Pantograf (taşıma) - Pantograph (transport)
Bir pantograf (veya " pan " veya " panto "), bir havai hat ile temas yoluyla güç toplamak için bir elektrikli tren , tramvay veya elektrikli otobüsün çatısına monte edilen bir cihazdır . (Buna karşılık, pil elektrikli otobüs ve trenler ücretlendirilir şarj istasyonları ). Pantograf, yaygın bir akım toplayıcı türüdür . Tipik olarak, dönüş akımı raylardan geçerken tek veya çift tel kullanılır . Terim, bazı stillerin el yazısı ve çizimleri kopyalamak için kullanılan mekanik pantograflara benzerliğinden kaynaklanmaktadır .
Buluş
Kontak teli üzerindeki yanal gerilimi en aza indirmek için düşük sürtünmeli, değiştirilebilir grafit kontak şeridi veya "ayakkabı" içeren pantograf , ilk olarak 19. yüzyılın sonlarında ortaya çıktı. İlk versiyonlar, 1889'da Almanya'da Siemens & Halske'de baş mühendis olan Walter Reichel tarafından icat edilen yay toplayıcıyı ve ilk olarak 1895'te Baltimore ve Ohio Demiryolu tarafından kullanılan düz sürgülü pantografı içerir.
Tanıdık elmas biçimli silindir pantograf icat ve John S. Brown tarafından patenti alınmıştır Anahtar Sistemi onların için dükkan banliyö arasındaki koştu trenler San Francisco ve Doğu Körfezi bölümünde San Francisco Bay Area içinde California . 26 Ekim 1903'teki hizmetin ilk gününün fotoğraflarında görünüyorlar. Bundan sonraki on yıllar boyunca, aynı elmas şekli dünyanın her yerindeki elektrikli raylı sistemler tarafından kullanıldı ve bugün bazıları tarafından kullanılmaya devam ediyor.
Pantograf, o zamana kadar geçerli olan basit tramvay direği üzerinde bir gelişmeydi, çünkü pantograf, örneğin troley direğinin kablolarının çözülmesi nedeniyle, bir elektrikli raylı aracın havai hatlarla temasını kaybetmeden çok daha yüksek hızlarda seyahat etmesine izin veriyordu. .
Buna rağmen, troley direği akım toplama, Chicago North Shore ve Milwaukee Railroad , aynı zamanda North Shore Line olarak da bilinen Electroliner araçlarında saatte 90 mil (140 km/s) hıza kadar başarıyla kullanıldı .
Modern kullanım
Günümüzde en yaygın pantograf türü, trenler hızlandıkça yüksek hızlarda daha kompakt ve duyarlı tek kollu bir tasarım sağlamak için gelişen yarım pantograf (bazen 'Z' şeklinde) olarak adlandırılır. Louis Faiveley bu tür pantografı 1955'te icat etti. Yarım pantograf, çok hızlı trenlerden ( TGV gibi ) düşük hızlı kentsel tramvay sistemlerine kadar her şeyde kullanımda görülebilir . Tasarım , en yeni yüksek performanslı lokomotifleri Re 460 ve Taurus ile ters yönde hareket eden İsviçre ve Avusturya demiryollarının gösterdiği gibi, hareketin her iki yönünde de eşit verimlilikle çalışır . Avrupa'da pantografların geometrisi ve şekli , Avrupa Elektroteknik Standardizasyon Komitesi CENELEC tarafından belirlenir .
Teknik detaylar
Modern elektrikli raylı sistemler için elektrik iletim sistemi , bir kontak telinin askıya alındığı , ağırlık taşıyan bir üst telden ( katener olarak bilinir ) oluşur. Pantograf yaylıdır ve treni çalıştırmak için gereken akımı çekmek için kontak pabucunu kontak telinin alt tarafına doğru iter. Rayların çelik rayları elektriksel dönüş görevi görür . Tren hareket ettikçe, temas pabucu tel boyunca kayar ve tellerde kontağı kesen ve akım toplamayı bozan duran dalgalar oluşturabilir. Bu, bazı sistemlerde bitişik pantograflara izin verilmediği anlamına gelir.
Pantograflar, erken tramvay sistemlerinde yaygın olarak kullanılan tramvay direklerinin halefi teknolojisidir . Tramvay direkleri, hareket serbestliği ve iki telli bir devre ihtiyacı pantografları pratik olmayan hale getiren troleybüsler ve Toronto tramvay sistemi gibi , dönüşlerinde ek hareket özgürlüğü gerektirecek kadar keskin dönüşlere sahip bazı tramvay ağları tarafından hala kullanılmaktadır. Kesintisiz temas sağlamak için mevcut koleksiyon. Bununla birlikte, Toronto'nunkiler de dahil olmak üzere bu ağların çoğu, pantograf işlemine uyum sağlamak için güncellemelerden geçiyor.
Havai kablolu pantograflar artık modern elektrikli trenler için akım toplamanın baskın biçimidir, çünkü üçüncü bir raylı sistemden daha kırılgan olmalarına rağmen daha yüksek voltaj kullanımına izin verirler.
Pantograflar tipik olarak, ya birimi yükseltmek ve iletkene karşı tutmak için ya da uzatmayı etkilemek için yaylar kullanıldığında, düşürmek için aracın fren sisteminden gelen basınçlı hava ile çalıştırılır. İkinci durumda basınç kaybına karşı önlem olarak kol bir mandalla aşağı konumda tutulur. Yüksek voltajlı sistemler için, çatıya monte devre kesiciler kullanıldığında elektrik arkını "üflemek" için aynı hava kaynağı kullanılır.
Tek ve çift pantograflar
.JPG)
.jpg)
Pantograflar tek veya çift kollu olabilir. Çift kollu pantograflar genellikle daha ağırdır, yükseltmek ve alçaltmak için daha fazla güç gerektirir, ancak aynı zamanda hataya daha dayanıklı olabilir.
Eski SSCB demiryollarında en yaygın kullanılan pantograflar çift kollu ("iki eşkenar dörtgenden yapılmış") olanlardır, ancak 1990'ların sonundan beri Rus demiryollarında bazı tek kollu pantograflar bulunmaktadır. Bazı tramvaylar, aralarında Rus KTM-5, KTM-8, LVS-86 ve diğer birçok Rus yapımı tramvayın yanı sıra Belçika'daki bazı Euro-PCC tramvaylarının da bulunduğu çift kollu pantograflar kullanır. Amerikan tramvayları ya araba direkleri ya da tek kollu pantograflar kullanır.
Metro sistemleri ve havai hatlar
Çoğu hızlı toplu taşıma sistemi üçüncü bir raydan güç alır , ancak bazıları pantograflar, özellikle de geniş yer üstünde koşu içerenler kullanır. Rotaları, Amsterdam Metrosu'nun 51. hattı , MBTA Green Line , Cleveland, Frankfurt am Main U'daki RTA Rapid Transit gibi şehir sokaklarındaki veya diğer kamuya açık alanlardaki yolları içeren çoğu hibrit metro-tramvay veya 'metro-öncesi' hatlar -Bahn ve San Francisco'daki Muni Metrosu , standart bir üçüncü ray sokak trafiğini engelleyeceği ve çok büyük bir elektrik çarpması riski oluşturacağı için havai kablo kullanıyor.
Çeşitli istisnalar arasında, Bordeaux , Angers , Reims ve Dubai'dekiler gibi , Alstom tarafından geliştirilen ve APS adı verilen ve yalnızca tamamen tramvay tarafından kapsanan ray bölümlerine güç uygulayan tescilli bir yeraltı sistemini kullanan birkaç tramvay sistemi bulunmaktadır. Bu sistem orijinal olarak Bordeaux'nun tarihi merkezinde kullanılmak üzere tasarlandı çünkü bir havai tel sistemi görsel bir izinsiz girişe neden olacaktı. Havai hatlardan kaçınan benzer sistemler Bombardier , AnsaldoBreda , CAF ve diğerleri tarafından geliştirilmiştir . Bunlar, fiziksel yer seviyesindeki altyapıdan oluşabilir veya pil paketlerinde depolanan enerjiyi kısa mesafelerde havai kablolama olmadan seyahat etmek için kullanabilir .
Havai pantograflar bazen üçüncü raylara alternatif olarak kullanılır, çünkü üçüncü raylar belirli kış hava koşullarında buz tutabilir. Mbta Blue Line onun güzergahın tamamı bölüm için pantograf gücünü kullandığı yüzeyde çalışır, onun güzergahın yeraltı kısmına girmeden önce üçüncü ray gücüne geçiş yaparken. Tüm metro sistemleri Sidney , Madrid , Barselona , Şanghay , Hong Kong , Seul , Kobe , Fukuoka , Sendai , Jaipur , Chennai , Mumbai ve Delhi havai kablo ve pantograflar (yanı sıra metro sistemlerinin belirli çizgileri kullanmak Pekin , Chongqing , Noida , Haydarabad , Jakarta , Tokyo , Osaka , Nagoya , Singapur , Sapporo , Budapeşte ve Mexico City ). Pantograflar, zamanın diğer işletme şirketi Compagnie du chemin de fer métropolitain de Paris'e kadar Paris'teki Nord-Sud Company hızlı transit hatlarında da kullanıldı, şirketi satın aldı ve tüm havai kabloları, kullanılan standart üçüncü raylı sistemle değiştirdi. diğer satırlar.
Çok sayıda demiryolu hattı, genellikle tarihsel nedenlerle, rotalarının farklı bölümleri boyunca hem üçüncü demiryolu hem de havai güç toplama kullanır. Bunlar Kuzey Londra hattı ve Batı Londra hatları arasında Londra Overground , Kuzey City Line of Great Northern , beş hatlarının üç Rotterdam Metro ağı Metro-North Trenin New Haven Hattı ve Şikago Transit Otoritesi 'nin sarı hattı . Bu son durumda, üst kısım Chicago North Shore ve Milwaukee Demiryolu'nun yüksek hızlı Skokie Valley Route'unun bir kalıntısıydı ve tüm Chicago metro sisteminde herhangi bir uzunlukta pantograf koleksiyonunu kullanan tek hattı. Bu nedenle, hat, pantografların yanı sıra üçüncü ray pabuçlarına sahip vagonlara ihtiyaç duyuyordu ve üst kısım sistemin çok küçük bir parçası olduğu için, sadece birkaç vagon bu kadar donanımlı olacaktı. Değişim, Crawford-East Prairie istasyonunun eski yeri olan East Prairie'deki hemzemin geçidinde meydana geldi . Burada, Dempster-Skokie'ye giden trenler pantograflarını yükseltirken, Howard'a giden trenler pantograflarını indirecek ve bunu her iki durumda da hızla yapacaktı. 2005 yılında, sistemin yalnızca çok küçük bir bölümünü temsil eden maliyet ve benzersiz bakım ihtiyaçları nedeniyle, havai sistem kaldırıldı ve sistemin geri kalanında kullanılan aynı üçüncü ray gücü ile değiştirildi, bu da tüm sisteme izin verdi. Chicago'nun vagonları hatta çalışacak. Skokie donanımlı araçlardaki tüm pantograflar kaldırıldı.
2010 yılında, Oslo Metro hattı 1, Frøen istasyonunda üçüncü raydan havai hat gücüne değişti. Nedeniyle birçok hemzemin nedeniyle, yaşlı hat geri kalanı üzerinde üçüncü bir raya montajı zordur görüldü tek parça . 2010'dan sonra hemzemin geçitlere rağmen üçüncü raylar kullanılmaya başlandı. Üçüncü raylarda boşluklar var, ancak iki temas pabucu var.
Üç fazlı besleme
Üç fazlı güç kaynağı kullanan bazı sistemlerde , lokomotifler ve elektrikli arabalar, çalışan raylar tarafından sağlanan üçüncü faz devresi ile iki pantografa sahiptir. 1901'de Siemens & Halske'deki Walter Reichel'in bir başka tasarımı olan deneysel bir yüksek hızlı kurulum, kolektörler yatay olarak uzanan pantograflara monte edilmiş dikey olarak monte edilmiş üç havai tel kullandı.
Eğimli pantograflar
Açık vagonların yukarıdan yüklendiği hatlarda , buna izin vermek için havai hat kaydırılabilir; pantograflar daha sonra dikey bir açıyla monte edilir.
zayıf yönler
Bir pantograf ve bir havai hat arasındaki temas genellikle bir grafit bloğu aracılığıyla sağlanır . Bu malzeme, bir yağlayıcı olarak çalışırken elektriği iletir . Grafit kırılgan olduğundan, çalışma sırasında parçalar kırılabilir. Kötü pantograflar havai kabloyu yakalayabilir ve yırtabilir, bu nedenle kötü tellerin pantografa zarar verebileceği ve kötü pantografların tellere zarar verebileceği iki yönlü bir etki vardır. Bunu önlemek için pantograf izleme istasyonu kullanılabilir. Sürekli yüksek hızlarda (saatte 300 kilometrenin (190 mph) üzerinde) sürtünme, temas şeridinin kızarmasına neden olabilir ve bu da aşırı ark oluşumuna ve nihai arızaya neden olabilir .
İngiltere'de, araçların pantografları ( Brecknell Willis , Stone Faiveley vb.) hava basıncı ile yükseltilir ve grafit teması "karbonlar" pantograf kafasında bir grafit şeridin kaybolması durumunda havayı serbest bırakan bir hava galerisi oluşturur ve harekete geçer. otomatik düşürme cihazı ve hasarı önlemek için pantografın indirilmesi. Daha yeni elektrikli çekiş üniteleri, grafit şeritler hasar gördüğünde temas noktasındaki arkın neden olduğu rahatsızlıkları tespit eden daha karmaşık yöntemler kullanabilir. Elektrikli bir çoklu ünite üzerinde her zaman iki pantograf bulunmaz , ancak diğerinin olduğu durumlarda biri hasar gördüğünde kullanılabilir; bu duruma bir örnek, bir İngiliz Demiryolu Sınıfı 390 olabilir . Hareket yönüne göre arka pantograf, dolaşma durumunda her iki pantografa da zarar vermemek için sıklıkla kullanılır: ön pantograf kullanılmışsa, bir karışıklıktan kaynaklanan döküntüler arka pantografta hasara neden olabilir ve hem pantografları hem de aracı çalışmaz hale getirebilir. .