地铁列车再生制动对牵引网电压影响的研究
城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用
城市轨道交通车辆再生制动能量的回收利用摘要：城市轨道交通车辆的制动能量相当可观。
研究如何回收利用，将牵引网电压波动控制在允许范围内，不仅直接关系到经济，也是我国建设节能低碳社会的重要组成部分，对缓解国内外能源紧张的现状具有重要的现实意义。
关键词：城市轨道交通；车辆制动能量；回收利用；叙述了城市轨道交通车辆再生制动能量回收利用方式中的消耗型、储能型和逆变回馈型三种系统方案，并比较分析了三种系统方案的经济技术性。
重点分析了逆变回馈型车辆再生制动能量回收利用方案。
采用逆变回馈型车辆制动能量回收装置，在技术成熟度、国产化水平、经济效益等方面均适合我国城市轨道交通工程建设运营的发展需要，是工程应用的方向。
在确定车辆制动能量回收装置设置方案时，应进行经济技术比较，以确定合理的设置方案，保证社会效益与经济效益均优。
一、车辆再生制动能量回收利用现状1．消耗型吸收装置。
电阻消耗型制动能量吸收装置主要分为车载制动电阻和地面制动电阻两种基本类型。
车载制动电阻由车辆厂配套提供，已经广泛应用于国内外的轨道交通车辆中。
地面电阻耗能型再生制动能量吸收装置主要采用多相IGBT(绝缘栅双极晶体管)斩波器和吸收电阻配合的恒压吸收方式，其工作原理是：根据再生制动时直流母线电压的变化状态调节斩波器的导通比，从而改变吸收功率，将直流电压恒定在某一设定值的范围内，并将制动能量消耗在吸收电阻上。
该吸收装置的电气系统主要由三部分组成：隔离控制、滤波和IGBT斩波器、吸收电阻。
电阻耗能装置的电气原理简单、设备可靠性高、维护工作量小，在车辆和地面上均已经有大量的成熟运行经验。
但电阻消耗装置将制动电能转化为热能传导至空气中，未能充分利用电能，造成了浪费。
2.储能型吸收装置。
（1）超级电容储能型。
该装置的储能介质为大功率电容，利用电容的充放电原理实现车辆再生电能的吸收和利用。
当供电区间内有列车需要取流时，该装置就将所储存的电能释放出去供列车利用。
该吸收装置的电气系统主要由储能电容器组、IGBT斩波器、直流快速断路器、电动隔离开关、传感器和微机控制单元等组成，具有储能和稳压两种工作模式。
高速动车组再生制动对电网电能质量的影响
高速动车组再生制动对电网电能质量的影响随着科技的发展和社会的进步，交通行业也取得了较快的发展，各种新技术、新理念逐渐应用于交通运输行业，并取得了显著的经济效益和社会效益。
高速动车组近几年也取得了较快的发展，制动技术逐渐借鉴国内外相关的经验，结合国内铁路实际开展了针对性探索、创新和应用，并取得了良好的应用效果。
本文对高速动车组再生制动对电网电能质量的影响进行了分析，并结合实际经验进行了具体模型构建和分析，以供参考和借鉴。
标签：高速动车组；再生制动；电网电能；质量随着国内高速动车组的逐渐出现和发展，制动技术也不断进行创新，取得了较大成效，目前国内高速动车已经达到350公里时速，并且在更高的速度方向上进行探索，从而更好地保证高速动车组具备安全、科学、可靠、舒适、环保的制动运行系统。
高速动车组功率大、单项整流负荷，因此冲击性大，且具有不对称性。
高速动车组运行速度和重量以及功率的配置要求制动系统必须具备良好的制动性能，才能更好地为高速动车组提供动力，进而保证安全稳定运行。
由于高速动车组在运行中遇到的路况是不一样的，尤其是面临较大的坡道时，长时间会处于再生制动状态，并且再生制动情况也经常发生在列车驶入车站时，因此研究高速动车组再生制动时对电网低能质量的影响具有科学的实践价值和研究意义。
本文主要是以电压型PWM变流器谐波的运行原理和牵引供电系统等效电路的视角，探讨交直交际车模型与牵引供电系统模型的构建，并开展分析研究，从而找到影响因素和解决对策。
高速动车组采用的是交流牵引传动系统，因此使用再生制动技术是主要的运行模式。
再生制动是指把牵引电机转化为发电机，从而将列车的动能转化为电能，进而通过接触网进行反馈的运行系统。
再生制动技术能够保证列车制动，具有节能性，降低了制动系统的维护频率。
首先从模型构建方式进行研究。
1 关于谐波模型的构建目前国内高速动车组电力牵引传动体系包括整流器、中间直流环节、逆变器三个部分，采用的交-直-交牵引变压变频调速系统，在该模式的运行下四象限变流器是最重要的运行部件，发挥重要的协调支撑功能，具体原理图示可以参考下图。
成都地铁牵引供电再生制动与维护
成都地铁牵引供电再生制动与维护摘要：城市轨道交通由于地铁站间距离较短，列车运行对数多启动、停止、制动频繁，大约有30-40％左右的能量被浪费掉了，可回收的制动能量是相当可观的。
目前成都地铁在10号线采用逆变回馈型再生制动能量吸收装置将列车制动能量通过DC1500V反馈至35kv交流中压环网中进行能量回馈，达到节约能源、提高能耗利用率、改善环境的目的。
逆变回馈型再生制动能量吸收装置已经具有可行性。
因此，逆变回馈型再生制动能量吸收装置的维护也是一个新的课题，要建立精准的维护技能及方法是十分必要的。
关键词：牵引供电；再生制动；逆变回馈；维护探讨；一、成都地铁牵引供电系统运行状况地铁的供电系统是整个地铁的重要组成部分，主要分为电源系统、牵引供电系统和动力照明供电系统三部分。
其中电源系统主要指电网到主变电所部分；牵引供电系统由牵引变电所和接触网组成；动力照明供电系统则负责供给车站、区间等各类照明以及风机、水泵、电梯、空调等动力设备和通信等自动化设备的用电。
如图1所示图1 地铁一次系统与牵引供电系统原理图1．成都地铁35KV供电网络采用分区环网接线方式向沿线的牵引变电所和降压变电所供电，每个供电分区中最靠近主变电所的变电所直接从主变电所的不同段35KV母线上分别引入一回35KV电源，其它变电所（跟随式降压变电所除外）采取环网接线形式从相邻的变电所引入两回35KV电源。
跟随式降压变电所从邻近的牵引变电所或降压变电所的不同段35KV母线上分别引入一回35KV电源，如图1所示。
为实现两座主变电所间的相互支援，在两个主变电所供电距离中间降压变电所设置35KV环网联络开关，以实现两主变电所并列运行、单一投入，退出的需要。
如图2所示。
图3 牵引所供电系统二、再生制动简介1.传统的城市轨道交通车辆再生制动能量吸收装置分散安装在各动车上，采用电阻吸收装置，即车载制动电阻。
城市轨道交通列车再生制动产生的能量一般为其牵引能量的 20%～40%，该再生制动能量除了按一定比例（一般为 20%～80%，根据列车运行密度和区间距离的不同而异）被其它相邻列车吸收利用外，剩余部分主要被车载制动电阻吸收，这将导致区间隧道和车站站台内的温度升高，增加环控系统负担，造成大量的能源浪费并使工程的建设费用和运行费用增加。
城轨列车再生制动节能与振荡抑制研究
城轨列车再生制动节能与振荡抑制研究城市轨道交通中列车制动主要由机械制动和再生制动配合完成,再生制动时,为了抑制飙升的直流侧电压,一般通过限流曲线对牵引电机的再生电流进行控制。
限流曲线上的关键参数设置,对牵引供电系统的能耗和网压有一定的影响。
同时,限流控制方式与列车运行稳定性密切相关。
结合系统工作状态对列车再生控制方式进行分析,完善再生控制策略,抑制再生时出现的电压电流振荡,可以达到提升系统再生稳定性的目的。
首先,论文为了研究限流曲线参数设置对系统的影响,进行了城市轨道交通牵引供电系统的分析和建模,完成了牵引供电仿真软件的编制。
为了验证软件的准确性,进行了地铁运行数据采集,与软件计算结果进行了对比。
论文为了量化限流参数的影响定义了网压限制率和临近变电所解列率,利用上述仿真软件,完成了城轨列车限流曲线参数对系统网压和能耗影响的分析。
接下来,为了研究系统在限流曲线控制下的稳定性问题,论文建立了包含一辆再生列车和一辆牵引列车在内的城轨单供电区间模型,并根据研究需要对系统的工作模式进行了分类。
通过对单供电区间再生系统四种主要工作模式的分析,确定了不稳定的工作模式。
在不稳定的模式下,研究了系统中牵引列车与再生列车的静态特性,以及系统的工作平衡点,通过平衡点附近的小信号模型分析,建立了对应的传递函数模型。
在考察单一限流曲线控制下的传递函数特性的基础上,分析了系统的振荡机理。
在此基础上,论文提出了加入PI控制器的第一种振荡抑制策略,通过简化系统传递函数的方式,完成了控制器的参数设计,并讨论了其他参数对PI控制的稳定性影响。
第二种振荡抑制策略是建立在哈密顿系统的基础上,应用能量成形理论对系统进行分析,通过配置系统的互联和耗散矩阵来完成系统的控制器设计。
在此策略下,设计了其他列车负载观测器实时计算系统平衡点。
论文最后在Matlab搭建的仿真模型上验证了单区间再生控制系统振荡现象,完成了振荡抑制策略的仿真,仿真结果验证了振荡机理分析的正确性和振荡抑制策略的可行性。
大学毕业论文：动车组再生制动的研究 12000
摘要带动力的动车和不带动力的动车通过固定编组共同组成了动车组，动车组具有舒适安全等优点，因此在全国范围内甚至世界许多国家中得到了普遍的使用和推广。
再生制动与传统的空气制动相比具有不可比拟的优越性，是目前所使用的制动方式中唯一可以向电网回馈能量的一种制动方式，它较传统的空气制动而言，相关部件磨损程度较小，且在制动的同时还能节约能源,在资源日益匮乏的今天有着重大的意义。
在再生制动的过程中，是将原本为电动机的异步牵引电机，变为了发电机，产生反向电流和反向转矩，从而达到制动的目的。
而因再生制动产生的三相交流电经过中间的逆变器和脉冲整流，先变为单相直流电，再变为单相交流电，最后通过牵引变压器反馈回电网。
本文主要介绍了制动方式的分类，复合制动系统以及再生制动的工作原理，并深入研究了交流牵引传动系统。
关键词：再生制动；动车组；交流牵引传动系统AbstractA emu is a fixed train consisting of a powered train and an unpowered trailer. Due to its safety, comfort and other characteristics, the emu has been widely used in countries and regions around the world. Regenerative braking is the only braking method that can feed back energy to the power grid. Compared with the traditional air braking, the wear degree of relevant parts is small, and the braking can save energy at the same time, which is of great significance in today's increasingly scarce resources.In the process of regenerative braking, the asynchronous traction motor originally used as a motor is turned into a generator to generate reverse current and reverse torque, so as to achieve the purpose of braking. The three-phase alternating current generated by regenerative braking passes through the middle inverter and pulse rectification, and first becomes single-phase direct current, then single-phase alternating current, and finally feeds back to the power grid through traction transformer. This paper mainly introduces the classification of braking mode, the working principle of compound braking system and regenerative braking system, and deeply studies the ac traction drive system.Key words：regenerative braking; The emu. Ac traction drive system目录第一章绪论 (4)1.1 研究背景 (4)1.1.1 国外现状分析 (4)1.1.2 国内现状分析 (4)1.2 本文主要研究内容 (6)第二章制动系统概述 (8)2.1 制动系统对动车组的意义 (8)2.2 制动方式的分类 (8)2.2.1 按动能转移方式分类 (8)2.2.2 按制动力的形成方式 (10)2.2.3 按制动力的操纵控制方式 (11)2.3 高速动车组复合制动系统 (11)2.3.1 高速动车组复合制动系统组成和特点 (11)2.3.2 高速动车组复合制动系统制动能量分配 ......................... 错误！未定义书签。
地铁牵引系统供电节能优化研究
地铁牵引系统供电节能优化研究摘要：地铁作为现代社会重要的交通工具，每天承载着大量的乘客。
由于地铁站之间的距离相对较短，地铁车辆在短时间内频繁停止和运行，这导致了大量的牵引耗电和无法被电网吸收的再生制动能量浪费。
传统地铁车辆通常采用制动电阻来消耗无法被电网吸收的再生制动能量，但是通过引入地面能馈装置和取消车辆制动电阻，可以显著减少能源消耗，并且降低维持隧道内温度的成本。
因此，对于此课题的研究具有重要意义。
关键词：地铁；牵引系统；供电节能；优化引言：地铁运营中频繁启动和停靠导致有大量制动能量产生，最高可达40%。
若不有效利用这些能量会造成严重的能源浪费，因此需要采取措施来有效利用制动能量。
在传统地铁的牵引系统中，再生制动能量的利用方案通常包括储能模块和制动电阻等。
尽管这些方案在一定程度上能够应用能量，但在改造成本和热量挥发方面仍然存在不足之处。
因此，有必要对再生制动能馈式节能技术进行分析，通过实现对制动能量的有效应用，以满足地铁行业可持续发展的需求。
1.地铁牵引供电系统分析地铁供电系统分为中压和直流牵引两部分。
直流牵引系统本身就有“多电源”和保护“多死区”两大特征。
多电源指的是当牵引网出现短路时，整座牵引变电所都可以通过牵引网向短路处提供电力，许多人以为是两侧供电两侧的牵引变电所向短路的地方供电，但实际上并非如此。
根据不同的需求，牵引供电体统可以采用不同的操作方式，主要有如下几种方式：一是可以正常牵引变电所的是两台机组并列运行，从而产生相同作用的二十四脉冲整流。
二是在单机操作的情况下，也能实现单机群机操作。
三是在地铁牵引供电系统中，有一种情况下，需要将两个独立的牵引变电所进行解列，才能使其不运行。
四是在正常的双向电力供应之前，有一个牵引变电站发生了故障，现在已经不在运行了。
五是当尾部牵引变电站发生故障时，则需采用单侧电源。
举个例子，当一列列车在牵引网的尽头即将起动时，其运转率小于起动时的电压，则可以通过隔离侧向电气开关，使纵行的接触网并联；这样可以让回路中的阻力减小，进而减少电压损耗。
城市轨道交通列车再生制动能量吸收方案的研究
城市轨道交通列车再生制动能量吸收方案的研究【摘要】针对城市轨道交通列车再生制动能量的吸收利用，分别研究了目前四种最主要的吸收方案，并对各方案的优缺点进行了对比分析，得出了逆变回馈型是目前综合考虑的最佳方案的结论，可供新建地铁线路在具体实施中进行参考。
【关键词】城市轨道交通；再生制动；能量吸收方案城市轨道交通列车再生制动时，产生的能量一部分被相邻处于牵引状态的列车利用，另一部分由列车的制动电阻发热消耗，或由吸收装置吸收利用，其中有大约48% 反馈回了电网用于其它列车消耗，有大约 2.9%被制动电阻消耗[1]。
目前，电阻耗能型、电容储能型、飞轮储能型及逆变回馈型是四种主要的城市轨道交通列车制动能量吸收方案。
本文讨论的内容是上述四种方案的基本原理和最新研究成果及应用，并对各个方案的特点进行比较。
1.电阻耗能型电阻耗能型再生制动能量吸收装置采用电力电子器件和电阻配合的消耗方式，根据再生制动时的接触网电压变化调节电力电子器件的导通比，利用电阻消耗制动能量，从而将直流电压恒定在某一设定值的范围内。
当列车反馈的制动能量能被其他相邻列车完全吸收时，电阻吸收装置不投入工作。
当列车反馈的制动能量无法被其他相邻列车完全吸收的时候，直流母线电压上升，当这一电压上升到设定值时，电阻能耗装置就立即投入工作，消耗多余的制动能量，将牵引网的电压控制在一定的范围内。
目前，地面电阻制动能量吸收装置己在国内外城市轨道交通工程中使用，如国内的重庆轻轨、广州地铁、天津地铁等，国外如日本、意大利及加拿大等。
但从节能的角度考虑，在新建线路中该方案已几乎不被采用。
该方案控制简单，可以取消或减少车载制动电阻，降低车辆自重，提高列车动力性能，降低隧道温度、减少闸瓦损耗。
国内产品成熟，价格较低。
缺点是再生制动能量由电阻发热消耗，再生电能未被有效利用；同时产生的热能会导致变电所温度升高，提高了变电所的通风要求。
2.电容储能型电容储能型再生制动能量吸收装置主要是利用双向直流变换器将列车的再生制动能量储存到超级电容中，当供电区间内有列车需要从接触网取流时，该装置再将储存的电能释放出来供列车使用。
网压上限值对地铁列车再生制动能量利用影响
网压上限值对地铁列车再生制动能量利用影响陈磊;胡文斌;孙其升;吕建国;赵刚【摘要】以南京地铁2号线为例进行直流牵引供电仿真,计算出不同发车间隔下网压上限值为l 750 V和1 800 V时地铁牵引供电系统各部分能量消耗,得出系统总再生能量制动利用率和节电率的变化.仿真结果表明,提高网压上限值能够提高再生制动能量利用比例,达到一定节能的效果.【期刊名称】《电气化铁道》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P47-50)【关键词】地铁;再生制动能量;网压上限值;牵引直流供电系统【作者】陈磊;胡文斌;孙其升;吕建国;赵刚【作者单位】南京理工大学;南京理工大学;南京理工大学;南京理工大学;南京理工大学【正文语种】中文【中图分类】U231.8现代地铁列车广泛采用再生制动系统，其主要优势体现在以下3个方面：（1）由于部分列车制动能量反馈回直流供电网络，被附近车辆吸收，减少了牵引变电所的整流输出，节约了电能；（2）减少了制动闸瓦磨损；（3）抑制了车载制动电阻发热所引起的隧道及站台内环境温度的升高。
然而，由于牵引变电所主要采用整流机组，不能反向注入电流，当在线列车大部分处于再生制动工况下时，网络无法吸收列车产生的多余再生制动能量。
这部分能量将导致列车处及其附近的线路网压上升。
当接触网网压超过其上限值，列车启动车载制动电阻以消耗多余的再生制动能量。
测试[1～3]研究表明，提升网压上限值可以提高再生制动能量的利用效率，对牵引供电系统节能有一定的作用。
下文对地铁直流牵引供电系统进行仿真分析，研究网压上限值对牵引供电系统再生制动能量利用的影响，为地铁供电设计和节能改造提供一定的理论参考。
网压上限值即等于制动电阻启动电压值，是通过修改制动电阻启动电压来改变的。
地铁牵引供电系统制动电阻设置一般有车载和地面2种形式。
而大部分地铁设计过程中，制动电阻采用车载形式，用于抑制列车受电弓处的网压，达到限制整个牵引供电网网压的作用。
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地铁列车再生制动对牵引网电压影响的研究过去地铁列车制动主要采用车载电阻制动，这种传统的制动方式会造成能量浪费，并且制动时还会产生大量的热，导致隧道内环境温度升高。
近几年地铁列车普遍开始采用再生制动，但再生制动产生的电能不能被完全吸收利用时，多余电能会引起直流牵引网电压迅速升高，使得用电不安全。
为了使再生制动产生的多余能量能被吸收，并且牵引网电压稳定，引入了逆变回馈系统，通过仿真软件MATLAB/SIMULINK 验证当地铁列车再生制动装置投入使用时牵引网电压的变化以及牵引电机运行状态。
标签：地铁列车；再生制动；牵引网电压；仿真0 引言随着城市人口密度越来越大，城市交通拥堵问题越来越严重，为了缓解交通拥堵，城市轨道交通建设迅猛发展。
目前城市轨道交通的主要模式是地铁，地铁运输在缓解交通拥堵的同时也存在一些问题。
由于站间距较短，地铁列车启动和制动比较频繁，在采用再生制动时，产生大量的能量并向电网回馈，当这部分能量不能完全被其他车辆或用电设备吸收时，会造成电网电压升高，从而影响电站用电设备和列车的安全运行。
因此，需要设置一种装置，将多余能量消耗掉，以维持牵引網电压稳定[1-2]。
目前国内外地铁列车采用的再生制动能量处理方案主要有电阻耗能型、逆变回馈型、电容储能型和飞轮储能型 4 种[3]。
电阻耗能装置的结构简单、可靠性高，在车辆和地面上均已经有大量的成熟运用经验，但电阻消耗装置将制动电能转化为热能传导至空气中，这部分电能未能充分利用，造成浪费。
逆变回馈型、电容储能型和飞轮储能型这 3 种储能方法目前在国内外地铁列车上已经开始应用，并且也取得了较好的发展。
引入逆变回馈装置，来吸收列车再生制动产生的不能被其他列车所利用的能量，可以起到一定的节能效果，且代替了车载制动电阻，使列车轻量化，对环境无污染，并且不需要额外的储能器件，可以将能量直接回馈至电网，供其他设备使用。
1 牵引供电系统地铁直流牵引变电所的主要作用是把电能通过整流装置整流和降压器变压之后，送入大功率整流器（或者可控整流器）整流为直流电向地铁供电[3]。
随着整流装置功率的进一步增大，电网受到的干扰日益严重，24 脉波整流器能够减少供电系统牵引负荷产生的谐波，从而减少对电力系统的谐波污染，使得供电质量得到提高、设备投资降低、效率提高、运营成本降低。
目前城市轨道交通牵引供电系统中的整流机组普遍采用24 脉波整流电路给列车供电（图1）。
24 脉波整流机组的构成：设置 1 条母线，将 2 组相同的12 脉波整流机组并联于同一母线，构成等效的24 脉波整流机组，并且 2 路电源同时供电。
直流牵引变电所交流侧的电压为35 kV，最终通过24 脉波整流机组将35 kV 的交流电整流成1 500 V 的直流电，使得变电所直流侧的标称电压为 1 500 V（表1）。
列车制动时，逆变器输出电压会降低，牵引电机处于发电的工作状态，把列车制动产生的动能转化为电能回馈给牵引网。
这样会引起直流母线电压的迅速升高，直流母线需要吸收列车制动时产生的电能。
因此，不能被吸收的再生制动产生的能量需要一个吸收装置来抑制直流母线电压升高。
当制动的列车处于再生制动状态时，同一区间恰好有其他正在运行的列车，产生的能量可以供同一区段正在运行的其他列车使用，从而使得母线电压趋于稳定，减弱电网的峰值负荷。
但这种情况要求同一区段必须要有其他正在启动或加速的列车。
当 1 列列车制动时，同一区段内没有其他列车正处于启动或加速的状态，需要有一个吸收装置能够吸收这部分能量。
如图 2 所示，牵引供电系统中引入再生制动能量逆变回馈装置。
逆变回馈装置将列车再生制动能量回馈到交流电网，供车站内辅助用电设备使用，抑制了直流母线电压的升高，使能量得到充分利用，并且稳定了网压。
再生制动产生的能量流向简单，供车站内辅助用电设备使用，不会向电网倒送电能；结合控制理论，不仅可以回馈再生制动能量，而且可对车站内辅助用电设备起到一定的无功和谐波的补偿作用。
2 再生制动能量逆变回馈装置元器件的选择及控制方法逆变器是再生制动能量逆变回馈装置的主要模块，可以选择把逆变器并联在牵引网上，将列车制动时反馈的不能被吸收的直流电逆变为交流电供地铁车站内辅助用电设备使用。
逆变器一般选用效率高、转化率高、响应快、谐波含量低、性能较高的逆变器。
三相桥式电压型逆变器具有这些特点，其控制原理如图 3 所示。
逆变输出电压的相位、幅值以及频率通过逆变器控制开关器件的导通和关断来改变，最终使其与电网一致。
逆变器输出的三相相电压可以用傅里叶级数表示。
（1）式（1）中：u0 为逆变回馈装置的启动电压；n 为电机转速；ω 为电机的角速度；t 为周期。
三相线电压：UAB = UAN - UBNUBC = UBN - UCN （2）UCA = UCN - UAN输出线电压的傅里叶级数表示为：（3）输出线电压的有效值为：（4）3 能量回馈系统控制策略采用双闭环PI 控制能量回馈系统，能量回馈系统控制原理框图如图 4 所示。
在电压比较器中输入牵引网侧实际的直流电压u1 和牵引网设定参考电压u2，通过比较其差值判断逆变器是否触发，逆变器触发后送入积分PI调节器计算出参考电流值I1，与此同时，锁相环PLL 模块取得整流变压器35 kV 侧同步电压信号v1。
逆变器输出电流采样信号I2 经过坐标变换得到，同时得到 3 个电流直流分量：三相基波有功电流Id，三相基波无功电流Iq，I0 在正常情况下为零。
直流分量Id 与参考电流I1 进行比较后得到的偏差送入PI 调节器进行调节，得到电压信号Ud，将Iq 与零参考电流I0 进行比较后得到的偏差送入PI 调节器进行调节，得到电压信号Uq 及U0 为零的电压。
最后，将PI 调节器输出的3 个电压信号Ud、Uq、U0进行坐标变换，得到正弦波调制信号Ua、Ub、Uc，将这3 个调制信号输入PWM 脉冲发生器，PWM 模块产生脉冲信号经过park 变换后驱动，控制逆变器IGBT 开关的导通和关断，最终控制逆变器电流的输出。
4 系统仿真与结果分析在MATLAB/SIMULINK 仿真软件中建立再生制动能量逆变回馈电装置仿真主电路图。
牵引电机的正常运转是地铁列车运行的关键。
地铁列车的交流传动系统要求较高的速度精度、较宽的调整范围，地铁列车在各级速度稳定运行时电气制动较好，地铁列车能可靠制动、准确停车，同时可向电网回馈电能。
一般控制系统采用的是磁场定向的矢量控制法。
磁场定向的矢量控制提供给牵引电机最佳启动转矩，使牵引电机能快速和平稳启动。
控制牵引传动系统逆变器采用两点式电压型三相桥式逆变器供电的矢量控制策略，地铁列车运行工况通过控制牵引电机转速来模拟。
在仿真模块中，采用滞环控制原理来实现电流调节。
仿真参数：①模拟牵引供电系统三相交流电源电压幅值35 kV，频率50 Hz 整流机组额定容量4 500 kV A；②逆变器的电阻值为0.213 mH，电容值为119.4 uF；③电机额定功率190 kW，定子电阻0.144 Ω，转子电阻0.146 Ω，定子电感 1.294 mH，电机互感0.328 mH。
再生制动能量利用系统通过控制直流牵引网电压的变化进行仿真验证。
图 5 为模拟地铁启动—加速—惰行—制动过程中对应的牵引电机电流、转速、转矩的变化图。
牵引电机在0～1.5 s 时启动，此时转矩为正，牵引电机工作在电动机状态，在1.5～2.5 s 时匀速运行，2.5 s 时列车进入再生制动状态，列车减速，牵引电机的转速迅速降低，电机转矩变为负值，牵引电机处于发电状态，将能量回馈到直流牵引网，经过 1 s 减速到零。
图 6 为加入逆变回馈装置后的直流牵引网电压变化。
由图 6 可知，当地铁列车保持匀速运行时，直流牵引网的电压稳定；当列车开始再生制动时，直流牵引网电压会迅速升高；当超过网压安全值时逆变回馈装置开始工作，再生制动能量通过并网的逆变器回馈给交流电网，从而避免了电能的浪费，抑制了牵引网电压的升高，防止了再生失效发生。
从图7 牵引网功率可以看出，列车制动时，功率为负值，且与电压是同频变化的。
图8 为地铁列车牵引电机矢量控制磁链变化，可证明当引入逆变回馈装置采用矢量控制电机时电机运行是否稳定。
当磁链基本为圆形，证明矢量控制电机是可行的，仿真模型的搭建是合理的。
5 结论再生制动是目前地铁列车普遍采用的制动方式，将逆变回馈系统引入再生制动能量吸收系统中，可以在保证牵引供电系统以及列车运行安全的前提下，有效利用再生制动时产生的能量。
当列车保持匀速运行时，直流牵引网的电压是保持不变的。
当列车开始进入再生制动时，直流牵引网电压会迅速升高，当超过牵引网所允许的电压时，逆变回馈装置进入工作状态，再生制动产生的能量通过并网逆变器回馈给交流电网，供车站内的其他辅助用电设备使用，达到了节能的目的，并且能有效控制牵引网电压，使得其不会迅速上升，防止再生失效发生。
而且逆变器投入使用时牵引电机运行基本稳定，列车运行安全。
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