试论城市轨道交通车辆再生制动原理
城市轨道交通车辆制动方式
城市轨道交通车辆制动方式一、引言城市轨道交通作为现代城市公共交通的重要组成部分，其安全性和稳定性是保证运营质量的关键因素之一。
而车辆制动作为车辆控制系统中的重要组成部分，对于保证列车的安全运行起着至关重要的作用。
本文将从城市轨道交通车辆制动方式入手，详细介绍城市轨道交通车辆制动方式及其特点。
二、电阻制动电阻制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。
它是利用列车牵引系统中装有电阻器，在列车行驶过程中通过改变电路连接方式，使电能转化为热能而达到减速目的。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果稳定可靠：由于电阻器可以根据列车运行状态进行调整，因此可以实现精确控制列车速度。
2. 制动过程平稳：由于电阻器可以逐渐降低输出功率，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于电能转化为热能而散失掉了大量能量，因此不能实现能量回收。
三、空气制动空气制动是城市轨道交通常用的一种制动方式。
它是利用列车牵引系统中的压缩空气，通过控制空气压力来控制列车的制动力。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果稳定可靠：由于空气制动可以实现精确控制列车速度，因此具有较高的稳定性和可靠性。
2. 制动过程平稳：由于空气制动可以逐渐降低输出压力，因此可以实现平滑减速。
3. 能量回收效果差：由于空气制动不能实现能量回收，因此在长时间停车时会浪费大量能量。
四、电磁吸盘制动电磁吸盘制动是城市轨道交通常用的一种辅助制动方式。
它是利用列车底部装有的电磁吸盘，在紧急情况下通过控制电磁吸盘工作来实现快速停车。
这种制动方式具有以下特点：1. 制动效果强劲：由于电磁吸盘可以产生很大的吸力，因此可以在紧急情况下迅速停车。
2. 制动过程突然：由于电磁吸盘制动是一种紧急制动方式，因此制动过程会比较突然。
3. 能量回收效果好：由于电磁吸盘可以将列车的动能转化为电能进行回收利用，因此具有较好的能量回收效果。
五、再生制动再生制动是城市轨道交通常用的一种能量回收方式。
城市轨道交通可再生制动方案
城市轨道交通可再生制动方案摘要：城市轨道车辆运行具有频繁启动、制动的特点，机车制动能量的可再生利用已成为了城市轨道交通节能的主要方式。
本文对比分析了城市轨道交通可再生制动能量吸收的若干方案，重点分析了基于超级电容的储能型和逆变回馈型可再生制动系统的工作原理和典型拓扑结构。
最后介绍了储能-逆变回馈复合型制动方案。
关键词：城市轨道交通；可再生制动；双向直流变换器；逆变回馈Research on Absorb Project of Regenerative Braking in Urban RailTransitAbstract: Frequent start and braking are the main features of urban rail transportation, and theregenerative utility of braking energy has been considered as one of the most important approach to saveenergy of urban rail transit. Some strategies of regenerative braking energy absorbing is analyzed andcompared in the paper. The principle and typical topological structures of regenerative braking systembased on energy storage of super capacitors and feedback inverters are discussed in detail. Finally, thestrategy that combines energy storage and feedback inverter is presented.Key words:unban rail transit; regenerative braking; bi-directional DC/DC converter; feedback inverter1. 引言随着城市化进程的逐渐加快，城市轨道交通发展迅速。
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。
地铁再生制动能量吸收利用系统应用探究
地铁再生制动能量吸收利用系统应用探究摘要：随着我国经济的快速发展，人民生活水平的逐渐提高；越来越多的人意识到节约能源、保护环境的重要性；低碳出行、绿色交通已成为我国城市发展的重中之重。
地铁作为一种大运量、高密度的交通工具，它在城市公共交通中扮演着越来越重要的角色。
地铁列车运行具有站间运行距离短、运行速度较高、启动及制动频繁等特点，列车进行频繁的启动及制动，势必产生较大、较多的再生制动能量。
怎么合理的吸收和利用这些再生制动的能量，是目前我国大多数地铁项目，需要探究的问题。
一、地铁再生制动能量产生的原理及分析和计算1、地铁再生制动能量产生的原理地铁列车的制动方式一般分为空气制动和电气制动两种类型；一种是依靠闸瓦与车轮间摩擦形成制动力，这就是列车的空气制动方式；另一种是基于交流变频调速的列车牵引系统能够在车辆制动时将牵引电机调整为发电机工况，将列车制动时的机械能转化为电能，这就是列车的电气制动方式。
2、地铁再生制动能量的分析和计算例如某地铁列车采用再生制动和机械制动，必要时投入电阻制动，现对其制动能量进行分析和计算。
列车最高运行速度：80km/h（22.22m/S），列车惰行一段时间后，以某一初速度开始采用再生制动，制动加速度为（-1m/s2)），速度降低到5km/h（1.39m/s）以下时采用机械制动，当再生制动失效时（即再生制动能量不能被相邻列车吸收或无相邻列车时）辅以电阻制动。
列车制动时动能转换为再生制动能量和机械能。
其公式为:E= m（v0-vt）2/2-FW*S式中,E-可利用的再生制动能量，m-列车总重量，6节编组取284tv0-列车再生制动初速度（因地铁一般为车站高、区间低，列车进站前制动时，列车经爬坡增加势能速度已处于降低阶段），取50km/h（13.89 m/s）vt-列车再生制动末速度，取5km/h（1.39m/s）S-列车制动距离，S=（v02- vt2）/2FW-列车制动过程中运行阻力的平均值。
城市轨道交通车辆的制动模式
城市轨道交通车辆的制动模式城市轨道交通是一种快速、高效的公共交通工具，其安全性是保证城市交通运行的关键。
而车辆的制动系统就是保障城市轨道交通安全的一个重要组成部分。
本文将介绍城市轨道交通车辆的制动模式。
一、电制动电制动是城市轨道交通车辆的主要制动方式之一。
电制动是通过电机逆变器控制车辆电机的电流，使车辆产生制动力，从而实现制动的过程。
在电制动中，车辆电机的电流变成负值，电机产生制动力，将车辆减速甚至停下来。
电制动具有制动平稳、制动距离短、制动效率高等优点。
二、空气制动空气制动是城市轨道交通车辆的另一种主要制动方式。
空气制动通过控制车辆的空气制动系统，将车辆制动盘与车轮接触，产生制动力从而实现制动的过程。
空气制动具有制动力大、制动效率高、制动距离短的优点。
但由于空气制动需要耗费空气制动缸内的压缩空气，因此其制动距离和制动平稳性都会受到影响。
三、再生制动再生制动是城市轨道交通车辆的一种辅助制动方式。
再生制动通过逆变器控制电机的电流，将旋转的车轮所带动的电机转换成电能，并将这些电能反馈给车辆的电源系统，从而实现制动的过程。
再生制动具有制动平稳、制动距离短、不会消耗太多能量的优点。
四、紧急制动紧急制动是城市轨道交通车辆的一种应急制动方式。
紧急制动可以通过手柄或按钮等操作，使车辆的制动系统立即切断牵引电源，同时加紧空气制动或电制动以实现制动的过程。
紧急制动具有制动力大、制动距离短、制动效率高等特点，但也容易产生车轮滑动，增加制动距离和制动平稳性的难度。
城市轨道交通车辆的制动模式有电制动、空气制动、再生制动和紧急制动等多种方式。
在实际运行中，不同的制动模式可以根据车辆的具体情况和运行状态进行选择，以保证城市轨道交通的安全、高效运行。
地铁能馈再生制动能量利用原理
机车再生制动能量吸收利用方案2014年8月汇报内容一、机车再生制动能量吸收利用的意义机械能→电能机械能→热能机械能→热能将再生制动的能量回收再利用；可采用储能、回馈等方式。
减少隧道内热量的排放；减小环控动力负荷，节约环控投资。
减小机车轴重，增加了载客能力；节约车底空间，减小电气布线难度。
全被其它车辆和本车的用电设备吸收时，牵引网电压将很快上升，网压上升到一定程度1、电阻耗能型由于电阻装置将吸收的能量均以发热的形式消耗掉，装置顶部温度高，出现过烤化灯管等问。
(北京地铁15号线中段地下站的电阻室设置在地面，为封闭式房间，后改为栏杆形通过对北京已通线运行情况调查，电阻工作时会1、电阻耗能型2、逆变回馈型二、国内外技术现状2.12.2逆变回馈型再生电能利用装置的直流侧与牵引变电所中的整流器直流母线相联，其交流进3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）储能型再生制动能量吸收装置主要采用IGBT逆变器将列车的再生制动能量吸收到大容量电能释放出去并进行再利用。
电容储能装置原理图经初步估算，电容型装置在北京地铁的寿命约10年。
储能装置接线示意图储能单元3、储能型（超级电容储能、飞轮储能）电容储能型应用情况：三、再生制动能量吸收利用方案比较1、中压逆变型装置接入系统方案①2、中压逆变型装置系统参数3、中压逆变型装置应用情况18变压器交流低压开关柜中压能馈装置4、设备实物照片-北京10号线二期-千驷驭-2000kW4、设备实物照片-14号线西段-时代电气-3600kW（间歇工作20s/120s）变压器双向变流器直流柜（隔离开关和电抗器）5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-北京10号线5、实测数据分析-10号线根据实测数据，十里河变电所能馈装置1月22-4月10日期间日均节能1724度。
5、实测数据分析-10号线根据实测数据，西钓鱼台变电所能馈装置1月22-2月1日期间日均节能1555度。
5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线5、实测数据分析-北京14号线五、发展方向展望。
城市轨道交通再生制动能量利用研究
城市轨道交通再生制动能量利用研究随着城市轨道交通运营越来越成熟，越来越多的人选择乘坐地铁、轻轨等城市轨道交通方式出行。
然而，轨道交通车辆在行驶过程中，通过制动会产生大量的能量，如果不能有效地利用这些能量，不仅浪费了宝贵的能源资源，还会给城市环境带来负面的影响。
因此，对城市轨道交通再生制动能量的利用进行研究，不仅可以减少能源的浪费，还可以提高城市轨道交通的运营效率。
城市轨道交通再生制动能量的来源主要是车辆制动时产生的动能，通过电气化制动系统进行回收，将制动能量转化为电能，储存在地铁、轻轨等车站的储能装置中。
这些储能装置通常采用超级电容器、锂离子电池等，能够实现高效能量的存储和释放，可以有效地利用再生能源，提高城市轨道交通的能源利用效率，同时减少对环境的污染。
城市轨道交通再生制动能量的利用有多种方式，其中一种是回馈到供电网中，通过回馈能够减少电网对外的需求，达到节能减排的效果。
此外，还可以利用再生能量为城市轨道交通车站的照明、通风等用电设备供电，进一步提高能源的利用效率。
同时，储能装置还可以在自然灾害等突发事件发生时，为城市轨道交通的应急照明、通信、电源等设备提供保障，确保市民的生命财产安全。
除了以上几点之外，城市轨道交通再生制动能量的利用还可以带来更多的经济效益。
例如，在电力不足或价格过高的情况下，通过回馈城市轨道交通再生能量可以有效地提高供电可靠性，降低电费支出。
此外，还可以将储存的再生能量出售给附近的企业和住户，创造更高的经济效益。
然而，要实现城市轨道交通再生制动能量的有效利用，还需要解决一些技术难题。
首先，是储能装置的设计与选择，需要考虑储存能量的容量、充放电的效率、寿命等因素。
其次，需要考虑如何合理地分配再生能量的利用方式，包括回馈到供电网、供应车站设备用电、出售附近的企业和住户等多种利用方式。
此外，还需要完善监测与管理系统，对再生能量的储存、使用等过程进行监测与管理，确保安全可靠。
综合来看，城市轨道交通再生制动能量的利用具有很高的社会、环境、经济价值。
城市轨道交通再生制动能量利用研究
城市轨道交通再生制动能量利用研究随着城市发展和人口增长，交通拥堵和能源消耗已成为全球城市面临的重要问题之一。
城市轨道交通系统作为城市重要的交通方式，其能源利用效率和环保性已受到广泛关注。
再生制动能量利用作为城市轨道交通系统能源节约和环保的重要手段，已成为当前研究的热点之一。
本文旨在探讨城市轨道交通再生制动能量利用的相关研究现状和发展方向，分析再生制动能量利用对城市轨道交通系统的重要意义，以及可能面临的挑战和解决方案。
一、再生制动能量利用的研究现状再生制动是指通过电动车辆的制动装置将动能转换为电能，再将其送回架空线路或第三轨供电系统，以实现再生利用。
再生制动能量利用是指将制动能量存储起来，再利用于车辆行驶过程中，以最大限度地减少能源消耗和环境污染。
近年来，城市轨道交通系统再生制动能量利用的研究取得了一些进展，主要表现在以下几个方面：1. 技术研究：研究人员通过对再生制动系统的设计和优化，提高了能量的再生效率。
包括改进制动系统、提高回馈电能转换效率、优化再生制动模式等一系列技术手段，有效提高了再生利用的效率。
2. 实际应用：一些城市轨道交通系统已经开始在实际运营中应用再生制动能量利用技术。
国内某些城市地铁系统已经开始尝试再生利用，通过改进和完善设备和技术，逐步提高再生利用效率。
3. 现有问题：由于再生制动能量利用技术在城市轨道交通系统中的应用较为初级，现有的一些问题依然存在，如制动能量转换效率不高、能量储存设备成本高昂、再生利用技术受限等。
再生制动能量利用对城市轨道交通系统具有重要的意义，主要表现在以下几个方面：1. 节能减排：再生制动能量利用可以将制动过程中产生的大量能量储存起来，再利用于车辆行驶，有效减少了能源消耗，降低了碳排放，实现了节能减排的目标。
2. 降低成本：利用再生制动能量可以降低城市轨道交通系统的运营成本。
再生制动能量利用不仅可以降低车辆的能源消耗，还可以减少能量的浪费，降低了城市轨道交通系统的运营成本。
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试论城市轨道交通车辆再生制动原理
城市轨道交通车辆是现代城市中必不可少的交通工具之一，它的设计和制造非常注重安全性能和能源的节约利用。
制动是城市轨道交通车辆的一个重要部件，它可以保证行车的安全和舒适性。
再生制动原理是指在行车时，车辆通过牵引逆变器将制动电阻转为电能回馈给电网或者车辆电池，实现能量的再利用。
下面，本文将从城市轨道交通车辆再生制动原理的具体实现、优缺点以及未来发展等方面进行论述。
具体实现
城市轨道交通车辆再生制动的实现需要两个部分：唤醒和电路，唤醒可以通过多种现代技术实现，主要包括电机能量控制、电机失速检测和零序电流检测等方式。
电路部分则包括IGBT（ Insulated Gate Bipolar Transistor）逆变器、中间电容器模块和高压直流电池模块等组件。
IGBT逆变器一般采用三相桥式全控波式电路，通过控制斩波角来调节牵引/制动电机输出电压。
中间电容器模块用于平衡电压波动和波纹，高压直流电池模块负责接收能量和存储电能，实现制动能量的再利用。
优缺点
再生制动技术对于城市轨道交通车辆具有多方面的优点。
首先，它可以实现制动能量再利用，大大提高能量利用效率。
其次，通过再生制动，车辆牵引系统中电压和电流的波动均可减小，在降低电网谐波污染等方面具有积极的作用。
此外，再生制动的实现可以减少劣质电网进口，保证运行的稳定性和安全性。
然而，城市轨道交通车辆再生制动也存在一定的缺陷。
其中一个主要问题是能量回馈量较小，对于相较于常规制动，其能量消耗减少程度有限。
另外，再生制动的实现需要多种附加设备和复杂的电路结构，增加了车辆制造和维修成本。
未来发展
随着技术的不断发展和能源环保的日益重视，城市轨道交通车辆再生制动技术将逐渐得到普及和提高。
未来的发展方向主要有以下几个方面：（1）开发更为先进的电路控制和能量变化技术，提高能量回馈效率和减小制动时的能量消耗量。
（2）引入更先进的电池技术，提高能量存储效率和容量。
（3）与智能交通系统相结合，进一步提高城市轨道交通的运行效率和舒适性。
综上所述，城市轨道交通车辆再生制动技术是一项非常重要的技术。
再生制动的实现既能提高能源利用效率，保护环境，又能减轻制动时的热损失。
未来该技术将得到进一步的推广和发展，为城市交通事业带来更快捷、更安全、更智能的解决方案。