再生制動(dòng)原理及類型

　　地鐵系統(tǒng)設(shè)備及機(jī)電設(shè)備中，車輛牽引用電占地鐵用電總負(fù)荷的一半左右，因此列車再生制動(dòng)是地鐵節(jié)能工作的重要研究和發(fā)展方向之一。城市軌道交通系統(tǒng)的制動(dòng)能量可達(dá)到牽引能量的1/3～1/2，再生制動(dòng)的能量部分可以被相鄰車輛和本車輔助設(shè)備吸收，不能被吸收的則被轉(zhuǎn)換為車載電阻消耗或空氣制動(dòng)機(jī)械消耗。

再生制動(dòng)的原理及類型

再生制動(dòng)能量吸收裝置的主要工作原理是，當(dāng)制動(dòng)工況下的列車組生成的制動(dòng)能量被相鄰車輛和用電設(shè)備消化不了時(shí)，接觸軌電壓將很快上升，電壓上升到一定程度后，變電所中設(shè)置的再生制動(dòng)裝置進(jìn)入工作狀態(tài)，多余的電能被消耗，使車輛制動(dòng)。為了能夠充分利用制動(dòng)電能，世界各主要軌道交通發(fā)達(dá)國家，都在不斷研究制動(dòng)能量的回收利用模式，主要包括以下幾種形式：電阻耗能型、電容儲(chǔ)能型、飛輪儲(chǔ)能型、逆變回饋型（包括逆變至中壓和逆變至低壓）等多種方式。

1.電阻耗能型

電阻能耗再生制動(dòng)吸收裝置，是把制動(dòng)電阻從車輛上移至地面，主要由IGBT進(jìn)行控制，將產(chǎn)生的制動(dòng)能量在電阻上以熱能的形式進(jìn)行消耗。裝置主要由隔離開關(guān)柜、制動(dòng)控制柜和制動(dòng)電阻柜組成，通過直流開關(guān)柜掛接在牽引變電所直流母線上。

該類型裝置國內(nèi)技術(shù)成熟，在國內(nèi)地鐵線路中應(yīng)用較多。

2.電容儲(chǔ)能型

電容儲(chǔ)能型利用IGBT逆變器把列車的再生制動(dòng)能量收集到大容量電容器組中，當(dāng)有列車起動(dòng)、加速需要引流時(shí)，該裝置將電能釋放，進(jìn)行回收再利用。系統(tǒng)組成主要由IGBT充電器、儲(chǔ)能電容器和控制器構(gòu)成，電容器通過充電器掛接在牽引變電所直流母線上。

主要設(shè)在牽引供電區(qū)間較長和坡度較大區(qū)間的牽引變電所內(nèi)。

3.逆變回饋型

逆變回饋型再生電能吸收裝置主要采用電力電子器件構(gòu)成大功率三相逆變器，該逆變器的直流側(cè)與牽引變電所中的整流器直流母線相聯(lián)，其交流進(jìn)線接到交流電網(wǎng)上；當(dāng)再生制動(dòng)使直流電壓超過規(guī)定值時(shí)，逆變器啟動(dòng)并從直流母線吸收電流，將再生直流電能逆變成工頻交流電回饋至交流電網(wǎng)。

根據(jù)回饋路徑和電壓等級的不同，逆變回饋型方式又分為低壓逆變型（0.4kV）和中壓逆變型（10kV和35kV）兩類。

3.1低壓逆變型
低壓逆變型再生電能吸收裝置逆變后的電能僅用于本車站的低壓設(shè)備，制動(dòng)能量不能被完全吸收，因此往往采用逆變+電阻混合型。主電路由隔離開關(guān)、接觸器、濾波器、IGBT電阻吸收裝置、IGBT逆變回饋裝置、隔離變壓器、傳感器，控制電源、微機(jī)控制系統(tǒng)等構(gòu)成。

3.2中壓逆變型

中壓逆變型再生能量吸收裝置，將直流側(cè)的機(jī)車制動(dòng)電能轉(zhuǎn)化為交流側(cè)電能送回中壓交流電網(wǎng)中。利用了35kV系統(tǒng)較大的供電系統(tǒng)負(fù)荷容量為支撐，提高列車再生制動(dòng)能量的利用率，節(jié)能效果好。裝置的系統(tǒng)構(gòu)成主要包括能饋?zhàn)儔浩?、變流器柜、直流柜等?br/>

本公司以上類型裝置廣泛應(yīng)用于北京、長沙、成都、重慶、石家莊、蘭州等城市地鐵站，工作穩(wěn)定，節(jié)能效果優(yōu)良。