منساخ

المنساخ (أو "المقلاة" أو "البانتو") هو جهاز مثبت على سطح قطار كهربائي أو ترام أو حافلة كهربائية لجمع الطاقة من خلال الاتصال بخط علوي. ينبع المصطلح من تشابه بعض الأنماط مع المنساخ الميكانيكي المستخدم لنسخ الكتابة اليدوية والرسومات.

المنساخ هو نوع شائع من جامع التيار؛ عادة، يتم استخدام سلك مفرد أو مزدوج، مع مرور التيار الراجع عبر القضبان. تشمل الأنواع الأخرى من المجمعات الحالية جامع القوس وعمود العربة.

تعرُّف:يتم رفع البانتوغراف عندما يدخل القطار إلى قسم مكهرب من المسار. يتم ذلك عادةً تلقائيًا، من خلال جهاز استشعار موجود على المنساخ الذي يكتشف السلك المكهرب.

الاتصال مع الأسلاك العلوية:بمجرد رفعه، يتلامس حذاء التلامس الموجود على المنساخ مع السلك العلوي. ينزلق حذاء التلامس على طول السلك، ويجمع الطاقة.

نقل الطاقة:تنتقل الطاقة المجمعة من المنساخ إلى محركات الجر التي تدفع القطار. يتم نقل الطاقة هذا من خلال سلسلة من الموصلات والمكونات، مثل حلقات المجمع وأحذية المجمع، والتي تنقل الطاقة إلى محركات الجر.

الرصد والمراقبة:تتم مراقبة البانتوغراف والتحكم فيه بواسطة نظام التحكم في القطار. يضمن هذا النظام أن يحافظ المنساخ على الاتصال بالسلك العلوي ويضبط ضغط التلامس لضمان نقل الطاقة بكفاءة. كما أنه يراقب مستويات التيار والجهد للتأكد من أن المنساخ يعمل ضمن المعلمات المقبولة.

خفض:عندما يغادر القطار الجزء المكهرب من المسار، يتم خفض البانتوغراف. يتم ذلك عادةً تلقائيًا من خلال جهاز استشعار يكتشف متى غادر القطار المنطقة المكهربة. إن خفض المنساخ يضمن عدم إتلاف الأنفاق أو الأماكن الضيقة الأخرى التي قد لا يتم رفعه فيها.

عمليات التفتيش المنتظمة:يجب فحص المنساخ بانتظام للتحقق من عدم وجود تلف أو تآكل أو تشغيل سليم. يتضمن ذلك فحص قاعدة التلامس والإطار وآلية الربط والمكونات الأخرى بحثًا عن الشقوق أو التآكل أو علامات التآكل الأخرى.

التنظيف والتشحيم:يجب تنظيف وتشحيم المنساخ بانتظام لضمان التشغيل السلس ومنع التآكل. يجب أن يتم التنظيف باستخدام عامل تنظيف مناسب لإزالة الأوساخ والحطام من قاعدة التلامس والإطار والمكونات الأخرى. يجب أن يتم التشحيم باستخدام مادة تشحيم مناسبة، وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة.

تعديل:يعد الضبط المنتظم للمنساخ أمرًا ضروريًا للحفاظ على التشغيل السليم. يجب إجراء التعديلات على آلية الربط والمحركات للتأكد من أن حذاء التلامس يحافظ على الاتصال المناسب بالسلك العلوي. يجب إجراء التعديلات وفقًا لمواصفات وإرشادات الشركة المصنعة.

قطع غيار:إذا ظهرت على أي مكون من مكونات المنساخ علامات التآكل أو التلف، فيجب استبداله على الفور. يجب شراء قطع الغيار من مصادر معتمدة لضمان التوافق والجودة.

الاختبارات الكهربائية:يعد الاختبار الكهربائي الدوري للمنساخ أمرًا ضروريًا لضمان التشغيل الكهربائي السليم. يتضمن ذلك اختبار أداة الاتصال للتأكد من التوصيلية، والتحقق من مستويات الجهد والتيار، ومراقبة أداء المنساخ أثناء التشغيل.

التدريب والتعليم:يجب أن يتلقى المشغلون وأفراد الصيانة التدريب والتعليم حول تشغيل وصيانة وسلامة المنساخ. يجب أن يغطي هذا التدريب المبادئ الأساسية للبانتوجراف، وإجراءات التشغيل، وتقنيات استكشاف الأخطاء وإصلاحها، وإجراءات السلامة لتقليل مخاطر التلف أو الإصابة.

تختلف الطرق التي يتم بها تصنيع المنساخ والمجمعات على شكل أحذية الترولي واستخدامها في أنظمة السكك الحديدية الكهربائية تمامًا. يتطلب كل منها نوعًا معينًا من الأجهزة أيضًا.

جامعي البانتوغراف
في حالة وجود نظام سلسال علوي مزود بمجمع منساخ، لا يوجد سوى القليل لضمان خلوص الجدار الجانبي لسلك العربة نفسه. يصطدم المنساخ بسلك، وينزلق على طوله ويجمع قوته.

من السهل جدًا إجراء انتقال سلكي متباعد في نظام المنساخ ببساطة عن طريق وضع المشابك وسحب الأسلاك للأسفل وقريبة من بعضها البعض بطريقة معينة. ومع ذلك، هذا غير ممكن عند استخدام حذاء الترولي.

جامعي الأحذية عربة
مع جامعي أحذية الترولي، يمتد الحذاء إلى ما وراء السلك. وهذا يعني أن أي جهاز يبرز في المستوى الأفقي يمكن أن يلتقطه جامعو الأحذية. لذلك، من المهم أن تكون انتقائيًا للغاية فيما يتعلق بالمشابك المستخدمة لتوصيل الحذاء بسلك التلامس. من الممكن عادة استخدام المشابك على شكل حذاء الترولي في نظام المنساخ، ولكن ليس العكس لهذا السبب.

لإجراء انتقال سلكي متباعد في نظام أحذية الترولي، من الضروري قطع السلك ووضع تقاطع يسمح للحذاء بالمرور عبر الأسلاك المتباعدة.

ضمان التوصيل الكهربائي
يعد استخدام عوازل البانتوجراف أمرًا ضروريًا للحفاظ على التوصيل الكهربائي المستمر بين الأسلاك العلوية والقطار، وبالتالي ضمان مصدر طاقة ثابت لتحقيق الأداء الأمثل.

منع الأعطال الكهربائية
يمكن تحقيق الوقاية من الاضطرابات الكهربائية من خلال استخدام عوازل البانتوجراف عالية الجودة. تلعب هذه العوازل دورًا حاسمًا في الحفاظ على اتصال ثابت للطاقة، وبالتالي تقليل وقت التوقف عن العمل وتعزيز الكفاءة التشغيلية.

تعزيز السلامة
يلعب وجود عوازل البانتوجراف التي تعمل بشكل جيد دورًا حاسمًا في تعزيز سلامة الركاب والعمال على حد سواء، حيث أنه يقلل بشكل فعال من احتمال حدوث أعطال كهربائية أو حوادث أثناء السفر.

طول العمر والمتانة
يعد طول عمر عوازل البانتوجراف ومتانتها من العوامل الرئيسية التي يجب أخذها في الاعتبار. تم تصميم هذه العوازل لتكون موثوقة، مع عمر أطول والقدرة على التعامل مع الضغوط اليومية المرتبطة بعمليات القطارات. ونتيجة لذلك، فإنها توفر حلاً فعالاً من حيث التكلفة على مدى فترة طويلة من الزمن.

قطاع البانتوغراف من الأسفل إلى الأعلى من السوق سيحقق نموًا كبيرًا

من المقدر أن قطاع البانتوغراف من الأسفل إلى الأعلى من السوق الذي تمت دراسته يحتل حصة كبيرة حيث أن حل الشحن على متن الطائرة هو نظام شحن سريع يستخدم بشكل أساسي لشحن الحافلات الكهربائية في المدن التي بها شبكات التيار المباشر الحالية، مثل خطوط الترام. علاوة على ذلك، يمكن استخدام هذه البانتوجرافات الموجودة على متن الحافلات الكهربائية لشحن الحافلات الإلكترونية حيث تتوقف لبضع دقائق، أي يتم نشر هذه البانتوجرافات للشحن السريع أثناء الوقوف عبر إشارات المرور الضوئية الحمراء، وأماكن وقوف السيارات، ومحطات التوقف، أثناء السفر على نفس الطريق مع وجود خطوط كهرباء علوية، وما إلى ذلك. وتُفضل هذه البنية التحتية أيضًا نظرًا لقدرات الطاقة التفاعلية من السيارة إلى الشبكة، وبالتالي من المتوقع أن يرتفع الطلب خلال الفترة المتوقعة.

نظرًا لهذه الفوائد، من المتوقع أن ينمو ميل المستهلك، وخاصة مقدمي خدمات الشحن ومصنعي الحافلات، خلال الفترة المتوقعة، ومن أجل الحصول على هذه الحصة السوقية المتنامية، تقدم العديد من الشركات الرئيسية منساخًا من أسفل إلى أعلى. على سبيل المثال،

في نوفمبر 2021، أعلنت شركة Siemens Smart Infrastructure أنها ستوفر البنية التحتية للشحن، أي الشحن عبر المنساخ على متن الطائرة وغطاء الاتصال بقدرة 100 و450 كيلووات لـ 21 حافلة كهربائية منخفضة الأرضية بالكامل في لايبزيغ. حصلت شركة VDL Bus & Coach على العقد ذي الصلة من شركة Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH، مشغل النقل العام في لايبزيغ. في كلا النظامين يتم تحقيق الاتصال عبر أغطية الاتصال. وهذا يعني: مثل الترام، سيتم تجهيز الحافلات بجهاز منساخ يتم تحريكه من الأسفل إلى الأعلى للشحن. يتم شحن السيارة تلقائيًا عبر قضبان التلامس المثبتة في غطاء المحرك.

وتشمل العوامل التي تعزى إلى دفع نمو هذا القطاع زيادة اعتماد الحافلات الكهربائية في جميع أنحاء الصين وأوروبا والولايات المتحدة على مدى السنوات الماضية. تشارك حكومة الولايات المتحدة بنشاط في زيادة عدد الحافلات الكهربائية في نظام النقل الخاص بها. على سبيل المثال،

التزم مشغلو النقل العام في سياتل ولوس أنجلوس بتحويل أساطيل حافلاتهم التقليدية التي تعمل بالديزل بالكامل إلى كهربائية، والتي تشمل معًا حوالي 3600 حافلة. ومن المتوقع أن تؤدي مبادرات الاستبدال والشراء هذه إلى زيادة الطلب على الحافلات الكهربائية، الأمر الذي سيؤدي بدوره إلى زيادة نشر أجهزة البانتوغراف وأجهزة شحن الحافلات الكهربائية في الدولة.
في نوفمبر 2019، أعلنت شركة Endesa X أنها ستقوم بتركيب جهازين جديدين لشحن البانتوغراف فائق السرعة للحافلات الكهربائية على خط H16 في برشلونة، الذي يربط المنتدى بمدينة زونا فرانكا. الهدف هو ضمان استمرار شحن حافلات TMB الـ 22 المنتشرة حاليًا على هذا الخط الحضري لتقديم خدمة ممتازة لمستخدمي الحافلات.

ومن المتوقع أن تستمر مثل هذه التطورات خلال الفترة المتوقعة، وبالتالي من المرجح أن تخلق نظرة إيجابية للسوق.

يعتمد مبدأ المنساخ على مفهوم الحركة المتوازية والقياس التناسبي. يتكون المنساخ من سلسلة من الأذرع أو الروابط المترابطة والمفصلة معًا. يتضمن المبدأ الأساسي تتبع صورة أو تصميم أصغر باستخدام أحد طرفي المنساخ مع إعادة إنتاج نسخة أكبر أو أصغر من الصورة في نفس الوقت مع الطرف الآخر.

تشمل المكونات الرئيسية للبانتوجراف ما يلي:

نقطة التتبع:هذه هي النقطة التي يتم عندها تتبع الصورة أو التصميم الأصلي. عادةً ما يكون عبارة عن قلم أو قلم يتم تحريكه على طول محيط الصورة الأصلية.

نقطة الرسم:هذه هي النقطة التي يتم عندها إنشاء إعادة إنتاج الصورة. يتم توصيله بنقطة التتبع من خلال سلسلة من الأذرع أو الوصلات المفصلية.

الأسلحة المفصلية أو الروابط:وهي الأذرع أو الروابط المترابطة التي تسمح بالحركة ونقل الحركة من نقطة التتبع إلى نقطة الرسم. يتم تعليق الأذرع عند نقاط محددة للحفاظ على النسب المطلوبة والحركة المتوازية.

يعتمد مبدأ المنساخ على مفهوم المثلثات المتشابهة. عندما تتحرك نقطة التتبع على طول الصورة الأصلية، فإن أذرع المنساخ المترابطة تضمن أن تتحرك نقطة الرسم المقابلة بطريقة متناسبة ومتوازية. يحدد طول الأذرع وموضع المفصلات عامل قياس التكاثر.

من خلال ضبط موضع نقطة التتبع ونقطة الرسم، يستطيع المنساخ إنشاء نسخ أكبر أو أصغر من الصورة الأصلية مع الحفاظ على نفس النسب. ويضمن الرابط الميكانيكي بين نقطة التتبع ونقطة الرسم أن تكون الحركات متناسبة ومتسقة، مما يؤدي إلى إعادة إنتاج دقيقة للصورة الأصلية.

بشكل عام، يعتمد مبدأ المنساخ على مفهوم الحركة المتوازية والمقياس التناسبي من خلال استخدام الأذرع أو الروابط المترابطة. يسمح بإعادة إنتاج الصور أو التصميمات وقياسها بدقة.