinted material must include a copyright notice in the following format 2014 UL LLC Figura I 4 Cabe alho e partes do documento emitidos pela empresa certificadora UL 233
190. gw TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLEN IDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA M DULO 4 Q j RADICA PARADA 7 parting ABRE SELE O EMERG NCIA PORTA CONSOLE USB IHM EMERG O Q Q Q CFW CPW 1 AUT MAN MANUT O USB IHM IHM PARADA FECHA CFW 2 CEW 2 1 COM CT 2 PORTA o EJ O OO CORREVIT TARAMELA COM CHAVE CFW 11 L 350 TPW CPU 2 TPW A4 TPW A5 TPW A6 PLC 11 01 fel e 24 2 7 Z He 222222 2529527 29 O Q BATERIA3 BATERIA 4 FIM DE CURSO CRIOSTATO 19 CRIOSTATO 21 CRIOSTATO 23 our our a 15 24 LaS TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TRANSDUTOR SOLENOIDE TEMPERATURA TEMPERATURA TEMPERATURA ENDE CURSO MEC NICO Bus M18 KO 2 4 5x0 34mm D 5mm 5x0 34mm D 5mm e PRIM RIO DO MOTOR DE INDU O LINEAR MOTOR 2 TRANSMISSOR DE TEMPERATURA WIKA MODELO 102 3T F CND GND BAT co TPW A1 24Vcc gt Figura D 5 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 4 191 TPW CPU 2 RESPONSAVEL PELO MONITORAMENTO DOS COMANDOS DO OPERADOR E FINS DE CURSO m TPW A1 AT CART ES DE ENTRADAS ANL GICAS WEG MODELO TPW 03 8AD TPW A3 LEITURA DE TEMPERATURA DOS CRIOSTATOS TPW A4 E CART ES DE ENTRADAS ANL GICAS WEG MODELO TPW 03 8AD _ TPW A5 LEITURA
191. h 1992 Lyon France Europe 13 th 1993 Argonne Illinois USA America 14 th 1995 Bremen Germany Europe TR 07 15 th 1998 Yamanashi Japan Asia HSST 100 MLX 01 16 th 2000 Rio de Janerio Brazil America SML small scale prototype 17 th 2002 Lausanne Switzerland Europe 18 th 2004 Shanghai China Asia Shanghai MagLev 19 th 2006 Dresden Germany Europe 20 th 2008 San Diego USA America GA Urban MagLev 2 st 2011 Daejeon Korea Asia KIMM Urban MagLev 22nd 2014 Rio de Janeiro America MagLev Cobra 2 2 2 MagLev Cobra UFRJ O MagLev Cobra um projeto desenvolvido na Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ por uma equipe de pesquisadores e est ligado ao Laborat rio de Aplica es de Supercondutores LASUP A proposta inovadora deste ve culo se comparada com outros ve culos de levita o magn tica a sua grande capacidade de 21 efetuar curvas de raios reduzidos e flexibilidade de transi o entre aclives e declives acentuados Isso alcan ado porque o ve culo composto de diversos m dulos de pequeno comprimento o que o torna mais articulado que os ve culos convencionais O nome Cobra se deve ao fato deste ve culo serpentear sobre os trilhos tornando o ideal para implementa o em centros urbanos devido a sua capacidade de integra o aos contornos de vias marginais de rios e de desviar de obst culos existentes Os estudos iniciais da tecnologia MagLev Cobra foram poss veis atrav
192. he Italian Project The 22th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Rio de Janeiro Brasil MagLev 2014 2014 LASUP Laborat rio de Aplica es de Supercondutores LASUP 01 jan 2015 Disponivel em http www dee ufrj br lasup index html Acesso em 22 abr 2015 LEA ELLIOT Guidebook for Planning and Implementing Automated People Mover Systems at Airports Washington USA 2010 LEONHARD W RHODES R G RAKELS J H Technical alternatives for a maglev system Electronics and Power v 24 p 293 296 abr 1978 LOAIZA A E L Operac o Sincronizada de Motores Lineares de Trac o para um Ve culo de Levitac o Rio de Janeiro Universidade Federal do Rio de Janeiro 2010 Disserta o de mestrado LOBENSTEIN R W The power to move a city electrification of the New York city subway system IEEE Power and Energy Magazine v 2 p 80 81 jul 2004 L PEZ I M SILVA G RUIZ A Calibration of Non Contact Velocity Sensor Used in Automotive Industry IMEKO 22nd TC3 12th TC5 and 3rd TC22 International Conferences Cape Town Republic of South Africa IMEKO 2014 LOUREN O A J Proposta de Um Sistema APM Automated People Mover Para o Lado Terra dos Terminais de Passageiros do AISP G Aeroporto Internacional de S o Paulo Guarulhos S o Jos dos Campos SP Instituto Tecnol gico da Aeron utica ITA 2003 LUGUANG Y Progress of the Maglev Transportation in China IEE
193. ia neste caso o barramento energizado colocado no lado externo dos trilhos O caminho de retorno atrav s das rodas e dos trilhos de rolagem O suporte da sapata dotado de fus vel e de uma borracha que pressiona a sapata fortemente contra o chamado terceiro trilho ou trilho energizado Figura 2 5 Sapata coletora de energia 2 1 6 Componentes el tricos e eletr nicos Os componentes el tricos e eletr nicos s o antigos por m atendem perfeitamente s necessidades de funcionamento das composi es Alguns de seus componentes s o e Contatores de conex o acoplam os cabos de alimenta o ao barramento de 14 energia do trem e Contatores de revers o respons veis por reverter o sentido dos motores e Painel dos circuitos de comando controlam contatores condicionador de ar portas sinaliza o sistema de som ilumina o etc e Chopper conversor CC CC respons vel pela acelera o e frenagem regenerativa da composi o 2 1 7 Parte mec nica de acoplamento dos motores e redutores s rodas A parte de tra o dos carros bastante robusta composta por motores pesados grandes caixas de redu o e acoplamentos pesados entre as redu es e as rodas al m de eixos e rodas volumosos e pesados Todo este aparato mec nico garante tra o entre o par roda trilho sem que haja escorregamento tanto no arranque quanto na frenagem Grande parte do peso de um vag o devido a estes com
194. icializa o e o desligamento do sistema Ap ndice E Revisar Manual antes de incorpor lo ao Plano de Opera o do Sistema 15 4 An lise da restaura o do servi o Uma an lise da restaura o do servi o dever ser elaborada detalhando as condi es de falha que podem ocorrer ao longo de todo o sistema e a resposta adequada a cada um Com base nesta an lise ser o estabelecidos crit rios metodologia para restaurar as opera es normais com tempo de inatividade m nimo Este crit rio e a metodologia devem incluir requisitos previstos na norma Toda falha analisada por m n o h uma metodologia de registro das mesmas Criar metodologia de registro de falhas an lise de falhas e registro da an lise de falhas 15 5 Relat rios de alarmes avarias Componentes dos sistemas operacionais devem ser monitorados automaticamente para condi es mau funcionamento Obedecendo a requisitos do item 5 3 3 da norma APM Ver item 5 3 3 173 O item 5 3 3 da norma APM prev o registro de alarme e avarias Item da norma 15 6 Registros e gest o de relat rios Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Este item trata de procedimentos e metodologias para o registro e gest o de relat rios de alarmes do sistema Abordagem atual no MagLev Cobra Os relat rios de falhas devem ficar no centro e comando do LESFER Adequa o necess ria Nada a fazer
195. ida em 2013 teve como tema Half a Century of Automated Transit ASCE 2013b A norma brasileira equivalente NBR 16074 recente e baseada na norma americana ABNT 2012 por este motivo a op o de utilizar a norma fonte Os itens a seguir s o detalhamentos do Ap ndice B S ser o detalhados aqui itens que tenham alguma rela o com o motor linear com os sistemas de propuls o e com dispositivos associados Os demais itens da norma n o fazem parte do escopo deste trabalho e contam apenas com sugest es no Ap ndice B A norma dividida em dezesseis cap tulos Estes cap tulos trazem diretrizes a serem seguidas para que um ve culo seja aceito como um Automated People Mover A seguir o assunto de que trata cada cap tulo e Cap tulo 1 Traz um resumo da norma normas de refer ncia e defini es e Cap tulo 2 Trata de condi es ambientais de opera o e Cap tulo 3 Aborda requisitos de seguran a e Cap tulo 4 Estabelece padr es de confiabilidade do sistema e Cap tulo 5 Aborda quest es do sistema de Controle Autom tico de Trem ATC Automatic Train Control e seus subsistemas 93 e Cap tulo 6 Comunica es audiovisuais s o abordadas neste cap tulo e Cap tulo 7 Aborda as caracter sticas do ve culo e Cap tulo 8 Neste cap tulo a propuls o e a frenagem s o detalhadas e Cap tulo 9 Especifica as caracter sticas exigidas dos equipamentos el tricos
196. igura 5 31 mostra a altura de levita o dos criostatos do m dulo quatro nas viagens de ida e de volta que correspondem a V3 e V4 Nesta figura poss vel notar com mais clareza que a altura de levita o maior na viagem V4 se comparada com a viagem V3 As oscila es visualizadas nas viagens obedecem a um padr o tanto no lado mpar quanto no lado par mostrando que n o se trata de ru do de leitura e sim a capta o de imperfei es e vibra es ao longo do percurso Isto pode ser notado nitidamente na viagem de volta dos criostatos 19 e 23 na qual um afundamento de altura percept vel Este afundamento tamb m notado com menor intensidade na viagem de ida Figura 5 32 detalha a ocorr ncia do afundamento na altura de levita o no criostato 23 nas viagens V3 e V4 Na figura 3 aparece um afundamento de altura na viagem de ida para o e na volta Embora o tempo de volta tyota seja menor que de ida no ponto de afundamento o evento ocorreu no mesmo ponto da via A volta mais r pida devido ao aux lio da gravidade Este padr o se repete em todos os ensaios s vezes de forma n tida s vezes sutil 83 Criostato 24 Criostato 23 30 307 25 25 E EL 20 E 15 a 15 lt 10 3 10 lt 5 5l 0 i 0 E E i 4 1650 1700 1750 1850 1900 1950 1650 1700 1750 1800 1850 1900 1950 Tempo s Criostato 20 Criostato 19 30 T 30r T 25 25 20
197. igura 5 25 mostram a condi o na qual o motor mestre est com carregamento menor Comparando a Figura 5 23 com a Figura 5 20 verifica se que n o h diferen a entre as mesmas isso ocorre porque o carregamento total igual nos casos 8 e 9 Portanto uma divis o igualit ria das for as teria mesmo que resultar em gr ficos de for a id nticos For as exercidas pelos motores E E r T T E 600 For a do motor 1 SSS For a do motor 2 400 200 200 400 600 r r r 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 23 For as exercidas pelos motores no Caso 9 76 sobre c lula de carga 500 F E F F r F 400 300 200 100 For a 100 f 200 300 400 500 I r r r 0 10 20 30 40 50 60 70 5 Figura 5 24 For a de tra o sobre c lula de carga Curvas For a x Velocidade Entreferro M1 lt Entreferro M2 Frequ ncia M2 gt Frequ ncia M1 Motor 1 For a N 1 F2 Velocidade real do ve culo Velocidade s ncrona do sinal de refer ncia Velocidade s ncrona com a o de controle Figura 5 25 Curvas de cargas dos motores com a a o de controle 5 4 Ensaios din micos do ve culo com leituras de altura de levita o e velocidade Os ensaios din micos foram realizados com o ve culo sem carga sobre linha de testes apresenta
198. imenta o 136 Utilizar o bit de sentido de giro nos circuitos de prote o contra revers o indesejada Item da norma 5 1 13 Bloqueios de propuls o e frenagem Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Bloqueios de propuls o e frenagem ser o assegurados pelo ATP em todos os sistemas de APM Parada de emerg ncia deve ser irrevog vel isto uma vez que iniciada ela permanecer ativada at que o trem chegue a uma parada completa Abordagem atual no MagLev Cobra Os bot es de emerg ncia do console de comando atuam diretamente nos inversores para garantirem a irrevogabilidade da parada de emerg ncia A recoloca o em funcionamento tamb m deve obedecer a prescri es da norma Adequa o necess ria Testar todas as condi es poss veis de irrevogabilidade da parada de emerg ncia 5 1 14 Trava da mudan a de via Para sistemas que possuem mudan as de via desvios estas devem estar alinhadas e travadas para que o ve culo tenha permiss o de passagem N o se aplica linha de testes Pois a mesma n o possui desvios N o se aplica linha de testes Pois a mesma n o possui desvios 5 2 Fun es da opera o autom tica do trem ATO Automatic Train Operation O ATO deve funcionar para operar automaticamente trens sobre o sistema de acordo com crit rios operacionais prescritas mas dentro das restri es de seguran a impostas
199. ipulada de projeto e AW2 a carga m xima em que o ve culo pode operar mesmo que a capacidade de projeto tenha sido ultrapassada e AW3 a carga de esmagamento que encontrada somando se AWO mais a carga de 5 120 N m Nestas condi es o ve culo n o pode operar O c lculo das cargas m ximas do MagLev Cobra s o mostradas a seguir Considerando o ve culo descarregado AWO igual a 21 000 N ou seja 4000 N 400 kg por cada m dulo central e 6500 N 650 kg para os m dulos das extremidades Cada m dulo possui seis criostatos com capacidade de 2500 N cada portanto ve culo pode suportar 60000 N AW2 Em m dia a rea de piso de cada m dulo de 2 7 m Vide Figura 6 3 totalizando 10 8 m a rea do piso foi reduzida em aproximadamente 30 devido instala o de compartimentos dos sistemas de freios de portas de consoles de comando e IHM a rea til de piso ficou reduzida a 7 56 m reas Portanto a capacidade m xima do MagLev dada pelas equa es AW2 AWO 712N AW2 AWO 60000N 21000N 6 1 54 Pass 712N Pass 712N pass e Pass 54 Pass 7 Pass m 6 2 reqaatil 7 56m2 Onde Passmax o n mero m ximo de passageiros e Capmax a capacidade m xima do ve culo 98 A capacidade de projeto foi fixada em dois passageiros por metro quadrado portanto a quantidade de passageiros de projeto dada
200. l Scale Module of the Maglev Cobra HTS Superconducting Vehicle The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 STEPHAN M MagLev Cobra Tecnologia de Levita o Magn tica no Brasil Revista Ci ncia Hoje v 55 n 325 p 20 25 maio 2015 121 STEPHAN R M et al Um Prot tipo Brasileiro de Trem de Levita o Magn tica Revista Eletr nica de Pot ncia v 8 p 1 8 2003 STEPHAN M et al The First Full Scale Functional Prototype of the Superconducting Magnetically Levitated Vehicle MagLev Cobra The 21st International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Daejeon Korea MagLev 2011 2011 TAKAHASHI K A preliminary study of vehicle dynamics in a long train set formation for superconducting Maglev System International Symposium on Power Electronics Electrical Drives Automation and Motion Ischia It lia SPEEDAM 2008 p 1013 1016 THIEL B V 21 Minutes Flying on the Ground Qatar Bahrain MagLev Link The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 THOMPSON M VENTER M S Florida Department of Transportation 2013 Disponivel em lt http www metroplanorlando com files view maglev technology assessment by fdot june 2013 pdf gt Acesso em 13 fev 2015 THORNTON R D Magnetic levitation and propulsion 1975 IEEE Transactio
201. l em condi es de teste e condi es excepcionais Item da norma 6 COMUNICA O AUDIOVISUAL Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Todo o equipamento audiovisual e de comunica es devem operar de forma independente da parte de propuls o e dever funcionar plenamente de acordo com as condi es ambientais a que possa estar exposto Abordagem atual no MagLev Cobra O sistema audiovisual deve ser independente da propuls o Dentro do trem somente a IHM faz a apresenta o de status de alguns dispositivos mas n o se trata de informa es ao usu rio Adequa o necess ria Qualquer informa o orienta o ao usu rio de ser implementada totalmente independente da IHM Estes avisos podem ser do tipo adesivo 6 1 Comunica es de udio Instala es e equipamentos devem ser fornecidos para permitir a comunica o de voz entre o operador central de controle e passageiros e operador e o pessoal de manuten o localizados em todo o sistema N o est previsto tal sistema Instalar sistemas de sinais sonoros nas esta es e no trem Instalar fontes de comunica o de emerg ncia para usu rios tipo Metr O pessoal de campo deve possuir no m nimo r dios comunicadores 6 1 1 Comunica o nas esta es Um sistema de comunica o p blica na esta o deve permitir an ncios ao vivo feitos da central de controle a todas as reas p blic
202. l r Z iM At T id M A r M T 5 rid 5 GNDG IN GND 3 1 IN GND IN SNDG CRIOSTATO 14 CRIOSTATO 16 CRIOSTATO 18 pa Ko 5 e amp a al a m a E a m Figura D 21 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 18 207 TPW 03 042EC CABO TPW 03 042EC TPW A6 E v 3 ANAL GICAS SA DA ENTRADAS ANAL GICA SA DA ENTRADAS ANAL GICAS E E gt gt S28 3 l9 2 9 295 8 lt 88 1188 9416 lt amp 6 amp 5 lt 5 98 5 681865 N N H gt J ja 8 s lt a lg la lg lt 9 9 T D SME RE B mm B SS _ H H z H H H 2 2 2 2 2 2 2 2 H H H H O H H H H S 2 in 7 2 7 7 7 24Vcc 2 d R 9 2 o a 9 E E amp 3 B E z 3 RM 20 H TERM 22 H I VS 20 VS 22 SU 8 SU 9 OUT un At At 1 Ww T u u
203. la 6 1 Mas se no plano de opera o do MagLev for determinado que o ve culo s poder operar nas condi es de carregamento AWO e AWI as acelera es m ximas poss veis mudar o para _ For a m xima dos motores _ 1800N AWO Massa do ve culo descarregado AW0 g 6 6 _ 1800N _ auge v 21000N g 9 _ For a m xima dos motores _ 1800N aw1 Massa de projeto do ve culo AW1 g 6 7 _ 1800N DOSE ve 31680N 9 9 Em ambas as condi es as acelera es normais de emerg ncia n o foram ultrapassadas Falta verificar a componente vertical Para o pior caso a acelera o vertical dada por Avert aawo Sen 0 0 086g sen 0 61 0 001 g 6 8 Onde aver a acelera o vertical e O o ngulo de inclina o da via Ap s todas as verifica es conclui se que o MagLev sempre ir operar em condi es confort veis de acelera o 101 6 1 9 Fia o el trica item 7 12 3 O cabeamento do ve culo deve ser de cobre puro A fia o deve ser claramente identificada de acordo com o esquema el trico do ve culo para facilitar a identifica o pela equipe de manuten o e a solu o de problemas A fia o de controle deve ser fisicamente isolada da fia o de energia para evitar interfer ncia eletromagn tica Par atender este item da norma foi elaborado o projeto el trico do MagLev Cobra com as identifica es de todas as conex es de sensores e atuadores O projeto el tri
204. levantamento hist rico sobre ve culos MagLev e sobre o MagLev Cobra uma descri o sobre o motor linear de indu o a apresenta o de tr s t cnicas de levita o magn tica e uma introdu o ao APM Automated People Mover e Cap tulo 3 Descri o dos componentes do ve culo MagLev Cobra Este cap tulo descreve a estrutura geral do MagLev Cobra detalha os principais componentes e mostra a forma com que estes componentes atuam dentro da estrutura geral e Cap tulo 4 Infraestrutura el trica Neste cap tulo h o detalhamento do sensoriamento e atuadores necess rios para a opera o do MagLev Cobra Esta instrumenta o do ve culo imprescind vel para fazer o MagLev Cobra operar como um APM e Cap tulo 5 Sincronismo dos motores lineares e ensaios din micos Um estudo contendo simula es com o modelo do motor linear e malhas de realimenta o para an lise de tra o s o apresentadas neste cap tulo Os resultados dos primeiros ensaios din micos do MagLev Cobra na linha de testes de duzentos metros tamb m s o apresentados Neste cap tulo est contido o n cleo do trabalho os demais assuntos abordados d o suporte ao estudo desenvolvido nesta se o e Cap tulo 6 Opera o requisitos de conforto e seguran a e adequa o norma APM A rela o entre os elementos da propuls o e a adequa o s normas APM ser discutida No final do cap tulo s o discutidas t cnicas e propostas para certi
205. lise e projeto Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Neste item s o especificados e analisados os limites m ximos suport veis e os par metros de projeto Abordagem atual no MagLev Cobra A via elevada foi constru da pela construtora OAS Adequa o necess ria Analisar os limites de projeto 12 SEGURAN A Preven o identifica o e resolu o riscos de pontos vulner veis 12 1 Programa de seguran a do sistema Programa de seguran a do sistema 12 1 1 Gerenciamento e responsabilidades Documenta o dos planos de gest o de seguran a e preven o Ainda n o h um plano para situa es de emerg ncia Deve ser feito um plano de conting ncia para tratar de situa es inseguras ou de vandalismo ou terrorismo Deve haver uma hierarquiza o dos respons veis pela seguran a 12 1 2 Identifica o de problemas de seguran a Processo de resolu o de avalia o da amea a e vulnerabilidade Informa es de intelig ncia de seguran a Poss vel interliga o com o centro de controle da SETRANS ou do Metr RIO com o qual h um processo de coopera o em andamento Levantar os problemas de seguran a que ser o verificados durante o processo de certifica o 12 1 3 Sele o de funcion rios Deve haver crit rios para investigar os antecedentes dos funcion rios Conv nio com o Metr RIO para empr stimo de funcion
206. lo 3 n o possui tra o portanto n o sofre influ ncia das for as atrativas do motor linear A Figura 5 30 mostra que n o h ganho significativo de altura durante as viagens O que se percebe s o oscila es na altura Estas oscila es ocorrem devido pequenas imperfei es da via e a vibra es do ve culo Nota se que existem ru dos de alta frequ ncia na leitura de altura do criostato 18 isso ocorreu porque durante a configura o do sistema de aquisi o o canal respons vel pelo sensor deste criostato foi configurado sem o filtro digital 82 Altura mm Altura mm Criostato 18 Criostato 17 30 30 25 25 20 20 15 15 10 5 10 lt 5 5l 0 0 5t E E a r E t 54 r E r t m 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 Tempo s Tempo s Criostato 14 Criostato 13 30 T T 307 T T 25 25 20 20 15 15 w 10 310 lt 5 5 0 0 0 1000 2000 300 4000 5000 6000 7000 8000 9000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 5 5 Figura 5 30 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 3 durante as quatorze viagens realizadas neste ensaio 5 4 3 An lise das alturas de levita o dos criostatos Para melhor visualiza o dos dados esta se o apresentar a an lise detalhada de algumas viagens Considerando que o ponto de partida a esta o CT I a F
207. lt t H 50 10 80 11 50 12 50 13 50 14 50 15 EBE un TE nl ISTE uu nl colo mun BE O j 5 4 BEE 4 2 4p 825 z z z z z z clr u SE u u ole u u u GND 3 GNOG GND 3 GND 3 GND 3 GNOG gt MODULO 3 MODULO 4 Figura D 23 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 20 209 TPW A GND BAT 2 TERM 23 S GND BAT 2 4 CRIOSTATO 13 2 8 E CFW 2 POT NCIA SOFT PLC LINHA BARRA SA DA ENTRADAS SA DAS ENTRADAS SA DAS SA DAS 3 CC MOTOR EA SA ED SD aja 8 EA o z z z SIz e Jeja elo esc s elal olt u Z 1515161216 1510 lt 2 Ilole l EIES ul G 988298 1 11 1 25135 0183683 5 5 215181815185 5 51 amp 5 9 2 3 4 8 5 amp 5 5 5 5 eN t o o NI N i is 9119 80 MIMI m Ol O 4 SHREVE Silo lollo 3 fre gt gt APOIO 8 BNDES Figura D 24 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 21 210
208. lturas de levita o maiores que no sentido contr rio Uma explica o para isso porque a corrente el trica do motor linear maior na subida aumentando a for a de atra o deste motor Maiores detalhes das viagens ser o mostrados com a amplia o 81 Altura mm Altura mm dos intervalos de interesse As alturas de levita o dos quatro criostatos presentes no m dulo quatro s o apresentadas na Figura 5 29 Nota se que o criostato 24 levita mais baixo que os demais isso se deve ao fato do inversor CFW 11 que pesa 31 4 kg estar posicionado acima do mesmo desbalanceando a distribui o das massas Com o ve culo em repouso as levita es dos criostatos 23 e 24 s o mais baixas que a dos criostatos 19 e 20 Mas durante a tra o 19 20 e 23 ficam praticamente da mesma altura pois est o limitados pelas rodas de seguran a do prim rio Criostato 24 gt Q o m o a a GS o 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Tempo s Criostato 20 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 5 Altura mm Altura mm Criostato 23 30r T T 25 20 55 r r 0 1000 2000 3000 4000 5000 Tempo s Criostato 19 6000 7000 8000 9000 4000 5000 Tempo s 5 r r 0 1000 2000 3000 6000 7000 8000 9000 Figura 5 29 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 4 durante as quatorze viagens realizadas neste ensaio O m du
209. m dulos 1 e 2 V4 CT II CT I 10 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V5 CT I CT II 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V6 CT II CT I 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V7 CT I CT II 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V8 CT II CT I 3 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V9 CT I CT II 2 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V10 CT II CT I 2 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 Vil CT I CT II 2 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V12 CT II CT I 2 5 2 passageiros parados nos m dulos 1 e 2 V13 CT I CT II 2 5 5 deslocando se livremente entre m dulos V14 CT II CT I 2 5 5 deslocando se livremente entre m dulos A Figura 5 27 ilustra os dois sistemas de aquisi o montados para coletar sinais anal gicos de O a 10 V vindos dos sensores Na parte superior da figura o FieldLogger NOVUS com oito canais anal gicos oito canais digitais e duas sa das rel e abaixo deste a placa Advantec USB 4711A com dezesseis entradas anal gicas duas sa das anal gicas oito entradas digitais e oito sa das digitais Figura 5 27 Sistemas de aquisi o de dados de levita o e velocidade FieldLogger NOVUS e placa Advantec USB 4711A 80 5 4 2 An lise das viagens de ensaio Requisitos de conforto seguran a fazem parte das premissas de um an lise geral de um conjunto de viagens serve como requisito para aprimoramentos adequa es do ve culo at que
210. m Abril de 2015 foi atingida a velocidade recorde de 603 km h BBC NEWS 2015 A hist ria do AMT American MagLev Technology foi iniciada em Atlanta no in cio da d cada de 1990 impulsionado pela necessidade de transporte de visitantes para os Jogos Ol mpicos de Atlanta de 1996 Como havia a desconfian a que o AMT n o ficaria pronto para os jogos e o ve culo n o tinha provado ser a solu o para os problemas de transito da cidade o projeto foi preterido a outras alternativas de transporte e tr nsito por m o projeto do AMT continuou seu desenvolvimento mas agora em passos lentos Em 1994 uma equipe de engenheiros transferiu o projeto para a Fl rida onde foi constru da uma pista de testes na cidade de Edgewater com ajuda do governo local Depois de obter sucesso com a levita o e propuls o o projeto foi transferido para Norfolk na Virg nia onde foi iniciada a constru o de um prot tipo em escala real em dezembro de 2000 Finalmente em julho de 2001 a pista de ensaios do AMT entra em funcionamento JOHNSON 2013 Em 2013 a AMT prop s um projeto de instala o de um trem MagLev ligando o Aeroporto Internacional de Orlando e o centro de conven es Orange County Uma equipe t cnica foi montada para fornecer uma avalia o do sistema AMT operando como Automated People Mover para determinar as suas capacidades operacionais e capacidade para transportar com seguran a os passageiros ao longo da rota do projeto THOMPS
211. m a substituir os LTS Low Temperature 38 Superconductor que possuem uma temperatura cr tica menor que 196 77 Os supercondutores do tipo LTS necessitam de resfriamento alcan ado com por exemplo o h lio l quido 269 C 4K que bem mais caro que o nitrog nio Outra vantagem na utiliza o do HTS se d pela facilidade de constru o do criostato devido ao isolamento t rmico ser de menor complexidade por causa da temperatura mais alta GREEN 2001 Algumas das caracter sticas dos criostatos utilizados no MagLev Cobra s o apresentadas na Tabela 3 2 WERFEL DELOR et al 2011 Tabela 3 2 Caracter sticas dos criostatos do MagLev Cobra Criostato a V cuo A o Cobre YBCO Geometria 440 mm x 120 mm x 180 mm YBCO blocos supercondutores 2 x 12 pe as 64x32x13 mm rea HTS 492 cm Resfriador Cooling LN capacidade 2 5 1 Autonomia 24 00 h 30 00 h est tico Peso do criostato 17 kg Levita o 2500 N gap 5 mm Densidade de for a 5 N cm gap 5 mm Os criostatos possuem blocos supercondutores do tipo YBCO sigla usada para a cer mica Y BajCusOy O acondicionamento dos blocos supercondutores YBCO Bulk HTS dentro do corpo de a o inoxid vel mostrado na Figura 3 6 Nesta figura pode se ainda identificar o compartimento de nitrog nio l quido a isola o o suporte o conector de v cuo e o tubo de abastecimento de nitrog nio l quido SOTELO 2004 LN2 filling tube Mechanical suppor
212. manuten o 220 2 5 2 Ao longo da via Os usu rios e o condutores estar o sob risco de atropelamento e esmagamento se desembarcarem do ve culo ao longo da via Usu rios e condutores s poder o desembarcar do ve culo ao longo da via em caso de emerg ncia para isso todos os procedimentos previstos na se o 7 5 dever o ser adotados 3 PROCEDIMENTOS PARA COLOCAR O VE CULO EM CONDI ES DE OPERA O 3 1 Procedimentos para energiza o da via 3 1 1 Procedimentos iniciais de energiza o da via a cargo da equipe de manuten o Para energizar a via o disjuntor do quadro geral do bloco I deve estar ligado O conversor regenerativo deve estar ligado A chave seccionadora do barramento CC da via localizado no pilar treze deve estar ligada e com o cadeado da equipe de manuten o fechado 3 1 2 Procedimento de energiza o da via a cargo do condutor O condutor deve verificar se o ve culo est posicionado corretamente na esta o CT I se a linha de abastecimento de nitrog nio l quido est desconectada se o cabo de carregamento de baterias est desconectado se n o h pessoas na via e se n o h etiqueta de aviso de manuten o na chave de acionamento de energiza o da via Caso alguma destas condi es n o seja atendida o condutor deve acionar a equipe de manuten o Depois de verificadas estas condi es o condutor deve acionar a chave de energiza o do barramento CC Esta chave est localizada dentro d
213. mated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Engates devem permitir o acoplamento e desacoplamento de trens em qualquer parte do sistema inclusive dentro de todas as instala es de manuten o ou p tios de estocagem Abordagem atual no MagLev Cobra N o se aplica Adequa o necess ria N o se aplica 7 5 2 Controle e alimenta o el trica Controle e alimenta o el trica do engate N o se aplica N o se aplica 7 5 3 Interfaces de acoplamento Tipos de manobras do engate manual e autom tica com ou sem supervis o N o se aplica N o se aplica 7 6 Suspens o e guia Quando s o utilizados pneus a falha de um pneu em manter a press o adequada n o deve resultar em uma condi o que permita danos aos ve culos ao sistema el trico ou ao trilho ou apresentar um risco para os passageiros Do mesmo modo que ocorre com pneus a perda de elementos de levita o tamb m n o deve resultar em danos previsto um sistema de monitoramento do gap de levita o Na programa o ser o previstos dispositivos de alarme e emerg ncia para garantir que os danos e os riscos sejam eliminados Programar os dispositivos com base nas leituras dos sensores de altura de levita o com a finalidade de gerarem alarmes para garantirem que os danos os riscos sejam eliminados 7 7 Conforto do passageiro Esta se o descreve as reas do projeto do ve
214. mento dos criostatos manuais de manutenc o programa de manutenc o B Inspec o da Central de Controle Estrutura geral da cenral de controle LESFER programa de seguran a plano e seguran a programa de emerg ncia plano e emerg ncia coordena o p s emerg ncia plano de verifica o do sistema plano de opera o do sistema plano de gest o treinamentos plano de monitoramento operaciona auditorias internas auditorias independentes sistemas de supervis o sistemas de controle Intertravamentos sistema de registro de falhas confiabilidade do sistema manutenabilidade dos servi os limita es da opera o manual Central de c meras grava o de v deo sistemas ininterruptos de energia ATC ATP ATO ATS F Inspe o e Ensaio das esta es Seguran a das esta es v os entre trem e plataforma sinaliza o preven o contra inc ndio evacua o das esta es ilumina o sistemas ininterruptos de energia c meras de seguran a e monitoramento sistemas de comunica o audiovisual comunica o por voz acesso ventila o acessibilidade Ensaios em todas as partes que interagem entre si Ensaio de tra o Inspe o e Ensaio da subesta o Componentes da subesta o condi es de seguran a alagamento monitoramento e controle remotos interferencia com a concession ria de energia D Inspe o da Linha Seguran a sistema de luz azul preven o e detec
215. na linha A central de controle contar com sistema de TV que monitora o trem e a via Instalar e testar os sistemas de TV 5 1 2 Garantia de Separa o Garantia de separa o para evitar colis o entre trens O linha de testes contar com apenas um comboio 4 m dulos interligados a separa o m nima n o se aplica a este caso 134 Nada a fazer Item da norma 5 1 3 Detec o de movimento n o intencional Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A detec o de movimento n o intencional deve ser uma fun o de ATP requerido para todos os sistemas de APM Abordagem atual no MagLev Cobra Os sistemas devem possuir intertravamentos capazes de detectar movimentos n o intencionais Adequa o necess ria Este item deve ser implementado nos programas de usu rio e ser avaliado durante a certifica o 5 1 4 Prote o contra sobrevelocidade Prote o de excesso de velocidade deve ser uma fun o ATP necess rio para todos os sistemas de APM A sobrevelocidade determinada por par metros do sistema O inversor CFW 11 possui par metros para limitar a velocidade Determinar e testar qual a velocidade segura de opera o do ve culo Que n o deve ser superior a 7 8m s que a velocidade nominal do motor 5 1 5 Prote o de fim de curso Deve haver dispositivos que limitem o curso de movimenta o do trem com a finalidade de evitar
216. na via 04 Prim rio do motor linear fixado no ve culo 05 Barramentos CC de 534Vcc 1 4 Descri o e funcionalidades dos dispositivos 1 4 1 Via elevada Via de a o e concreto constru da de forma elevada Serve de suporte para o trilho de im s e secund rio do motor linear 1 4 2 Esta es CT I e CT II A esta o do CT I encontra se nivelada com o segundo piso do bloco I do centro de tecnologia I Nesta esta o est o presentes ainda a oficina de manuten o e o caf A esta o CT II encontra se ao lado do centro de tecnologia II e nivelada com o segundo piso deste centro Existe um desn vel de 2 metros entre as esta es 1 4 3 Secund rio do motor linear O secund rio do motor linear encontra se no centro da via elevada preso laje de concreto Ele composto por uma estrutura de metal onde s o inseridas barras de alum nio curto circuitadas formando uma grade respons vel por interagir com o prim rio para dar movimento ao ve culo 1 4 4 Prim rio do motor linear O prim rio do motor linear fica preso ao ve culo MagLev Cobra composto por material ferromagn tico bobinas de cobre e chapas de a o As bobinas do prim rio s o alimentados por um inversor de frequ ncia 1 4 5 Trilho de im s Para haver a levita o do MgLev Cobra deve haver a intera o de campos magn ticos com supercondutores sob resfriamento Os campos magn ticos s o gerados por um conjunto de im s arranjados adequadamente e
217. nam que a frenagem possa ser aplicada por no m ximo 15 segundos e seu valor m ximo seja de at 10 da tens o nominal do motor WEG 2013b A frenagem CC do inversor al m de pouco eficiente deixa o ve culo solto na esta o ap s seu tempo programado Outro problema deste sistema que a perda de alimenta o do inversor causa a perda imediata do freio Com a necessidade de freios mais eficientes foi instalado um freio CC no qual a energia captada de um banco de baterias e injetada diretamente nas bobinas do motor linear Para que este freio seja acionado foi idealizado um sistema de intertravamento com contatores que isola a alimenta o vinda do inversor e a energia das baterias Por fim um freio mec nico est apto a atuar em situa es de emerg ncia e tamb m na ancoragem do ve culo nas esta es durante os processos de embarque e desembarque 54 4 4 Estruturas de apoio sala de controle Um sistema APM completo necessita de uma central de controle Nesta central ficam o operador e os sistemas de controle monitoramento e interven o do operador H uma previs o que a sala de controle seja alocada dentro do LESFER sigla originada do antigo nome Laborat rio de Estudos e Simula es de Sistemas Metroferrovi rios o nome atual Espa o Tecnol gico Professor Amaranto Lopes Pereira O LESFER localiza se estrategicamente nas proximidades da esta o CT I e sua situa o mostrada na plan
218. nar o sensor de emerg ncia o protocolo de parada de emerg ncia deve ser executado parando o ve culo imediatamente O modo de monitoramento proposto utiliza dois sensores um de aproxima o e um de emerg ncia em cada um dos m dulos das extremidades Na Figura 4 2 s o mostrados os atuadores das chaves fins de curso presos ao secund rio do motor linear Fim de curso de emerg ncia Fim de curso de emerg ncia Fim de curso de aproxima o Fim de curso de aproxima o Atuador curto Atuador longo N n Va j Secund rio do Motor Linear Secund rio do Motor Linear a b Figura 4 2 Atuadores presos ao secund rio do motor linear a atuador curto toca apenas o sensor de aproxima o b atuador longo toca o sensor de aproxima o e o de emerg ncia vista superior Al m da posi o e da velocidade necess rio monitorar a altura do ve culo Pois o funcionamento do motor linear est diretamente ligado ao tamanho do entreferro entre o prim rio e o secund rio A Figura 4 3 mostra a rela o entre o entreferro do motor linear e o gap dos criostatos 52 Vista frontal
219. ndente Alturas de levita o do m dulo 4 30 25 20 J j 1 15 lt 10 f Comando Jog Criostato 24 Criostato 23 Criostato 20 s Criostato 19 0 E E E 2 P itt l 1680 1690 1700 1710 1720 1730 1740 1750 1760 1770 1780 Tempo s Figura 5 33 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 4 na viagem V3 Altura de levita o do m dulo 3 Comando Jog Criostato 18 Criostato 17 Criostato 14 Criostato 13 Altura mm 1680 1690 1700 1710 1720 1730 1740 1750 1760 1770 1780 Tempo s Figura 5 34 Alturas de levita o dos criostatos do m dulo 3 na viagem 85 Velocidade km h 5 4 4 An lise dos perfis de velocidade Para a aquisi o do sinal de velocidade o sensor Correvit Aqua L350 foi configurado para responder com 500 mV a cada ganho de 1 km h velocidade nominal para todos os ensaios de 7 km h o que varia s o os tempos de acelera o desacelera o A viagem V1 possui rampas de acelera o e desacelera o iguais h dez segundos vide Tabela 5 6 Pela Figura 5 35 pode se imaginar que o tempo de desacelera o maior mas o que ocorre que para pequenos valores de frequ ncia para o sinal de refer ncia do inversor s o aplicadas pequenas tens es no motor e como este possui um grande entreferro demora um tempo para partir Por outro lado na rampa de desacelera o do inversor de frequ ncia a rela o de controle escala
220. nder um motor linear atrav s da planifica o de um motor rotativo LAITHWAITE 1975 A Figura 2 7 mostra a transforma o de um motor rotativo em um motor de indu o linear Nota se que o motor planificado um motor de indu o do tipo gaiola de esquilo por m esta analogia pode ser utilizada para outros tipos de motores como por exemplo motores s ncronos e motores de indu o de rotor bobinado O motor linear pode ser do tipo prim rio curto estator curto e prim rio longo estator longo Cada uma das configura es possuem suas vantagens e desvantagens devendo ser estudada para cada aplica o qual a melhor a ser utilizada Nota se que para transformar o motor da Figura 2 7 c em um motor de prim rio curto basta expandir 23 a gaiola secund rio ou linor colocando lado a lado novos m dulos de secund rios para formar o percurso desejado cobrindo a dist ncia a ser percorrida a Motor rotativo b Planifica o do motor rotativo c Motor linear Figura 2 7 Planifica o imagin ria de um motor de indu o de rotor gaiola de esquilo Com base na ideia inicial apresentada pode se construir o motor linear de v rias formas o que faz com que se tenha altera es no seu rendimento e for a e tamb m na sua massa volume e complexidade Algumas formas comumente utilizadas em ve culos s o do Motor de Indu o Linear de Face nica SLIM Single sided Linear Induction
221. ns on Magnetics v 11 n 4 p 981 995 jul 1975 THORNTON R D Efficient and Affordable Maglev Opportunities in the United States Proceedings of the IEEE v 97 n 11 p 1901 1921 nov 2009 TUM M HUHN G HARBEKE C Design and Development of the Transrapid TR09 The 19th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Dresden Germany MagLev 2006 2006 UNITED NATIONS World s population increasingly urban with more than half living in urban areas UN 10 jul 2014 Disponivel em lt http www un org en development desa news population world urbanization prospects 2014 html gt Acesso em 2 maio 2015 WEG Motores de indu o alimentados por inversores de frequ ncia PWM WEG Guia T cnico maio 2010 Disponivel em lt http www weg net br Media Center Central de Downloads Resultado da Busca keyword Motores de indu C3 A7 C3 A30 alimentados por inversores de frequ C3 A Ancia PWM amp x 44 amp y 11 gt Acesso em 02 maio 2015 WEG Inversor de Freqii ncia CFW 11 Manual do Usuario WEG mar 2013a Disponivel em lt http ecatalog weg net files wegnet WEG cfw 1 1 manual do usuario mec a a d 10000062964 manual portugues br pdf gt Acesso em 05 jan 2015 WEG Inversor de Frequ ncia CFW 11 Manual de programa o WEG maio 2013b Disponivel em http ecatalog weg net files wegnet WEG cfw 11 manual de programacao 0899 5664 3 1 x manual portugues br pdf Acesso em 10 abr
222. nta com baixa Nada a fazer independentes da propuls o tens o proveniente de baterias As 7 12 2 1 Baixa Tens o 7 12 2 2 baterias s o seladas Os circuitos Dispositivos de prote o 7 12 2 3 ser o dotados de rel s fus veis e 7 12 2 Subsistema s NR outros dispositivos de prote o Auxiliar dom intr nsecos aos conversores A energia de emerg ncia vem das Energia de emerg ncia baterias que tem autonomia e recarga di ria A fia o el trica deve ser de cobre As instala es devem obedecer ao Prover a total identifica o da identificada conforme esquema projeto el trico do MagLev fia o el trica e confront la com 7 12 3 Fia o el trica el trico e separada do sistema de o projeto Corre es do tipo as pot ncia para evitar interfer ncia built podem ser necess rias eletromagn tica Detalhado na Se o 6 1 9 da tese Coletores de energia devem ser Coletores s o compat veis com as Detalhado na Se o 6 1 10 da 7 12 4 Coletores de compat veis com os barramentos barras e s o redundantes tese energia Devem ser redundantes e protegidos contra contato acidental de pessoas Quando a tens o a bordo for maior O MagLev tem uma Detalhado na Se o 6 1 11 da que 48V o ve culo deve ser particularidade de desacoplamento tese eletricamente aterrado exceto entre o prim rio preso ao ve culo 7 12 5 Aterramento quando explicitamente indicado o e o secund rio preso via O contr rio m
223. nvencionais roda trilho e os de levita o magn tica Mostrou as vantagens da utiliza o de trens de levita o magn tica quando comparados com outros tipos de transporte e posicionou o MagLev Cobra com sua levita o magn tica supercondutora como o primeiro trem com esta t cnica de levita o a ser destinado ao transporte urbano Os principais componentes sensores e atuadores do MagLev Cobra foram detalhados e testados em simula es e ensaios pr ticos Os resultados das simula es e ensaios foram satisfat rios do ponto de vista de funcionalidade e apontaram para o aprimoramento das partes que ainda merecem ajustes Alguns itens da norma APM ainda n o foram atendidos mas este trabalho traz uma lista completa de todos os requisitos da norma a situa o atual e adequa es necess rias Esta lista est presente na Se o 6 1 e no Ap ndice B Sendo assim este trabalho o ponto de partida para a adequa o APM e para a Certifica o da linha de testes Dentre os itens APM que n o foram atendidos apresentam se com maior dificuldade de execu o os que se referem cria o de equipes independentes vide Ap ndice B Para a operacionaliza o do APM MagLev Cobra conta se com a equipe do LASUP apoiada pela equipe do LabMaq Laborat rio de m quinas el tricas equipes estas que restringem se a um n mero reduzido de colaboradores O modelo de divis o de equipes a hierarquia e a intera o entre
224. o CAPES em VECULO DE LEVIA O MAGNETICA VAGLEV COSRA ATHOS DA SILVEIRA N O BLOCO HH LHA DO FUND O comme LAND S MATOS cereus UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO CE JANEIRO core 03 10 2013 03 03 r SEM ESCALA pope m Figura D 19 Projeto el trico do MagLev Cobra em folha A1 parte 3 3 205 TPW CPU 2 2220202020 000 2002020202 2220222207 OOF 20002000 PCF 92 Sz a 24 ez zz SWOO ESA oz 7722 57 a m LV LZ SA 91 TOZ SA Z Ave i 9 UWFSA lt PL USA 58 L UVIZESA 5 zu LV 9L SA 9 w bk HC 099155 vi o j C WISA 9 n VEL SA 9 2 AWE s remna v lt a Wuz crana 5 QU o z lt Emera amp 2 LOO a lal L 2 0 9 Z FZW3_ uzena g ss 8 ek i x v E vaal a 2 Com lt 1VEONT E opwz Am TPU CPU1 odsezndo Md L TERM 12 VS 12 IN m we Ovary Md i TT 12 2 GNDG CRIOS
225. o s Grande parte da for a A for a sobre o A tra o sobre a c lula transmitida de um acoplamento entre os de carga um pouco m dulo para outro m dulos muito pequena MENOT JUE sem podendo ser diminu da realimenta o por a o de controle Observa es O motor do m dulo Cada motor respons vel Os dois motores desenvolvem a mesma for a independente de sua carga H transmiss o de for a pelo acoplamento Nos testes iniciais foram utilizadas juntas esf ricas para conectar os m dulos modelo RBIIOBD THK que suportam 8430 N cada Este acoplamento atende com folga os esfor os verificados nas simula es Ap s os primeiros ensaios as juntas esf ricas foram substitu das por juntas de borracha sendo que estas permitem um grau de liberdade maior considerando alturas de levita o entre os m dulos quando estes est o carregados de forma desigual 90 Os conhecimentos obtidos nos estudos apresentados neste cap tulo permitem avaliar o necess rio para tornar o MagLev Cobra um APM Isso ser objeto dos pr ximos cap tulos Os ensaios apresentados na Se o 5 4 mostraram quantitativamente os resultados previstos na fase de projeto A altura de levita o variou com o acionamento do LIM mas a intera o vertical entre os m dulos fez com que o m dulo 4 ficasse com sua extremidade mais baixa que sua parte mais pr xima ao m dulo 3 O comportamento dos sistemas de frenagem testados rampa de desac
226. o 3 21 Agradecimentos Agrade o a meus pais Zely e La rcio in memoriam pelo apoio em todo tempo Apresento meus agradecimentos minha esposa Maria Aparecida e a meus filhos Marcos Paulo Carlos Eduardo e Cristiane por serem companheiros e apoiadores desta empreitada Ao meu orientador Richard Magdalena Stephan a quem pretendo ter como espelho para as minhas tomadas de decis es futuras Aos meus colegas de DINTER por minimizaram as dificuldades do deslocamento entre Minas Gerais e Rio de Janeiro e tamb m pelos longos e produtivos debates ocorridos neste trajeto Aos colegas Roberto e Elkin que sempre me auxiliaram nas tarefas dif ceis e ofereceram ajuda quando eu precisava Aos colegas do LABMAQ e LASUP com os quais aprendi muito durante estes anos Ao CEFET MG e a CAPES pelo apoio financeiro vi Resumo da Tese apresentada COPPE UFRJ como parte dos requisitos necess rios para a obten o do grau de Doutor em Ci ncias D Sc ESTUDO DA TRA O DE UM VE CULO DE LEVITA O MAGN TICA SUPERCONDUTORA CONTRIBUI O CERTIFICA O DO MAGLEV COBRA La rcio Simas Mattos Junho 2015 Orientador Richard Magdalena Stephan Programa Engenharia El trica Este trabalho inicia com a contextualiza o comparativa dos ve culos de levita o magn tica com os trens convencionais roda trilho Apresenta o ve culo de Levita o Magn tica Supercondutora MagLev Cobra e suas particularidades Introd
227. ocesso ser o abordadas na se o 4 2 Estes sensores guiam e monitoram o ve culo no trajeto se o 4 5 instalado no campus da COPPE na ilha do Fund o O motor linear utilizado possui caracter sticas particulares que devem ser investigadas para que a tra o seja otimizada tornando poss vel extrair o melhor desempenho do conjunto Na se o O mostrada a rela o da for a do motor linear com o carregamento do vag o que este traciona Como a for a vari vel com o carregamento e o carregamento n o uniformemente distribu do pelo ve culo aspectos de controle da tra o devem ser investigados para casos particulares de opera o Neste estudo ser o considerados dois m dulos acoplados rigidamente e com tra es independentes Loaiza 2010 mostrou que o acoplamento r gido entre os m dulos do trem a melhor op o se comparado com um acoplamento flex vel borracha sanfonada 4 1 Planta idealizada para o MagLev Cobra A planta do MagLev composta por um grande n mero de sensores controladores e atuadores O funcionamento harm nico entre estes dispositivos fundamental para que o funcionamento do ve culo seja seguro e confort vel A Tabela 4 1 mostra os componentes de automa o e controle do MagLev Cobra A planta com o posicionamento destes sensores e atuadores apresentada no Ap ndice 46 Tabela 4 1 Principais componentes de sensoriamento comando e controle do MagLev Cobra Componente
228. on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives ocorreu em 19 Daejeon Coreia em 2011 Os artigos que tratam de perspectivas e novos empreendimentos MagLev continuaram a ser apresentados Um estudo projetando a expans o do transporte MagLev nos Estados Unidos da Am rica previa uma grande rede de interconex o de cidades que aconteceria entre 2015 e 2030 POWELL JORDAN et al 2011 A viabilidade t cnica para a constru o de uma linha de alta velocidade com duas rotas na ilha de Tenerife totalizando 120 km apresentada por Fritz e Mnich 2011 Retzmann et al 2011 apresentam um estudo de viabilidade de uma linha MagLev de alta velocidade ligando Moscou a Berlim o comprimento total de 1 750 km a ser percorrido com a velocidade de 600km Nesta confer ncia o MagLev Cobra foi apresentado como o primeiro prot tipo em escala real a utilizar Levita o Magn tica Supercondutora SML Superconducting Magnetically Levitated STEPHAN ANDRADE et al 2011 O LASUP COPPE UFRJ Laborat rio de Aplica es de Supercondutores organizou a The 22th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives no Rio de Janeiro em outubro de 2014 Nesta confer ncia foram apresentadas novas possibilidades para o futuro da levita o magn tica A Coreia anunciou a segunda fase do seu Programa MagLev Urbano mudando o foco da linha de testes de KIMM Daejon para a constru o da linha de demonstra o e comis
229. operador Ap ndice E Verificar se o manual atende a todos os requisitos da norma Se n o adequ lo 11 3 1 Evacua o em trilhos de tuneis Deve obedecer a norma NFPA 130 2007 N o se aplica ao MagLev que constru do em via elevada Nada a fazer 11 3 2 Evacua o em trilhos de superf cie Deve obedecer a norma NFPA 130 2007 N o se aplica ao MagLev que constru do em via elevada Nada a fazer 11 3 3 Evacua o em trilhos de elevados Deve obedecer a norma NFPA 130 2007 Prevista no manual do operador Ap ndice E Verificar se o manual atende a todos os requisitos da norma Se n o adequ lo 11 4 Prote o contra inc ndio Deve obedecer a norma NFPA 130 2007 Este item n o foi previsto 164 Promover prote o contra inc ndio Item da norma 11 5 Sinaliza o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Deve haver sinaliza o ao longo do trilho para indicar os procedimentos a serem adotados em caso de evacua o Abordagem atual no MagLev Cobra Este item n o foi previsto Adequa o necess ria Promover sinaliza o 11 6 Ventila o e ilumina o de emerg ncia Para vias subterr neas deve obedecer a norma NFPA 130 2007 Para vias elevadas a ilumina o deve obedecer o valor m nimo de 2 7 LUX Ilumina o a LED ao longo da via Ilumin ncia n o medida Medir ilumin ncia e prom
230. or 2 estar empurrando o Motor 1 Nesta situa o uma for a de aproximadamente 200 N est sendo transferida do m dulo 65 2 para o m dulo 1 comprimindo a c lula de carga a for a sobre a c lula de carga e fc 2 T vide equa o 5 5 O oposto ocorre na desacelera o quando a tra o se torna positiva pois o m dulo 1 possui um momento de inercia maior que o m dulo 2 e como o Motor 2 exerce uma for a maior este contribui segurando o m dulo 1 Novamente a contribui o do Motor 2 aproxima se de 200 N mas desta vez estendendo a c lula de carga Tra o sobre a c lula de carga 400 m T T T r Forca N 400 L i L L 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 8 Tra o sobre a c lula de carga no Caso 2 As curvas de for a dos dois motores possuem inclina es diferentes na regi o de opera o visto que possuem carregamentos diferentes e consequentemente entreferros diferentes o entreferro do Motor 1 maior que o do motor 2 A Figura 5 9 mostra um esbo o de como o comportamento dos motores lineares quando possuem entreferros diferentes e um mesmo sinal de refer ncia Nota se que a composi o das for as do sistema influenciada diretamente pelo entreferro e sempre o motor do m dulo com menor carregamento contribui com uma for a maior Curvas For a x Velocidade Mesma frequ ncia de refer ncia Motor 2 For a N Motor 1 F4 Velocidade
231. oram implementados todos os conceitos de APM Verificar os itens j implementados A verifica o total pode ser feita durante o processo de certifica o 14 2 M todos de verifica o Cumprimento da norma ASCE APM deve ser verificado por Revis o do projeto An lise Teste de qualifica o Teste de aceita o Inspe o Demonstra o e Experi ncia anterior ou suas Ainda n o foram feitas verifica es utilizando m todos da norma APM Fazer todas as verifica es utilizando m todos previstos na norma combina es 14 3 Plano do sistema de Deve haver um plano de Verifica o N o existe um plano de verifica o Criar um plano de verifica o do verifica o do Sistema do sistema sistema 14 3 1 Requisitos Plano Neste item s o estabelecidas as partes e sequencia que o plano deve N o existe um plano de verifica o do sistema Criar um plano de verifica o do sistema contendo todos os obedecer requisitos estabelecidos em norma 14 3 2 Sequ ncia de A sequ ncia l gica de verifica o N o existe um plano de verifica o Detalhado na Se o 6 1 14 da deve ser estabelecida de acordo com do sistema tese verifica o fluxograma contido na norma 170 Item da norma 14 3 3 Procedimento para documenta o da inspe o e teste Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Cada atividade de verifica o deve ser documentada e incluir c
232. os 58 ser r gido neste acoplamento ser instalada uma c lula de carga para monitoramento de esfor os em consequ ncia do acoplamento r gido a acelera o a velocidade ser o as mesmas nos dois m dulos a massa da c lula de carga desprez vel Na Figura 5 1 est o representadas as principais for as que atuam sobre um ve culo de dois m dulos interligados por uma c lula de carga onde M a massa do m dulo 1 a massa do m dulo 2 F a for a exercida pelo motor 1 F gt a for a exercida pelo motor 2 T a tra o sobre a c lula de carga P e s o os pesos do m dulo 1 e do m dulo 2 e s o as componentes de P e na dire o do movimento Fc a resultante das for as sobre a c lula de carga no sentido de movimento o o ngulo formado entre os trilhos do ve culo e a horizontal 149 x Y wo P2 a MT P2 Figura 5 1 Diagrama de for as atuantes entre dois m dulos do ve culo MagLev Para simular o comportamento do conjunto com base nas varia es de massa e na realimenta o da for a resultante sobre a c lula de carga foram montadas as equa es das for as na dire o X As componentes de for as na dire o Y foram retiradas tanto do diagrama quanto do equacionamento porque n o contribuem com o movimento e a resultante sempre zero pois a decomposi o do peso na dire o anulada pela for a normal de levita o
233. over adequa o caso necess ria 11 7 Fonte de energia de emerg ncia Em vias subterr neas deve haver uma fonte de energia de emerg ncia para suprir a ventila o Deve obedecer a norma NFPA 130 2007 N o se aplica a vias elevadas com ventila o natural Nada a fazer 11 8 Tra ado dos trilhos Os trilhos devem ser constru dos de acordo com a norma ASCE T amp DI 21 2 08 Se o 7 7 3 As limita es do tra ado curvaturas transi es entre inclina es graus de inclina es laterais etc S o intr nsecos ao MagLev Cobra n o havendo normatiza o a respeito Determinar os limites com base nos ensaios e projetos j feitos 11 8 1 Afastamentos Os afastamentos m nimos entre ve culos e entre ve culo e partes fixas quando em movimento deve ser de no m nimo 100 mm Se houver possibilidade de contato entre o trem e a plataforma ambos devem estar protegidos para evitar danos O MagLev projetado para circular longe de partes m veis Sua constru o sem rodas permite um movimento lateral diferente dos trens roda trilho aumentando a possibilidade de um contato com a plataforma 165 Prever as prote es borracha por exemplo no ve culo e na esta o Item da norma 11 8 2 Interface com equipamentos operacionais Automated People Mover Standard ASCE 2013 Assunto abordado Aborda seminal no Maglev Adequa o necess ria Cobra O trilho dever fornecer
234. over Standard ASCE 2013a Assunto abordado Abordagem atual no MagLev Adequa o necess ria Cobra uw Alguns an ncios de udio e sinais est previsto tal sistema 6 3 Dispositivos de MEA B is D din micos s o necess rios para os sistemas de APM Informa es audiovisuais relativas N o est previsto tal sistema Instalar sistema de udio 6 3 1 Informa es nos rota e pr xima esta o devem ser ve culos passadas ao usu rio com anteced ncia Informa es audiovisuais relativas N o est previsto tal sistema Instalar sistema de udio 6 3 2 Informa es na chegada e partida dos trens devem esta o ser passadas ao usu rio com anteced ncia Esta se o fornece padr es para O ve culo MagLev Cobra ve culos Automated People Mover enquadra se nesta norma APM 7 VE CULOS APM at 100 km h Para Sua velocidade m xima de velocidades maiores deve haver um aproximadamente 20 km h parecer t cnico de um engenheiro 7 1 Capacidade de carga do ve culo A capacidade do ve culo deve ser O ve culo tem a capacidade de 10 definida em n mero de pessoas pelo passageiros por m dulo propriet rio com base nas normas de conforto escolhida A norma APM trata de alguns crit rios m nimos 142 Detalhado na Se o 6 1 6 da tese Item da norma 7 2 Pacote din mico do ve culo Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado E todo
235. p necessita de alta precis o na constru o da via e SML Devido ao pequeno gap necessita de alta precis o na constru o da via e precisa de Alt ssimos custos precisa de manuten o de constru o dos manuten o permanente trilhos e sistemas de permanente falta de levita o refrigera o anula a Necessidade de levita o blindagens supercondutora magn ticas trilho de m s 2 5 Automated People Mover APM A automa o de processos constante no meio industrial A cada dia novas m quinas e equipamentos operam com interven o m nima de operadores Na maioria das vezes os processos automatizados resultam em ganho de qualidade e produtividade A automa o de processos que envolvem seres humanos uma realidade crescente mas diferentemente dos processos industriais o insumo desta automa o o homem portanto cuidados adicionais para a preserva o da vida devem ser tomados e al m disso como o ser humano um insumo provido de livre arb trio sobre suas atitudes a gama de possibilidades de locomo o e tomadas de decis o s o in meras O processo autom tico de transporte de pessoas APM deve levar em considera o o comportamento humano na mais vasta gama de possibilidades e de situa es extremas como por exemplo condi es de tranquilidade emerg ncia inc ndio superlota o evacua o falta de energia acesso s guias etc No APM dif
236. para esta o de forma autom tica pressionando COM e Partida e de forma manual chave na posi o MAN e acionando o bot o COM e CT 1 ou CT 2 7 1 7 A IHM sinalizou falha com baixo risco Neste caso a condu o deve ocorrer naturalmente at a pr xima esta o Ao chegar na esta o de destino o ve culo deve ser evacuado e a equipe de manuten o deve ser acionada 7 1 8 A IHM sinalizou falha com alto risco Em todas as situa es de alto risco j mapeadas o ve culo ir parar automaticamente n o sendo necess ria a interven o do condutor Caso n o ocorra a parada autom tica o bot o de emerg ncia deve ser acionado situa es n o previstas 7 2 O que fazer caso ocorram as seguintes situa es de risco 7 2 1 Obst culos na via ou nas esta es Parar o veiculo pelo bot o de emerg ncia 7 2 2 Pessoas na via Parar o ve culo pelo bot o de emerg ncia 7 2 3 Chuva O ve culo pode operar sob chuvas moderadas Mas por se tratar de um ve culo de testes o mesmo n o deve operar com passageiros durante chuvas torrenciais Testes nestas condi es somente ser o realizados pela equipe de manuten o e desenvolvimento 7 2 4 Vento O ve culo pode operar sob ventos moderadas Mas por se tratar de um ve culo de testes o mesmo n o deve operar com passageiros durante a ocorr ncia de ventos fortes Testes nestas condi es somente ser o realizados pela equipe de manuten o e desenvolvimento 7 3 Con
237. para gravar todas as comunica es 6 1 6 Inteligibilidade das Comunica es de Audio As comunica es devem obedecer a padr es para que possam ser bem entendidas N o est previsto tal sistema Atender s normas de inteligibilidade das comunica es de udio 6 2 C meras de seguran a O circuito fechado de televis o CCTV closed circuit television deve permitir ao operador do centro de comando visualizar todas as plataformas abertas sem portas As plataformas fechadas nao necessitam Est o previstas a instala o de c meras nas plataformas e no ve culo Instala o de c meras de seguran a nas esta es e no ve culo 6 2 1 Equipamentos da central de controle Na central deve haver monitores com identifica o de onde s o as imagens das c meras de seguran a Haver um monitor exclusivo para as c meras de seguran a na central de controle Instalar monitores de seguran a 6 2 2 Equipamentos da esta o de passageiros As c meras das esta es devem obedecer a uma s rie requisitos previstos em norma Haver c meras nas esta es Instalar c mera 6 2 3 Grava o das transmiss es de v deo Deve ser instalado um sistema para gravar a imagem de cada c mera no sistema O sistema de grava o ainda n o est definido 141 O sistema de grava o pode ser no computador da central grava o em HD Item da norma Automated People M
238. peed Maglev railway connecting airport and seaport infrastructure in Tenerife The 22th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Rio de Janeiro Brasil MagLev 2014 2014 GIERAS J F Linear Induction Drives Oxford Oxford Science Publications 1994 GREEN A M The Effect of Low Temperature Cryocoolers on the Development of Low Temperature Superconducting Magnets IEEE Transactions on Applied Superconductivity v 11 n 1 p 2615 2618 mar 2001 HSU Y H et al Magnetic Levitation Upgrade to the Holloman High Speed Test Track IEEE Transactions on Applied Superconductivity v 19 p 2074 2077 2009 JOHNSON S The Path to Innovation History of AMT An Abridged History of American MagLev Technology Inc Florida 2013 Disponivel em lt http american MagLev com Acesso em 10 dez 2013 K NIG N H PORATH F E SwissRapide Express A Maglev High Speed Line for Switzerland The 19th International Conference on Magnetically Levitated Systems 119 and Linear Drives Dresden Germany MagLev 2006 2006 KRUSE J JAMES A Transrapid in Great Britain Project UK Ultraspeed The 19th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Dresden Germany MagLev 2006 2006 LAITHWAITE E R Linear electric machines A personal view Proceedings of the IEEE v 63 n 2 p 250 290 fev 1975 LANZARA G D OVIDIO G UAQ4 Superconducting Maglev Train t
239. pelo maior esfor o Os casos em que for as s o transmitidas pelo acoplamento modular s o boas op es sendo que na situa o sem realimenta o existe a vantagem de n o ser necess rio monitorar tra o nem for as enquanto que no caso da realimenta o de for a faz se necess rio medir a massa para determina o das for as 89 Tabela 5 7 Compara o entre as simula es 1 2500 2 500 kg e 0 0 61 menos carregado contribui com o m dulo mais carregado H grande transmiss o de for a pelo acoplamento dos m dulos pela carga do pr prio m dulo A for a no acoplamento pode ser minimizada a zero Par metro Sem realimenta o Realimenta o de tra o Realimentac o de for a Item 5 1 Item 5 2 Item 5 3 For a For as exercidas pelos motores For as exercidas pelos motores For as exercidas pelos motores exercida _ g pelos B E E motores 0 20 40 60 0 20 40 60 Tempo s Tempo s Tempo s Motor do m dulo menos Cada motor assume a Os dois motores carregado assume maior pr pria carga assumem cargas iguais parcela de carga de Tra o sobre a c lula de carga Trac o sobre a c lula de carga Tra o sobre a c lula de carga tra ono as 5 2007 amp 0 acoplamento 400 s P got Lo 0 20 40 60 0 20 40 60 2 4 60 intermodular Tempo s Tempo s Temp
240. pera o Caso esteja fora dos padr es a equipe de manuten o deve ser acionada e esta op o n o deve ser validada 4 1 2 Verifica o da altura de levita o A altura de levita o deve estar dentro dos padr es necess rios para o in cio de opera o Caso esteja fora dos padr es a equipe de manuten o deve ser acionada e esta op o n o deve ser validada 4 1 3 Verifica o dos n veis de tens o do barramento CC Os n veis de tens o do barramento CC devem estar dentro dos padr es necess rios para o in cio de opera o Caso esteja fora dos padr es a equipe de manuten o deve ser acionada e esta op o n o deve ser validada 4 1 4 Verifica o do n vel de tens o da bateria Os n veis de tens o de bateria devem estar dentro dos padr es necess rios para o in cio de opera o Caso esteja fora dos padr es a equipe de manuten o deve ser acionada e esta op o n o deve ser validada 4 1 5 Verifica o da ilumina o interna O operador deve fazer uma verifica o visual da ilumina o Em caso de ilumina o normal marcar o item correspondente no check list Caso a ilumina o n o esteja em perfeitas condi es o condutor poder marcar esta op o como v lida desde que a ilumina o natural forne a condi es de opera o do trem A equipe de manuten o deve ser acionada para programar o reparo 222 4 1 6 Verifica o visual da sinaliza o de via energizada O condutor deve obser
241. pera o do ve culo ou comando a duas m os 49 Componente DIR CTI X Descri o Bot o de JOG na dire o CT 1 Fun o Bot o de opera o do ve culo em modo manual na dire o CT I seu acionamento est associado ao acionamento simult nea do bot o com x DIR CT2 X Bot o de JOG na dire o CT 1 Bot o de opera o do ve culo em modo manual na dire o CT II seu acionamento est associado ao acionamento simult neo do bot o com x CONS X Dispositivo acionado por chave Dispositivo operado por trancamento e destrancamento do console de comandos Os consoles est o intertravados por contato f sico S operam individualmente Caso os dois estejam acionados simultaneamente o ve culo n o ir operar e um alarme indicando esta condi o dever soar na IHM EM243 X Driver para motores de porta modelo EM243A 12 43 V 50 A Respons vel pelo comando de dois motores de porta em paralelo Um motor para cada folha de porta IHM X Interface homem m quina de tela sens vel ao toque Respons veis por monitoramento interface com o operador e comandos n o operacionais Obs A letra X ao final do nome do componente est reservada ao n mero que ser dado a cada um 4 2 Instrumenta o sensoriamento e monitoramento Para uma opera o segura do ve culo s o necess rios monitoramentos 50 constantes e ro
242. plamento dos vag es em p tios de manobra e esta es com a finalidade de compor comboios de tamanhos desejados Embora o MagLev Cobra seja modular s poss vel o desacoplamento dentro da oficina com interven o da equipe de manuten o levando ao conceito de ve culo nico e n o comboio Feitas as considera es o subsistema ATP prev que as jun es de diferentes vag es devem conter dispositivos sensores que detectem a separa o indevida do comboio e assim evitem acidentes na via Atualmente o MagLev cobra n o conta com sensores de separa o e embora n o se enquadre como comboio pelas defini es da norma deve possuir estes dispositivos visto que o rompimento de uma junta ou o desacoplamento total oferecem riscos de seguran a Os m dulos 1 e 4 do MagLev possuem coletores de energia e 96 tra o independentes um desacoplamento n o resultaria necessariamente em uma separa o dos m dulos visto que os motores operam sincronizados por um mesmo sinal de refer ncia mas de acordo com a se o 0 se os m dulos possu rem cargas diferentes os motores possuir o comportamentos de for as diferentes causando a separa o dos m dulos e posteriormente o rompimento dos cabos de comunica o provocando a perda dos sinais de controle 6 1 5 Sistema supervis rio item APM 5 3 Para atender aos requisitos do sistema ATC da norma APM o subsistema ATS n o deve interferir nos subsistemas ATP e ATO P
243. ponentes no caso do MagLev Cobra este aparato ser eliminado o que o tornar bem mais leve que um trem convencional 2 2 Ve culos MagLev 2 2 1 Levantamento hist rico Para se chegar a um ve culo de levita o magn tica foram necess rias evolu es constantes de teorias e t cnicas ao longo dos anos Um breve levantamento hist rico serve para enaltecer o empenho dos pioneiros da levita o magn tica e principalmente ajudar no entendimento de como a teoria evoluiu para implementa es como as existentes nos dias de hoje No in cio do s culo XX em 1912 o inventor Franc s Emile Bachelet publicou 15 na primeira p gina do jornal Mount Vernon N Y o que seria o primeiro an ncio p blico da ideia de um trem levitando sobre campos magn ticos Naquela poca Bachelet j vislumbrava a possibilidade deste ve culo atingir alt ssimas velocidades cerca de 300 Milhas h 482 km h BOWER 2010 Em 1914 Bachelet sugeriu o uso de bobinas tanto para levita o quanto para propuls o de ve culos mas com o advento da primeira guerra mundial a ideia foi esquecida por um longo tempo Uma retomada no desenvolvimento de ve culos MagLev ocorreu quando em 1947 o Professor E R Laithwaite do Imperial College de Londres iniciou seus trabalhos em um Motor de Indu o Linear LIM Linear Induction Motor e aproximadamente uma d cada depois come ou a publicar artigos a respeito THORNTON 1975 A partir das publica
244. por Pass Capproj 2 s 7 56m 15 Pass 6 3 Onde Passp o o n mero de passageiros de projeto e Cappro a capacidade de projeto do ve culo O carregamento de projeto definido por 712N AW1 AWO 712N Passproj 21000N 5 15Pass 6 4 31 680N O carregamento de esmagamento dado pela equa o 5 120N AW3 AWO Ae Suen 6 5 5 120N 21000N 7 56m 59 707 N Analisando os carregamentos verificou se que AW2 maior que AW3 nestas condi es a norma orienta considerar AW2 igual a AW3 Com essa considera o faz se necess rio recalcular a capacidade m xima Como os valores de AW2 e AW3 eram muito pr ximos a considera o de que AW2 passaria de 60 000 N para 59 707 N resultou na mesma capacidade m xima de sete passageiros por metro quadrado Area 2743440mm 2 Per metro Figura 6 3 rea do piso de um dos m dulos do MagLev Cobra Componentes que envolvem o piso foram suprimidos nesta figura 99 6 1 7 Folga nas esta es item APM 7 3 Durante os ensaios da se o 5 4 verificou se a varia o de altura dos m dulos principalmente os que possu am tra o no caso em quest o o m dulo 4 A varia o de altura importante devido s r gidas exig ncias da norma APM Em ve culos que operam em baixa velocidade menor que 32 km h a dist ncia m nima entre a esta o e o m dulo n o deve passar de 25 mm e o desn
245. porta o operador deve informar sobre os riscos previstos durante a evacua o Principalmente ao fato do barramento CC de 534Vcc estar energizado 7 4 Procedimentos para abrir a porta de emerg ncia A porta de emerg ncia deve ser aberta pressionando se a parte superior da placa de policarbonato at que a mesma se solte por inteiro 7 5 Como conduzir pessoas sobre a via Antes de sair do ve culo pela porta de emerg ncia as seguintes informa es devem ser passadas aos passageiros Todos os passageiros devem trafegar sobre a estrutura de metal localizada no centro da via A evacua o se dar por fila indiana sem ultrapassagens N o se aproximar dos tr s trilhos de cor amarela localizados na lateral da via estes est o energizados com mais de 500V sempre consider los energizados em quaisquer circunst ncias Cuidado com os ressaltos do caminho S descer da estrutura de metal quando chegar na esta o N o aproximar objetos met licos do trilho de im s O condutor do ve culo deve conduzir as pessoas at a esta o mais pr xima e orient los de como subir na plataforma 7 6 Como subir nas esta es a partir da via A altura do piso da via at a plataforma de aproximadamente 45 cm n o sendo necess rio o uso de escadas Pessoas com dificuldades de superar este obst culo devem ser orientadas para sentar sobre a plataforma da esta o girar o corpo no sentido da esta o afastar se da bor
246. possibilita a melhor visualiza o da via no sentido de movimenta o Ou seja deve se utilizar o Console 2 221 quando o deslocamento se der da esta o 1 para CT 2 E Console 1 quando deslocamento for do CT 2 para o CT 1 Figura 3 3 IHM PARTIDA PARADA ABRE RTA ECHA DOBRADI A SELE AO EMERG NCIA CONSOLE 1 Prote o com USB CFW 1 USB CFW 2 IHM CFW IHM cewo E EMERG AUT MAN MANUT CT 1 COM CT 2 PORTA TARAMELA COM CHAVE Figura 3 2 Posi o do ponto para inser o da chave de sele o do console de comando T N es Console 2 Console 1 memm J l s E I CAR Ep Porta Figura 3 3 Posi o dos consoles de comando vistos em rela o entrada do ve culo 4 VERIFICA ES INICIAIS A checagem das condi es gerais do MagLev Cobra devem ser verificadas pelo condutor antes do in cio da condu o Um check list deve ser preenchido na IHM para que os bot es de opera o sejam liberados 4 1 Check list da interface homem m quina Ap s a escolha do console a ser utilizado a primeira tela mostra as verifica es que devem ser feitas pelo condutor a saber 4 1 1 Verifica o da temperatura dos criostatos A temperatura dos criostatos deve estar dentro dos padr es necess rios para o in cio de o
247. prudente que se fa am ensaios em campo mas sabe se que pela forma construtiva do motor estas for as se somam as for as de levita o diminuindo o entreferro e melhorando o desempenho do motor linear A Figura 3 5 mostra o comportamento da corrente em fun o do entreferro CHABU e GOMES 2009 Curvas Corrente x Velocidade V 420 V 25 Hz 120 100 80 60 Corrente A 40 20 Velocidade m s Figura 3 5 Curvas de corrente x Velocidade para v rios entreferros Com as argumenta es descritas neste item percebe se que o posicionamento estrat gico do secund rio parte fixa sobre o prim rio tem como ponto principal aproveitar a for a de atra o entre as partes do motor para auxiliar na levita o lembrando novamente que n o h controle de levita o na t cnica SML 3 5 Criostatos utilizados na levita o magn tica A levita o magn tica do MagLev Cobra se d atrav s da utiliza o de criostatos que utilizam supercondutores HTS que levitam sobre trilhos de m s permanentes de Nd Fe B Os criostatos podem ser refrigerados com nitrog nio l quido pois as caracter sticas do supercondutor HTS utilizado permitem uma boa capacidade de levita o com a temperatura de resfriamento em torno de 196 C 77K temperatura negativa alcan ada com nitrog nio l quido LN2 Os supercondutores HTS foram um avan o na levita o magn tica por vire
248. r V f n o capaz de frear totalmente o motor durante o intervalo de dez segundos Neste caso o MagLev s parou devido a componente da for a gravitacional do plano inclinado ascendente Velocidade do ve culo 10r Tempo total de viagem lt gt 9 Velocidade de regime lt gt lt gt lt gt 8 7 d tlt VR Iii jM TAM ARMAR 6 Rampa de acelera o Rampa de desacelera o 5 4 3 2 i 1 aaa eee jt al 0 20 40 60 80 100 120 5 Figura 5 35 Perfil velocidade da viagem V1 As diferen as entre os perfis de acelera o s o mostradas na Figura 5 36 Na figura h uma normaliza o do momento de in cio das viagens mas os intervalos de tempo de cada um dos tr s perfis s o iguais mantendo a proporcionalidade dos eventos de parada Houve um ganho do tempo de viagem com a utiliza o de rampas de tempo mais curtas V3 10 s V7 5 s V11 2 5 s mas a discuss o sobre as taxas de acelera o e desacelera o ser o discutidos mais adiante pois a norma APM trata de valores m ximos permitidos para que um ve culo autom tico possa operar 86 Velocidade do ve culo na viagem V3 Velocidade km h a 20 40 60 80 140 Tempo s Velocidade do ve culo na viagem V7 107 I g 5 3 8 0 20 40 60 80 100 120 Tempo s Velocidade do ve culo na viagem V11 107 T T 85 s c 3
249. ra 3 3 a A Figura 3 3 b mostra o encaixe das duas partes do motor e a dire o e sentido da for a de atra o 36 PRIM RIO CURTO FIXADO NO VE CULO FOR A DE SECUND RIO LONGO SECUND RIO ATRA O PRIM RIO FIXADO NA VIA ELEVADA a b Figura 3 3 Posicionamentos do prim rio e secund rio de acordo com a topologia projetada a for a de tra o b for a de atra o Nesta configura o existem dois limitadores de movimenta o vertical A roda de seguran a do criostato impede que o mesmo toque o trilho de m s evitando que seja danificado O prim rio do motor linear tamb m possui rodas de seguran a que servem para impedir o contato entre prim rio e secund rio Figura 3 4 Figura 3 4 Rodas de seguran a 1 Roda de seguran a do motor impede o contato entre prim rio secund rio 2 Roda do criostato impede o contato do criostato com o trilho de m s A for a de atra o entre prim rio e secund rio do motor linear diminui com o aumento do comprimento do entreferro e cresce com o aumento da corrente do prim rio portanto quando o ve culo est mais carregado a tend ncia o crescimento do entreferro diminuindo o aux lio do motor na levita o mas se nestas condi es houver um incremento de for a no motor o aumento de corrente nas bobinas far com 37 que haja uma eleva o na for a de atra o Para determinar a ordem de grandeza destas for as
250. ra fornecer o desenvolvimento de a es corretivas Atualmente o projeto conta com poucos funcion rios A maioria dos colaboradores s o professores alunos e volunt rios de outras institui es Os contratos obedecem todas as normas trabalhistas H a previs o de que o METRO RIO operadores para o projeto em forma de coopera o 179 Elaborar procedimentos de seguran a espec ficos para os funcion rios Item da norma 16 8 Programa para materiais perigosos Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Devem ser implementados programas para tratamento de materiais perigosos Abordagem atual no MagLev Cobra Al m dos materiais t picos de ve culos el tricos o MagLev Cobra conta com o trilho de m s e com o abastecimento de LN ambos potencialmente perigosos o primeiro por risco de atrair partes met licas podendo provocar esmagamentos o segundo por risco de contato direto provocando queimaduras Adequa o necess ria Prever procedimentos espec ficos para os materiais perigosos no plano de seguran a 16 9 Programas contra o abuso de lcool e de drogas Um programa documentado de abuso de lcool e drogas deve estar no local e obedecer normas locais estaduais federais N o h um programa para os colaboradores Verificar se h um programa contra o abuso de lcool e drogas na UFRJ e associar os colaboradores 16 10 Seguran a de te
251. rada na linha de testes que liga o CT I ao CT A Tabela 5 4 mostra dois casos onde existe uma m distribui o de cargas em ambos um dos m dulos est totalmente descarregado e o outro com carga m xima 73 Sinal de refer ncia Massa 1 Inversor1 Motor1 Tra o Refer ncia Massa 2 Inversor2 Motor2 Determina o do in cio e fim da inclina o Figura 5 19 Circuito de simula o cem realimenta o de for a Tabela 5 4 Par metros espec ficos de simula o Estudos de caso Par metro Valor unidade Massa do m dulo 1 2500 kg Caso 8 Massa do m dulo 2 M gt 500 kg Inclina o do percurso aq 0 61 Massa do m dulo 1 M 500 kg Caso 9 Massa do m dulo 2 M 2500 kg Inclina o do percurso aq 0 61 Massa de um m dulo sem passageiros dois vag es Massa de um m dulo com passageiros dois vag es e CASO 8 Com a realimenta o de for a visa se fazer com que ambos os motores desenvolvam o mesmo esfor o mas quando as massas s o distribu das de forma desigual a maneira de se alcan ar este objetivo transferindo for as atrav s do acoplamento modular Neste Caso 8 consegue se um resultado satisfat rio no cumprimento do objetivo Nota se na Figura 5 20 que as for as exercidas pelos motores 1 e 2 est o sobrepostas 74 For as exercidas pelos motores F T E E E E For a do motor 1 For a do motor 2 600 400
252. rceirizados Colaboradores terceirizados devem estar sob os mesmos procedimentos de seguran a dos demais N o h um programa para os colaboradores terceirizados Prever que terceirizados sejam tratados da mesma forma e com os mesmos treinamentos dos colaboradores do projeto 16 11 Aquisi o Os procedimentos para compra de materiais e equipamentos devem impedir a aquisi o de itens deficientes e defeituosos Os processos de compra obedecem s especifica es t cnicas dos solicitantes As aquisi es passam por procedimentos de compras padr es da UFRJ e da funda o COPPETEC 180 Fazer especifica es que direcionem para materiais de boa qualidade e prever procedimentos de recusa de itens inadequados Ap ndice C Detalhamento do posicionamento de sensores e atuadores Neste ap ndice est o as plantas dos quatro m dulos do MagLev Cobra Nelas est o posicionados os sensores e atuadores principais para a opera o segura do ve culo Nota se que v rios componentes s o distribu dos igualmente pelos quatro m dulos como por exemplo os sensores de temperatura de altura as v lvulas solenoide e os criostatos Outros componentes de maior porte como inversores baterias PLCs IHMs e motores est o posicionados nas extremidades do ve culo Nos m dulos centrais est o os freios mec nicos e os sistemas de acionamento de portas 181 SAPATAS COLETORAS ENERGIA 1 BUS M18 KO BUS M18 KO
253. rial de 11 se comparada com a D e tamb m facilita a montagem dos trilhos SOTELO DIAS et al 2011 Embora este estudo aponte para a escolha t cnica da configura o D a linha de teste interligando os pr dios CT I e da COPPE utiliza a configura o E devido ao fato dos m s j terem sido adquiridos com as dimens es compat veis com esta montagem e por motivos de economia 40 Ap s a escolha da configura o transversal os m s s o montados longitudinalmente de forma cont nua sobre lajes de concreto com caracter sticas parecidas com as utilizadas em passarelas de pedestres A utiliza o deste tipo de laje poss vel porque no caso do MagLev Cobra os esfor os sobre a estrutura s o distribu dos uniformemente ao longo do comprimento ve culo Esta uma grande vantagem do MagLev Cobra sobre os trens convencionais pois resulta em uma economia consider vel com rela o s obras civis Os testes iniciais do ve culo MagLev Cobra foram sobre trilhos de m s montados sobre duas vigas de 0 2m x 2 5m x 6 0m A Figura 3 8 mostra uma ilustra o da montagem dos trilhos de m s sobre as lajes de concreto E A o L Concreto Figura 3 8 Lajes de concreto e detalhes da montagem dos m s 3 7 Inversores de frequ ncia para acionamento dos motores lineares Para transporte de passageiros s o necess rias transi es suaves nas condi es de movimento do ve culo A suavidade das transi
254. rios qualificados Confirmar o conv nio de coopera o com o Metr RIO e aproveitar a experi ncia do funcion rio selecionado 12 1 4 Treinamento Orienta es e materiais de conscientiza o para treinar operadores e usu rios Ainda n o h material previsto 167 Elaborar e distribuir material e orienta es Item da norma 12 1 5 Auditorias e treinamentos Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Treinamento funcional no m nimo a cada seis meses Exerc cios de simula o de emerg ncia pelo menos anualmente Abordagem atual no MagLev Cobra Ainda n o h treinamentos e simula es previstas Adequa o necess ria Confirmar o conv nio de coopera o com o Metr RIO e prever treinamento e simula es 12 1 6 Controle de Documentos O acesso documenta o de sistemas cr ticos de seguran a e instala es deve ser controlado Ainda n o h um centro para concentra o de documentos Criar uma central para arquivar documentos e projetos Preferencialmente no centro de controle do LESFER 12 1 7 Controle de Acesso Devem ser estabelecidos requisitos para controle de acesso O acesso livre sem controle Implementar a bilhetagem eletr nica com controle de acesso e superlota o S acessa a rea de embarque o n mero m ximo de passageiros por viagem 12 2 Plano do programa de seguran a do sistema Um plano escrito
255. rit rios de aprova o reprova o Abordagem atual no MagLev Cobra N o existe um plano de verifica o do sistema Adequa o necess ria Criar um plano de verifica o do sistema contendo procedimentos para documenta o durante inspe es e testes 14 4 Requisitos de aceita o de aplica o espec fica Al m das exig ncias de aceita o para demonstrar o cumprimento ASCE 21 a maioria das instala es APM devem satisfazer requisitos adicionais de aceita o espec ficos Determinados no Anexo A da norma APM N o existe um plano de verifica o do sistema Criar um plano de verifica o do sistema O plano deve obedecer aos requisitos estabelecidos no Anexo da norma APM 15 OPERA O MANUTEN O E TREINAMENTO Esta se o apresenta os requisitos de planejamento e documenta o para as opera es do sistema manuten o e treinamento 15 1 Plano de opera o do sistema Um Plano de Opera es do Sistema dever ser elaborado antes do in cio do servi o de passageiros A previs o que o ve culo opere de 8 00 as 18 00 de segunda feira a sexta feira Suas viagens ocorrer o sob demanda de passageiros Criar um plano de opera o detalhado 15 1 1 Estrat gias operacionais do sistema A primeira se o do Plano de Opera es do Sistema deve fornecer uma descri o das estrat gias operacionais do sistema A previs o que o ve culo opere d
256. rma n o necessitam adequar se Instala es totalmente realocadas devem ser tratadas como novas O MagLev Cobra uma instala o nova N o se aplica 1 3 Aplica es Novas As novas instala es devem obedecer norma vigente O MagLev Cobra uma instala o nova Deve obedecer a norma vigente 1 4 Normas de Refer ncia Normas as quais se baseiam as normas APM se aplica 126 se aplica Item da norma 1 5 Defini es Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Defini es de termos t cnicos e siglas adotadas no texto da norma Abordagem atual no MagLev Cobra Termos em ingl s que podem ser usados para definir partes sistemas ou conceitos e ajudam a universalizar a contextualiza o do ve culo no sen rio internacional Adequa o necess ria Cita o de termos em ingl s como forma de inser o mundial do MagLev Cobra 2 AMBIENTE OPERACIONAL Nesta se o s o feitas duas abordagens Uma do ambiente existente em que o ve culo inserido e outra do ambiente afetado pela sua inser o Preocupa o com o meio ambiente diminui o de impactos ambientais integra o do ve culo com seu entorno melhoramento de aspectos de mobilidade urbana etc Planejamento desde a fase de projeto e aprimoramentos constantes durante revis es de projeto e implanta o e ainda certifica o do ve culo 2 1 Condi e
257. rnational Transport Exbibition em Hamburgo O TR06 surge em 1988 e testado em uma linha de testes em Emsland Esta vers o para 100 passageiros atinge 400 km h O TRO7 o prot tipo de um ve culo de servi o mais leve e mais r pido que o TR06 seus testes come aram em 1989 DICKHART 1991 16 Embora fora de seu pa s os alem es implementaram a primeira linha comercial e utilizaram modelo TR08 em Xangai 2002 A via dupla e parte da linha N 2 do metr e termina no aeroporto Internacional de Pudong 30 km A velocidade m xima de opera o de 430 km h e a viagem dura 8 minutos LUGUANG 2006 A opera o da linha de Xangai contribui decisivamente na implementa o de melhorias no transporte MagLev O modelo TRO9 traz consigo melhorias para sanar maus funcionamentos ou desgastes devido ao uso em escala comercial do TRO8 TUM HUHN e HARBEKE 2006 Na China na d cada de 1980 houve uma grade movimenta o no sentido do desenvolvimento do trem MagLev de alta velocidade pois com o crescimento do pa s havia uma demanda crescente do transporte de passageiros a longas dist ncias para cobrir as dimens es continentais da China Nos anos de 1990 a necessidade de um trem de alta velocidade ligando Pequim Xangai acendeu a discuss o acerca da possibilidade desta liga o ser feita por um trem MagLev Em Junho de 1998 em seu discurso Assembleia Geral Ordin ria da Academia Chinesa de Ci ncias e da Academia Chinesa de
258. ros ve culos de levita o que utilizam tecnologias diferentes da levita o magn tica supercondutora Trata se de uma nova concep o em transporte na qual a robustez d lugar leveza e as rodas d o lugar levita o O desenvolvimento de novos componentes tecnol gicos como por exemplo os estruturais do ve culo o motor o trilho e os criostatos s foi poss vel apoiado na ci ncia e no trabalho conjunto entre universidade e iniciativa privada A integra o harmoniosa dos componentes fruto de pesquisa e implementa es constantes em que os diversos ramos da engenharia convergem para a cria o de um produto final agregando tecnologia e ci ncia A utiliza o de tecnologias prontas em parte do projeto necess ria para aumentar a robustez em sistemas que n o necessitam de desenvolvimento para esta aplica o Os inversores controladores sensores e sistemas de comunica o existentes no mercado atendem s necessidades do projeto e j est o suficientemente testados para garantir estabilidade seguran a e funcionalidade ao sistema como um todo 45 4 Infraestrutura el trica Neste cap tulo ser o abordados os requisitos t cnicos e operacionais para tra o do MagLev Cobra para isso fez se necess rio conhecer os componentes principais do sistema a planta do MagLev Cobra abordada na se o 4 1 e no Ap ndice O detalhamento dos principais sensores e suas funcionalidades dentro do pr
259. rspective of making the MagLev Cobra an APM This is a significative step for the certification of the test line since the APM standard is quite complete when it comes to safety of people and equipment viii Sum rio Dedicaf rias q l QU E RIA ORAS EHE URINE ROREM RERO RES iv A6FadeCimerfo0oS MM C vi Lista de FU UIE AS ss css n y u a q poe as a u q I DNI xii Lista de Tabelas asa xvii UNR EN PRE aD EPP MN RAR ERA uu RE usb at xviii T Infr du 30 oo oer RIO QU ARDER DR us qon Ei tx STR QNI E T 1 1 1 Qualidades do ve culo MagLev Cobra e a necessidade de torn lo um APM 1 1 2 Motiva o para este trabalho 2 1 2 9 B SLVOS TNC LOGOS 4 1 4 Estrutura dO de coner den e 6 1 5 ulbilievv 7 2 Conceitos gerais e revis o biblioer fica 9 2 1 Trem convencional roda trilho exemplo METR RIO 9 2 1 1 Sincronismo dos propulsores dos vag es do trem do METRO RIO 10 2 1 2 Sistema de medi o de carga 11 2 1 3 Engates e borrachas entre os vag6es
260. s O sistema deve ser operado armazenado e mantido dentro das condic es e limites estabelecidos O ve culo n o deve ultrapassar os limites estabelecidos na norma O ve culo n o deve ultrapassar os limites estabelecidos na norma 2 2 1 Ru do externo transportado pelo ar Os n veis de ru do n o devem exceder as condi es definidas Norma ANSI padr o SI 4 1983 Conceitualmente o MagLev Cobra um ve culo com baixa emiss o de ru do Pois n o h atrito roda trilho n o h motor de combust o e o motor linear fica desligado nas esta es 129 Para adequa o do ve culo norma ANSI de ru dos medi es devem ser feitas na linha experimental Inicialmente o ve culo se mostra promissor quanto baixa emiss o de polui o sonora Item da norma 2 2 2 Vibra o e ru do transportados pela estrutura Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado A vibra o induzida pelo sistema deve ser impercept vel em edif cios pr ximos Abordagem atual no MagLev Cobra Conceitualmente o MagLev Cobra um ve culo com baixa emiss o de vibra o Pois n o h atrito roda trilho n o h motor de combust o e o motor linear fica desligado nas esta es Adequa o necess ria Para adequa o do ve culo norma ANSI de vibra es medi es devem ser feitas na linha experimental Inicialmente o ve culo se mostra promissor quanto baixa emiss o de vibra
261. s Projeto da propuls o desenvolvido pela empresa Equacional Projeto dos freios desenvolvido pela empresa SeaHorse 153 Testar os componentes de propuls o e frenagem para confront los com as especifica es de projeto No processo de certifica o os requisitos de projeto dever o ser atendidos Item da norma 8 4 2 Requisitos de Servi o Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Os componentes de propuls o e frenagem devem ter fatores de servi o adequados ao ciclo de trabalho Sistemas bidirecionais devem possuir componentes de a o bidirecional Freios de atrito excluindo os de auto travamento dever o possuir mecanismo de libera o manual Os componentes n o poder o se degradarem dentro da vida til especificada Abordagem atual no MagLev Cobra Projeto estrutural desenvolvido pela empresa Holus Projeto da propuls o desenvolvido pela empresa Equacional Projeto dos freios desenvolvido pela empresa SeaHorse O MagLev Cobra bidirecional ele sim trico e seus componentes s o adequados ao movimento bidirecional Adequa o necess ria Testar os componentes de propuls o e frenagem para confront los com as especifica es de projeto No processo de certifica o os requisitos de servi o dever o ser atendidos 8 5 Instala o e prote o Este item trata de instala es de acoplamentos girat rios casas de m quinas
262. s lt BR lt BE4 lt U U U u e U e u e GNDG GND 3 GND 3 GND 3 GND 3 GNDG VODULO 1 MODULO 2 Figura D 14 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 12 200 IN VS 1 IdOAd1 ay y sh We V Mdl gt Uno 24 e T GND 3 CRIOSTATO 1 SA DA Vivo v 0 101 2 A 101 1 GND BAT 1 GND BAT 1 SOFT PLC SA DAS SD VN 6Z coz 3N Z2 cVN 9C lose ZAN Z LVN Z 2 2 LdN LZ ENTRADAS ED 9 02 S 6L tel EL cor 91 NWOO r 9oAvC tL WOO ZL GN V 0L c6 aNov 8 EL ENTRADAS c9 05 be 12 335 LINHA BARRA SA DA MOTOR 9 1 TUA g HO LOW v HO LOW 90 L O3IO Ar S O N3333432 A0 Ee EVIL evs APOIO O banco nacional do desenvolvimen BNDES Figura D 15 Projeto el trico do MagLev Cobra FOLHA 13 201 TPW A TT3 TPW CPL TERM 3 EE VS 3 24V 2 4 0 10 1 T OUT TPW A TERM 5 ms VS 5 24V 2
263. s Ambientais Dados meteorol gicos locais apropriados devem ser utilizados para determinar as condi es ambientais projeto Considerar as condi es clim ticas locais para dados de projetos Condi es devem ser consultadas junto a algum centro meteorol gico local 2 1 1 Temperatura e umidade A temperatura de projeto deve considerar os valores m ximo e m nimo dos ltimos 50 anos Inicialmente o MagLev Cobra n o ir operar sob chuva O projeto obedece normas brasileiras de constru o Verificar se o projeto atende s condi es de temperatura e clim ticas dos ltimos 50 anos 2 1 2 Vento Estabelecimento de condi es m ximas de vento para cada condi o de opera o 1 Opera o Normal do sistema 2 Opera o manual 3 Opera o de emerg ncia A projetista deve determinar o vento m ximo para cada condi o de opera o com a finalidade de promover uma opera o segura do ve culo 127 As condi es de opera o sob vento devem ser definidas Deve haver a interliga o do ve culo com um centro de monitoramento clim tico ou a um sensor de vento anem metro Item da norma 2 1 3 Precipita es Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Se o sistema destinado para a opera o enquanto submetido precipita o queda de neve e forma o de gelo deve ser projetado para opera o a taxas consistentes com os dados hist ri
264. s Daejeon Korea MagLev 2011 2011 RETZMANN M et al The Moscow Warsaw Berlin Project A High Speed Maglev for long distance transport The 21st International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Daejeon Korea MagLev 2011 2011 ROSE C R PETERSON D E LEUNG E M Implementation of Cargo MagLev in the United States The 20th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives San Diego USA MagLev 2008 2008 SAWADA K Development of magnetically levitated high speed transport system in Japan IEEE Transactions on Magnetics v 32 n 4 p 2230 2235 jul 1996 SCHERER M WICHSER J VENCKAUSKAITE J Alternatives to Automated People Mover Systems for Small but Dense Populated Areas Baltic Journal on Sustainability v 15 p 90 101 2009 ISSN ISSN 1392 8619 SHIN B C et al Korea s First Urban Maglev System The 22th International Conference on Magnetically Levitated Systems and Linear Drives Rio de Janeiro Brasil MagLev 2014 2014 SOTELO G G Proposta de um Mancal Magn tico Supercondutor com Fita de YBCO de Segunda Gerac o Rio de Janeiro Universidade Federal do Rio de Janeiro 2004 Monografia de gradua o em engenharia el trica SOTELO G G et al Tests on a Superconductor Linear Magnetic Bearing of a Full Scale MagLev Vehicle IEEE Transactions on Applied Superconductivity v 21 n 3 p 1464 1468 jun 2011 STEPHAN R et al A Ful
265. s imagens do sistema de TV previsto para as esta es 10 3 Evacua o de trens desalinhados Deve ser poss vel evacuar o trem se este estiver desalinhado com a esta o prevista a sa da de passageiros pelas portas de emerg ncia localizadas nas duas extremidades do ve culo 162 Nada a fazer Item da norma 10 4 Ventila o e ilumina o de emerg ncia Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Para esta es incorporadas constru es os crit rios adotados devem ser os d constru o Para esta es dedicadas ao APM a ventila o e a ilumina o devem basear se em esta es ferrovi rias A ilumina o deve ser ante vandalismo Abordagem atual no MagLev Cobra As esta es s o abertas e arejadas A ilumina o encontra se a uma altura satisfat ria do piso o que impede atos de vandalismo Adequa o necess ria Nada a fazer 10 5 Prote o contra inc ndio Deve obedecer a legisla o local 10 5 1 Detec o de inc ndio Todas as esta es devem estar providas de detectores de calor e de fuma a Estes devem estar interligados com a central de controle Este item n o foi previsto Instalar detectores de inc ndio 10 5 2 Conten o de fogo Portas e janelas devem ser capazes de conter a propaga o de fogo Segundo normas locais As esta es s o abertas e arejadas N o possuem portas nem janelas Nada
266. s lineares com realimenta o de tra o 69 5 3 Motores lineares com realimenta o de for a 73 5 4 Ensaios din micos do ve culo com leituras de altura de levita o e velocidade 77 35 4 1 Condi es de ensalo 78 5 4 2 An lise das viagens de 8l 5 4 3 An lise das alturas de levita o dos criostatos 83 5 4 4 An lise dos perfis de velocidade 86 5 4 5 lt 1 usu unn 87 5 5 Considera es Parciais E A a aaa ere 89 6 Opera o requisitos de conforto e seguran a e adequa o norma 92 6 1 Rela o entre propuls o e os requisitos para o MagLev Cobra se tornar um APM 6 1 1 Compatibilidade eletromagn tica item 2 1 8 94 6 1 2 Radia o eletromagn tica item APM 2 2 3 95 6 1 3 O sistema ATC Automatic Train Control item APM 5 96 6 1 4 Prote o de coes o das partes item APM 5 1 6 96 6 1 5 Sistema supervis rio item APM 5 3 97 6
267. se ao sistema de portas redutor e freio mec nico Adequa o necess ria Verificar e substituir o fluido do sistema de freios e redutores se necess rio 7 10 2 Prote o t rmica Os motores el tricos devem ser providos de sensores de temperatura ou sensores de sobrecorrente O LIM n o possui prote o t rmica O circuito do inversor motor possui prote o contra sobrecorrente e curto circuito O controlador dos motores de porta possui prote o contra sobrecorrente Nada a fazer 7 10 3 Extintores de inc ndio Os extintores devem atender classe ABC Devem estar bem vis veis Existe a previs o para que o MagLev Cobra utilize extintores n uticos pois feito do mesmo material utilizado em embarca es Instalar extintores n uticos 7 10 4 Detector de fuma a Em cada compartimento deve haver um detector de fuma a que avisa a N o h previs o de instala o deste item Instalar item 7 11 Ilumina o central Deve haver ilumina o interna e A ilumina o interna ser de LED Nada a fazer externa e a ilumina o externa contar com a ilumina o do Campus e ilumina o a LED espec fica ao longo de toda a via 148 Item da norma 7 11 1 Ilumina o interna Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Deve ser de material anti vandalismo M nima de 54lux no piso do ve culo mas com ve culo parado na esta o a m nim
268. sionamento no Aeroporto Internacional de Incheon SHIN PARK et al 2014 O Governo de Tenerife nas Ilhas Can rias deu prosseguimento ao planejamento da linha que interligar o aeroporto e os portos mar timos da ilha FRITZ e MNICH 2014 Lanzara e D Ovidio 2014 apresentam o estado da arte do MagLev Italiano UAQA este modelo utiliza tecnologia SML Em v rias confer ncias internacionais de levita o magn tica MagLev ocorreram as apresenta es de prot tipos ve culos em escala reduzidas e ve culos em escalas reais A Tabela 2 1 um resumo das vinte e duas confer ncias realizadas at hoje e poss vel observar que h uma rotatividade entre os continentes de realiza o ficando restritas a Am rica a sia e a Europa Em quatorze das vinte e duas houve a apresenta o de um novo ve culo ou prot tipo 20 Tabela 2 1 Lista das vinte e duas confer ncias MagLev ocorridas at hoje Confer ncia Ano Cidade Continente Ve culo prot tipo MagLev apresentado 1 st 1977 Boston USA America 2 nd 1978 Miyazaki Japan Asia ML 500 3 rd 1979 Hamburg Germany Europe TR 05 4 th 1982 Miyazaki Japan Asia MLU 001 5th 1983 Washington USA America 6 th 1984 Solihull UK Europe Birmingham MagLev 7 th 1985 Tokyo Japan Asia HSST 03 8 th 1986 Vancouver Canada America 9 th 1987 Las Vegas USA America 10 th 1988 Hamburg Germany Europe TR 06 11 th 1989 Yokohama Japan Asia HSST 05 MLU 002 12 t
269. sos est o dispostos Na Figura 2 9 a at Figura 2 9 d tem se alguns exemplos de percursos lineares Quanto mais possibilidades de percurso mais flex veis os modos de opera o do APM por outro lado h um aumento da complexidade na opera o Em 31 sistemas fechados como por exemplo os de aeroportos poss vel interliga es em anel ou condensadas como visto na Figura 2 9 e at Figura 2 9 9 LEA ELLIOT 2010 Estac es CID Composi o de vag es Sentidos de movimenta o XN 2 gt L DAN KS 2 2 SSD a b 9 Figura 2 9 Percursos lineares a Simples b Simples com bypass Duplo d Duplo com bypass Percurso em anel e condensado e Anel f Anel duplo g Condensado 32 3 Descri o dos componentes do ve culo MagLev Cobra Grande parte dos projetos de engenharia possui uma enorme complexidade S o muitos os componentes envolvidos em geral tem se uma espinha dorsal do projeto que composta por componentes essenciais para seu funcionamento e associadas a esta est o os componentes secund rios que d o suporte aos componentes principais Neste cap tulo ser o descritas as principais partes que comp em o ve culo MagLev Cobra sendo elas estrutura geral caracter stica modular motor de indu o linear contribui o do motor linear na levita o criostatos de levita o linha de testes elevada inversores de frequ ncia e r
270. ssui ainda um PLC Controlador L gico Program vel do Ingl s Programmable logic controller interno WEG 2013 O controle e sincroniza o dos motores lineares podem ser feitos atrav s destas entradas e sa das por m quando h um grande n mero de m dulos acoplados o cabeamento necess rio e o controle tornam se muito complexos Por este motivo a comunica o entre os inversores feita atrav s de uma rede RS485 Modbus RTU 42 3 8 Sistema de comunica o interligado MODBUS RTU RS485 Os sistemas de comunica o dos dispositivos de controle s o imprescind veis para o bom funcionamento de todos os componentes de hardware que gerenciam ou controlam o MagLev Cobra O meio f sico escolhido para interligar os controladores drives inversores CFW 11 IHMs sensores e atuadores foi o RS485 O protocolo de comunica o Modbus RTU Remote Terminal Unit utilizado sobre esta rede por ser de alta confiabilidade e devido aos dispositivos do sistema possu rem suporte para esta configura o Modbus RTU sobre RS485 A Figura 3 9 mostra a rede f sica do MagLev cobra Onde PLC 1 e PLC 2 s o os cart es de controladores l gicos program veis que se acoplam aos inversores de frequ ncia CFW 11 TPW CPUI e TPW CPU2 s o controladores l gicos program veis do tipo TPW 03 WEG respons veis pelos monitoramentos de altura de levita o temperatura dos criostatos e acionamento das v lvulas de enchimento de LN dos criostatos IHM
271. sucesso em linhas de teste em tamanho real como por exemplo a linha de testes baseada em EDL localizada em Yamanashi no Jap o e a linha EML de Xangai na China A SML uma alternativa interessante s anteriores devido a uma s rie de fatores que ser o listados neste texto STEPHAN 2015 2 4 1 Levita o Eletrodin mica EDL A levita o eletrodin mica baseia se na lei de Lenz quando um material magn tico movimenta se em rela o a um condutor neste s o geradas correntes induzidas que provocam o aparecimento de campos magn ticos opostos aos do material magn tico a intera o destes campos produzir for as respons veis pela levita o Figura 2 8 3 Uma desvantagem deste sistema que ele necessita de rodas e trilhos at que alcance a velocidade de levita o cerca de 120 km h e s ent o al ar voo O custo elevado desta t cnica e o alto consumo de energia s o fatores prejudiciais ao seu desenvolvimento 2 4 2 Levita o Eletromagn tica EML A EML explora a for a de atra o existente entre eletro m s e materiais ferromagn ticos Figura 2 8 b Uma grande vantagem desta tecnologia que foi poss vel eliminar o aparato roda trilho dos comboios diminuindo significativamente a massa dos ve culos Na aplica o do Transrapid de Xangai um conjunto de eletro m s instalado no ve culo enquanto o material ferromagn tico est presente em todo percurso da linha Um problema deste tipo de levi
272. such as BR EU EX MS NA SA is used to define manual language and factory settings to which this declaration relates is in conformity with the requirements of the following directives when selected installed and used according to the product documentation Low Voltage Directive LVD 2006 95 EC EMC Directive 2004 108 EC The following standards have been applied Safety EN 50178 1997 Electronic equipment for use in power installations EN 60204 1 2006 Safety of machinery Electrical equipment of machines Part 1 General requirements IEC 61800 5 1 2007 Adjustable speed electrical power drive systems Part 5 1 Safety requirements Electrical Thermal and Energy EMC EN 61800 3 2004 Adjustable speed electrical power drive systems Part 3 EMC product standard including test methods Year of CE Marking 2008 CFW11 frames A B C and D S2 B2 T2 and T4 IP54 models CFW11M 2009 CFW11 frame E T2 and T4 2010 CFW11 frames F and G T4 2012 UR11 2014 CFW11 frames D E F and G T6 frames B and C N12 models 46 hy ya Afonso 1 Norton Petry R amp D Erigineer Project Manager R amp D Manager WEG Drives e Controls WEG Drives e Controls Automa o Date 10 4 2040 Date 14 ll 2014 Figura I 1 Certifica es do inversor de frequ ncia CFW 11 Declara o de conformidade com as normas de seguran a EN 50178 1997 EN 60204 1 2006 61800 5 1
273. t Vacuum connection Stainless Steel LN2 container Bulk HTS Insulation Figura 3 6 Criostato utilizado no MagLev Cobra figura extra da de WERFEL DELOR et al 2011 39 3 6 Linha de testes elevada estrutura tubular sustenta o lajes e trilho de m s Os trilhos do ve culo MagLev Cobra s o compostos de m s e barras de a o intercaladas Existem diversas configura es de tamanhos e arranjos de m s e barras que propiciam for as magn ticas nas guias para o ve culo MagLev De acordo com o arranjo a orienta o das linhas de for a auxilia de forma diferente a estabilidade e o poder de levita o H estudos buscando encontrar a configura o tima destes componentes A Figura 3 7 mostra algumas forma es testadas para determinar a melhor configura o a ser utilizada no MagLev Cobra MOTTA 2011 A B 50 50 E 3255 _ 50 n 12 nz 254 sj te N i Figura 3 7 Corte transversal da configura es de m s testadas no LASUP Em cinza as barras de a o e em branco os m s Medidas em mil metros Adaptada de SOTELO DIAS et al 2011 Dentre as configura es testadas as que apresentaram melhores resultados foram as D e E Nos testes de for a de levita o a configura o D tem um acr scimo de 4 de for a comparada com a configura o E em contrapartida a configura o E proporciona uma economia de mate
274. t Aqua L 350 Adequa o necess ria Testar a detec o de velocidade zero 5 1 9 Prote o contra abertura de porta n o programada Prote o contra abertura de porta n o programada deve ser uma fun o do ATP O sistema dotado de dispositivos fins de curso detectores de abertura de porta para atender a necessidade de parada por abertura n o programada A trava de porta ainda n o foi implementada Dotar as portas de dispositivos de travamento e realizar testes 5 1 10 Travas de prote o de controle de portas Travas de prote o de controle de portas devem ser fornecidas pelo ATP em todos os sistemas de APM O bloqueio feito por redu o de engrenagens Uma solu o definitiva ainda objeto de estudo Colocar uma trava ao final do curso da porta 5 1 11 Bloqueios de partida Travas de partida dever o estar em todos os ATP s dos sistemas de APM O bloqueio de partida deve ser previsto na programa o do acionamento Ainda n o implementado Prever bloqueio de partida na programa o do acionamento 5 1 12 Bloqueio de revers o de sentido O bloqueio de revers o deve ser fornecido pelo ATP em todos os sistemas APM O inversor CFW 11 tem a op o de passar pelas rampas de desacelera o e acelera o na invers o de sentido Um dos par metros do inversor guarda um bit com a informa o bin ria do sentido de giro no caso do MagLev sentido de mov
275. t Specifications for PROFIBUS DP Slaves Version 3 0 from November 2005 This certificate is granted according to the document Framework for testing and certification of PROFIBUS products For all products that are placed in circulation by December 02 2011 the certificate is valid for life Official in Charge J Freitag Figura 1 3 Certifica es de conformidade PROFBUS da camada f sica RS485 232 O Page Bottom NMMS E184430 Power Conversion Equipment Power Conversion Equipment See General Information for Power Conversion Equipment WEG DRIVES amp CONTROLS AUTOMACAO LTDA E184430 AV PREFEITO WALDEMAR GRUBBA 3000 VILA LALAU 89256 900 JARAGUA DO SUL SC BRAZIL Investigated to ANSI UL 508C Accessory communication modules Model s Accessory FLASH memory MMF 02 CAN 01 CAN RS485 01 PLC11 01 PROFIBUSDP O1 RS232 01 RS232 02 RS485 01 Power conversion equipment CFW 11 Drive Series Model s CFW 11 followed by 0002 0003 0004 0005 0006 0007 0010 0012 0013 0016 0017 0022 0024 0027 0028 0031 0032 0033 0038 0044 0045 0053 0054 0058 0063 0070 0080 0086 0088 0105 0107 0125 0142 0150 0180 or 0211 followed by S B or T followed by 2 or 4 5 or 6 followed by S or O may be followed by N1 or 21 may be followed by FA may be followed by Y may be followed by W followed by Z All models may include a two digit prefix such as BR US CA EU denoting manual language and f
276. ta o que o mesmo intrinsecamente inst vel necessitando de sistemas de controle para sua utiliza o segura 25 2 4 3 Levita o Magn tica Supercondutora SML O grande avan o na levita o magn tica supercondutora se deu ao fato da descoberta dos supercondutores de alta temperatura cr tica HTS Diferentemente dos primeiros supercondutores os HTS podem ser resfriados a uma temperatura mais alta cerca de 196 C contra 269 C dos supercondutores convencionais A propriedade diamagn tica dos supercondutores provoca a expuls o do campo magn tico de seu interior resultando na sua levita o provocada pelo campo produzido por m s Figura 2 8 c Entre os supercondutores o do tipo II embora tenha for a de levita o reduzida oferece estabilidade na levita o o que dispensa malhas de controle complexas A tecnologia MagLev Cobra adotar a SML em sua linha de testes de 200 m respaldado pelos ensaios realizados em seu prot tipo em escala reduzida que utiliza esta tecnologia e aponta para a SML como melhor alternativa a ser implementada EML For as atrativas SML aus Forgas estaveis For as repulsivas N N Movimento t Placa condutora a b Figura 2 8 T cnicas de levita o magn tica a eletrodin mica EDL b eletromagn tica EML supercondutora SML 26 2 4 4 Compara o entre as t cnicas de levita o Comp
277. ta o uma alternativa e ser discutida adiante 2 1 3 Engates e borrachas entre os vag es Os engates entre os vag es teoricamente deveriam trabalhar com esfor os m nimos entre si mas como foi mencionado anteriormente os mesmos t m capacidade de rebocar os vag es vizinhos Este engate r gido e os movimentos laterais s o feitos na conex o entre a base do engate e o vag o Em alguns trens do METR RIO n o h tr nsito de passageiros entre os vag es a passagem existente apenas para servi o Figura 2 3 J o MagLev Cobra composto de v rios pequenos m dulos vag es os usu rios transitar o livremente entre os acoplamentos Figura 2 3 Acoplamento entre os carros do metr 12 2 1 4 O sistema de freios O METR RIO possui tr s sistemas de freios Um freio regenerativo um freio dissipativo atrav s de um banco de resistores e um freio mec nico A sequ ncia preferencial de atua o dos freios aponta para em uma primeira alternativa o uso do freio regenerativo pois haver maior economia de energia durante o funcionamento da composi o cerca de 15 ao dia se esta for a nica t cnica de frenagem adotada ADINOLFI LAMEDICA et al 1998 Em caso de falha da primeira op o a segunda seria utilizar o freio dissipativo que consiste em operar o motor como gerador e lig lo a um banco de resist ncias utilizando a for a contra eletromotriz para a frenagem A terceira op
278. ta da Figura 4 5 CTI CENTRO DE CONTROLE Esta o Esta o en VIA ELEVADA t Estacionamento Estacionamento Estacionamento Figura 4 5 Centro de controle localizado no LESFER pr ximo estac o CT I 4 5 Trajeto e perfil propostos para linha de testes As atividades do Laborat rio de Aplica es de Supercondutores LASUP tiveram In cio no dia primeiro de setembro de 1998 por iniciativa do prof Roberto Nicolsky com a finalidade de atuar no estudo de materiais supercondutores e suas aplica es LASUP 2015 A levita o magn tica supercondutora utilizando supercondutores de alta temperatura cr tica aplicada a ve culos de transporte teve seu xito dentro do LASUP com o desenvolvimento da linha de testes em escala reduzida O passo atual a implementa o da linha de testes em escala real ligando o Centro de Tecnologia I CT I onde encontra se o LASUP e o novo centro de tecnologia CT II 55 Trata se de uma linha de 200 metros de comprimento com um desn vel ascendente do CT I para o de 2 metros A Figura 4 6 e a Figura 4 7 mostram a vista superior do trajeto entre os centros de tecnologias e o corte transversal da linha respectivamente Imagem Google Earth lt Linha Caminho Me a a dist ncia entre dois pontos no ch o Comprimento do mapa 200 37 Comprimento do solo 200 40 T tulo 56 88 graus
279. ta etapa ser operacionalizada atrav s de pesquisa explorat ria reuni es e semin rios internos equipe da UFRGS UFSM UFRJ e externos organismos de certifica o comit s brasileiros de normaliza o Dessa forma os documentos identificados ser o estudados em detalhe buscando identificar os requisitos adequados certifica o do MagLev Cobra 110 Ao final desta etapa ser disponibilizada uma lista com uma breve descri o do conte do dos documentos pesquisados relacionados certifica o do MagLev Cobra e Proposta da EMPRESA B para as normas a serem adotadas A Empresa B j possui uma metodologia e um conjunto de normas bases a serem adotadas As normas adotadas s o do Comit Europeu de Normaliza o Eletrot cnica CENELEC s o elas EN50126 Aplica es ferrovi rias Especifica o e demonstra o de RAMS Onde a sigla significa Reliability Availability Maintainability and Safety Confiabilidade disponibilidade Maintainability seguran a A palavra Maintainability ainda n o possui uma tradu o bem definida para o portugu s mas em ingl s seu significado A probabilidade de que uma determinada a o de manuten o ativa para um item em determinadas condi es de utiliza o possa ser realizada dentro de um intervalo de tempo indicado quando a manuten o executada sob condi es estabelecidas e utilizando procedimentos e meios indicados CENELEC 199
280. tativas entre as t cnicas de controle propostas o valor encontrado satisfatoriamente baixo se comparado com as for as envolvidas no processo For a N Tra o sobre a c lula de carga 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 15 For a de tra o sobre a c lula de carga A Figura 5 16 mostra que para minimizar o esfor o no acoplamento necess rio que o motor 2 com maior capacidade de desenvolvimento de for a seja subutilizado sem contribuir com o Motor 1 71 Curvas For a x Velocidade Entreferro 1 gt Entreferro 2 Frequ ncia 2 lt Frequ ncia 1 Motor 2 For a N Motor 1 Velocidade real do ve culo Velocidade s ncrona com a o de controle Velocidade s ncrona do sinal de refer ncia Figura 5 16 Curvas de cargas dos motores com a a o de controle e CASO 6 O Caso 6 se difere do Caso 5 porque neste considerado o plano inclinado de 0 61 O Motor 1 trabalha para transportar sua a carga e ainda compensar a a o da gravidade enquanto que o Motor 2 que possui menor entreferro e consequentemente maior capacidade de trabalho trabalha folgado Figura 5 17 For as exercidas pelos motores 1200 For a do motor 1 1000 For a do motor 2 800 600 400 200 For a 200 400 600 800 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 17
281. tc tratada como uma tend ncia e n o apenas uma op o Ainda sobre esta tend ncia introduz se o conceito do APM multifuncional no qual o transporte de bagagem deve ser considerado como parte integrante da comodidade dos usu rios MILLER BURLESON e KAPALA 2005 O Aeroporto Internacional de S o Paulo em Guarulhos um caso nacional de estudo de implementa o de APM no Brasil Louren o 2003 mostra um estudo voltado expans o do aeroporto e prop e a aplica o de sistemas APM para minimizar os transtornos causados pelo fluxo de passageiros entre os terminais de embarque durante as locomo es internas e as conex es de voos Para o bom funcionamento deste APM necess rio que os meios de transporte externos tenham coordena o com o mesmo nestes incluem se t xis metr s nibus trens autom veis estacionamentos etc Durante a implementa o de um APM deve se considerar expans es e prever satura es de tr fego No caso de Guarulhos a previs o feita que a satura o ocorrer em 2024 j contando com as expans es previstas 2 5 1 Caracter sticas de um sistema APM Existem v rias composi es de sistemas APM dependendo do tipo de ve culo e de seu sistema de tra o Uma configura o b sica composta por e Ve culo e Sistemas de Propuls o e Frenagem e Equipamentos El tricos e Esta es e Guias trilhos ou percursos e Seguran a e Sistemas de Emerg ncia 3
282. te trabalho Com o aumento mundial da frota de autom veis no Brasil houve um crescimento de 192 entre janeiro de 2005 e dezembro de 2014 DENATRAN 2014 cada vez mais se faz necess rio o investimento em transportes p blicos de qualidade e que minimizem a emiss o de gases poluentes na atmosfera Nas grandes cidades o transporte p blico deve ser uma alternativa atraente para captar usu rios que abram m o do conforto e comodidade de seus ve culos particulares e passem a utilizar transportes sustent veis do ponto de vista da qualidade de vida das cidades Os ve culos de tra o el trica possuem grandes vantagens econ micas e ambientais quando comparados com os de propuls o a motor de combust o Dentre elas a n o emiss o de no local de utiliza o menor gera o de ru dos menor risco de contamina o do solo por vazamento de combust veis e lubrificantes menor risco de explos o etc Os ve culos de transporte de massa de tra o el trica como alguns trens e os metr s j s o bem difundidos no mundo O metr de New York inaugurado em 27 de outubro de 1904 conta hoje com milhares de vias esta es e comboios LOBENSTEIN 2004 Trens el tricos convencionais embora sejam uma excelente alternativa para o transporte urbano vem passando por altera es que visam sua melhoria seja por acr scimo de novas tecnologias seja por t cnicas de otimiza o de opera o O trem de levita o magn tica
283. testes de qualifica o iv certificados de testes de aceita o v relat rios de inspe es vi relat rios de demonstra es in loco vii experi ncia pr via documentada viii an lises de perigos ix planos de seguran a opera o manuten o ou treinamento dentre outros e M todos da EMPRESA B A Empresa B segue os m todos propostos nas normas EN50126 EN50128 e EN50129 O principal m todo utilizado o V amp V Verifica o e Valida o A Figura 6 8 mostra uma concep o do m todo Do lado esquerdo na dire o descendente est o as fases de desenvolvimento e refinamento quando chega ao v rtice quase sempre culmina em um produto ou sistema completo Os requisitos do sistema est o relacionados aos itens que comp em o todo a partir da feita a divis o do sistema para que todas as partes sejam verificadas Do lado direito do V e no sentido ascendente ocorrem as verifica es relacionados com a montagem a instala o e o funcionamento do conjunto Cada n vel da esquerda est relacionado a um n vel da direita sendo que para todos devem haver valida es entre o planejamento esquerda e a execu o e montagem direita 112 S E Valida o m Requisitos do Sistema Aceita o do Sistema Divis o do Sistema Valida o do Sistema Representa o em V Figura 6 8 Representa o V amp V Verifica o e Valida o e M todos da EMPRESA C
284. umento de velocidade devido a da gravidade E Frenagem pelo inversor de frequ ncia g 5 b xu Fremagem mec nica 9 lt ot 90 95 100 105 110 115 Tempo 5 Velocidade do ve culo na viagem 7 1077 T I 2 Frenagem pelo inversor de frequ ncia 5 pde eta y P remagem mec nica N 0 Aumento de velocidade devido a a o da gravidade ER 70 75 80 85 90 95 100 105 5 Velocidade do ve culo na vagem 11 10 t I E Frenagem pelo inversor de frequ ncia g 5 y R Fremagem mec nica 8 Aumento de velocidade lt 9 gl devido a a o da gravidade i 60 65 70 75 80 85 90 95 Tempo s Figura 5 39 Perfis de frenagem por redu o da frequ ncia de refer ncia do motor linear Viagens V3 V7 e V11 subida 5 5 Considera es parciais Para que um ve culo se torne autom tico faz se necess rio conhecer a fundo as t cnicas utilizadas para tracion lo Neste cap tulo foram detalhadas tr s formas de tracionar o ve culo modular MagLev Cobra A Tabela 5 7 mostra uma compara o qualitativa entre as tr s formas considerando a massa do m dulo 1 igual a 2500 kg a massa do m dulo 2 igual a 500 kg e a inclina o entre as esta es de 0 61 Atrav s desta an lise verifica se que o pior caso ocorre quando existe a realimenta o de tra o porque nesta situa o o motor com maior entreferro e portanto com menor capacidade de for a deve ser o respons vel
285. uz a teoria de Movimentador Autom tico de Pessoas APM Automated People Mover e descreve a norma APM da Sociedade Americana de Engenheiros Civis ASCE que usada como base para este trabalho Os principais componentes do MagLev Cobra s o detalhados dentre eles os m dulos e a caracter stica de modulariza o o Motor Linear de Indu o LIM Linear Induction Motor a topologia em que auxilia na levita o os criostatos utilizados na levita o a linha de testes de duzentos metros de comprimento os inversores de frequ ncia utilizados na propuls o e o sistema de comunica o O sensoriamento tratado com especial aten o pois em ve culos autom ticos ele se torna imprescind vel tanto por quest es operacionais quanto principalmente por quest es de seguran a Simula es e ensaios relacionados tra o movimenta o e levita o do ve culo s o apresentados e constituem o n cleo central do trabalho ao redor do qual orbitam os demais assuntos abordados O conjunto dos conceitos te ricos normas simula es ensaios e as partes f sicas do ve culo s o analisados pela perspectiva de tornar o MagLev Cobra um APM Trata se de um passo significativo para a certifica o da linha de testes tendo em considera o a abrang ncia da norma APM quanto aos aspectos de seguran a de pessoas e equipamentos vii Abstract of Thesis presented to COPPE UFRJ as partial fulfillment of the requirements
286. vag es 69 Sinal de refer ncia Inversor1 Motor1 Refer ncia Velocidade posi o inclina o posi o Determina o do in cio e fim da inclina o Figura 5 13 Circuito de simula o com realimenta o de tra o intermodular e CASO 5 Nesta simula o os m dulos possuem carregamentos diferente e o trajeto plano Deseja se minimizar os esfor os no acoplamento entre os m dulos para isso a c lula de carga fornece informa o de tra o para o controle do Motor 2 For as exercidas pelos motores E T T T T r F For a do motor 1 For a do motor 2 600 1 800 400 200 200 400 600 800 r r r 0 10 20 30 40 50 60 70 Tempo s Figura 5 14 For as exercidas pelos motores no Caso 5 70 A Figura 5 14 mostra que cada motor respons vel por desenvolver a for a necess ria para transportar sua pr pria carga for a exercida pelo Motor 1 tr s vezes maior que a for a exercida pelo Motor 2 visto que a carga transportada pelo m dulo 1 tr s vezes maior Para comprovar que a intera o entre os m dulos m nima a tra o sobre a c lula de carga apresentada na Figura 5 15 na qual nota se que a tra o menor que 1 5N Com o aux lio de um ganho proporcional seria poss vel reduzir ainda mais este valor mas para efeito de compara es quali
287. var se os giroflex est o acesos isso indica que o barramento CC est energizado Caso o giroflex esteja apagado a equipe de manuten o deve ser acionada e esta op o n o deve ser validada 4 1 7 Verifica o da comunica o com o centro de opera es O condutor deve fazer contato com a central de opera es para testar a via de comunica o e tamb m para solicitar libera o para operar Esta op o s poder ser marcada ap s libera o do centro de opera es 4 2 Tela da IHM com a op o do operador confirmar os itens a duas m os A primeira tela que aparecer para o condutor a de check list Nesta tela algumas confirma es ser o solicitadas ao condutor A confirma o dever ser feita a duas m os impedindo confirma es acidentais Exemplo Selecione o bot o Valida o em seguida a op o confirma da ilumina o interna isso confirma que o ve culo est apto a operar com a ilumina o atual Algumas confirma es sevem para alertar o condutor que o item est fora de padr o Por exemplo se o condutor tentar validar a temperatura dos criostatos sendo que a mesma est acima do padr o a confirma o n o ser aceita e o condutor dever acionar a equipe de manuten o A tela de check list mostrada na figura Figura 4 1 Valor atual Faixa aceit vel Confirma o Temp
288. vel m ximo entre o piso do ve culo e o piso da esta o de 12 mm As medi es devem ocorrer em condi es de embarque com o ve culo parado e com as portas abertas Nas condi es mostradas na Figura 6 4 os valores de dist ncia e altura apurados estavam dentro das especifica es da norma Os valores devem se manter dentro do padr o nas condi es de carregamento AWO e AWI Figura 6 4 Medi o das folgas entre o MagLev Cobra e a esta o a ponto de medi o com o ve culo parado travado e com as portas abertas b amplia o do ponto de medi o 6 1 8 Qualidade da viagem item APM 7 7 3 A norma APM define limites de acelera o laterais verticais longitudinais em condi o normal e longitudinais em condi es de emerg ncia Destas quatro condi es somente as tr s ltimas ser o consideradas sendo a primeira descartada porque a linha n o possui curvas A Tabela 6 1 mostra os limites aceit veis de acelera o 100 Tabela 6 1 Limites m ximos de acelera o aceit veis Dire o Passageiros em p Passageiros sentados Vertical 0 05 g t025g Longitudinal Normal 0 16g 0 35 g Longitudinal Emerg ncia 0 32g 0 60 g Onde g a acelera o da gravidade De acordo com a equa o 5 6 a m xima acelera o poss vel para o ve culo totalmente carregado de 0 3 m s isso resulta em uma acelera o de aproximadamente 0 03 g que menor que qualquer um dos valores da Tabe
289. velocidade e a frequ ncia v 2 pb fref 5 10 Onde v a velocidade do motor free a frequ ncia de refer ncia para o inversor motor e pp o passo polar do motor linear e vale 0 1656 m De posse dos tempos de acelera o regime e desacelera o e as frequ ncias de 63 refer ncia dos pontos principais pode se tra ar curva do sinal de mostra a Figura 5 4 Sinal de refer ncia de frequ ncia 20 r T T T T r 16 14 refer ncia como 12 10 Frequ ncia Hz 0 L r L 0 10 20 30 40 50 60 Tempo s 70 Figura 5 4 Sinal de refer ncia aplicado aos blocos inversor motor Como os motores s o id nticos e neste caso Caso 1 possuem a mesma carga as for as exercidas pelos dois motores s o id nticas e est o sobrepostas na Figura 5 5 ambos os motores andam sincronizados portanto o esfor o no acoplamento intermodular igual a zero Nota se pela Figura 5 6 que a dist ncia percorrida de exatamente 200 metros pois o escorregamento provocado no intervalo de acelera o do m dulo compensado na desacelera o No intervalo em que o MagLev est em regime n o h escorregamento pois como o ve culo n o tem contato com o solo e opera em baixa velocidade os atritos com o solo e com o ar foram desconsiderados For as exercidas pelos motores 200 r r r For a do motor 1 150 sm For a do motor 2 100 50r
290. viagens o inversor de frequ ncia provoca uma diminui o da velocidade at um determinado tempo e depois o ve culo para devido a o da acelera o da gravidade Velocidade do ve culo na viagem 3 Velocidade km h a 105 110 115 120 Tempo s Velocidade do ve culo na viagem 7 10 Ge T Velocidade km h of i i i i 125 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 Tempo s Velocidade do ve culo na 11 10r I T T T Velocidade km h a 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 Tempo 5 90 Figura 5 38 Perfis de frenagem por redu o da frequ ncia de refer ncia do motor linear Viagens V3 V7 e V11 subida A frenagem atrav s da rela o V f na descida pouco eficiente O ve culo inicia um processo de frenagem e ao final da rampa de desacelera o fica solto retomando um aumento da velocidade provocado pela acelera o da gravidade A parada do ve culo s ocorre quando o freio mec nico acionado O comportamento descrito acima pode ser visto na Figura 5 39 A frenagem pelo inversor de frequ ncia maior quando a rampa maior Na rampa da viagem V3 a velocidade cai de 7 km h para 4 km h j na viagem V12 a velocidade reduzida de 7 km h para 5 km h Em todos os casos a frenagem CC do inversor e a frenagem CC das baterias n o foram utilizadas 88 Velocidade do ve culo na viagem 3 Velocidade km h 10 3 eee A
291. z azul ferrovi ria deve indicar o perigo Os trilos de energia energizados com 534VCC s o protegidos contra contato humano As luzes azuis ferrovi rias n o foram previstas Detalhado na Se o 6 1 13 da tese 9 1 2 Controle de corros o M todos e materiais adequados devem ser utilizados para proteger as estruturas contra corros es que possam afetar o desempenho dos aterramentos e componentes em geral M todos e materiais especificados no projeto de SPDA 155 Prever inspe es peri dicas no Plano de Programa de Seguran a do Sistema Item da norma 9 1 3 Sistema de prote o el trica Automated People Mover Standard ASCE 2013a Assunto abordado Deve haver prote o autom tica contra falha sobrecorrente sobretens o subtens o bloqueio falta terra e sequ ncia de fase aplic veis a corrente alternada ou corrente cont nua A prote o deve ser seletiva isolando se poss vel somente a parte afetada ou componentes pr ximos As falhas devem ser sinalizadas por luzes de seguran a Abordagem atual no MagLev Cobra V rias destas prote es est o incorporadas no CFW11 do ve culo e tamb m no painel retificador regenerativo da linha de alimenta o CC A seletividade pode ser alcan ada com a utiliza o de apenas um inversor para deslocamentos em baixa velocidade em situa es de falha Adequa o necess ria Verificar se todas as prote es foram at

Tese doutorado APM aplicado a veículo MagLev

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