احسان سهرابی
احسان سهرابی
خواندن ۳ دقیقه·۳ سال پیش

پانتوگراف قطارهای الکتریکی و کاربردهای آن

پانتوگراف بازوی جمع شونده ای است که وظیفه انتقال برق شبکه بالاسری به باکس های لوازم حمل و نقل الکتریکی از جمله قطار شهری، اتوبوس‌های برقی و ترامواها را بر عهده دارد. ویژگی مهمی که یک پانتوگراف باید داشته باشد این است که در هر سرعتی تا حد امکان بدون قوس الکتریکی و جداشدن از سیم تماس، انرژی الکتریکی را به وسیله نقلیه کشنده انتقال دهد. در وسایط نقلیه ای که عملیات انتقال برق از طریق پانتوگراف بالاسری انجام می‌گیرد، عموما ۲ عدد پانتوگراف نصب می‌گردد. در اکثر مواقع پانتوگراف عقبی وظیفه انتقال برق را بر عهده دارد و پانتوگراف جلویی صرفا به عنوان رزرو ایفای نقش می‌کند.

اجزاء تشکیل دهنده پانتوگراف

  1. ساختمان اصلی که روی چهار مقره بر روی سقف قرار دارد.
  2. سیستم محرکه که از آلیاژ سبک می باشد.
  3. بلبرینگ و بازوهای متحرک و سیستم تغذیه
  4. جاروبک ( محل اتصال به شبکه بالاسری) : جاروبک ها از جنس های مختلفی از جمله مس، طلا، پلاتین، ذغال تهیه می شوند که با توجه به پارامترهای تعیین کننده از جمله مقدار جریان خطوط بالاسری جنس جاروبک انتخاب می شود. نکته مهم در جاروبک پانتوگراف این است که تماس بین پانتوگراف و خطوط بالاسری باید بدون وقفه برقرار باشد. زیرا فاصله ایجاد شده موجب ایجاد یک قوس الکتریکی بین خطوط بالاسری و پانتوگراف و در نتیجه ایجاد نقطه جوش در سیم تماس می شود که این امر سطح تماس جاروبک و هادی تماس را کم و بر نوسانات و فاصله های هوائی در طول حرکت می افزاید.در نتیجه قوس های الکتریکی مداومی ایجاد می شود که باعث گرم شدن هادی تماس و پانتوگراف شده که هادی تماس در اثر گرم شدن شکل خود را از دست می دهد.

فنر پانتوگراف

از آنجایی که پانتوگراف باید با نیروی ثابت در تماس دائم با شبکه برق بالاسری باشد،استفاده از فنرهای با صلبیت یکنواخت اهمیت پیدا می کند. فنرهای پانتوگراف در کنار دمپر آن وظیفه تنظیم نیرو به صورت یکنواخت و جلوگیری از اعمال ضربه به قطار و پانتوگراف را دارا می‌باشند.

ویژگی‌های پانتوگراف

با توجه به حساسیت بالای این تجهیز، می بایست هنگام طراحی، مهندسی معکوس و ساخت پانتوگراف موارد زیر در نظر گرفته شوند. به عبارتی دیگر پانتوگرافی که به درستی طراحی و ساخته شده باشد باید ویژگی های زیر را داشته باشد:

  • به طور دائم با شبکه بالاسری در ارتباط باشد تا انرژی مورد نیاز قطار را به صورت یکنواخت تامین کند.
  • در حین حرکت کمترین ارتعاش را داشته باشد.
  • سیم ها را دچار خراش نکرده و همچنین سایش بیش از حد ایجاد نکند.
  • مقاومت آیرودینامیکی پایینی داشته باشد.
  • متناسب با سرعت قطار باشد.
  • در برابر حرارت، خوردگی و ارتعاش مقاوم بوده و همچنین از قابلیت اعتماد و عمر عملیاتی مناسبی برخوردار باشد.

انواع سازه های پانتوگراف

پانتوگراف تک بازویی

پانتوگراف تک بازویی دارای یک بازو بوده که خم شدن آن تیغه پانتوگراف پایین و با باز شدن آن تیغه بالا می رود.این نوع پانتوگراف بصورت سنتی در اروپا استفاده می شود و در ژاپن نیز به فزاینده ای در حال استفاده است و بیشتر در شبکه برق رسانی AC کاربرد دارد. از دلایل استفاده گسترده از پانتوگراف تک بازویی، می‌توان به نیروی کم مورد نیاز برای بلند شدن پانتوگراف اشاره کرد.

پانتوگراف قطارهای شهری – مدل تک بازویی
پانتوگراف قطارهای شهری – مدل تک بازویی


پانتوگراف دو بازویی

پانتوگراف دو بازویی دارای دو بازوی مقابل هم است که بصورت آکاردئونی باز و بسته می شود.این پانتوگراف بصورت گسترده درراه آهن ژاپن استفاده می شود که بیشتر در شبکه برق رسانی DC استفاده می شود.

پانتوگراف قطارهای شهری – مدل دو بازویی
پانتوگراف قطارهای شهری – مدل دو بازویی


پانتوگراف بالی شکل

این نوع پانتو گراف برای کاهش سر و صداهای تولید شده در قطار های پر سرعت است که در حال حاضر در قطار های شینکانسن استفاده می شود.

پانتوگراف قطارهای شهری – مدل بالی شکل
پانتوگراف قطارهای شهری – مدل بالی شکل
پانتوگرافمهندسی مکانیکمهندسی برقساخت و تولیدمهندسی معکوس
شاید از این پست‌ها خوشتان بیاید