Main description (Italian)

Lo studio definisce un metodo semplificato di analisi cinematica e dinamica dell’interazione tra un pantografo e una linea aerea rigida di contatto. La difficoltà nel reperire informazioni tecniche specifiche ha costretto a porre come riferimento bibliografico la norma EN sull’interazione tra pantografo e catenaria elastica convenzionale: ne consegue la verifica dell’applicabilità di un unico modello di massa ridotta in vibrazione verticale anziché di meccanismi a più gradi di libertà. Questo lavoro sviluppa casi di studio che considerano la variazione delle caratteristiche strutturali ed elastiche del pantografo e della linea di contatto rigida per un generico veicolo che si muove a velocità costante su una linea retta e orizzontale. La variazione della massa dell’aletta, la vibrazione verticale della cassa del veicolo e le irregolarità di posa della linea aerea di contatto completano le condizioni di comportamento del problema. La letteratura del settore sembra confermare un crescente interesse per lo studio di applicazioni di controllo “attivo” del comportamento del meccanismo, basate su valutazioni complesse effettuate mediante un uso esteso di sistemi di tecnologia intelligente (software di feedback, controller proporzionale integrativo- derivativo): amplificazione dinamica (risonanza) è gestita da dispositivi in grado di sviluppare parametri di smorzamento variabili e adatti a condizioni operative temporanee. Questo studio trascura l’analisi delle caratteristiche di smorzamento del pantografo durante l’interazione con la linea di contatto poiché la discussione non è volta a determinare o ottimizzare elettronicamente o software gli effetti di risonanza dell’interazione pantografocatenaria rigida. Sebbene le conclusioni possano sembrare specialistiche per le operazioni ferroviarie metropolitane, attualmente identificate come i maggiori utilizzatori del sistema di raccolta dell’energia a catenaria rigida, il rapporto propone un’estensione dei risultati sui sistemi ferroviari con velocità vicine a quelle ad alta velocità.

Main description (English)

The study defines a simplified method of kinematic and dynamic analysis of the interaction between a pantograph and a rigid overhead contact line. The difficulty in finding specific technical information forced to place the EN standard on the interaction between pantograph and conventional elastic catenary as a bibliographic reference: it follows the verification of applicability of a single reduced mass model in vertical vibration instead of multi-degrees of freedom mechanisms. This work develops case studies that consider the variation of the structural and elastic characteristics of the pantograph and of the rigid contact line for a generic vehicle moving at a constant speed on a straight and horizontal line. The variation in the mass of the contact strip, the vertical vibration of the vehicle body and the laying irregularities of the overhead contact line complete the behaviour conditions of the problem. Literature of the sector seems confirming there is an increasing interest in studying “active” control application of the mechanism behaviour, based on complex evaluations performed by an extended use of intelligent technology systems (feedback software, proportional integrative-derivative controller): dynamic amplification (resonance) is managed by devices able to develop variable damping parameters and suitable for temporary operating conditions. This study neglects the analysis of the damping characteristics of the pantograph during the interaction with the contact line since the discussion is not aimed at determining or electronics or software optimization the resonance effects of pantographrigid catenary interaction. Although the conclusions may appear to be specialized for metropolitan railway operations, currently identified as the major users of the rigid catenary energy collection system, the report proposes an extension of the results on railway systems with speeds close to the high-speed ones.