Pantógrafo

Un pantógrafo (o "pan" o "panto") es un aparato montado en el techo de un tren eléctrico, tranvía o autobús eléctrico para recolectar energía mediante el contacto con una línea aérea. El término surge del parecido de algunos estilos con los pantógrafos mecánicos utilizados para copiar escritura a mano y dibujos.

El pantógrafo es un tipo común de colector de corriente; normalmente, se utiliza un cable simple o doble, y la corriente de retorno pasa a través de los rieles. Otros tipos de colectores de corriente incluyen el colector de arco y el poste de trole.

Reconocimiento:El pantógrafo se eleva cuando el tren entra en un tramo electrificado de vía. Normalmente, esto se hace de forma automática, a través de un sensor en el pantógrafo que detecta el cable electrificado.

Contacto con cable aéreo:Una vez levantada, la zapata de contacto del pantógrafo entra en contacto con el cable aéreo. La zapata de contacto se desliza a lo largo del cable y recoge energía.

Transmisión de potencia:La potencia recogida se transmite desde el pantógrafo a los motores de tracción que impulsan el tren. Esta transmisión de potencia se realiza a través de una serie de conductores y componentes, como anillos colectores y zapatas colectoras, que transfieren la potencia a los motores de tracción.

Monitorear y controlar:El pantógrafo es monitorizado y controlado por el sistema de control del tren. Este sistema garantiza que el pantógrafo mantenga contacto con el cable aéreo y ajuste la presión de contacto para garantizar una transmisión de energía eficiente. También monitorea los niveles de corriente y voltaje para garantizar que el pantógrafo esté funcionando dentro de parámetros aceptables.

Encapotado:Cuando el tren abandona el tramo electrificado de la vía, se baja el pantógrafo. Normalmente, esto se hace de forma automática a través de un sensor que detecta cuando el tren ha salido de la zona electrificada. Bajar el pantógrafo garantiza que no dañe túneles u otros espacios confinados donde no se puede subir.

Inspecciones periódicas:Los pantógrafos deben inspeccionarse periódicamente para comprobar si hay daños, desgaste y funcionamiento adecuado. Esto incluye inspeccionar la zapata de contacto, el marco, el mecanismo de articulación y otros componentes en busca de grietas, corrosión u otros signos de desgaste.

Limpieza y lubricación:El pantógrafo debe limpiarse y lubricarse periódicamente para garantizar un funcionamiento suave y evitar el desgaste. La limpieza se debe realizar con un agente limpiador adecuado para eliminar la suciedad y los residuos de la zapata de contacto, el marco y otros componentes. La lubricación se debe realizar con un lubricante adecuado, siguiendo las recomendaciones del fabricante.

Ajustamiento:El ajuste regular del pantógrafo es fundamental para mantener su correcto funcionamiento. Se deben realizar ajustes al mecanismo de conexión y a los actuadores para garantizar que la zapata de contacto mantenga un contacto adecuado con el cable aéreo. Los ajustes deben realizarse de acuerdo con las especificaciones y pautas del fabricante.

Piezas de repuesto:Si algún componente del pantógrafo presenta signos de desgaste o daño, deberá ser reemplazado lo antes posible. Las piezas de repuesto deben adquirirse de fuentes autorizadas para garantizar la compatibilidad y la calidad.

Pruebas eléctricas:Las pruebas eléctricas periódicas del pantógrafo son esenciales para garantizar un funcionamiento eléctrico adecuado. Esto incluye probar la conductividad de la zapata de contacto, verificar los niveles de voltaje y corriente y monitorear el desempeño del pantógrafo durante la operación.

Entrenamiento y educación:Los operadores y el personal de mantenimiento deberían recibir capacitación y educación sobre la operación, mantenimiento y seguridad de los pantógrafos. Esta capacitación debe cubrir los principios básicos del pantógrafo, los procedimientos de operación, las técnicas de resolución de problemas y las medidas de seguridad para reducir el riesgo de daños o lesiones.

Las formas en que se fabrican y utilizan los recolectores tipo pantógrafo y carro tipo zapata dentro de los sistemas de rieles eléctricos son bastante diferentes. Cada uno también requiere un cierto tipo de hardware.

Colectores de pantógrafos
En el caso de un sistema de catenaria aérea con un colector de pantógrafo, hay poco que garantice el espacio libre en las paredes laterales del propio cable del trole. El pantógrafo choca contra un cable, se desliza y adquiere fuerza.

Es muy fácil realizar una transición de cables divergentes en un sistema de pantógrafo simplemente colocando las abrazaderas y tirando de los cables hacia abajo y acercándolos entre sí de una manera particular. Sin embargo, esto no es posible cuando se utiliza un zapato tipo carro.

Coleccionistas de zapatos con carrito
En los recolectores de zapatos con ruedas, el zapato se extiende más allá del alambre. Esto significa que cualquier herraje que sobresalga en el plano horizontal puede ser atrapado por los recolectores de zapatos. Por lo tanto, es importante ser muy selectivo acerca de qué abrazaderas se utilizan para conectar la zapata al cable de contacto. Generalmente es posible utilizar abrazaderas tipo zapata en un sistema de pantógrafo, pero no al revés por este motivo.

Para realizar una transición de alambre divergente en un sistema de zapatas tipo carro, es necesario cortar el alambre y colocar un cruce que permita que la zapata pase a través de los alambres divergentes.

Garantizar la conductividad eléctrica.
El uso de aisladores de pantógrafo es esencial para mantener una conductividad eléctrica continua entre la catenaria y el tren, garantizando así un suministro de energía constante para lograr un rendimiento óptimo.

Prevención de interrupciones eléctricas
La prevención de perturbaciones eléctricas se puede lograr mediante la utilización de aisladores de pantógrafo de alta calidad. Estos aisladores desempeñan un papel crucial a la hora de mantener una conexión eléctrica estable, minimizando así el tiempo de inactividad y mejorando la eficiencia operativa.

Seguridad mejorada
La presencia de aisladores de pantógrafo que funcionen bien desempeña un papel crucial a la hora de mejorar la seguridad tanto de los pasajeros como de los trabajadores, ya que reduce eficazmente la probabilidad de que se produzcan fallos eléctricos o accidentes durante el viaje.

Longevidad y durabilidad
La longevidad y durabilidad de los aisladores de pantógrafo son factores clave a considerar. Estos aisladores están diseñados para ser confiables, con una vida útil más larga y la capacidad de soportar las tensiones diarias asociadas con las operaciones de los trenes. Como resultado, ofrecen una solución rentable durante un largo período de tiempo.

El segmento de mercado del pantógrafo a bordo ascendente tendrá un crecimiento significativo

Se estima que el segmento de pantógrafo a bordo ascendente del mercado estudiado ocupa una parte importante, ya que la solución de carga a bordo es un sistema de carga rápida utilizado principalmente para la carga de autobuses eléctricos en ciudades con redes de CC existentes, como los tranvías. Además, estos pantógrafos ascendentes a bordo de los autobuses eléctricos se pueden utilizar para cargar los autobuses eléctricos cuando se detienen durante unos minutos, es decir, estos pantógrafos se despliegan para una carga rápida mientras se encuentran frente a semáforos en rojo, áreas de estacionamiento, paradas, mientras se viaja. en la misma ruta que tiene líneas eléctricas aéreas, etc. Dicha infraestructura también se ve favorecida debido a sus capacidades de energía reactiva desde el vehículo a la red y, por lo tanto, se espera que la demanda aumente durante el período de pronóstico.

Debido a estos beneficios, se espera que la inclinación de los consumidores, especialmente los proveedores de servicios de cobro y los fabricantes de autobuses, crezca durante el período previsto y, para captar esa creciente cuota de mercado, varias empresas clave están ofreciendo pantógrafos a bordo ascendentes. Por ejemplo,

En noviembre de 2021, Siemens Smart Infrastructure anunció que proporcionaría la infraestructura de carga, es decir, la carga mediante pantógrafo a bordo y capota de contacto con 100 y 450 kilovatios, para 21 autobuses de piso bajo totalmente eléctricos en Leipzig. VDL Bus & Coach recibió el contrato correspondiente de Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH, el operador de transporte público de Leipzig. En ambos sistemas la conexión se realiza mediante caperuzas de contacto. Esto significa que, al igual que un tranvía, los autobuses estarán equipados con un pantógrafo que se moverá de abajo hacia arriba para cargar. El vehículo se carga automáticamente a través de los carriles de contacto montados en el capó.

Los factores atribuidos a impulsar el crecimiento de este segmento incluyen la creciente adopción de autobuses eléctricos en China, Europa y Estados Unidos en los últimos años. El Gobierno de Estados Unidos está participando activamente para incrementar el número de autobuses eléctricos en su sistema de transporte. Por ejemplo,

Los operadores de tránsito en Seattle y Los Ángeles se han comprometido a convertir todas sus flotas de autobuses diésel convencionales a eléctricas, que en conjunto incluyen alrededor de 3.600 autobuses. Se prevé que dichas iniciativas de reemplazo y adquisición impulsen la demanda de autobuses eléctricos, lo que a su vez aumentará el despliegue de pantógrafos y cargadores de autobuses eléctricos en el país.
En noviembre de 2019, Endesa X anunció que instalará dos nuevos dispositivos de carga de pantógrafo ultrarrápidos para autobuses eléctricos en la línea H16 de Barcelona, ​​que une el Fórum con la Zona Franca. El objetivo es garantizar que los 22 autobuses de TMB que actualmente circulan por esta línea metropolitana se mantengan cargados para ofrecer un excelente servicio a los usuarios.

Se espera que esta evolución continúe durante el período previsto y, por tanto, es probable que creen unas perspectivas positivas para el mercado.

El principio de un pantógrafo se basa en el concepto de movimiento paralelo y escala proporcional. Un pantógrafo consta de una serie de brazos o eslabones interconectados que están articulados entre sí. El principio básico consiste en trazar una imagen o diseño más pequeño con un extremo del pantógrafo y al mismo tiempo reproducir una versión más grande o más pequeña de la imagen con el otro extremo.

Los componentes clave de un pantógrafo incluyen:

Punto de rastreo:Este es el punto en el que se calca la imagen o el diseño original. Por lo general, se trata de un lápiz o lápiz que se mueve a lo largo de los contornos de la imagen original.

Punto de dibujo:Este es el punto en el que se crea la reproducción de la imagen. Está conectado al punto de trazado a través de una serie de brazos o eslabones articulados.

Brazos o eslabones con bisagras:Estos son los brazos o enlaces interconectados que permiten el movimiento y la transferencia de movimiento desde el punto de trazado al punto de dibujo. Los brazos tienen bisagras en puntos específicos para mantener las proporciones deseadas y el movimiento paralelo.

El principio de funcionamiento de un pantógrafo se basa en el concepto de triángulos semejantes. A medida que el punto de trazado se mueve a lo largo de la imagen original, los brazos interconectados del pantógrafo aseguran que el punto de dibujo correspondiente se mueva de manera proporcional y paralela. La longitud de los brazos y la posición de las bisagras determinan el factor de escala de la reproducción.

Al ajustar la posición del punto de calco y del punto de dibujo, el pantógrafo puede crear reproducciones más grandes o más pequeñas de la imagen original manteniendo las mismas proporciones. El vínculo mecánico entre el punto de trazado y el punto de dibujo garantiza que los movimientos sean proporcionales y consistentes, lo que da como resultado una reproducción precisa de la imagen original.

En general, el principio de un pantógrafo se basa en el concepto de movimiento paralelo y escala proporcional mediante el uso de brazos o enlaces interconectados. Permite la reproducción y escalado preciso de imágenes o diseños.