ОБҐРУНТУВАННЯ ПОКАЗНИКІВ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ КАНАТНИХ ДОРІГ

Purpose. The article is aimed to form and justify the energy efficiency indicators of ropeways of traditional design and ropeways with self-propelled wagons based on the determination and comparison of their values. The substantiation of the energy efficiency criteria of ropeway wagons allows us to determine fully the direction of further research in the field of development of alternative transport mode. Methodology. To obtain initial data, the authors reviewed the world trends in the development of ropeway wagons, proposed analytical formulas for determining criteria for ropeways` energy efficiency used to compare traditional ropeways and ropeways with self-propelled wagons. Herewith, we took into account the influence of the loading degree and rated power on the electric motor efficiency. In order to take into account the energy dissipation in the haul rope through its elastic properties, the concept of the efficiency coefficient of the haul rope was introduced. Findings. The authors formed a methodology for calculating the efficiency of ropeways, developed formulas for determining energy efficiency. We assessed the influence of the ropeway characteristics on their calculated values; constructed dependence graphs of the self-propelled ropeway efficiency coefficient on the rated electric motor power and the efficiency coefficient on the ropeway drive loading, as well as compared general efficiency coefficients for ropeways with self-propelled wagons and for ropeways of traditional design. The results are based on the averaged values of the electric motors parameters at their different loads. Originality. The authors first proposed and justified the energy-efficiency criteria for ropeways that make it possible a comparative analysis of traditional ropeways and those with self-propelled wagons. We determined the dependence of these indicators on the ropeway parameters. Practical value. The results of the comparative analysis of traditional construction of ropeways and the ropeways with self-propelled wagons, based on the proposed energy efficiency indicators, can be used to substantiate the feasibility of using certain type of ropeways for the implementation of individual transport processes. The construction diagram of a self-propelled wagon can be used in the development of energy efficient passenger ropeway projects.Мета. За основну мету статті ми ставимо формування та обґрунтування показників енергоефективності канатних доріг традиційної конструкції та доріг із самохідними вагонами на основі порівняння їх величин. Обґрунтування показників енергоефективності канатних доріг дозволяє в повному обсязі визначитися з напрямом подальших досліджень у сфері розвитку альтернативного виду міського транспорту. Методика. Для отримання вихідних даних проведено огляд світових напрямів розвитку канатних доріг. Запропоновано аналітичні формули для визначення показників енергоефективності, за якими виконано порівняння канатних доріг традиційної конструкції та доріг із самохідними вагонами. При цьому враховано вплив ступеня завантаженості й номінальної потужності на коефіцієнт корисної дії електродвигуна. З метою врахування розсіювання енергії в тяговому канаті через його пружні властивості було введено поняття коефіцієнта корисної дії тягового канату. Результати. Сформовано методику підрахунку коефіцієнта корисної дії канатних доріг. Розроблено формули для визначення енергоефективності й оцінено вплив характеристик канатних доріг на їх розрахункові значення. Побудовано графіки залежності коефіцієнта корисної дії самохідної канатної дороги від номінальної потужності електродвигуна та коефіцієнта корисної дії від завантаженості приводу підвісної канатної дороги. Також порівняно загальні коефіцієнти корисної дії для канатних доріг із самохідними вагонами та для доріг традиційної конструкції. Наведені результати ґрунтуються на усереднених значеннях параметрів електродвигунів за умови їх різного завантаження. Наукова новизна. Автори вперше запропонували та обґрунтували показники енергоефективності, які дозволяють здійснювати порівняльний аналіз канатних доріг традиційної конструкції та доріг із самохідними вагонами. Визначили залежність цих показників від параметрів канатної дороги. Практична значимість. Результати проведеного порівняльного аналізу канатної дороги традиційної конструкції з дорогами, які містять самохідні вагони, за запропонованими показниками енергоефективності можуть бути використані для обґрунтування доцільності застосування певних видів канатних доріг з метою реалізації окремих транспортних процесів. Розроблену конструктивну схему самохідного вагона можна застосовувати під час розробки енергоефективних проектів пасажирських канатних доріг.Цель. Основной целью статьи мы ставим формирование и обоснование показателей энергоэффективности канатных дорог традиционной конструкции и дорог с самоходными вагонами основе сравнения их величин. Обоснование показателей энергоэффективности канатных дорог позволяет в полном объеме определиться с направлением дальнейших исследований в области развития альтернативного вида городского транспорта. Методика. Для получения исходных данных проведен обзор мировых направлений развития канатных дорог. Предложены аналитические формулы для определения показателей энергоэффективности, по которым выполнено сравнение канатных дорог традиционной конструкции и дорог с самоходными вагонами. При этом учтено влияние степени загруженности и номинальной мощности на коэффициент полезного действия электродвигателя. С целью учета рассеяния энергии в тяговом канате из-за его упругих свойств было введено понятие коэффициента полезного действия тягового канату. Результаты. Сформирована методика подсчета коэффициента полезного действия канатных дорог. Разработаны формулы для определения энергоэффективности и оценено влияние характеристик канатной дороги на их расчетные значения. Построены графики зависимости коэффициента полезного действия самоходной канатной дороги от номинальной мощности электродвигателя и коэффициента полезного действия от загруженности привода подвесной канатной дороги. Также сравнены общие коэффициенты полезного действия для канатных дорог с самоходными вагонами и для дорог традиционной конструкции. Приведенные результаты основываются на усредненных значениях параметров электродвигателей при их разной нагрузке. Научная новизна. Авторы впервые предложили и обосновали показатели энергоэффективности, которые позволяют осуществлять сравнительный анализ канатных дорог традиционной конструкции и дорог с самоходными вагонами. Определили зависимость этих показателей от параметров канатной дороги. Практическая значимость. Результаты проведенного сравнительного анализа канатной дороги традиционной конструкции с дорогами, которые используют самоходные вагоны, по предложенным показателям энергоэффективности могут быть использованы для обоснования целесообразности применения определенных видов канатных дорог с целью реализации отдельных транспортных процессов. Разработанную конструктивную схему самоходного вагона можно применять при разработке энергоэффективных проектов пассажирских канатных дорог