Pantògraf

Un pantògraf (o "pan" o "panto") és un aparell muntat al sostre d'un tren elèctric, tramvia o autobús elèctric per recollir energia mitjançant el contacte amb una línia aèria. El terme prové de la semblança d'alguns estils amb els pantògrafs mecànics utilitzats per copiar l'escriptura i els dibuixos.

El pantògraf és un tipus comú de captador de corrent; normalment, s'utilitza un cable simple o doble, amb el corrent de retorn que passa pels rails. Altres tipus de col·lectors de corrent inclouen el col·lector de proa i el pal del carro.

Reconeixement:El pantògraf s'aixeca quan el tren entra en un tram de via electrificat. Això normalment es fa automàticament, mitjançant un sensor al pantògraf que detecta el cable electrificat.

Contacte amb cable aeri:Un cop aixecat, la sabata de contacte del pantògraf entra en contacte amb el cable aeri. La sabata de contacte llisca al llarg del cable, recollint energia.

Transmissió de potència:La potència recollida es transmet des del pantògraf als motors de tracció que propulsen el tren. Aquesta transmissió de potència té lloc a través d'una sèrie de conductors i components, com ara anelles col·lectores i sabates col·lectores, que transfereixen la potència als motors de tracció.

Seguiment i control:El pantògraf està monitoritzat i controlat pel sistema de control del tren. Aquest sistema assegura que el pantògraf manté el contacte amb el cable aeri i ajusta la pressió de contacte per garantir una transmissió eficient de potència. També supervisa els nivells de corrent i tensió per assegurar-se que el pantògraf funciona dins dels paràmetres acceptables.

Baixada:Quan el tren surt del tram electrificat de la via, el pantògraf es baixa. Això normalment es fa automàticament mitjançant un sensor que detecta quan el tren ha sortit de la zona electrificada. La baixada del pantògraf garanteix que no danyin els túnels o altres espais confinats on no es pugui aixecar.

Inspeccions periòdiques:Els pantògrafs s'han d'inspeccionar regularment per comprovar si hi ha danys, desgast i funcionament correcte. Això inclou la inspecció de la sabata de contacte, el marc, el mecanisme d'enllaç i altres components per detectar esquerdes, corrosió o altres signes de desgast.

Neteja i lubricació:El pantògraf s'ha de netejar i lubricar regularment per garantir un bon funcionament i evitar el desgast. La neteja s'ha de fer amb un agent de neteja adequat per eliminar la brutícia i els residus de la sabata de contacte, el marc i altres components. La lubricació s'ha de fer amb un lubricant adequat, seguint les recomanacions del fabricant.

Ajust:L'ajust periòdic del pantògraf és essencial per mantenir el seu correcte funcionament. S'han de fer ajustos al mecanisme d'enllaç i als actuadors per garantir que la sabata de contacte mantingui un contacte adequat amb el cable aeri. Els ajustaments s'han de fer segons les especificacions i directrius del fabricant.

Peces de recanvi:Si algun component del pantògraf presenta signes de desgast o dany, s'ha de substituir ràpidament. Les peces de recanvi s'han d'adquirir de fonts autoritzades per garantir la compatibilitat i la qualitat.

Prova elèctrica:Les proves elèctriques periòdiques del pantògraf són essencials per garantir un funcionament elèctric adequat. Això inclou provar la conductivitat de la sabata de contacte, comprovar els nivells de tensió i corrent i controlar el rendiment del pantògraf durant el funcionament.

Formació i educació:Els operadors i el personal de manteniment han de rebre formació i educació sobre el funcionament, el manteniment i la seguretat dels pantògrafs. Aquesta formació ha de cobrir els principis bàsics del pantògraf, els procediments d'operació, les tècniques de resolució de problemes i les mesures de seguretat per reduir el risc de danys o lesions.

Les maneres en què es fabriquen i s'utilitzen els col·lectors d'estil de sabates de pantògrafs i carros dins dels sistemes de ferrocarril elèctrics són força diferents. Cadascun també requereix un determinat tipus de maquinari.

Col·leccionistes de pantògrafs
En el cas d'un sistema de catenària aèria amb un col·lector de pantògraf, hi ha poc per garantir l'espai lliure de la paret lateral al mateix cable del carro. El pantògraf xoca contra un cable, lliscant i agafant el seu poder.

És molt fàcil fer una transició de cables divergents en un sistema de pantògraf simplement col·locant les pinces i estirant els cables cap avall i a prop els uns dels altres d'una manera particular. Tanmateix, això no és possible quan s'utilitza una sabata de carro.

Col·leccionistes de sabates de carro
Amb els col·lectors de sabates del carro, la sabata s'estén més enllà del cable. Això significa que qualsevol maquinari que sobresurt al pla horitzontal pot ser atrapat pels col·leccionistes de sabates. Per tant, és important ser molt selectiu sobre quines pinces s'utilitzen per connectar la sabata al cable de contacte. Normalment és possible utilitzar pinces d'estil de sabata de carro en un sistema de pantògraf, però no al revés per aquest motiu.

Per fer una transició de cables divergents en un sistema de sabates de carro, cal tallar el cable i col·locar un encreuament que permeti que la sabata passi a través dels cables divergents.

Assegurant la conductivitat elèctrica
L'ús d'aïllants pantògrafs és essencial per mantenir la conductivitat elèctrica contínua entre els cables aeri i el tren, garantint així una font d'alimentació consistent per aconseguir un rendiment òptim.

Prevenció d'interrupcions elèctriques
La prevenció de pertorbacions elèctriques es pot aconseguir mitjançant la utilització d'aïllants de pantògrafs d'alta qualitat. Aquests aïllants tenen un paper crucial per mantenir una connexió d'alimentació constant, per tant, minimitzant el temps d'inactivitat i millorant l'eficiència operativa.

Seguretat millorada
La presència d'aïllants de pantògrafs que funcionen correctament juga un paper crucial a l'hora de millorar la seguretat tant dels passatgers com dels treballadors, ja que redueix eficaçment la probabilitat que es produeixin avaria elèctrica o accidents durant el viatge.

Longevitat i durabilitat
La longevitat i la durabilitat dels aïllants del pantògraf són factors clau a tenir en compte. Aquests aïllants estan dissenyats per ser fiables, amb una vida útil més llarga i amb la capacitat de gestionar les tensions diàries associades a les operacions del tren. Com a resultat, ofereixen una solució rendible durant un període de temps prolongat.

Segment de mercat de pantògrafs de baix a dalt a bord per tenir un creixement significatiu

Es calcula que el segment de pantògraf de baix a dalt del mercat estudiat ocupa una part important, ja que la solució de càrrega a bord és un sistema de càrrega ràpida que s'utilitza principalment per a la càrrega d'autobusos elèctrics a les ciutats amb xarxes de corrent continu existents, com ara els tramvies. A més, aquests pantògrafs de baix a dalt a bord dels autobusos elèctrics es poden utilitzar per carregar els autobusos electrònics on s'aturen durant uns minuts, és a dir, aquests pantògrafs es despleguen per a una càrrega ràpida mentre es troben davant dels senyals de trànsit de llum vermella, zones d'aparcament, aturades, mentre es viatja. a la mateixa ruta amb línies elèctriques aèries, etc. Aquesta infraestructura també es veu afavorida a causa de les seves capacitats de potència reactiva de vehicle a xarxa i, per tant, s'espera que la demanda augmenti durant el període previst.

A causa d'aquests avantatges, la inclinació dels consumidors, especialment els proveïdors de serveis de càrrega i els fabricants d'autobusos, s'espera que creixin durant el període de previsió i, per tal de captar aquesta creixent quota de mercat, diverses empreses clau ofereixen pantògrafs de baix a dalt. Per exemple,

El novembre de 2021, Siemens Smart Infrastructure va anunciar que proporcionarà la infraestructura de càrrega, és a dir, la càrrega mitjançant un pantògraf a bord i una caputxa de contacte amb 100 i 450 quilowatts per a 21 autobusos de pis baix totalment elèctrics a Leipzig. VDL Bus & Coach va rebre el contracte associat de la Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH, l'operador de transport públic de Leipzig. En ambdós sistemes la connexió es realitza mitjançant caputxes de contacte. Això vol dir: com un tramvia, els autobusos estaran equipats amb un pantògraf que es mou de baix a dalt per carregar. El vehicle es carrega automàticament mitjançant els rails de contacte muntats al capó.

Els factors que s'atribueixen a impulsar el creixement d'aquest segment inclouen l'adopció creixent d'autobusos elèctrics a la Xina, Europa i els Estats Units durant els últims anys. El govern dels EUA està participant activament per augmentar el nombre d'autobusos elèctrics al seu sistema de transport. Per exemple,

Els operadors de trànsit de Seattle i Los Angeles s'han compromès a convertir la totalitat de les seves flotes d'autobusos dièsel convencionals a elèctrics, que en conjunt inclouen uns 3.600 autobusos. Es preveu que aquestes iniciatives de substitució i adquisició impulsin la demanda d'autobusos elèctrics, que al seu torn, augmentaran el desplegament de pantògrafs i carregadors de càrrega d'autobusos elèctrics al país.
El novembre de 2019, Endesa X va anunciar que instal·larà dos nous dispositius de càrrega de pantògrafs ultra ràpids per a autobusos elèctrics a la línia H16 de Barcelona, ​​que uneixen el Fòrum amb la Zona Franca. L'objectiu és garantir que els 22 autobusos de TMB que circulen actualment per aquesta línia metropolitana es mantinguin carregats per oferir un servei excel·lent als usuaris de l'autobús.

S'espera que aquests desenvolupaments continuïn durant el període de previsió i, per tant, probablement creïn una perspectiva positiva per al mercat.

El principi d'un pantògraf es basa en el concepte de moviment paral·lel i escala proporcional. Un pantògraf consisteix en una sèrie de braços o enllaços interconnectats que s'uneixen entre si. El principi bàsic consisteix a traçar una imatge o disseny més petit amb un extrem del pantògraf alhora que es reprodueix una versió més gran o més petita de la imatge amb l'altre extrem.

Els components clau d'un pantògraf inclouen:

Punt de seguiment:Aquest és el punt en què es traça la imatge o el disseny original. Normalment és un llapis o un llapis que es mou al llarg dels contorns de la imatge original.

Punt de dibuix:Aquest és el punt en què es crea la reproducció de la imatge. Està connectat al punt de traçat mitjançant una sèrie de braços articulats o enllaços.

Braços articulats o enllaços:Aquests són els braços o enllaços interconnectats que permeten el moviment i la transferència del moviment des del punt de traçat al punt de dibuix. Els braços estan articulats en punts específics per mantenir les proporcions desitjades i el moviment paral·lel.

El principi d'un pantògraf es basa en el concepte de triangles semblants. A mesura que el punt de traçat es mou al llarg de la imatge original, els braços interconnectats del pantògraf asseguren que el punt de dibuix corresponent es mogui de manera proporcional i paral·lela. La longitud dels braços i la posició de les frontisses determinen el factor d'escala de la reproducció.

Ajustant la posició del punt de traçat i del punt de dibuix, el pantògraf pot crear reproduccions més grans o més petites de la imatge original mantenint les mateixes proporcions. L'enllaç mecànic entre el punt de traçat i el punt de dibuix garanteix que els moviments siguin proporcionals i coherents, donant lloc a una reproducció precisa de la imatge original.

En general, el principi d'un pantògraf es basa en el concepte de moviment paral·lel i escala proporcional mitjançant l'ús de braços o enllaços interconnectats. Permet la reproducció precisa i l'escala d'imatges o dissenys.