城市軌道交通車輛制動能量回收技術的研究分析

◆摘? 要：在城市化進程不斷推進的背景下，輕軌、地鐵線路開始增多，極大的方便了人們出行，不過在車輛的運行中也存在能量浪費問題。基于此，本文從車輛制動能量回收技術發展現狀入手，討論能量回收過程中存在的問題，最后分析城市軌道車輛制動能量回收系統設計，希望對相關研究帶來幫助。

◆關鍵詞：城市軌道交通;車輛制動能量;回收技術

市軌道交通車輛具有載客量大、啟停頻繁等特征，電動制動利用汽車制動系統，由于安排的車輛操作圖表以及電壓限制接觸網絡，可再生電能無法反饋給電網，不過所釋放在熱能可以通過電阻制動，由此造成一定電能浪費和環境污染問題，需要對該問題加以解決。

一、車輛制動能量回收技術發展現狀

目前國內外主要是對器件儲能類型以及逆變功能類型進行分析，這兩種生物制動方法各有優勢，器件儲能的有關原理就是借助電阻設備將其作為制動的備用系統，采取變換器將再生制動的能量引入儲能器件當中，一旦需要電能相關器件可將存儲的電能釋放，該項目在近年來得到了飛速發展，并且硬件設備體積更加小巧。對于逆變類型來說，該類型又包括逆變回饋類型以及逆變負載類型，其中逆變回饋類型是指電壓超出規定的范圍，與此同時，交流電網會從母線采取吸收動作，然后通過逆變器和變壓器轉變，之后成為交流電返回電網，該方法通常適用于集中供電的城市，不適用于分布式發電的城市。對于逆變負載類型來說，主要是將直流電轉換為AC380伏，這一過程中無需中轉即可滿足列車使用，然而也會存在供電不穩定情況。

二、能量回收過程中存在的問題

車輛制動過程中自動反饋能量轉移到牽引系統，使得直流系統電壓增加，當直流電壓超過整流器輸出電流，其余能量以熱能形式被制動阻力吸收。在實踐過程中，城市軌道交通車輛的運行還存在不足，主要表現為可再生制動系統回收能源效率低下。由于儲能裝置規模較大，所以需要在車輛上安裝儲能裝置或者利用儲能式制動儲能技術滿足電力轉換需求，不過受城市軌道交通系統空間影響難以在車輛或者變壓器上改善基礎設施。線性非再生制動系統列車不管是車身還是劃分為再生能源在制動系統，整個建模過程較為復雜，需要進行傳送以及頻域，分析優化再生制動系統能量回收方案，需要通過技術實踐評估經濟效益。由于當前能源設備回收效率偏低，在諸多優化方案中普遍考慮到在線測試的成本因素，所以一些設備的使用性還需要進一步檢驗。當前，關于能源回收技術在城市軌道交通制動方面還需要加強，以此提升能源回收效率。此外，目前電阻式制動器在電動制動器中占比達到40%，所以電阻式制動器，但能量回收將深遠的影響城市軌道車輛運行。

三、城市軌道車輛制動能量回收系統設計

（一）設置逆變回饋裝置

根據當前對內部電阻制動研究的情況來看，都遵循以下兩個原則：一方面是吸收車輛制動再生制動能量，將其反饋到城市軌道交通的能源供應網絡當中，進而對當前電力二次牽引;另一方面，節能系統再生制動吸收能量裝置和投資之間存在密切關系，在滿足經濟需求的同時還能達到良好的節能目標，反饋裝置工作空間主要由電源流控制，在反饋功率小于反向反饋裝置容量的情況下，反饋裝置能夠發直流母線電壓，穩定到設置值。在所需反饋功率超出反向反饋裝置的情況下，反饋裝置可根據實際情況提供橫向交流反饋能量，如果線性電壓高于18萬伏，那么反饋裝置自動退出。

（二）超級電容特性和選擇

選擇超級電容容量的過程中，主要受到超電容充放電時間以及車輛制動時間的交流牽引電機。受變換器驅動的影響，帶動車輪旋轉在變換器速度達到額定數值時，電機受到控制隨著超電容電壓的增加，導致電機重復啟動。在超電容電壓增加的過程中，會對設備橫向直流電壓起到抑制作用，在實際應用過程中經常會對同一類型的單體加以利用，并串聯為超級電容器，一旦車輛剎車車速馬上下降，使得扭矩方向發生變化，不會對發動機的速度方向產生影響，并且數據的波形符合軌道交通運行曲線，所以能夠體現城市軌道交通牽引制動實際情況。結合剎車制動單元，為基礎。承受軌道車輛制動。以納米單體數量以及串聯方式形成管理網絡。在車輛制動過程中能量大小以及再生能源制動時的車輛制動，進化都會產生影響。所以需要確保每一套雙層電容器可在整個能源下存儲。通過。存儲電源可為旁路開關提供聯絡信號。

四、發展趨勢

由于再生制動需要列車在一定距離內進行能量吸收，所以需要對列車車次合理安排，確保列車之間能量的傳輸距離。對于再生制動和電阻制動技術來講都存在一定技術缺陷，所以需要將能量回收納入分布供電體系當中，并且能量回收的研發機構以及列車生產廠家也要加強合作，進而提升能量回收效率。

五、結束語

綜上所述，在城市軌道交通飛速發展的背景下，車輛制動能量回收也成為了社會關注的焦點。由于車輛制動期間產生很多能量，并且具有回收價值，所以在電子電氣設備制造工藝飛速發展的今天，需要繼續對該方面深入研究。

參考文獻

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作者簡介

劉長林，單位：重慶鐵路運輸高級技工學校。