중국 EMU의 팬터그래프 개요

CRH 시리즈는 중국 고속 열차의 지속적인 혁신을 위한 기반이 되었습니다. 중요한 전기 연결 부품인 팬터그래프도 이 과정에서 진화했습니다. 팬터그래프는 철도 차량에 필요한 단상 교류 25kV 고압 전력을 위해 접점 네트워크에서 높은 전력을 받는 데 중요한 역할을 합니다. 고속 열차에 필요한 총 견인력은 일반 열차보다 훨씬 큽니다. 더 빠른 속도에서는 공기 저항도 증가합니다. 공기 저항과 소음 감소 요구 사항을 고려할 때 고속 열차의 팬터그래프 수는 너무 많지 않아야 합니다. 8편성 열차의 경우 중국은 열차운행시 1개의 팬터그래프만 사용하고 신뢰성과 중복성을 고려하여 싱글아치 팬터그래프 방식을 채택하고 있으며, 각 열차에는 두 개의 팬터그래프가 설치되어 있습니다. 철도 차량이 진행 중일 때 팬터그래프 중 하나를 올리고 다른 팬터그래프를 접도록 선택할 수 있습니다.

팬터그래프 슬라이딩 플레이트는 작동 중에 마모되어 절연체의 절연에 영향을 줄 수 있는 분말을 생성합니다. 절연체의 절연 및 파손된 부품은 운전 중 고장이 날 경우 주행 중인 차량의 안전에 영향을 줄 수 있어 실제 공정에서는 팬터그래프 선정 시 후면 팬터그래프를 선호한다. 두 개의 보우 사이에서 전기적 연동으로 동시 상승을 방지합니다.

철도 차량이 고속 견인 작동을 달성할 수 있는지 여부는 팬터그래프의 상태와 직접 관련되므로 철도 차량은 팬터그래프에 대해 다음과 같은 기술 요구 사항을 갖습니다.  ;

접촉 네트워크의 높이가 일치하지 않습니다. 팬터그래프 시스템의 안정적인 접촉을 보장하려면 팬터그래프와 접촉 네트워크가 특정 접촉력을 유지해야 합니다. 접촉력의 크기는 팬터그래프의 서비스 수명에 영향을 미칩니다. 접촉력이 너무 크면 접촉 네트워크 라인에 비해 부드러운 슬라이딩 플레이트의 마모가 증가합니다. 동시에 접촉력이 너무 작으면 팬터그래프와 네트워크 사이의 오프라인이 빠르게 발생하여 교통 안전에 영향을 미칩니다. 따라서 팬터그래프를 시운전할 때 접촉력을 조정하고 조절해야 합니다.

팬터그래프의 상승 및 하강은 팬터그래프의 상부 암과 하부 암 사이의 힌지 시스템에 의해 이루어집니다. 팬터그래프의 뛰어난 동적 조정 성능을 보장하려면 상하부 암의 무게가 가능한 한 가벼워야 합니다. 중국에서 일반적으로 사용되는 여러 팬터그래프는 알루미늄 합금 구조를 채택합니다.

팬터그래프와 접촉 네트워크는 스키드 플레이트를 통해 직접 접촉합니다. 접촉 네트워크가"지그재그"구조, 스키드 플레이트는 철도 차량 작동 중에 앞뒤로 움직입니다. 따라서 슬라이딩 스케일의 재질, 시스템 및 길이는 요구 사항을 충족해야 합니다. 중국은 주로 탄소 스키드를 사용하여 우수한 전기 전도성과 내마모성을 달성합니다.

활 올리기 및 내리기 모두 팬터그래프의 속도를 빠르게 했다가 느리게 하여 활 올리기 과정에서 튀는 현상과 베이스 프레임의 댐퍼를 조절하여 이루어지는 활 내리기 과정에서 충격을 방지한다.

팬터그래프 작동 중 고장이 발생하여 제때 처리하지 않으면 고장이 더욱 확대되거나 접점 네트워크가 손상될 수 있습니다. 따라서 팬터그래프는 자동 하강 기능을 갖도록 설계되어야 합니다.

본 논문에서는 CRH 계열 철도차량에 사용되는 여러 팬터그래프를 소개한다.

1 DSA250 팬터그래프

DSA250 팬터그래프는 CRH1 , CRH2 및 CRH5 자동차에 적합합니다. 전체 팬터그래프는 단일 암 구조를 채택하고 작동 중 우수한 전도성을 보장하기 위해 이중 탄소 스키드가 장착되어 있습니다. 팬터그래프는 주로 하단 프레임, 상하 암, 보우 헤드로 구성됩니다. 경량의 기술적 요구 사항을 실현하기 위해 팬터그래프와 머리 부분의 움직이는 부분은 알루미늄 합금입니다. 카본 슬라이딩 플레이트의 과도한 마모를 방지하기 위해 카본 슬라이딩 플레이트는 중공 구조로 설계되었으며 공기 회로를 통해 제어 밸브 플레이트의 압력 스위치와 연결됩니다. 압력 스위치는 마모 한계가 누출되면(즉, 압축 공기 값이 2.5bar로 떨어질 때) 트리거됩니다. 추가하다 기능이 활성화되어 결국 팬터그래프가 빠르게 떨어지고 하강 보호가 실현됩니다.

2.SSS 400+ 팬터그래프  ;

SSS 400+ 팬터그래프는 CRH3형 차량에 적합하며 이중 슬라이딩 플레이트 구조의 싱글 암 타입입니다. 완전한 팬터그래프는 팬터그래프 자체와 자동차에 설치된 공기 제어 패널로 구성됩니다.

팬터그래프의 제어는 네트워크를 통해 이루어집니다. 운전자는 팬터그래프 리프트 스위치를 작동하여 솔레노이드 밸브를 작동시켜 공기 회로를 열고 압축 공기로 팬터그래프를 들어 올립니다. 카본 스키드 플레이트 마모가 한계 이상으로 파열되는 등 팬터그래프 작동에 이상이 발생하면 급속 하강 밸브를 작동시켜 팬터그래프를 빠르게 하강시킨다. 한편, 압력 스위치는 해당 신호를 CCU로 전송한 후 CCU에서 진단 및 처리한 후 해당 오류 코드를 HMI로 전송합니다. 동시에 압력 스위치는 관련 신호를 CCU로 전송합니다. CCU는 진단 및 처리 후 관련 오류 코드를 HMI로 전송하여 인간-기계 정보 교환을 실현하고 운전자에게 적시에 팬터그래프를 변경하도록 상기시킵니다.

3.CX 액티브 컨트롤 팬터그래프

CX 팬터그래프는 일반 팬터그래프와 달리 CRH380 B형 차량에 적합합니다. 첫째, 팬터그래프는 단일 슬라이드 구조를 채택하면서 슬라이드 재질을 구리 함침 카본 슬라이드로 변경하여 수명을 늘렸습니다. 둘째, 팬터그래프의 동적 작동 중에 팬터그래프 네트워크의 접촉력을 조정하고 제어하기 위해 팬터그래프 제어 장치(PCU )가 추가됩니다. 이번에도 새로운 합성 재료가 아치 본체에 사용되어 팬터그래프가 30~40% 더 가벼워졌습니다. 마지막으로 고정밀 공조 장치가 채택되었습니다. 결과적으로 CX 팬터그래프는 구조가 단순하고 가벼우며 동적 접촉력을 조정할 수 있고 더 안정적입니다.

팬터그래프 자체는 압축 공기로 구동됩니다. 압축 공기는 차량 배관에서 공급되고 APIM 장치를 통해 팬터그래프 에어백으로 들어갑니다. 에어백은 압축 공기에 의해 토크를 발생시키고 활을 들어 올리기 위해 캠과 유연한 조인트 샤프트에 의해 힌지 연결됩니다. 팬터그래프를 내리면 콤팩트 에어라인이 차단되고 팬터그래프는 자체 무게만큼 줄어듭니다. 압축 공기 공급이 중단되거나 저전압 전원 공급이 중단되면 추가하다 장치를 활성화하여 팬터그래프가 자동으로 내려갑니다.

이 팬터그래프의 작동 원리는 이 팬터그래프의 동적 특성을 조정할 수 있다는 점을 제외하면 DSA250 팬터그래프와 유사합니다. 팬터그래프의 동적 특성 조정은 댐퍼에 연결된 2단계 서스펜션을 사용하여 이루어집니다.

에어백은 서스펜션의 첫 번째 단계를 수행합니다. 팬터그래프 제어 장치는 에어백의 압력이 일정하고 팬터그래프 높이와 무관하게 유지되도록 합니다. 서스펜션의 두 번째 단계는 구부러진 헤드의 스프링으로 조정됩니다. 2단계 서스펜션은 팬터그래프의 합리적인 동적 조정을 달성할 수 있습니다.