Токоприёмник

Токоприёмник (энергополучатель) — тяговый электрический аппарат, предназначенный для создания электрического контакта электрооборудования подвижного состава с контактной сетью (электропроводом) и, следовательно, токосъёма. Реализует контактный способ токосъёма^[1].

Конструкция

Пантографный токоприёмник на вагоне трамвая

Штанговый токоприёмник троллейбуса

Токоприёмник для контактного рельса

Пантографы могут легко повреждаться в результате отклонения проводов от нормального положения и столкновения с элементами контактной сети при её неисправности или наличии на ней посторонних предметов

Конструкция токоприёмников и их характеристики определяются мощностью (током нагрузки) и скоростью ЭПС, габаритами подвижного состава и приближения строений, расположением контактных проводов или рельса в плане и по высоте относительно ЭПС, характером изменения расстояния между основанием токоприёмника и контактным проводом или рельсом, условиями управления подъёмом и опусканием токоприёмников. Токоприёмники должны обеспечивать надёжный (без повреждений), экономичный (с минимальным износом контактирующих элементов) и экологичный токосъём.

Комплексы конструктивных элементов, входящих в состав контактных токоприёмников, подразделяют на^[1]:

• Базовые элементы, необходимые для участков, электрифицированных как на постоянном, так и на переменном токе
  • Система подвижных рам (полностью определяет поперечную жёсткость токоприёмника)
    • Пантографы
    • Полупантографы
    • Штанговые
    • С подвижным основанием
  • Подъёмно-опускающий механизм
  • Основание
  • Управляющие
• Альтернативные специфические элементы для постоянного или переменного тока, а также для электровозов или электропоездов
  • Контактирующие
  • Полозы
  • Каретки — элемент конструкции токоприёмника, обеспечивающий упругое перемещение полоза относительно верхнего шарнира системы подвижных рам, и предназначенный для уменьшения влияния инерции рам в процессе взаимодействия с контактной сетью путём упругого расчленения масс токоприёмника
    • Плунжерные
      • Вертикальные
      • Наклоняемые
      • С демпфированием
    • Плунжерно-рычажные
    • Рычажные
    • Рычажно-пружинные
    • Пружинные
    • С кулисой (направляющей)
  • Токопроводящие
  • Изолирующие
• Дополнительные элементы используют для повышения эксплуатационных свойств токоприёмников — скорости, надёжности, экономичности и экологичности
  • Предохранительные
  • Аэродинамические — предназначены для улучшения аэродинамических свойств токоприёмников, зависящих от воздействий воздушного потока
    • Уменьшающие лобовое сопротивление
    • Экранирующие
    • Компенсирующие аэродинамическую подъёмную силу
  • Демпфирующие — применяют для отбора энергии от колеблющейся системы «токоприёмник — контактная подвеска», снижения амплитуд перемещений и уменьшения колебаний контактных нажатий до допустимых пределов
    • Устанавливаемые в верхнем узле токоприёмника
    • Устанавливаемые в системе подвижных рам
  • Авторегулирующие
  • Диагностические
  • Сохраняющие
  • Для наклона кузова
  • Помехоподавляющие
  • Шумоподавляющие
  • Для обеспечения электробезопасности
  • Охлаждающие
  • Виброзащищающие
  • Гололедозащищающие
  • Эрозиозащищающие

Комплексы базовых и альтернативных элементов содержат все токоприёмники отечественного ЭПС.

Безаварийная работа ЭПС и контактной сети в значительной степени зависит от характеристик, определяемых конструкцией подъемно-опускающего механизма (привода) токоприёмника. Привод должен обеспечивать: необходимую величину опускающей силы, требующейся для надёжного опускания токоприёмника (при необходимости) с заданной скоростью за определенное время; определенную величину удерживающей силы, предотвращающей самопроизвольный подъём токоприёмника при высоких скоростях движения; заданное статическое нажатие на контактный провод с возможностью его регулирования как вручную, так и автоматически; достаточно малое время подъёма и опускания токоприёмника без повреждения его элементов и контактной сети при заданных эксплуатационных скоростях движения подвижного состава. Кроме того, привод токоприёмника должен управляться дистанционно. По виду используемой энергии все приводы токоприёмников разделяют на пневматические, электрические и гидравлические^[1].

Разновидности токоприёмников

Токоприёмники различают по условиям работы и по конструктивному исполнению:

• Для токосъёма с воздушной контактной сети:
  • Пантографный — токоприёмник с подъёмным механизмом в виде шарнирного многозвенника, обеспечивающим вертикальное перемещение контактного полоза^[2].
  • Штанговый — токоприёмник с подъёмным механизмом в виде рычага-штанги, допускающим вертикальное, а при необходимости и боковое перемещение контактной головки (контактного «башмака») или (реже) полоза. Весьма характерен для троллейбусов (двухштанговый вариант).
  • Дуговой — токоприёмник с подъёмным механизмом в виде поворотной рамы, обеспечивающим перемещение полоза по дуге окружности.
  • Токоприёмник для бокового контактного провода.
• Для токосъёма с контактного рельса:
  • Токоприемник для контактного рельса
  • Кондуитный токоприёмник

Примечания

1. Михеев В. П. Контактные сети и линии электропередачи: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. — М.: Маршрут, 2003.— 416 с. ISBN 5-89035-086-2
2. Сидоров Н.И., Сидорова Н.Н. Как устроен и работает электровоз — М.: Транспорт, 1988. — ISBN 5-277-00191-3. — Тираж 70000 экз. — С. 50.