Resumen de pantógrafos para China EMU

La serie CRH ha sido la base para la innovación continua en trenes de alta velocidad en china. El pantógrafo como componente crucial de la conexión eléctrica también ha evolucionado en este proceso. Los pantógrafos juegan un papel importante en la recepción de alta potencia de la red de contacto para la potencia de alto voltaje de 25 kV de CA monofásica requerida por el material rodante. La potencia de tracción total requerida por los trenes de alta velocidad es mucho mayor que la de los trenes ordinarios. A velocidades más altas, la resistencia del aire también aumenta. Teniendo en cuenta los requisitos de reducción de la resistencia del aire y el ruido, el número de pantógrafos en los trenes de alta velocidad no debería ser demasiado elevado. Para los trenes de 8 coches, China adopta el método de pantógrafo de un solo arco, es decir, solo se utiliza un pantógrafo durante la operación de los trenes y teniendo en cuenta los requisitos de fiabilidad y redundancia, se instalan dos pantógrafos en cada tren. Cuando el material rodante está en proceso, se puede seleccionar que uno de los pantógrafos se levante y el otro pantógrafo se pliegue.

La placa deslizante del pantógrafo se desgastará durante el funcionamiento y producirá polvo, lo que puede afectar el aislamiento del aislador. El aislamiento de los aisladores y las partes dañadas pueden afectar la seguridad de los vehículos en marcha si fallan durante la operación, por lo que en el proceso real, se prefiere el pantógrafo trasero cuando se seleccionan pantógrafos. Entre los dos arcos, la subida simultánea se evita mediante enclavamiento eléctrico.

Si el material rodante puede lograr una operación de tracción de alta velocidad está directamente relacionado con el estado del pantógrafo, de modo que el material rodante tendrá los siguientes requisitos técnicos para el pantógrafo. 

La altura de la red de contactos es inconsistente. Para garantizar un contacto fiable del sistema de pantógrafo, el pantógrafo y la red de contacto deben mantener una fuerza de contacto específica. El tamaño de la fuerza de contacto afectará la vida útil del pantógrafo. Cuando la fuerza de contacto es demasiado grande, el desgaste de la placa deslizante más suave aumenta en comparación con la línea de la red de contacto. Al mismo tiempo, cuando la fuerza de contacto es demasiado pequeña, se producirá rápidamente la desconexión entre el pantógrafo y la red, lo que afecta la seguridad del tráfico. Por lo tanto, al poner en marcha el pantógrafo, la fuerza de contacto debe ser ajustada y moderada.

La subida y bajada del pantógrafo se logra mediante un sistema de bisagras entre los brazos superior e inferior del pantógrafo. Para garantizar un excelente rendimiento de ajuste dinámico del pantógrafo, el peso de los brazos superior e inferior debe ser lo más ligero posible. Varios pantógrafos de uso común en China adoptan una estructura de aleación de aluminio.

El pantógrafo y la red de contacto están en contacto directo a través del cubrecárter. Porque la red de contactos adopta la"zigzag"estructura, la placa de deslizamiento se moverá hacia adelante y hacia atrás durante la operación del material rodante. Por lo tanto, el material, el sistema y la longitud de la escala móvil deben cumplir con los requisitos. China utiliza principalmente patines de carbono para lograr una buena conductividad eléctrica y resistencia al desgaste.

Tanto en la subida como en la bajada de proa, la velocidad del pantógrafo debe ser rápida y luego lenta para evitar rebotes en el proceso de subida de la proa y golpes en el proceso de bajada de la proa, lo que se consigue ajustando los amortiguadores en el bastidor base.

Si ocurre una falla durante el funcionamiento del pantógrafo y no se maneja a tiempo, puede expandir aún más la falla o dañar la red de contactos. Por lo tanto, los pantógrafos deben diseñarse con una función de descenso automático.

Este documento presentará varios pantógrafos utilizados en el material rodante de la serie CRH.

1 pantógrafo DSA250

El pantógrafo DSA250 es adecuado para automóviles CRH1, CRH2 y CRH5. Todo el pantógrafo adopta una estructura de un solo brazo y está equipado con patines dobles de carbono para garantizar una buena conductividad durante el funcionamiento. El pantógrafo se compone principalmente del marco inferior, el brazo superior e inferior y la proa. Para cumplir con el requisito técnico de peso ligero, las partes móviles del pantógrafo y la proa son de aleación de aluminio. Para evitar un desgaste excesivo de la placa deslizante de carbono, la placa deslizante de carbono está diseñada con una estructura hueca y conectada al interruptor de presión en la placa de la válvula de control a través de un circuito de aire. El interruptor de presión se dispara cuando el límite de desgaste se escapa (es decir, cuando el valor del aire comprimido cae a 2,5 bar). La función ADD está activada, lo que eventualmente hace que el pantógrafo baje rápidamente y realiza la protección de descenso.

2.SSS 400+ pantógrafo 

El pantógrafo SSS 400+ es adecuado para coches de tipo CRH3 y también es de tipo monobrazo con estructura de doble placa deslizante. Un pantógrafo completo consiste en el propio pantógrafo y el panel de control de aire instalado en el automóvil.

El control del pantógrafo se logra a través de la red. El conductor acciona el interruptor de elevación del pantógrafo para activar la electroválvula, que abre el circuito de aire y eleva el pantógrafo mediante aire comprimido. Cuando ocurre una falla en la operación del pantógrafo, como la ruptura de una placa protectora de carbono por abrasión por encima del límite, la válvula de descenso rápido se activa para bajar el pantógrafo rápidamente. Mientras tanto, el interruptor de presión transmite la señal relevante a la CCU y luego envía el código de falla correspondiente a la HMI después del diagnóstico y procesamiento por parte de la CCU. Al mismo tiempo, el interruptor de presión transmite la señal correspondiente a la CCU. Después de los diagnósticos y procesos de CCU, envía el código de falla relevante a HMI, realizando el intercambio de información entre humanos y máquinas y recordando a los conductores que cambien el pantógrafo a tiempo.

3.Pantógrafo de control activo CX

Los pantógrafos CX son adecuados para automóviles tipo CRH380 B, diferentes de los pantógrafos comunes. En primer lugar, el pantógrafo adopta una estructura de un solo tobogán mientras cambia el material del tobogán a un tobogán de carbono impregnado de cobre para prolongar la vida útil. En segundo lugar, se agrega la unidad de control del pantógrafo (PCU) para ajustar y controlar la fuerza de contacto de la red del pantógrafo durante la operación dinámica del pantógrafo. Una vez más, se utilizaron nuevos materiales sintéticos para el cuerpo del arco, lo que hizo que el pantógrafo fuera entre un 30 % y un 40 % más ligero; finalmente, se adoptó un dispositivo de aire acondicionado de mayor precisión. Como resultado, el pantógrafo CX es de estructura simple, liviano, ajustable en fuerza de contacto dinámica y más confiable.

El propio pantógrafo es accionado por aire comprimido. El aire comprimido se suministra desde las tuberías del vehículo y entra en el airbag del pantógrafo a través de la unidad APIM. La bolsa de aire genera torque por aire comprimido y está articulada por una leva y un eje de junta flexible para levantar la proa. Al bajar el pantógrafo, la línea de aire compacta se apaga y el pantógrafo se reduce por su peso. Si se interrumpe el suministro de aire comprimido o falla la fuente de alimentación de baja tensión, el pantógrafo bajará automáticamente al activar el dispositivo ADD.

El principio de funcionamiento de este pantógrafo es similar al pantógrafo DSA250, excepto que las características dinámicas de este pantógrafo se pueden ajustar. El ajuste de las características dinámicas del pantógrafo se logra mediante una suspensión de dos etapas conectada al amortiguador.

Una bolsa de aire cumple la primera etapa de suspensión. La unidad de control del pantógrafo asegura que la presión del airbag permanezca constante e independiente de la altura del pantógrafo. La segunda etapa de suspensión se ajusta mediante un resorte en la cabeza inclinada. Una suspensión de dos etapas puede lograr un ajuste dinámico razonable del pantógrafo.