Как называется токоприемник у троллейбуса
Токоприёмник
Токоприёмник — электрический аппарат для создания контакта электрического оборудования электроподвижного состава с контактной сетью. Токоприёмники различают по условиям работы — для токосъёма с воздушной (проводной) контактной подвески и с контактного рельса; по конструктивному исполнению — пантографные (называемые пантографами), дуговые, штанговые.
Содержание
Пантограф
Пантографные токоприёмники имеют подъёмный механизм в виде шарнирного многозвенника. Они применяются на электроподвижном составе магистральных железных дорог и трамваях. Такие токоприёмники предназначены для токосъёма при высоких скоростях движения. Пантографный токоприёмник (рис. 1) имеет подвижные рамы, соединённые с помощью рычагов с неподвижным основанием. На верхних рамах установлены один (обычно на электровозах постоянного тока) или два полоза, снабжённые контактными вставками, которые при движении электроподвижного состава скользят по контактному проводу. Перевод токоприёмника в рабочее положение осуществляется пневматическим приводом, установленным на основании токоприёмника или на крыше электроподвижного состава. Токоприёмник поднимается пружинами при подаче сжатого воздуха в пневмоцилиндр и опускается при выпуске воздуха. Давление в пневмоцилиндре поддерживается в течение всего рабочего времени электроподвижного состава. Некоторые токоприёмники оборудованы автоматическими устройствами для опускания их при ударе полоза о неисправный элемент контактной сети, что обеспечивает локализацию возникшего повреждения.
Токоприёмники на высокоскоростном электроподвижном составе иногда выполняют в виде двух подвижных систем (рис. 2) с использованием авторегулирования: на небольшие изменения высоты подвеса контактного провода реагирует только верхняя система, а при больших её изменениях (например, в зоне низких искусственных сооружений) верхняя подвижная система приводит в действие нижнюю. Для улучшения качества токосъёма на этих токоприёмниках установлены гидравлические амортизаторы и аэродинамические экраны.
Полупантограф
Полупантограф (англ. single arm pantograph) или асимметричный токоприёмник — внешне выглядит, как половина обычного пантографа.
Преимущества полупантографа перед обычным пантографом:
Однако у полупантографа есть недостаток — меньшая прочность. Известны случаи, когда компании, не способные поддерживать подвижной состав и контактную сеть в надлежащем состоянии, переоборудовали полупантографы в пантографы.
Дуговые и штанговые токоприёмники
Дуговые и штанговые токоприёмники применяют на трамваях, штанговые — только на троллейбусах.
Рельсовый токоприёмник
Рельсовый токоприёмник распространён на метрополитенах. Принципиальную конструкцию токоприёмника определяет контактный рельс, характеризующийся большой жёсткостью и малым изменением высоты над уровнем ходовых рельсов. Такой токоприёмник обеспечивает относительно высокое контактное нажатие (до 300 Н) и малый ход подвижных частей (не более 30 мм), что повышает качество токосъёма. На электроподвижном составе отечественных метрополитенов токосъём осуществляется с нижней поверхности контактного рельса, за рубежом — с верхней или с нижней. Токоприёмник (рис. 3) устанавливается на кронштейнах, прикреплённых к буксам вагона через изолированный брус. Непосредственный контакт токоприёмника с контактным рельсом осуществляет башмак, который прикреплён к держателю со стороны рифлёной поверхности болтами. Необходимое статическое нажатие создаётся работающими на сжатие пружинами, расположенными между кронштейнами и держателем. Ток от башмака к кронштейнам протекает через гибкие шунты. На кронштейне закреплён контактный палец для подключения гибкого кабеля, соединённого с питающей шиной для передвижения вагона по участку, не оборудованному контактным рельсом. Рифлёные поверхности позволяют надёжно закреплять башмак на держателе на разной высоте, которую постепенно увеличивают по мере износа бандажей колёс вагона для сохранения определённого положения башмака по отношению к контактному рельсу. Токоприёмник имеет штырь, удерживающий башмак в случае необходимости в крайнем нижнем положении, что исключает соприкосновение его с контактным рельсом.
Токоприёмники могут снабжаться приводами с дистанционным управлением, позволяющими из кабины машиниста поднимать или опускать башмаки.
Штангоуловитель троллейбуса. Устройство и принцип работы.
Как известно, источником питания тягового привода троллейбуса является электрический ток, поступаемый от контактной сети. Для передачи электроэнергии к троллейбусу предназначены токоприемники. Этот узел должен обеспечивать надежный токосъем в диапазоне скоростей движения троллейбуса при допустимом отклонении от контактной сети. В качестве примера рассмотрим токоприемник РТ — 6И. Конструкции токоприемников других моделей троллейбуса в основном аналогичны.
Токоприемник состоит из металлической или пластмассовой трубы 4, внутри которой проложен провод 2, соединяющий аппараты троллейбуса с башмаком токоприемника 8. Основание 1 жестко соединено с крышей троллейбуса через фарфоровые изоляторы для предотвращения утечки тока. Конструкция соединения трубы и основания позволяет токоприемнику свободно перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскости. Пружины 3 предназначены для надежного прижима головки 5 к контактному проводу (14 – 16 кГ). Для предотвращения обрыва контактной сети при зацепе головки, крепление башмака устроено таким образом, что при возникновении такой ситуации происходит его стягивание. После этого башмак удерживается на токоприемнике башмакоуловителем 6.
Конструкция крепления головки 2 к башмаку 1 позволяет ей свободно вращаться и оставаться параллельной контактному проводу независимо от вертикального и горизонтального перемещения токоприемника. Токосъем осуществляется через сменяемую графитную или меднографитную вставку 4, а щечки 3 головки препятствуют отрыву от контактного провода.
Однако, несмотря на довольно надежную конструкцию токоприемника, нельзя полностью исключить (в силу различных обстоятельств) возможность отрыва его от провода контактной сети. В этом случае, особенно при большой скорости движения троллейбуса, может произойти даже обрыв контактной сети с непредсказуемыми последствиями. Для предотвращения таких аварийных ситуаций служит штангоуловитель.
Штангоуловитель предназначен для защиты контактной сети и головок токоприемников от повреждений при сходе головок токоприемников с контактных проводов, а также для дистанционного съема токоприемников с контактных проводов водителем из кабины.
Рассмотрим устройство штангоуловителя с электромеханическим принципом работы. Подобные штангоуловители устанавливались на троллейбусах ЗиУ (Тролза) различных модификаций, а также на машинах завода БЕЛКОММУНМАШ моделей 101, 201.
Характеристики:
Штангоуловитель включает в себя два главных механизма (рис.1), успокоители горизонтальных перемещений (рис. 2), реле обесточки, концевые выключатели (рис. 3),блок управления (рис. 4).
Главный механизм штангоуловителя.
1. Тормозное устройство. 2. Инерционный механизм. 3. Ленточный тормоз. 4. Пружина спиральная натяжная. 5. Барабан для укладки веревки. 6. Электродвигатель. 7. Рычаг для растормаживания.
Главный механизм штангоуловителя установлен на заднем борту троллейбуса, причем барабан (5) находится снаружи, а двигатель — внутри салона. На корпусе закреплен ленточный тормоз (3). После срабатывания тормозного устройства (1) лента охватывает якорь электродвигателя (6), затормаживая барабан после отключения штангоуловителя. Это исключает самопроизвольный подъем токоприемника после его опускания и повторное включение штангоуловителя. Натяжная пружина (4) обеспечивает подмотку барабана (5) при изменении длины веревки во время движения троллейбуса. Рычаг (7) предназначен для ручного растормаживания якоря и, соответственно, барабана после срабатывания штангоуловителя. Инерционный механизм (2) замыкает контакты при резком ускорении якоря и служит датчиком схода токоприемника с контактного провода.
Успокоитель горизонтальных перемещений.
1.Защелка. 2.Фиксатор. 3.Пружина буфера токоприемника. 4.Токоприемник. Успокоитель горизонтальных перемещений токоприемников служит для гашения перемещений токоприемников в горизонтальной плоскости и автоматического переведения токоприемников после срабатывания штангоуловителя в положение параллельное оси троллейбуса. Защелка (1) входит в паз фиксатора (2) и препятствует перемещению токоприемника. Реле обесточки установлено в кабине водителя и представляет собой реле, включенное цепь 550 в. Оно является датчиком наличия высокого напряжения.
1.Выключатель. 2.Рычаг. 3.Токоприемник.
Концевые выключатели расположены у основания каждого токоприемника. При опущенном токоприемникерычаг (2) нажимает на выключатель (1) и отключает двигатель привода главного механизма штангоуловителя.
Блок управления штангоуловителя.
М11,М12 — Электродвигатели. УА1, УА2, УВ1, УА2 — Электромагниты включения тормоза и успокоителя горизонтальных перемещений.
Блок управления обеспечивает работу элементов штангоуловителя согласно принятому алгоритму. Для срабатывания двигателя привода необходимы два условия : пропадание высокого напряжения (датчик — реле обесточки) и резкий рывок при сходе токоприемника с контактного провода (датчик — инерционный механизм). Двигатель начинает работать, наматывает веревку на барабан и притягивает тоокоприемник к крыше троллейбуса. На расстоянии около 500 мм от крыши срабатывает концевой выключатель, отключается двигатель и якорь затормаживается. Для приведения токоприемника в рабочее состояние надо растормозить штангоуловитель вручную.
Более подробное описание работы штангоуловителя можно найти в программе — симуляторе ElTroll-682
Другой принцип работы штангоуловителя используется на троллейбусах моделей 20101, 321 завода БЕЛКОММУНМАШ г.Минск. Здесь в качестве привода для опускания штанги при ее сходе с контактного провода используются пневмоцилиндры.
1.Цилиндр вертикального перемещения штанги. 2.Цилиндр горизонтального перемещения штанги. 3.Датчики верхнего и нижнего положения штанги.
В состав системы штангоулавливания входят пневмоцилиндры, электроклапана для подачи воздума в цилиндры, датчики для контроля положения штанги в верхнем и нижнем положении, механизмы укладки шнура вместе с инерционными датчиками, блок управления, выключатели и контрольные лампы.
А45 — Блок управления. А44.Y1 — Клапан пневмоцилиндров горизонтального перемещения. A44.Y2, A44.Y3 — Клапана цилиндров вертикального перемещения. SQ2-SQ5 — Датчики верхнего и нижнего положений. SA4,SA5 — Инерционные выключатели. А25.К8 — Реле обесточки. A26.SA3 — Тумблер включения штангоуловителя А31.SA5 — тумблер принудительного снятия токоприемников. А26.А2 — Узел индикации включения штангоуловителя.
Алгоритм работы блока управления (БУШ)
В момент схода штанги с контактной сети в систему управления поступают два сигнала: сигнал отсутствия напряжения 550 В (реле А25.К8) и сигнал с инерционного механизма, установленного на барабане механизма укладки шнура, или от концевого выключателя максимальной высоты штанги. В резуль- тате чего система управления подает напряжение на клапана Y1 и Y2 цилиндров вертикального перемещения, и вследствие этого штанги опускаются ниже контактной сети. Величина опускания устанавливается во времени, учитывая скорость перемещения штанг вверх и инерционность системы. После чего подается сигнал на клапан Y3 цилиндра горизонтального перемещения. Штанги начинают двигаться в горизонтальной плоскости, одновременно продолжая вертикальное перемещение вниз, устанавливаются параллельно оси троллейбуса и фиксируются на определенной высоте. Для приведения системы штангоулавтивания в исходное состояние необходимо обе штанги установить под лиру, при этом выключатели минимальной высоты штанг подают сигналы на блок БУШ, который отключает клапана Y1, Y2, Y3. После возврата в исходное состояние штанги можно установить на контактный провод. Аналогично работает система при подаче сигнала принудительного съема штанг от переключателя SA5, расположенного на пульте.
Более подробную информацию о системе штангоулавливания можно найти в программе ElTroll_32102
Пантограф (токоприёмник)
Панто́граф (токоприёмник типа пантограф, пантографный токоприемник) — токоприёмник с подъемным механизмом в виде шарнирного многозвенника, обеспечивающим вертикальное перемещение контактного полоза. [1]
Пантограф служит для обеспечения надёжного электрического соединения с контактным проводом контактной сети электрического подвижного состава железных дорог (электровоза, электропоезда, в том числе их электросекций), трамваев.
Название пантографа произошло от похожего на него по форме устройства для копирования чертежей (от греч. παντ — всё, греч. γραφ — писать).
Содержание
Устройство пантографа
Пантограф имеет контактный полоз, закреплённый на подвижных устройствах — каретках. Каретки упруго закреплены на верхних рамах пантографа. Верхние рамы через систему рычагов шарнирно крепятся к нижней раме. Нижняя рама пантографа через изоляторы жёстко закреплена на крыше.
Все части пантографа находятся под полным напряжением контактной сети. Ток протекает и через шарнирные соединения пантографа, для уменьшения переходного сопротивления в соединениях и электрокоррозии все шарниры имеют гибкие медные шунты. Для подъёма и опускания пантографа на трамваях используется механический привод (например, с верёвкой в кабину на советских трамваях или электропривод с дистанционным управлением на современных иностранных и российских трамваях), на электропоездах и электровозах — пневматический.
На электровозах пантографы устанавливаются на каждой секции, но не менее двух на электровоз. То есть на односекционных электровозах — два (для избыточности). [2] На электровозах постоянного тока может устанавливаться по два пантографа на секцию, потому что более низкое, чем при переменном токе, напряжение в контактной сети обуславливает более высокие токи при трогании и разгоне. Поэтому при плохом контакте между контактным проводом и контактным полозом токоприёмника может возникать электрическая дуга, что создаёт опасность пережога контактного провода.
На электропоездах и электросекциях устанавливается по одному пантографу на моторном вагоне каждой секции. Трамваи обычно имеют по одному токоприёмнику на моторный вагон. (Но встречаются и исключения, например вагон типа 71-88Г. Современные многосекционные трамваи также, если надо, могут комплектоваться двумя токоприемниками.)
Провод подвесной контактной сети, предназначенной для использования транспортными средствами, оборудованными пантографом, укладывают не строго вдоль пути движения, а с небольшим зигзагом. Это препятствует неравномерному износу контактного полоза пантографа.
Практика использования пантографа
На электровозах, имеющих два или более пантографа, при движении обычно поднимают задний по ходу пантограф. Это может быть связано с несколькими соображениями:
На многосекционных локомотивах, электропоездах и электромотрисах нет необходимости поднимать пантограф на каждой секции или моторном вагоне, так как секции соединены между собой высоковольтной шиной, проходящей по крыше или по сцепке. Поэтому поднимают лишь столько пантографов, сколько необходимо для обеспечения нормального токосъёма и безопасности контактного провода от пережога.
На мощных электровозах постоянного тока, потребляющих большой ток и имеющих более одного токоприёмника на секцию (например, ЧС200, ВЛ15, 2ЭC10 «Гранит»), во время наибольшего энергопотребления (при трогании и разгоне) могут быть подняты все пантографы для обеспечения большего количества точек токосъёма. После разгона передние по ходу пантографы опускают.
Полупантограф
Полупантограф (название в английском языке — single arm pantograph) или асимметричный токоприемник — внешне выглядит, как половина обычного пантографа. Преимущества полупантографа перед обычным пантографом таковы:
Однако есть у полупантографа и недостаток — меньшая прочность. Известны случаи, когда хозяйства, неспособные поддерживать подвижной состав и контактную сеть в надлежащем состоянии, переоборудовали полупантографы в пантографы.
Трамвайный пантограф
Если железнодорожные пантографы стали применяться уже на самых первых электрических железных дорогах, то трамвайные пантографы появились не сразу. До массового распространения трамвайных пантографов довольно широко были распространены трамваи со штанговыми и бугельным токоприёмниками. (Показательно, в частности, то, что некоторые города продолжают эксплуатировать трамваи со штанговым токоприёмником, несмотря на то, что пантограф намного надёжнее штангового приёмника.)
Пантограф против штанги
Первые трамваи с пантографами появились в США в 30-е годы. До этого в США безраздельно господствовал штанговый токоприемник, использовавшийся и во многих других странах Америки и некоторых странах Европы. Но штанговый токоприемник обладает следующими недостатками:
Пантограф ото всех этих недостатков свободен. В частности:
Пантограф также симметричен относительно направления движения — допускает движение в обоих направлениях с одинаковой скоростью. Штанговый токоприемник (любой) таким свойством не обладает. То есть, и трамвай со штанговым токоприемником, и троллейбус могут достаточно быстро ехать только вперед, но назад и тот, и другой могут ехать только сравнительно медленно. Трамвай же с пантографом может одинаково быстро ехать и вперед, и назад. Последний фактор обуславливает тот факт, что практически все современные двусторонние трамваи оснащаются только пантографами (или полупантографами). Естественно, пантограф практически вытеснил штангу, и подавляющее большинство современных трамваев используют пантографы или полупантографы. Трамваи же со штанговыми токоприёмниками сохранились лишь в очень небольшом количестве городов, где они, помимо транспортной функции, вкупе с городской архитектурой выполняют декоративную функцию.
Пантограф против бугеля
Бугельный токоприемник обладает многими (но не всеми!) преимуществами пантографа перед штанговым токоприемником. То есть, как и пантограф, бугель не нуждается в устройстве стрелок на контактном проводе и не подвержен риску схода с контактного провода. Как и при использовании пантографа, при использовании бугеля трамвайная контактная сеть получается конструктивно сравнительно простой (отсутствуют за ненадобностью стрелки на контактном проводе) и, как следствие, более надёжной. На этом фоне в Европе, сделавшей ставку на бугельный токоприёмник ещё на заре электрического трамвая как вида транспорта, преимущества пантографа перед бугелем поначалу замечены не были. Более того, достаточно долгое время (как это наблюдалось, например, в СССР) трамваи с бугелями и трамваи с пантографами эксплуатировались одновременно одними и теми же трамвайными системами. Но бугель, как и штанговый токоприемник, сравнительно трудноуправляем, — трамвайный пантограф в простейшем случае довольно легко управляется посредством простого тонкого троса, пропущенного в кабину машиниста, тогда как бугелем так управлять из кабины машиниста просто физически не получится. Частично уравнивает шансы пантографа и бугеля дистанционное управление (с электроприводом, например), но электропривод для управления бугелем требуется более мощный, чем для управления пантографом. Также, как и штанговый токоприемник, бугель сравнительно громоздкий — в опущенном положении бугель занимает половину крыши трамвайного вагона. Сыграло свою роль и отсутствие необходимости переделки контактной сети при отказе от бугеля в пользу пантографа. В результате пантограф одержал победу и над бугелем — в настоящее время бугельный токоприёмник используют только поддерживаемые в исправном состоянии старые трамваи, используемые в большинстве случаев лишь для экскурсионных поездок.
Автомобильный пантограф
Компания Siemens разрабатывает грузовик с гибридным двигателем использующий пантограф. [3] Использование пантографа (в отличие от штанги в троллейбусах), не требует остановки для подсоединения/отсоединения от сети.
Как называются рога троллейбуса?
Как называются рога-клеммы, которые получают ток от проводов, расположенные на крыше троллейбуса? Как называются на профессиональном языке?
Токоприемники, штанги или
в народе называют «рогами». Встречается в энциклопедиях и название пантограф или пантографические токоприемники. Еще видела на одном из сайтов название токосъемник.
А вот у трамвая эти самые «рога» уже называют дугами.
Часто пользуюсь этим видом транспорта и дети очень любят кататься на троллейбусе.Вот они то и задают много вопросов. Приходилось им рассказывать, что у троллейбуса не «рога», а штанги, которые принимают ток от троллей-проводов, а иначе троллейбус не будет ехать.
Думаю, что ответ » штанги» не будет ошибочным.
Контактная сеть троллейбуса
Контактная сеть троллейбуса — воздушная контактная сеть, предназначенная для передачи электроэнергии с тяговых подстанций на электроподвижной состав троллейбуса.
Содержание
Особенности
Отличия в конструкции контактной сети троллейбуса обусловлены тем, что в отличие от рельсового транспорта троллейбус не имеет постоянного электрического контакта с поверхностью, которую можно было бы использовать в качестве второго провода, а также требованием манёвренности — троллейбусу нужна возможность отклоняться от контактной сети как минимум на соседнюю полосу движения. В связи с этим возникли следующие особенности:
В свою очередь, необходимость использования штангового токоприёмника диктует дополнительные требования:
Все эти особенности делают контактную сеть троллейбуса более сложной и тяжёлой, и нагрузка на опоры значительно больше, и, следовательно, строже требования к самим опорам.
Технические требования
Требуемая высота контактных проводов над уровнем дорожного полотна должна быть в точках подвешивания 5,7±0,1 м. Допускаются отступления от требуемой высоты подвешивания контактных проводов над уровнем дорожного полотна внутри зданий троллейбусных парков до 5,2 м, в воротах зданий троллейбусных парков —до 4,7 м и под искусственными сооружениями — до 4,2 м с соблюдением требований плавного изменения высоты подвешивания контактных проводов.При этом провод с напряжением положительной полярности располагается ближе к центру проезжей части, а отрицательной — ближе к тротуару.
Напряжение в контактной сети троллейбуса в большинстве случаев составляет 600 [1] [2] вольт, падение напряжения в любой точке контактной сети не должно превышать 15%. [1]
Основные части
Основными элементами контактной сети являются:
В качестве опоры для контактной сети могут использоваться как столбы, рассчитанные на вес контактной сети, так и стены зданий и сооружений. Могут использоваться железобетонные или металлические столбы различных видов, которые могут также служить опорами уличного освещения. Крепление контактной подвески к стенам зданий осуществляется с использованием шумо- и виброгасителей.
К специальным частям контактной сети относятся:
Виды подвески контактной сети
Простая некомпенсированная подвеска на гибких поперечинах
Достоинства: простота, небольшие расходы на постройку.
Недостатки: значительное провисание проводов, плохая эластичность сети.
Такая подвеска проста в сооружении но сложна в обслуживании. При использовании такой подвески провисание контактного провода больше всего сказывается на износе токоприемников и контактного провода, поэтому опоры приходится располагать достаточно часто, а кроме того, более тщательно контролировать натяжение контактного провода.
В настоящее время такая подвеска используется лишь на участках с малой скоростью движения (в частности: в депо, на разворотных кольцах конечных остановок, поворотах, ответвлениях (в том числе для перехода на др. троллейбусную линию)).
Поперечно-цепная некомпенсированная подвеска
Преимущество такой подвески в том, что троллейбус на ней может развивать бо́льшую скорость чем на простой — до 50км/ч. Такую подвеску можно применять при большом расстоянии между опорами, при этом она лучше обеспечивает горизонтальное расположение контактных проводов.
Однако доступная максимальная скорость ограничивает сферу применения данной схемы подвески участками не требующими скорости движения свыше 50км/ч, и потому в настоящее время практически не используется на магистральных троллейбусных линиях (особенно скоростных).
Продольно-цепная подвеска на кронштейне
(может выполняться компенсированной и некомпенсированной, а также на гибких поперечинах)
1-распорка; 2-кронштейн; 3-продольный трос; 4-контактный провод
Достоинства: хорошая эластичность, хороший контакт. Доступность высоких (до 100-120 км/ч) скоростей движения. В настоящее время в Российской Федерации — основная схема подвески контактных проводов на магистральных троллейбусных линиях (в том числе скоростных).
Недостатки: большая сложность, вес.
Вариант крепления контактного провода на кронштейне при повороте линии
Часто такой вариант подвески комбинируется с продольно-цепной для предотвращения перемещения проводов в горизонтальной плоскости. Такой вариант подвески используется только при достаточно малом угле (не более 5°) излома (угле поворота) линии. Может проходится от относительно большой (около 60 км/ч) скорости.
Недостаток: неприменимость при относительно больших (более 5°) углах излома линии.
Маятниковая подвеска
Позволяет исключить как сезонные регулировки натяжения контактных проводов, так и сложные механизмы стабилизации натяжения. Кроме того она обеспечивает достаточно хорошую эластичность контактной сети. Наиболее выгодно использовать такую схему подвески в регионах с резко континентальным климатом (с большой (более 40°С) годовой амплитудой температуры атмосферного воздуха).
Типовые исполнения полужёстких подвесов контактной сети троллейбуса.
1-подвес неизолированный двуплечий (ПНД); 2-место закрепления контактного провода; 3-изолятор из дельта-древесины; 4-пряжечный изолятор