Струмоприймач трамвая, конструкція

[Kozak]

Привід пантографа, включаючи крім пружини ще ланцюг та кулачок, відповідає за створення необхідної сили, яка притискає контактну головку до електричного дроту для надійного струмознімання.
Контактний провід підвішений над колією на різній висоті, залежно від маршруту та інфраструктури. Низький контактний дріт тисне на ковзні колодки, створюючи вертикальну силу, яка протидіє силі рушійної пружини, опускаючи пантограф. Високий контактний дріт змушує підійматися пантограф за собою, використовуючи силу, що створюється рушійною пружиною. Під час руху струмоприймач повинен постійно регулювати свою висоту відповідно до поточної висоти підвіски контактного дроту, одночасно підтримуючі постійний тиск з боку контактної головки на дріт.

Позначення: 1 - кулачок, 2 - приводний ланцюг, 3 - приводна пружина, 4 - гвинт регуляційний натягу пружини, A - обертовий вал нижнього плеча шарнірної рами, B - знімач електричний.

Загальновживаною є система, в якій крутний момент на приводному валу нижнього важеля шарнірної рами напівпантографа передається від приводної пружини через приводний ланцюг, який намотаний на кулачок. Форма профілю кулачка вибирається індивідуально на етапі проектування для конкретної моделі, тому радіус кулачка відносно осі обертання приводного вала нижнього важеля змінюється залежно від кута, що підтримує постійний статичний тиск на кожній робочій висоті напівпантографа.

Позначення: 1 - вал нижнього важеля, 2 - приводна пружина, 3 - кулачок, 4 - приводний ланцюг.

[Kozak]

Діапазон висоти струмоприймачів розрізняють на робочий та проектний.
Проектний діапазон вимірюється від контактної головки в її найнижчому положенні ("паркування") до головки в її найвищому положенні. Робочий діапазон менший проектного, на ньому струмоприймач може працювати під час нормальної експлуатації під час руху на всіх швидкостях, забезпечуючи належну взаємодію з контактним дротом повітряної лінії.

Положення контактної головки: А - найнижче, B - робоче високе, C - робоче низьке, D - найвище.

У робочому діапазоні висоти пантограф повинен чинити однаковий та вірно відрегульований тиск на контактний провід, щоб забезпечити безперебійне постачання електроенергії.
Занадто великий тиск струмоприймача призведе до надмірного підйому контактного дроту ковзною накладкою, що сприятиме значному збільшенню тертя (прискорений знос).
Недостатній тиск призведе до відокремлення ковзних накладок від контактного дроту через рух та вібрації, що призведе до перебоїв у подачі електроенергії та утворення між накладками та дротами електричних дуг та іскор, які небезпечні через можливі пошкодження компонентів (термічні опіки).
Занадто малий тиск призводить до більшої вібрації, внаслідок чого накладки сильніше вдаряються об контактний дріт, що також спричиняє пошкодження (сколи або розтріскування).

Позначення: синя стрілка - тиск на контактний провід, А - робочий діапазон висоти.

Важливо, щоб механізм струмоприймача підтримував правильний тиск навіть за максимальної швидкості руху, коли виникає найбільший аеродинамічний опір від потоку повітря, що тисне на конструкцію напівпантографа залежно від напрямку руху та намагається зменшувати або збільшувати контактну силу.

Колір стрілок: біла - напрям руху, синя - потік повітря, червона - зміна вертикального тиску.

[Kozak]

Рамкові струмоприймачі.

Складаються з двох частин, нерухомої основної рами, яка встановлена ​​на даху транспортного засобу, та рухомої рами, яка кріпиться до основної рами пружно та оснащена ковзною планкою. Пружини забезпечують притиснення рами до тягового троса електроживлення. Перевагою над дуговими струмоприймачами була менша маса рухомої частини, яка швидше реагувала на зміни висоти, і краща симетричність, для легшого двонаправленного руху.
Рамкові струмознімачами досі іноді використовуються на маршрутах, де використовується трифазна тягова потужність. Такі рішення використовують відповідну кількість механічно та електрично незалежних рам, розташованих в один ряд і контактуючих з фазними провідниками, підвішеними збоку або над коліями. Таке розташування стало основою для перших рішень з ножицевими струмознімачами (пантографами).

Берлінський трикутний бугель (відноситься до рамкових). Трамвай у Bad Homburg, локомотив Nolb E1, фото 1910-1911 років.

[Kozak]

Стрижневі струмоприймачі.

Конструкція передбачає встановлення на даху транспортного засобу поперек його поздовжньої осі стрижня відповідної форми у формі дуги, який пружиною притискається до контактного дроту. Специфічне рішення, використовувалось переважно у промисловості із невеликими швидкостями руху, де потрібно було розмістити контактний дріт за межами основного габариту.
Незважаючи на свою простоту та двонаправленість, це рішення було досить ненадійним, особливо з точки зору досягнення належної взаємодії між стрижнем і контактним проводом. Крім того, одностороннє кріплення стрижня часто призводило до частих пошкоджень. Останній рейковий транспортний засіб з цією системою був виведений з експлуатації в 1950-х роках.

Частина елементів конструкції використовувалась для трифазної тягової потужності. Моторні вагони Siemens та AEG, 1903 рік.

[Kozak]

Розташування пантографа на даху трамвая має значення для гарної взаємодії між ним та контактним дротом.

З точки зору експлуатації трамвая, чим ближче струмоприймач до кабіни (над першим візком за напрямом руху), тим краще, оскільки це полегшує водію визначення положення струмоприймача відносно, наприклад, ізоляторів секції контактної мережі. Однак іноді, через розташування обладнання, встановленого на даху, пантографи знаходяться ближче до центру транспортного засобу або навіть у його задній частині, якщо дивитися за напрямком руху.

Зазвичай струмознімач встановлюються безпосередньо над візками, оскільки це забезпечує їх належну взаємодію з контактним дротом. На кривих положення контактного дроту над колією набуває форми багатокутника, вершини якого в точках його підвішування спрямовані до опорних конструкцій. Розташування струмознімачів над візком (повзун пантографа розташований на поперечній осі візка) забезпечує належну взаємодію між ковзною накладкою та контактним дротом. Тоді, коли візок рухається вздовж колії, він завжди рухається аналогічно відносно своєї осі та кузова.

Позначення: червона стрілка - погане місце розташування, 1 - візок, 2 - контактний дріт, 3 - струмоприймач, 4 - ковзна накладка.

Встановлення струмознімачів поза зоною візка може призвести до того, що контактний провід опиниться поза робочою зоною струмознімачів, коли кузов вигинається, створюючи хорду відносно кривої колії. Існує кілька трамваїв, де струмоприймачі не розташовані над візками, але це має бути підтверджено аналізом взаємодії між струмоприймачем та контактним дротом з точки зору кінематики рухів кузова відносно осі колії та підвіски контактного дроту.
Для прямих ділянок розташування струмознімачів відносно довжини транспортного засобу не має значення.

Позначення: a - відхилення дроту від центру колії прямої ділянки, 1 і 2 - різні варіанти тримачів мережі.

[Kozak]

Кілька відео реальної взаємодії струмоприймача з контактною мережею наостанок.

Трамвай, Будапешт, поїздка містом, камера закріплена на корпусі контактної планки:


Трамвай, Познань, виїзд з депо Мадаліна (Madalinskiego), камера закріплена на даху:


Локомотив, Болгарія (станції Пловдів, Стара Загора, Першомай), рух до 160 км/год:

[Юрик]

В описі струмоприймачів є одна, значна помилка.
Всі ті що ідуть з однійєю нижнєю стійкою - не є ПАНТОГРАФ.
Навіть у залізничників ПАНТОГРАФ, там де є дві ніжні та дві верхні (відповідно до інструменту для креслення), а всі жо з однією класифікуюця як струмоприймач, но не пантограф

[Kozak]

Передивився, єдиний, хто не відноситься до пантографічних струмоприймачів, це "Берлінський трикутний пантограф", але це вважається місцевою історичною назвою, можна грубіше перекласти як "Берлінський трикутний бугель", зробив заміну.