Pantograf

Pantograf (nebo "pánev" nebo "panto") je zařízení namontované na střeše elektrického vlaku, tramvaje nebo elektrického autobusu, které shromažďuje energii prostřednictvím kontaktu s nadzemním vedením. Termín pochází z podobnosti některých stylů s mechanickými pantografy používanými pro kopírování rukopisu a kreseb.

Pantograf je běžný typ sběrače proudu; typicky se používá jednoduchý nebo dvojitý drát, přičemž zpětný proud prochází kolejnicemi. Mezi další typy sběračů proudu patří příďový sběrač a trolejbus.

Uznání:Pantograf se zvedne, když vlak vjede do elektrifikovaného úseku trati. To se obvykle provádí automaticky prostřednictvím snímače na pantografu, který detekuje elektrifikovaný vodič.

Kontakt s nadzemním drátem:Po zvednutí se kontaktní botka na pantografu dostane do kontaktu s trolejovým vedením. Kontaktní botka klouže po drátu a sbírá energii.

Přenos síly:Shromážděný výkon je přenášen ze sběrače na trakční motory, které pohánějí vlak. Tento přenos výkonu se uskutečňuje prostřednictvím řady vodičů a součástí, jako jsou sběrné kroužky a sběrné patky, které přenášejí výkon na trakční motory.

Sledování a ovládání:Pantograf je monitorován a řízen řídicím systémem vlaku. Tento systém zajišťuje, že pantograf udržuje kontakt s trolejovým vedením a upravuje kontaktní tlak, aby byl zajištěn účinný přenos výkonu. Monitoruje také úrovně proudu a napětí, aby se zajistilo, že pantograf pracuje v rámci přijatelných parametrů.

Snížení:Když vlak opustí elektrifikovaný úsek trati, pantograf se spustí. To se obvykle provádí automaticky pomocí senzoru, který detekuje, kdy vlak opustil elektrifikovanou zónu. Snížením sběrače se zajistí, že nepoškodí tunely nebo jiné stísněné prostory, kde se nesmí zvednout.

Pravidelné kontroly:Pantografy by měly být pravidelně kontrolovány, aby se zkontrolovalo poškození, opotřebení a správný provoz. To zahrnuje kontrolu kontaktní patky, rámu, spojovacího mechanismu a dalších součástí, zda nevykazují praskliny, korozi nebo jiné známky opotřebení.

Čištění a mazání:Pantograf by měl být pravidelně čištěn a mazán, aby byl zajištěn hladký provoz a zabránilo se opotřebení. Čištění by mělo být provedeno pomocí vhodného čisticího prostředku k odstranění nečistot a nečistot z kontaktní botky, rámu a dalších součástí. Mazání by mělo být prováděno vhodným mazivem podle doporučení výrobce.

Nastavení:Pravidelné seřizování pantografu je nezbytné pro udržení jeho správné funkce. Je třeba provést úpravy spojovacího mechanismu a ovladačů, aby se zajistilo, že kontaktní botka udržuje správný kontakt s horním drátem. Úpravy by měly být provedeny podle specifikací a pokynů výrobce.

Náhradní díly:Pokud některá součást pantografu vykazuje známky opotřebení nebo poškození, měla by být neprodleně vyměněna. Náhradní díly by měly být zakoupeny od autorizovaných zdrojů, aby byla zajištěna kompatibilita a kvalita.

Elektrické testování:Pravidelné elektrické testování pantografu je nezbytné pro zajištění správného elektrického provozu. To zahrnuje testování vodivosti kontaktní patky, kontrolu úrovně napětí a proudu a sledování výkonu pantografu během provozu.

Školení a vzdělávání:Operátoři a pracovníci údržby by měli absolvovat školení a školení o provozu, údržbě a bezpečnosti pantografů. Toto školení by mělo zahrnovat základní principy sběrače, provozní postupy, techniky odstraňování problémů a bezpečnostní opatření ke snížení rizika poškození nebo zranění.

Způsoby, kterými jsou sběrače ve stylu pantografových a trolejových bot vyráběny a používány v systémech elektrických kolejnic, jsou zcela odlišné. Každý z nich vyžaduje také určitý typ hardwaru.

Sběrače pantografů
V případě nadzemního trolejového systému se sběračem pantografu je málo k zajištění vůle boční stěny na samotném trolejovém drátu. Pantograf najede na drát, klouže po něm a sbírá energii.

Je velmi snadné vytvořit rozbíhavý drátový přechod v pantografovém systému jednoduše umístěním svorek a přitažením drátů dolů a blízko k sobě určitým způsobem. To však není možné při použití trolejbusu.

Sběratelé trolejbusových bot
S trolejbusovými sběrači bot bota přesahuje drát. To znamená, že jakýkoli hardware vyčnívající do vodorovné roviny může být zachycen sběrači obuvi. Proto je důležité být velmi selektivní, jaké svorky se použijí pro připojení botky ke troleji. Obvykle je možné použít svorky ve stylu trolejbusových botek v pantografovém systému, ale ne naopak z tohoto důvodu.

K provedení rozbíhavého drátového přechodu v systému trolejbusových bot je nutné drát přeříznout a umístit překřížení, které umožní botě projít rozbíhavými dráty.

Zajištění elektrické vodivosti
Použití pantografových izolátorů je zásadní pro udržení nepřetržité elektrické vodivosti mezi trolejovým vedením a vlakem, čímž je zaručeno konzistentní napájení pro dosažení optimálního výkonu.

Prevence elektrických poruch
Prevence elektrických poruch lze dosáhnout použitím vysoce kvalitních izolátorů pantografu. Tyto izolátory hrají klíčovou roli při udržování stabilního elektrického připojení, čímž minimalizují prostoje a zvyšují provozní efektivitu.

Zvýšená bezpečnost
Přítomnost dobře fungujících izolátorů pantografového sběrače hraje zásadní roli při zvyšování bezpečnosti cestujících i pracovníků, protože účinně snižuje pravděpodobnost elektrických poruch nebo nehod, ke kterým dojde během jízdy.

Dlouhá životnost a odolnost
Dlouhá životnost a odolnost izolátorů pantografu jsou klíčovými faktory, které je třeba zvážit. Tyto izolátory jsou navrženy tak, aby byly spolehlivé, s delší životností a schopností zvládat každodenní stres spojený s provozem vlaků. Výsledkem je, že nabízejí cenově výhodné řešení po delší dobu.

Segment trhu s integrovaným sběračem zdola nahoru bude mít významný růst

Odhaduje se, že segment palubního pantografu zdola nahoru na studovaném trhu zaujímá hlavní podíl, protože řešení palubního nabíjení je rychlonabíjecí systém používaný hlavně pro nabíjení elektrických autobusů ve městech se stávajícími stejnosměrnými sítěmi, jako jsou například tramvaje. Dále lze tyto palubní pantografy zdola nahoru na elektrických autobusech použít k nabíjení e-busů tam, kde se na několik minut zastaví, tj. tyto pantografy se nasazují pro rychlé nabití, když stojíte na semaforech na červenou, na parkovištích, zastávkách a při cestování na stejné trase s nadzemním elektrickým vedením atd. Taková infrastruktura je také upřednostňována díky svým schopnostem jalového výkonu mezi vozidlem a sítí, a tudíž se očekává, že poptávka během prognózovaného období poroste.

Díky těmto výhodám se očekává, že sklon spotřebitelů, zejména poskytovatelé služeb zpoplatnění a výrobci autobusů, během prognózovaného období poroste, a několik klíčových společností nabízí palubní pantografy zdola nahoru, aby získaly takový rostoucí podíl na trhu. Například,

V listopadu 2021 společnost Siemens Smart Infrastructure oznámila, že poskytne nabíjecí infrastrukturu, tj. nabíjení prostřednictvím palubního pantografu a kontaktního krytu o výkonu 100 a 450 kilowattů pro 21 plně elektrických nízkopodlažních autobusů v Lipsku. Společnost VDL Bus & Coach obdržela související smlouvu od společnosti Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH, provozovatele veřejné dopravy v Lipsku. U obou systémů je připojení realizováno pomocí kontaktních krytů. To znamená: Stejně jako tramvaj budou autobusy vybaveny pantografem, který se pro nabíjení posune zdola nahoru. Vozidlo se automaticky nabíjí přes kontaktní lišty namontované v kapotě.

Mezi faktory přisuzované růstu tohoto segmentu patří rostoucí zavádění elektrických autobusů v Číně, Evropě a Spojených státech v posledních letech. Vláda USA se aktivně podílí na zvýšení počtu elektrických autobusů ve svém dopravním systému. Například,

Tranzitní operátoři v Seattlu a Los Angeles se zavázali přeměnit celý svůj vozový park konvenčních dieselových autobusů na elektrický, což dohromady zahrnuje asi 3 600 autobusů. Předpokládá se, že takové iniciativy v oblasti výměny a nákupu podpoří poptávku po elektrických autobusech, což zase zvýší nasazení nabíjecích pantografů a nabíječek elektrických autobusů v zemi.
V listopadu 2019 Endesa X oznámila, že nainstaluje dvě nová ultrarychlá pantografová nabíjecí zařízení pro elektrobusy na lince H16 v Barceloně, čímž propojí Forum se Zona Franca. Cílem je zaručit, že 22 autobusů TMB, které v současnosti jezdí na této metropolitní lince, bude udržováno nabitých, aby poskytovaly uživatelům autobusů vynikající služby.

Očekává se, že tento vývoj bude v prognózovaném období pokračovat, a tudíž pravděpodobně vytvoří pozitivní výhled pro trh.

Princip pantografu je založen na konceptu paralelního pohybu a proporcionálního škálování. Pantograf se skládá z řady vzájemně propojených ramen nebo článků, které jsou spojeny dohromady. Základní princip spočívá v obkreslování menšího obrázku nebo návrhu jedním koncem pantografu a současné reprodukci větší nebo menší verze obrázku druhým koncem.

Mezi klíčové komponenty pantografu patří:

Sledovací bod:Toto je bod, ve kterém je vysledován původní obrázek nebo design. Obvykle se jedná o stylus nebo pero, které se pohybuje podél obrysů původního obrázku.

Bod kreslení:Toto je bod, ve kterém se vytváří reprodukce obrazu. Je připojen k trasovacímu bodu pomocí řady kloubových ramen nebo článků.

Sklopná ramena nebo odkazy:Jedná se o propojená ramena nebo články, které umožňují pohyb a přenos pohybu z bodu sledování do bodu kreslení. Ramena jsou zavěšena na určitých bodech, aby se zachovaly požadované proporce a paralelní pohyb.

Princip pantografu je založen na koncepci podobných trojúhelníků. Když se trasovací bod pohybuje podél původního obrazu, propojená ramena pantografu zajišťují, že se odpovídající kreslící bod pohybuje proporcionálně a paralelně. Délka ramen a poloha závěsů určují faktor měřítka reprodukce.

Úpravou polohy trasovacího bodu a kreslicího bodu může pantograf vytvářet větší či menší reprodukce původního obrazu při zachování stejných proporcí. Mechanické spojení mezi bodem sledování a bodem kreslení zajišťuje, že pohyby jsou proporcionální a konzistentní, což vede k přesné reprodukci původního obrazu.

Celkově se princip pantografu opírá o koncept paralelního pohybu a proporcionálního škálování pomocí propojených ramen nebo článků. Umožňuje přesnou reprodukci a změnu měřítka obrázků nebo návrhů.