전기차의 집전 장치인 팬터그래프

전기차의 집전 장치인 팬터그래프

 

 

1. 서론

차량 외부로부터 전기차 내부로 전력을 인입하는 장치를 집전 장치라 한다. 노면 전차에서는 트로리 볼(Trolley ball)이나 뷰겔(Bugel)을 사용하며, 지하 철도의 제3 레일식에서는 집전화(Collecting Shoe)를 사용하여 집전하고, 가공 단선식에서는 일반적으로 팬터그래프(Pantograph)가 널리 사용되고 있다.

 

 

2. 팬터그래프의 구조

팬터그래프는 가대 프레임, 프레임 구조체, 집전주, 상승 장치 및 완충 장치 등으로 구성된다.

1) 가대 프레임(Frame)

가대 프레임은 팬터그래프의 기초 부분으로 애자에 의해서 차량 상부에지지 되어 있다.

 

2) 프레임 구조체

프레임의 형식은 교차형과 교차형의 반쪽만 사용하는 Z형이 사용된다.

 

3) 집전주

집전주는 중앙부에 집전판이 설치되며 전차선으로부터 집전 작용을 수행한다.

 

4) 상승 장치

상승 장치는 프레임 구조를 상승시키고 집전판을 전차선에 일정한 압력으로 접촉하도록 압상시킨다.

 

3. 팬터그래프의 구비 조건

① 전기차의 속도, 집전 전류에 대응하여 소요 전력을 집전 가능하여야 한다.

② 전차선에 대한 추종성이 좋고 이선 또는 도약 현상이 발생하지 않아야 한다.

③ 상하로 이동하여도 사용 범위 내에서는 가능한 한 압상력의 변화가 적어야 한다.

 

4. 팬터그래프의 특성

팬터그래프는 전동차에 사용하는 교차형과 기관차에 사용되는 Z형으로 분류되며 그 특성은 다음과 같다.

구분	교차형	Z형
사용 개소	전동차	전기 기관차
압상력	58.8[N](6[kgf])	68.6[N](7[kgf])
공기 조작 압력	49[N/㎠](5[kgf/㎠])	53.9[N/㎠](5.5[kgf/㎠])
집전 재질	동계 소결합금	탄소
최소 작용 높이	530[mm]	100[mm]
최대 작용 높이	1,380[mm]	2,500[mm]

5. 팬터그래프의 유효 폭

6. 결론

집전 장치는 전기차의 속도, 집전 전류에 대응하여 소요 전력을 집전 가능한 것으로서 전차선에 대한 추종성이 좋고 이선 또는 도약 현상을 발생하지 않으며 상하로 이동하여도 사용 범위 내에서는 가능한 한 압상력의 변화가 작은 특성이 필요하다. 팬터그래프 집전 재질은 동계 소결합금보다 탄소 재질이 전차선을 적게

마모시켜 전차선 수명을 연장 시킨다.