パンタグラフ

パンタグラフ (または「パン」または「パント」) は、電車、路面電車、または電気バスの屋根に取り付けられ、架線との接触を通じて電力を集める装置です。 この用語は、一部のスタイルが手書きや図面をコピーするために使用される機械式パンタグラフに似ていることに由来しています。

パンタグラフは一般的なタイプの集電装置です。 通常、単線または二重線が使用され、レールに戻り電流が流れます。 他のタイプの集電装置には、弓形集電装置やトロリー ポールなどがあります。

認識：電車が電化区間に入るとパンタグラフが上昇します。 これは通常、帯電した電線を検出するパンタグラフ上のセンサーを通じて自動的に行われます。

架空線との接触：上昇するとパンタグラフの接地子が架線に接触します。 コンタクトシューがワイヤに沿ってスライドし、電力を収集します。

動力伝達：集められた動力はパンタグラフから主電動機に伝達され、列車を推進します。 この電力の伝達は、一連の導体と、電力をトラクション モーターに伝達するコレクタ リングやコレクタ シューなどのコンポーネントを通じて行われます。

監視と制御:パンタグラフは列車の制御システムによって監視および制御されます。 このシステムは、パンタグラフが架線との接触を維持し、接触圧力を調整して効率的な電力伝送を確保します。 また、電流と電圧のレベルを監視して、パンタグラフが許容可能なパラメータ内で動作していることを確認します。

低下：電車が電化区間を離れるとパンタグラフが下がります。 これは通常、列車が電化ゾーンから出発したことを検出するセンサーによって自動的に行われます。 パンタグラフを下げることで、パンタグラフを上げられないトンネルやその他の狭い空間にダメージを与えないようにすることができます。

定期検査:パンタグラフは定期的に検査して、損傷、摩耗、および適切な動作がないか確認する必要があります。 これには、コンタクト シュー、フレーム、リンク機構、その他のコンポーネントに亀裂、腐食、その他の摩耗の兆候がないか検査することが含まれます。

洗浄と注油：パンタグラフは定期的に清掃し、潤滑してスムーズな動作を確保し、摩耗を防ぐ必要があります。 クリーニングは、適切な洗浄剤を使用して行い、コンタクト シュー、フレーム、その他のコンポーネントから汚れや破片を除去する必要があります。 潤滑は、製造元の推奨に従って、適切な潤滑剤を使用して行う必要があります。

調整：パンタグラフの正常な動作を維持するには、パンタグラフの定期的な調整が不可欠です。 リンク機構とアクチュエータを調整して、コンタクト シューが架空線と適切な接触を維持できるようにする必要があります。 調整はメーカーの仕様とガイドラインに従って行う必要があります。

交換部品:パンタグラフの部品に摩耗や損傷の兆候がある場合は、直ちに交換する必要があります。 互換性と品質を確保するために、交換部品は認定販売元から購入する必要があります。

電気試験:パンタグラフの定期的な電気試験は、適切な電気動作を保証するために不可欠です。 これには、接触子の導電性のテスト、電圧と電流のレベルのチェック、動作中のパンタグラフの性能の監視などが含まれます。

トレーニングと教育:オペレーターとメンテナンス担当者は、パンタグラフの操作、メンテナンス、安全性に関するトレーニングと教育を受ける必要があります。 このトレーニングでは、パンタグラフの基本原理、操作手順、トラブルシューティング手法、損傷や怪我のリスクを軽減するための安全対策について説明します。

パンタグラフとトロリーシュー型の集電器が製造され、電気鉄道システム内で使用される方法はまったく異なります。 それぞれに特定の種類のハードウェアも必要です。

パンタグラフコレクター
パンタグラフ集電装置を備えた架線システムの場合、トロリー線自体の側壁クリアランスを確保するためのスペースはほとんどありません。 パンタグラフは電線にぶつかり、滑走しながら動力を集めます。

クランプを配置し、特定の方法でワイヤーを引き下げて互いに近づけるだけで、パンタグラフ システムで分岐ワイヤーの移行を行うのは非常に簡単です。 ただし、トロリーシュー使用時はこの限りではありません。

トロリーシューコレクター
トロリーシューコレクターを使用すると、シューがワイヤーを超えて上に伸びます。 これは、水平面に突き出た金具が靴コレクターに引っかかる可能性があることを意味します。 したがって、シューをトロリ線に接続するためにどのクランプを使用するかを慎重に選択することが重要です。 通常、パンタグラフ システムでトロリー シュー スタイルのクランプを使用することは可能ですが、この理由からその逆はできません。

トロリー シュー システムで分岐ワイヤの移行を行うには、ワイヤを切断し、シューが分岐ワイヤを通過できるようにクロスオーバーを配置する必要があります。

導電性の確保
パンタグラフ碍子の使用は、架線と列車間の連続的な導電性を維持するために不可欠であり、最適なパフォーマンスを達成するための一貫した電力供給が保証されます。

電気障害の防止
高品質パンタグラフ絶縁体の採用により、電気障害を防止します。 これらの絶縁体は、安定した電力接続を維持する上で重要な役割を果たし、ダウンタイムを最小限に抑え、運用効率を向上させます。

安全性の向上
適切に機能するパンタグラフ絶縁体の存在は、旅行中に発生する電気故障や事故の可能性を効果的に低減するため、乗客と作業員の両方の安全性を高める上で重要な役割を果たします。

長寿命と耐久性
パンタグラフ碍子の寿命と耐久性は、考慮すべき重要な要素です。 これらの絶縁体は信頼性が高く、寿命が長く、鉄道運行に伴う日常的なストレスに耐えられるように設計されています。 その結果、長期間にわたって費用対効果の高いソリューションが提供されます。

車載ボトムアップパンタグラフ市場は大幅な成長を遂げる

車載充電ソリューションは主に路面電車などの既存の DC ネットワークを持つ都市の電気バスの充電に使用される急速充電システムであるため、調査対象の市場の車載ボトムアップ パンタグラフ セグメントが大きなシェアを占めると推定されています。 さらに、これらの電気バスに搭載されたボトムアップ パンタグラフは、数分間停車する電気バスの充電に使用できます。つまり、これらのパンタグラフは、走行中に赤信号、駐車場、停車場に立っているときに急速充電するために展開されます。このようなインフラストラクチャは、車両から送電網への無効電力供給能力により好まれており、そのため、予測期間にわたって需要が増加すると予想されます。

このような利点により、消費者の傾向、特に充電サービスプロバイダーやバスメーカーは予測期間にわたって成長すると予想されており、そのような成長する市場シェアを獲得するために、いくつかの主要企業が車載ボトムアップパンタグラフを提供しています。 例えば、

2021年11月、シーメンス・スマート・インフラストラクチャーは、ライプツィヒの完全電気低床バス21台に、100キロワットと450キロワットの車載パンタグラフとコンタクトフードを介した充電という充電インフラを提供すると発表した。 VDL Bus & Coach は、ライプツィヒの公共交通機関である Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH から関連契約を受け取りました。 どちらのシステムでも、接続はコンタクト フードを介して実現されます。 これは、路面電車と同様に、バスには充電のために下から上に移動するパンタグラフが装備されることを意味します。 車両はボンネットに取り付けられたコンタクトレールを介して自動的に充電されます。

このセグメントの成長を促進した要因としては、過去数年間に中国、ヨーロッパ、米国で電気バスの採用が増加したことが挙げられます。 米国政府は、交通システムにおける電気バスの台数を増やすために積極的に参加しています。 例えば、

シアトルとロサンゼルスの交通事業者は、従来のディーゼルバス車両全体を電気バスに転換することを約束しており、その車両には約 3,600 台のバスが含まれています。 このような交換および調達の取り組みにより、電気バスの需要が促進され、国内での電気バス充電パンタグラフおよび充電器の配備が増加すると予測されています。
2019年11月、エンデサXは、フォーラムとゾナ・フランカを結ぶバルセロナのH16路線に電気バス用の新しい超高速パンタグラフ充電装置2台を設置すると発表した。 その目的は、現在この首都圏を循環している 22 台の TMB バスが確実に充電され、バス利用者に優れたサービスを提供できるようにすることです。

このような発展は予測期間中続くと予想され、したがって市場に前向きな見通しを生み出す可能性があります。

パンタグラフの原理は、平行移動と比例スケーリングの概念に基づいています。 パンタグラフは、ヒンジで結合された一連の相互接続されたアームまたはリンクで構成されます。 基本原理には、パンタグラフの一端で小さい画像またはデザインをトレースし、同時にもう一方の端で画像の大きいまたは小さいバージョンを再現することが含まれます。

パンタグラフの主要なコンポーネントは次のとおりです。

トレースポイント:これは、元の画像またはデザインをトレースするポイントです。 通常、元の画像の輪郭に沿って移動するスタイラスまたはペンが使用されます。

描画ポイント:これが、イメージの複製が作成されるポイントです。 これは、一連のヒンジ付きアームまたはリンクを介してトレース ポイントに接続されています。

ヒンジ付きアームまたはリンク:これらは相互に接続されたアームまたはリンクであり、トレース ポイントから描画ポイントへの移動と動きの伝達を可能にします。 アームは特定の位置でヒンジで固定されており、望ましいプロポーションと平行動作を維持します。

パンタグラフの原理は相似三角形の概念に基づいています。 トレース ポイントが元の画像に沿って移動すると、パンタグラフの相互接続されたアームにより、対応する描画ポイントが比例的かつ平行に移動します。 アームの長さとヒンジの位置によって、複製の倍率が決まります。

トレース ポイントと描画ポイントの位置を調整することにより、パンタグラフは同じ比率を維持しながら、元の画像を拡大または縮小して複製することができます。 トレース ポイントと描画ポイントの間の機械的なリンクにより、動きが比例的かつ一貫していることが保証され、元のイメージが正確に再現されます。

全体として、パンタグラフの原理は、相互接続されたアームまたはリンクの使用による平行移動と比例スケーリングの概念に基づいています。 画像やデザインの正確な再現と拡大縮小が可能になります。