De nombreux chariots et bus se connectent aux lignes aériennes ou aux caténaires à l

Les actionneurs électromécaniques permettent aux véhicules de transport en commun de se connecter et de se déconnecter des lignes aériennes

L’augmentation rapide de la demande de transports en commun éconergétiques entraîne une adoption accrue des véhicules hybrides et entièrement électriques. Les ingénieurs du transport en commun ont de plus en plus besoin d’une durée de vie plus longue et d’une durabilité plus élevée des composants, en particulier des actionneurs qui assurent les connexions sûres et flexibles aux sources d’alimentation. Heureusement, une nouvelle génération d’actionneurs linéaires électriques semble à la hauteur.

Les actionneurs permettent aux tramways, bus et trains électriques de se connecter et de se déconnecter des lignes électriques aériennes lorsqu’ils en ont besoin. Ce n’est pas aussi nécessaire pour les véhicules, car ils prennent tous les pouvoirs des caténaires aériens. Ils peuvent se connecter une fois le matin et rester connectés jusqu’à la fin de leur journée. Les véhicules hybrides, d’autre part, utilisent l’énergie de la batterie pour les itinéraires qui vont au-delà des limites de la ville et repassent à plusieurs reprises sur des lignes aériennes plus propres et plus économiques lorsqu’ils parcourent leurs itinéraires.

De nombreux chariots et bus se connectent aux lignes aériennes ou aux caténaires à l’aide d’un pantographe à commande électrique.

Les actionneurs gèrent la commutation aérienne en contrôlant les pantographes à ressort, les ensembles mécaniques qui se trouvent au sommet des véhicules et qui montent et s’abaissent pour se connecter et se déconnecter avec les lignes aériennes. Un ressort soulève le pantographe pour connecter et maintenir le contact avec la ligne électrique aérienne. L’actionneur éloigne le pantographe des lignes électriques lors du passage à l’alimentation par batterie. Dans certains modèles, l’actionneur précharge également le ressort qui soulève le pantographe. Une commutation intermittente plus efficace réduit la nécessité d’ajouter un câblage aérien disgracieux et potentiellement dangereux dans les limites de la ville à mesure que l’utilisation du transport en commun augmente.

D’autres conceptions reposent sur des actionneurs pneumatiques pour élever et abaisser le pantographe, mais la compression de l’air émet de l’humidité qui peut provoquer un colmatage et, à basse température, du givrage. Les appareils pneumatiques ont également besoin de plus de composants, notamment des pompes, des tuyaux et une source d’air comprimé.

Les actionneurs guident également la commutation dans les stations de recharge, aidant les bus hybrides à obtenir la puissance dont ils ont besoin pour fonctionner pendant la journée. Et pour les trains qui sont alimentés par des troisièmes rails, des actionneurs sont utilisés pour étendre les contacts du train au rail motorisé.

Des actionneurs en réseau modernes seront appelés à faire fonctionner en toute sécurité plusieurs sous-systèmes sur des véhicules de transport en commun rapide, y compris la montée et la descente du pantographe, l'ouverture et la fermeture des portes, l'extension et la rétraction des rampes piétonnes et la connexion des contacts électriques sur le troisième rail.Des actionneurs en réseau modernes seront appelés à faire fonctionner en toute sécurité plusieurs sous-systèmes sur des véhicules de transport en commun rapide, y compris la montée et la descente du pantographe, l’ouverture et la fermeture des portes, l’extension et la rétraction des rampes piétonnes et la connexion des contacts électriques sur le troisième rail.Thomson Industries, Inc.

Là où les applications existantes pourraient nécessiter des actionneurs d’une durée de vie de 20 000 à 30 000 cycles, l’augmentation de l’achalandage pourrait augmenter la durée de vie estimée des actionneurs dans la plage de 500 000 à 1 million de cycles. Pour prolonger la durée de vie de l’actionneur, les ingénieurs doivent prendre en compte au moins quatre problèmes: la sélection des vis à billes, la conception du moteur, le freinage et la résistance à l’environnement.

Les actionneurs dans les applications de transport en commun convertissent le mouvement de rotation en mouvement linéaire grâce à une vis à billes. La sélection d’une vis à billes pouvant supporter un million de cycles nécessite d’équilibrer la charge et la vitesse en améliorant l’écrou et la vis. Cela peut être assez complexe, mais implique essentiellement d’augmenter les capacités de charge des vis et des écrous en utilisant des vis à billes de plus grand diamètre et des écrous et deux fois plus de roulements à billes.

La conception du moteur affecte également la durée de vie de l’actionneur. La plupart des actionneurs sur les véhicules électrifiés utiliser des moteurs à courant continu à base de brosses de contact. Mais les brosses s’usent beaucoup trop tôt pour une utilisation prolongée que les concepteurs de transports en commun projettent. Une meilleure alternative consiste à remplacer les brosses par un champ électromagnétique, ce qui élimine les brosses de contact et peut durer pratiquement pour toujours. Il y aura bien sûr une certaine usure sur les roulements et autres pièces du moteur, mais sa longévité ne dépend plus de la durée de vie des balais. Un moteur CC sans balais nécessite également une interface utilisateur légèrement différente et aidera à contrôler le freinage en fonctionnement pantographe.

Dans un pantographe, l’actionneur travaille contre un ressort. Dans un sens, il s’oppose au ressort; dans l’autre, il assiste le printemps. Un ressort opposé fournit une vitesse stable et plus contrôlée dans une direction. Un ressort d’assistance, d’autre part, permet une opération plus libre qui doit être contrôlée. En règle générale, la vitesse est contrôlée avec un frein à friction lorsque le ressort aide. En cas d’utilisation prolongée, les freins à friction s’usent et limitent la durée de vie de l’actionneur.

Parallèlement à un moteur amélioré, le nouvel actionneur doit être couplé avec une vis à billes améliorée, un frein de maintien de charge électromagnétique et une commande électronique du moteur. Cela permet au moteur sans balais de contrôler la vitesse tandis qu’un frein électromécanique maintient la charge en place une fois l’actionneur arrêté.

Les actionneurs pour les applications de transport en commun sont déjà soumis à des réglementations en matière de santé et de sécurité, mais une utilisation accrue y apportera également de plus grandes améliorations. Les véhicules en fonctionnement moins fréquent peuvent s’en tirer avec des composants classés aussi bas que IP65 pour sa protection contre les contaminants. Mais une utilisation plus large des trains roulant à 100 km / h signifie une plus grande exposition à l’environnement qui nécessitera probablement plus de protection. De même, les opérations dans les communautés balnéaires augmentent l’exposition à l’air salin corrosif et exigeraient également plus de protection, probablement IP66 ou même IP69K. Ces facteurs, combinés à des normes de sécurité publique strictes empêchant l’utilisation de matériaux toxiques, poussent les fournisseurs d’actionneurs à s’assurer que les matériaux et les joints fonctionneront en toute sécurité pendant 20 ou 30 ans, la durée de vie prévue des véhicules.

Dans les applications de transport d’aujourd’hui, les actionneurs assurent principalement la commutation, ce qu’ils continueront de faire. Mais la commutation nécessite une partie de l’électronique embarquée, qui permet aux actionneurs de communiquer entre eux et avec d’autres appareils. Cette mise en réseau fournit aux opérateurs des informations telles que la position du pantographe. Ainsi, les actionneurs devront être améliorés.

L'actionneur Electrak HD durable de Thomson est équipé d'une électronique et de commandes modernes et peut gérer jusqu'à un million de cycles à sa charge maximale nominale.L’actionneur Electrak HD durable de Thomson est équipé d’une électronique et de commandes modernes et peut gérer jusqu’à un million de cycles à sa charge maximale nominale.

Bien que les actionneurs utilisés pour les stations de charge soient parmi les premiers composants qui doivent être mis à niveau pour s’adapter à l’augmentation du nombre d’usagers et à l’électrification étendue, d’autres applications d’actionneurs pourraient bientôt suivre, notamment le fonctionnement des portes, le nivellement des marches, la connexion des wagons et le contrôle des écarts pour un accès sûr et facile aux passagers. Jusqu’à aujourd’hui, ces applications étaient principalement alimentées par des actionneurs pneumatiques ou hydrauliques, mais avec des cycles accrus et le besoin de composants plus efficaces et durables, les ingénieurs devraient envisager les actionneurs électromécaniques les mieux adaptés à leurs conceptions.

Travis Gilmer est spécialiste de la gamme de produits pour actionneurs linéaires industriels chez Thomson Industries, Inc.

Articles similaires

Commencez à saisir votre recherche ci-dessus et pressez Entrée pour rechercher. ESC pour annuler.

Retour en haut