试论城市轨道交通车辆再生制动原理

    颜杏　潘曦

    摘 要 城市轨道交通的创新发展促使其对于电能需求增长，为满足车辆的运行需求，在地铁车辆日常运行中，约一半电能消耗在车辆牵引以及电制动过程中。车辆在制动过程中以电制动为主空气制动补足，其中电制动分为再生制动及电阻制动。若运行过程中再生制动能量被有效的应用，可以从根本上促进城市轨道交通用电节能。基于此，本文浅析当前城市轨道交通车辆再生制动原理，以供参考。

    关键词 城市轨道交通 车辆 再生制动原理

    中图分类号：U270.35 文献标识码：A

    0引言

    随着时代不断发展，人们对于节能环保理念逐渐加强重视，以构建完善的绿色交通系统。对于当前的城市轨道交通系统来说，受其自身的性质影响，车辆自身的耗能约占整个系统耗能的一半，因此，灵活进行技术创新，降低车辆自身的耗能可以直接促进当前城市轨道交通行业实现可持续发展，降低自身能源损耗。

    1现阶段城市轨道交通车辆再生制动装置原理

    當前，我国城市轨道交通在发展过程中，进行再生制动能量吸收时主要采取的基本形式有三种，具体说明如下：

    1.1消耗型装置

    当前，我国城市轨道交通车辆应用的电阻消耗型制动能量吸收装置主要分为两种，一种为地面制动电阻，一种为车载制动电阻，在实际的应用过程中，利用其装置自身的性能，实现车辆再生制动。地面制动电阻技术在国外应用较为常见，而在国内则主要应用在重庆、广州、北京等地区，其应用的原理主要是利用再生制动能量吸收装置进行能量吸收，并利用当前的吸收电阻与斩波器采用恒压吸收方式进行运转，在实际的制动时，对其产生的直流母线电压进行状态调节，控制斩波器的导通比，进而改变其实际的吸收功率，从而将当前的制动能消耗在吸收电阻上，满足当前的需求。实际上，地面制动电阻装置自身的实质是将当前的车辆上的制动电阻转移至地面，并设置合理的电子开关，当运行车辆发生再生制动时，将再生制动的能量消耗在电阻上，满足实际的需求。

    1.2储能型吸收装置

    现阶段，我国城市轨道交通车辆再生制动应用的储能型吸收装置主要包括飞轮储能、超级电容型以及电池储能三种形式。

    首先，飞轮储能装置主要包括斩波器、飞轮储能以及控制隔离组成，其应用的技术为当前的物理分离衍生技术，将该装置设置在真空壳体内，经过特殊的材料进行加工，并促使其加工工艺支撑底部结构，进而促使其装置具有良好的稳压功能，并通过设置其自身的运行状态，对电能进行吸收，并在需要时进行电压释放，满足实际的需求。

    其次，超级电容型储能装置构成原理主要是以变化器、电容器以及连接单元为基础，将大功率电容作为储能介质，并利用电容的充放电原理促使车辆实现再生电能的吸收与利用，满足需求。在实际的应用过程中，当供电区间内出现列车需要取流时，该装置可以有效的将自身储存的电能进行释放，以满足当前的需求。对于该装置来说其自身主要存在稳压与储能两种工作模式，其电气系统自身主要包含斩波器、储能电容器、电动隔离开关、微机控制单元以及传感器组成。

    最后，电池储能型主要是利用自身的功能对当前的制动能量进行吸收，并吸收到电池介质中，当车辆运行过程中需要时，该装置将自身的电能进行合理的释放，以满足实际的需求，但手气自身的性质影响，其装置体积较大，并且频繁进行充电与放电，对于其自身的使用寿命影响较大，同时储能容量相对较小。

    1.3逆变回馈型吸收装置

    该装置主要是以晶闸管、电力电子构建以及大功率三相逆变器为基础，通过自身的功能，将再生制动能量进行合理的吸收，并在实际的应用过程中将整流变压器回馈至当前的中压网络中，为城市轨道交通自身的系统负荷奠定良好的基础，满足需求。以晶闸管技术为例，在该技术的应用过程中，主要是利用晶闸管逆变装置自身的作用与整流器进行结合，并共用牵引变压器向中压网络逆变能量，并将直流再生能量转换为交流变生能量。实际上，对于晶闸管技术来说，在实际的应用过程中其逆变回馈装置可以促使常规变电向中压交流电网进行回馈，回馈其制动的能量，促使能量在供电系统中实现远距离传输。该装置自身具有较强的优点，在实际的应用过程中，其应用的晶闸管技术较为成熟，并且成对相对较为低廉，价格较低，但受其自身的性质影响，也存在一定的缺点，例如，其自身作为开关器件，注入电网自身的谐波较大。逆变回馈装置在实际的应用过程中主要是利用其自身的逆变单元，通过利用整流器促使其共用牵引变压器，并向中压网络进行逆变能量，促使常规变电向中压交流电网回馈进行能量制动，进而满足需求。实际上，与晶闸管控制的逆变器相对比，其自身具有更高的电功率，同时其自身的谐波电流较低，设备自身的成本投入较大，进而增大其装置自身的成本。

    2结论

    综上所述，在当前的时代背景下，城市轨道交通车辆灵活应用再生制动技术可以有效的促使制动能量实现回收利用，进而满足能量回收利用要求，在不断的发展过程中构建能量节约系统，提升能量利用效率。

    参考文献

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