中国電車用パンタグラフの概要

CRH シリーズは、中国の高速列車における継続的なイノベーションの基盤となっています。重要な電気接続部品としてのパンタグラフもこの過程で進化しました。パンタグラフは、鉄道車両が必要とする単相 交流 25kV 高圧電力の連絡網から大電力を受け取る重要な役割を果たします。高速列車が必要とする総牽引力は、通常の列車よりもはるかに大きくなります。高速域では空気抵抗も大きくなります。空気抵抗と騒音を減らすという要件を考慮すると、高速列車のパンタグラフの数は多すぎてはなりません。中国では、8 両編成の列車について、信頼性と冗長性の要件を考慮して、単一アーチ パンタグラフ方式を採用しています。パンタグラフは各列車に2基ずつ設置されています。車両が進行中の場合、パンタグラフの 1 つを選択して上げ、もう 1 つのパンタグラフを折りたたむことができます。

パンタグラフの摺動板は運転中に摩耗し、粉が発生し、絶縁体の絶縁に影響を与える可能性があります。絶縁体の絶縁や損傷した部品は、走行中に故障した場合、車両の走行安全性に影響を与える可能性があるため、実際のプロセスでは、パンタグラフを選択する際に後部パンタグラフが優先されます。2つの弓の間では、電気的連動により同時上昇が回避されます。

車両が高速牽引運転を実現できるかどうかは、パンタグラフの状態に直結するため、車両のパンタグラフには次のような技術的要件が課せられます。  ;

接触ネットワークの高さが一貫していません。パンタグラフ システムの確実な接触を確保するには、パンタグラフと接点ネットワークが特定の接触力を維持する必要があります。接触力の大きさは、パンタグラフの寿命に影響します。接触力が大きすぎると、接点ネットワーク ラインに比べて、より柔らかいスライディング プレートの摩耗と損傷が増加します。同時に、接触力が小さすぎると、パンタグラフとネットワークの間のオフラインがすぐに発生し、交通の安全に影響します。したがって、パンタグラフを試運転するときは、接触力を調整して適度にする必要があります。

パンタグラフの上昇と下降は、パンタグラフの上部アームと下部アームの間のヒンジ システムによって実現されます。パンタグラフの優れた動的調整性能を確保するには、上下アームの重量をできるだけ軽くする必要があります。中国で一般的に使用されているいくつかのパンタグラフは、アルミニウム合金構造を採用しています。

パンタグラフと連絡網は、スキッド プレートを介して直接接触します。コンタクトネットワークは"ジグザグ"構造上、スキッドプレートは車両の運転中に前後に移動します。したがって、スライディング スケールの材料、システム、および長さは、要件を満たす必要があります。中国は主にカーボンスキッドを使用して、優れた導電性と耐摩耗性を実現しています。

船首上げ、船首下げともに、パンタグラフの速度を速くしたり、遅くしたりして、船首上げ時の跳ね返りや、船首下げ時のショックを防ぐため、ベースフレームのダンパーを調整します。

パンタグラフの動作中に異常が発生し、対応が遅れると、異常がさらに拡大したり、連絡網が損傷したりする可能性があります。したがって、パンタグラフは自動下降機能を備えた設計にする必要があります。

本稿では、CRH系車両に使用されているパンタグラフのいくつかを紹介します。

1 DSA250 パンタグラフ

DSA250 パンタグラフは、CRH1 、CRH2 、および CRH5 車に適しています。パンタグラフ全体はシングルアーム構造を採用し、ダブルカーボンスキッドを装備し、稼働時の伝導性を確保。パンタグラフは、主に下部フレーム、上下アーム、船頭で構成されています。軽量化の技術的要求を実現するために、パンタグラフと船首の可動部分はアルミニウム合金です。カーボンスライドプレートの過度の摩耗を防ぐため、カーボンスライドプレートは中空構造で設計されており、エア回路を介してコントロールバルブプレートの圧力スイッチに接続されています。圧力スイッチは、摩耗限界が漏れたとき (つまり、圧縮空気の値が 2.5 バー に低下したとき) にトリガーされます。ADD機能が作動し、最終的にパンタグラフが急速に下降し、下降保護を実現します。

2.SSS 400+ パンタグラフ  ;

SSS400 +パンタグラフはCRH3系車に適合し、ダブルスライドプレート構造のシングルアームタイプでもあります。完全なパンタグラフは、パンタグラフ自体と車内に取り付けられた空気制御パネルで構成されます。

パンタグラフの制御はネットワーク経由で実現。運転者がパンタグラフ上昇スイッチを操作して電磁弁を作動させると、エア回路が開き、圧縮空気によってパンタグラフが上昇します。カーボンスキッドプレートの摩耗限界を超えて破裂するなど、パンタグラフの動作に異常が発生した場合、急降下バルブが作動してパンタグラフを急速に下降させます。一方、圧力スイッチは関連する信号を CCU に送信し、CCU による診断と処理の後、該当する障害コードを HMI に送信します。同時に、圧力スイッチは関連する信号を CCU に送信します。CCU は診断と処理を行った後、関連する障害コードを HMI に送信し、人間と機械の情報交換を実現し、ドライバーにパンタグラフを交換するよう促します。

3.CXアクティブコントロールパンタグラフ

CXパンタグラフは、通常のパンタグラフとは異なり、CRH380 B型車に適しています。まず、パンタグラフはシングルスライド構造を採用するとともに、スライド材質を銅含浸カーボンスライドに変更し、長寿命化を図っています。次に、パンタグラフの動的動作中にパンタグラフ ネットワークの接触力を調整および制御するために、パンタグラフ制御ユニット (PCU ) が追加されます。ここでも、アーチ本体に新しい合成材料が使用され、パンタグラフが 30% ～ 40% 軽量化されました。最後に、より高精度の空調装置が採用されました。その結果、CX パンタグラフは構造がシンプルで、軽量で、動的接触力が調整可能で、信頼性が向上しています。

パンタグラフ自体は圧縮空気によって駆動されます。圧縮空気は車両配管から供給され、APIM ユニットを介してパンタグラフ エアバッグに入ります。エアバッグは圧縮空気によってトルクを発生させ、カムとフレキシブル ジョイント シャフトによって蝶番を付けられて船首を持ち上げます。パンタグラフを下げると、コンパクトエアラインが遮断され、パンタグラフはその重量によって減少します。圧縮空気の供給が中断されたり、低電圧電源が故障した場合、ADD装置が作動してパンタグラフが自動的に下降します。

このパンタグラフの動作原理は、このパンタグラフの動的特性を調整できることを除いて、DSA250 パンタグラフに似ています。パンタグラフの動的特性の調整は、ダンパーに接続された 2 段階のサスペンションを使用して実現されます。

エアバッグはサスペンションの第 1 段階を達成します。パンタグラフ制御ユニットは、エアバッグの圧力がパンタグラフの高さに関係なく一定に保たれるようにします。サスペンションの第 2 段階は、湾曲したヘッドのスプリングによって調整されます。2 段階のサスペンションは、パンタグラフの合理的な動的調整を実現できます。