城市轨道交通制动能量回收技术精品PPT课件
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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。
轨道交通牵引供变电技术第7章第5节 列车再生制动能量吸收与利用
轨道交通牵引供变电技术
图7.12
电容储能装置接线示意图
轨道交通牵引供变电ຫໍສະໝຸດ 术由于电容储能装置是一个大容性设备，因此它同时 具有储能（储存车辆再生电能）和稳压（稳定牵引 网电压）两种工作模式，这两种工作模式可以自动 切换。 （1）储能模式。 当电容储能装置工作在储能模式时，在车辆制动且 再生能量不能被其他车辆吸收时，电容组充电，吸 收车辆再生电能，将列车制动能量存储在储能装置 中，可以减少车辆使用空气制动的频率；在变电所 附近车辆需要通过牵引网取电时，释放存储的电能， 给车辆提供牵引用电。从而可以减少牵引变电所输 出功率，减少牵引供电用电量，达到节约电能和减 少能源消耗的目的。
轨道交通牵引供变电技术
三、飞轮储能型 飞轮储能型再生制动能量吸收装置通过对变电所直 流空载电压、母线电压的跟踪判断，确定是否有列 车在再生制动，且再生电能不能完全被本车辅助设 备和相邻车辆吸收，当判断变电所附近列车有再生 电能需要吸收时，飞轮加速转动，储存能量；当判 断变电所附近有列车启动牵引用电时，飞轮转速降 低，作为发电设备向牵引网反馈电能。除具有电能 吸收功能外，还具有稳压功能，即通过检测运行状 态，在牵引网电压较高时吸收电能，在电压较低时 释放电能，稳定电压。
轨道交通牵引供变电技术
四、逆变回馈型 逆变回馈型再生制动能量吸收装置主要采用电力电子 器件构成大功率晶闸管三相逆变器，该装置由晶闸管 逆变器RCT3、逆变变压器T3、平衡电抗器L、交流断 路器QF3、直流快速断路器DQF13、电动隔离开关、 直流电压变换器UT和调节控制柜等部分构成，主接线 示意图如图7.14所示。该逆变器的直流侧与牵引变电 所中的整流器直流母线相连，其交流进线接到交流电 网上；当再生制动使直流电压超过规定值时，逆变器 启动并从直流母线吸收电流，将再生直流电能逆变成 工频交流电回馈至交流电网。
图7.12
电容储能装置接线示意图
轨道交通牵引供变电ຫໍສະໝຸດ 术由于电容储能装置是一个大容性设备，因此它同时 具有储能（储存车辆再生电能）和稳压（稳定牵引 网电压）两种工作模式，这两种工作模式可以自动 切换。 （1）储能模式。 当电容储能装置工作在储能模式时，在车辆制动且 再生能量不能被其他车辆吸收时，电容组充电，吸 收车辆再生电能，将列车制动能量存储在储能装置 中，可以减少车辆使用空气制动的频率；在变电所 附近车辆需要通过牵引网取电时，释放存储的电能， 给车辆提供牵引用电。从而可以减少牵引变电所输 出功率，减少牵引供电用电量，达到节约电能和减 少能源消耗的目的。
轨道交通牵引供变电技术
三、飞轮储能型 飞轮储能型再生制动能量吸收装置通过对变电所直 流空载电压、母线电压的跟踪判断，确定是否有列 车在再生制动，且再生电能不能完全被本车辅助设 备和相邻车辆吸收，当判断变电所附近列车有再生 电能需要吸收时，飞轮加速转动，储存能量；当判 断变电所附近有列车启动牵引用电时，飞轮转速降 低，作为发电设备向牵引网反馈电能。除具有电能 吸收功能外，还具有稳压功能，即通过检测运行状 态，在牵引网电压较高时吸收电能，在电压较低时 释放电能，稳定电压。
轨道交通牵引供变电技术
四、逆变回馈型 逆变回馈型再生制动能量吸收装置主要采用电力电子 器件构成大功率晶闸管三相逆变器，该装置由晶闸管 逆变器RCT3、逆变变压器T3、平衡电抗器L、交流断 路器QF3、直流快速断路器DQF13、电动隔离开关、 直流电压变换器UT和调节控制柜等部分构成，主接线 示意图如图7.14所示。该逆变器的直流侧与牵引变电 所中的整流器直流母线相连，其交流进线接到交流电 网上；当再生制动使直流电压超过规定值时，逆变器 启动并从直流母线吸收电流，将再生直流电能逆变成 工频交流电回馈至交流电网。
城市轨道交通车辆制动系统绪论课件(PPT44页)
城市轨道交通车辆制动系统 绪论
第一节 列车制动的几个基本概念 制动：人为的制止物体的运动，包括使其减
速、阻止其运动或加速运动。
缓解：对已经实行制动的物体，解除或减弱 其制动作用。
列车制动装置：为了使列车能够施行制动或 缓解而安装于列车上的一整套设备 。
制动机是产生制动原动力并进行操纵和控制的部 分。
城市轨道交通车辆制动系统绪论(PPT4 4页)工 作培训 教材工 作汇报 课件管 理培训 课件安 全培训 讲义PP T服务 技术
1、 闸瓦制动（踏面制动）
它是自有铁路以来使用最广泛的制动
方式，用铸铁或其他摩擦材料制成的瓦状制
动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过
闸瓦与车轮踏面的机械摩擦，将列车动能转
紧急制动：紧急情况下，为了尽快停车而施 行的制动，也称非常制动。作用迅猛，用尽 所有的制动能力。
制动距离：从司机施行制动的瞬间起，到列 车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离。 是一个综合反映列车制动装置的性能和实际 制动效果的主要技术指标。
计算制动距离：各个国家根据自己的铁路情 况制定的紧急制动的最大允许值。我国《技 规》规定：列车在任何线路坡道上的紧急制 动距离为800m。
化为热消散于大气并产生制动力。
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2.盘形制章（摩擦式圆盘制动）
基础制动装置是指传送制动原动力并产生制动力 的部分。
机车制动装置能够操纵机车本身和全列车的制动 作用 。
第一节 列车制动的几个基本概念 制动：人为的制止物体的运动，包括使其减
速、阻止其运动或加速运动。
缓解：对已经实行制动的物体，解除或减弱 其制动作用。
列车制动装置：为了使列车能够施行制动或 缓解而安装于列车上的一整套设备 。
制动机是产生制动原动力并进行操纵和控制的部 分。
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1、 闸瓦制动（踏面制动）
它是自有铁路以来使用最广泛的制动
方式，用铸铁或其他摩擦材料制成的瓦状制
动块（闸瓦）紧压滚动着的车轮踏面，通过
闸瓦与车轮踏面的机械摩擦，将列车动能转
紧急制动：紧急情况下，为了尽快停车而施 行的制动，也称非常制动。作用迅猛，用尽 所有的制动能力。
制动距离：从司机施行制动的瞬间起，到列 车速度降为零的瞬间止，列车所驶过的距离。 是一个综合反映列车制动装置的性能和实际 制动效果的主要技术指标。
计算制动距离：各个国家根据自己的铁路情 况制定的紧急制动的最大允许值。我国《技 规》规定：列车在任何线路坡道上的紧急制 动距离为800m。
化为热消散于大气并产生制动力。
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2.盘形制章（摩擦式圆盘制动）
基础制动装置是指传送制动原动力并产生制动力 的部分。
机车制动装置能够操纵机车本身和全列车的制动 作用 。
城市轨道交通制动系统ppt课件
12
自动空气制动机特点
制动管减压制动、增压缓解，列车分离时能自 动制动停车。
由于制动缸的风源与排气口离制动缸较近，其 制动与缓解不再通过制动阀进行，因此制动与 缓解一致性较直通制动机好，列车纵向冲动较 小，适合于较长编组的列车。
有阶段制动及一次缓解性能。
13
（二）自动空气制动机原理图
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间的长短而定，
8
(2)缓解位
要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解 位，各车辆制动缸内的压缩空气经制动管 从制动阀EX口排入大气。
操纵手柄在缓解位放置的时问应足够长， 使制动缸内的压缩空气排尽，压力降低至 零。此时制动缸活塞借助制动缸缓解弹簧 的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开 车轮，实现车辆缓解。
14
三通阀工作原理
（a）充气缓解位 （b）制动位 （c）保压位
15
(1）制动位
16
（2）缓解位
17
(3)保压位
18
（三）直通自动空气制动机原 理图
19
直通自动空气制动机 的特点
具有阶段制动和阶段缓解。同时，制动管要充到 定压，制动缸才能完全缓解。
具有制动力不衰减性。即在制动中立位或缓解中 立位时，当制动缸压力因漏泄等原因而下降时， 三通阀能自动地给予补充压缩空气，保证制动缸 压力保持原值。
因此控制不太精确。 制动时全列车制动缸的压缩空气都由总风缸供给；缓解时，
各制动缸的压缩空气都须经制动阀排气口排人大气。因此 前后车辆的制动的一致性不好。
5
（一）直通式空气制动机原理图
6
制动阀
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不 同位置。
自动空气制动机特点
制动管减压制动、增压缓解，列车分离时能自 动制动停车。
由于制动缸的风源与排气口离制动缸较近，其 制动与缓解不再通过制动阀进行，因此制动与 缓解一致性较直通制动机好，列车纵向冲动较 小，适合于较长编组的列车。
有阶段制动及一次缓解性能。
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（二）自动空气制动机原理图
制动力大小，取决制动缸内压缩空气的压力。 由驾驶员操纵手柄在制动位放置时间的长短而定，
8
(2)缓解位
要缓解时，驾驶员将操纵手柄置于缓解 位，各车辆制动缸内的压缩空气经制动管 从制动阀EX口排入大气。
操纵手柄在缓解位放置的时问应足够长， 使制动缸内的压缩空气排尽，压力降低至 零。此时制动缸活塞借助制动缸缓解弹簧 的复原力，使活塞回到缓解位，闸瓦离开 车轮，实现车辆缓解。
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三通阀工作原理
（a）充气缓解位 （b）制动位 （c）保压位
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(1）制动位
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（2）缓解位
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(3)保压位
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（三）直通自动空气制动机原 理图
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直通自动空气制动机 的特点
具有阶段制动和阶段缓解。同时，制动管要充到 定压，制动缸才能完全缓解。
具有制动力不衰减性。即在制动中立位或缓解中 立位时，当制动缸压力因漏泄等原因而下降时， 三通阀能自动地给予补充压缩空气，保证制动缸 压力保持原值。
因此控制不太精确。 制动时全列车制动缸的压缩空气都由总风缸供给；缓解时，
各制动缸的压缩空气都须经制动阀排气口排人大气。因此 前后车辆的制动的一致性不好。
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（一）直通式空气制动机原理图
6
制动阀
制动阀有缓解位、保压位和制动位3个不 同位置。
制动能量回收系统
制动能量回收系统目录概述制动能量回收系统又名Braking Energy Recovery System:是指一种应用在汽车或者轨道交通上的系统，能够将制动时产生的热能转换成机器能、并将其存储在电容器内，在使用时可迅速将能量释放，制动能量回收原理制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一，也是它们的重要特点。
在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。
而在电动汽车与混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。
例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。
一般认为，在车辆非紧急制动的普通制动场合，约1/5的能量可以通过制动回收。
制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。
比如在丰田普锐斯混合动力车上，车辆运动能量能够通过液压制动和能量回收制动的协调控制回收。
但在本田Insight混合动力车上，由于发动机与驱动电机连接，所以不能够消除发动机制动。
因此，在制动时发动机全部气门关闭，以消除泵气损失，而只存在发动机本身的纯粹的机械摩擦损失。
在发动机气门不停止工作场合，减速时能够回收的能量约是车辆运动能量的1/3。
通过智能气门正时与升程控制系统使气门停止工作，发动机本身的机械摩擦(含泵气损失)能够减少约70%。
回收能量增加到车辆运动能量的2/3。
制动能量回收液压制动协调控制的概况制动能量回收问题解决方案可以通过在发动机与电机之间设置离合器，在车辆减速时，使发动机停止输出功率而得以解决。
但制动能量回收还涉及到混合动力车的液压制动与制动能量回收的复杂平衡或条件优化的协调控制。
那么，为什么可以通过驱动电机能够回收车辆的运动能量呢？概要地说，其原因就是电机工作的逆过程就是发电机工作状态。
一般电学基础理论早已阐明，表示电机驱动的工作原理是Fleming的左手定则，而表示发电原理的则是Fleming右手定则。
城轨车辆制动系统 ppt课件
第一阶段：当列车制动到速度8Km/h，触发保压制动信号。这时，电 制动逐步退出，而由气制动来替代。
第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），一个小于制动指令 （最大制动指令的70%）的保压制动开始自动实施，即瞬时地将制动缸压 力降低。
2020/12/27
18
一、城轨制动基础知识
2020/12/27
2020/12/27
7
一、城轨制动基础知识
• 缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制 动作用，均可称之为“缓解”。
列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解除制 动作用，即施行缓解作用。
• 使列车减速或阻止其加速的力称为制动力，而产 生并控制这个制动力的装置叫做制动机，也称制 动装置。基础制动装置：传送制动原动力并产生 制动力的制动执行装置。
空气制动。
2020/12/27
15
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
2020/12/27
16
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
快 紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的一种制 速 动方式 制 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 动 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
2020/12/27
21
一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式
常用制动力分配原则
(1)电制动力的分配原则：由于车辆编组每单元为三节，假设每 单元自己提供制动力，总共需要300%的制动力，而电制动时只 有动车能提供制动力，每单元的三节车中只有两节动车，因此 每节动车承担150%的制动力。 (2)气制动力的分配原则：由A、B和C车组成的单元车则需300％ 的气制动力，每节车的 (气制动控制单元)根据本车的载荷重量 负责本车100％的制动力。
第二阶段：接近停车时（列车速度0.5Km/h），一个小于制动指令 （最大制动指令的70%）的保压制动开始自动实施，即瞬时地将制动缸压 力降低。
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一、城轨制动基础知识
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一、城轨制动基础知识
• 缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制 动作用，均可称之为“缓解”。
列车制动停车后起动加速前或运行途中限速制动后加速前均要解除制 动作用，即施行缓解作用。
• 使列车减速或阻止其加速的力称为制动力，而产 生并控制这个制动力的装置叫做制动机，也称制 动装置。基础制动装置：传送制动原动力并产生 制动力的制动执行装置。
空气制动。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动模式
快 紧急情况下、制动系统各部分作用均正常时所采取的一种制 速 动方式 制 电制动不起作用，仅空气制动，制动过程可以施行缓解。 动 受冲击率限制，具有防滑保护和载荷修正功能。
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一、城轨制动基础知识
城轨车辆制动控制方式
常用制动力分配原则
(1)电制动力的分配原则：由于车辆编组每单元为三节，假设每 单元自己提供制动力，总共需要300%的制动力，而电制动时只 有动车能提供制动力，每单元的三节车中只有两节动车，因此 每节动车承担150%的制动力。 (2)气制动力的分配原则：由A、B和C车组成的单元车则需300％ 的气制动力，每节车的 (气制动控制单元)根据本车的载荷重量 负责本车100％的制动力。
轨道交通机车再生制动能量的回收利用
进入 ２ １ 世纪以来 ，我 国继续保持国民经济的高速发 展 城镇化的速度日渐加快 。 城镇化在 日益提高人民生活 水平的同时 也带来因大量的人口流向城市而导致城市交 通系统负担快速增） Ｊ Ｄ Ｉ ￣ ９ 问题 ， 运力不足 、耗能严重、环境 污 染等 矛盾 已经 非 常突 出 。城 市轨 道 交通是 城市 公共 交通
收机车翩动能量的最佳方式 。然后对逆变型的独立新增 、部分替代 、 完全替代三种设嚣方式进行对比分析 ，从经济性 、技术性 、可靠性等
方面综合考虑选择一种性价比最嵩 、对原有的供电系统影响最 小的设 置方式。最后对所选择的设置方案进行控制策 略设计 。
机车制动能量 回收方式对比分析
电 阻消 耗 型 电阻型 再生 制动 装置 安 装于 地铁 牵 引变 电所母 线上 ， 当地铁列车制动产生的能量不能被同一供电区间同时运行 ！ ￣ ｇ ｚ ｊ Ｊ 车或 者本 地铁 列车 车载 设备 全部 吸收 时 ，吸收 电阻 便
三 种技 术 ， 国 内外都 在进 行不 断 研究 ， 理 论也 在不 断完 善 ， 而且随着大功率电子器件的快速发展 ，加速推动了逆变回 馈 型再 生能 量 吸收 技术 的发 展 ，国 内新 建地 铁 己开 始 引入 相关产品 ，国内相关机构如株洲时代等公司也在对该技术 产 品进 行 研发 。业 内普 遍认 为 ，该地 铁 再生 制动 能量 利 用
铁普遍采用电阻消耗型 ，使用制动电阻来吸收机车的制动 能量 ， 这种方法可靠 、 简单易行 ， 具有比较成熟的应用技术 。 但它的最大缺点是不能合理的回收机车制动能量 ，造成电 能浪 费 。电容储 能型 和飞 轮储 能型 可 以有效 的 回收机 车的 制动能量 ，但国内技术不够成熟且成本较高 ，不适合普遍 推广使用。逆变回馈型不仅可以高效的回收利用机车的制 动能量 ，而且国内对逆变技术的研究技术比较成熟 ，因此 该方 法 是未 来研 究应 用于 吸收机 车制 动能 量的主 要方 法 。
轨道交通电制动.pptx
1.掌握电制动的基本原理及混合制动分配的原则
2.了解动力制动的控制模式和直流牵引传动控制的电制 动原理
3.掌握城轨车辆的防滑控制原理和交流牵引传动电制动 的基本作用原理
电制动是车辆在常用制动下 的优先选择，仅带驱动系统的 一.电制动再动车生的具 制基有动本电和原制电理动阻，制电动制两动种又形有式。 电制动具有独立的滑行保护和 载荷校正功能。为此，每节动 车装备有：一个三相调频调压 逆变器（VVVF）；一个牵引 控制单元（DCU）；一个制 动电阻；四个自冷式三相交流 电机M1、M2、M3、M4 （每轴一个，相互并联）。
车辆最大运行速度为80Km/h，实际运行过程 中制动初速度约为70km/h。当列车进站前开 始制动时，列车停止从接触网受电，电动机 改为发电机工况，将列车运行的动能转换为 电能，产生制动力，使列车减速。设接触网 额定电压为U，当满足以下两个条件时列车 可以实行再生制动并向接触网反馈电能：一 是接触网电压在1~1.2U（理论值，对应于上 海轨道交通2号线为1500V~1800V）范围内； 二是再生电能必须要由一定距离内的其他列 车吸收。如图4-2所示，当车辆2距离车辆1足 够近且接触网电压在1500V~1800V之间时， 车辆2可以吸收车辆1所产生的反馈电能，从 而使车辆1产生再生制动。当接触网电压过压、 欠压或一定距离内无其他车辆吸收反馈能量 时，通过车辆牵引控制单元切断向接触网反 馈的电能，再生制动不能实现，此时列车会 自动切断反馈电路，实施电阻制动。当列车
三.常用制第动一优优先先再生和制混动。合再原生制则动与接触网线
路吸收能力，即网压高低有关。 第二优先电阻制动。承担不能再生的那部
分制动电流，再生制动电流加电阻制动电流 等于电制动所要求的总电流。
第三优先踏面摩擦制动（空气制动）。常 用制动时补充电制动的不足；当没有再生制 动或电阻制动时，所需要的总制动力必须由 摩擦制动来提供。
2.了解动力制动的控制模式和直流牵引传动控制的电制 动原理
3.掌握城轨车辆的防滑控制原理和交流牵引传动电制动 的基本作用原理
电制动是车辆在常用制动下 的优先选择，仅带驱动系统的 一.电制动再动车生的具 制基有动本电和原制电理动阻，制电动制两动种又形有式。 电制动具有独立的滑行保护和 载荷校正功能。为此，每节动 车装备有：一个三相调频调压 逆变器（VVVF）；一个牵引 控制单元（DCU）；一个制 动电阻；四个自冷式三相交流 电机M1、M2、M3、M4 （每轴一个，相互并联）。
车辆最大运行速度为80Km/h，实际运行过程 中制动初速度约为70km/h。当列车进站前开 始制动时，列车停止从接触网受电，电动机 改为发电机工况，将列车运行的动能转换为 电能，产生制动力，使列车减速。设接触网 额定电压为U，当满足以下两个条件时列车 可以实行再生制动并向接触网反馈电能：一 是接触网电压在1~1.2U（理论值，对应于上 海轨道交通2号线为1500V~1800V）范围内； 二是再生电能必须要由一定距离内的其他列 车吸收。如图4-2所示，当车辆2距离车辆1足 够近且接触网电压在1500V~1800V之间时， 车辆2可以吸收车辆1所产生的反馈电能，从 而使车辆1产生再生制动。当接触网电压过压、 欠压或一定距离内无其他车辆吸收反馈能量 时，通过车辆牵引控制单元切断向接触网反 馈的电能，再生制动不能实现，此时列车会 自动切断反馈电路，实施电阻制动。当列车
三.常用制第动一优优先先再生和制混动。合再原生制则动与接触网线
路吸收能力，即网压高低有关。 第二优先电阻制动。承担不能再生的那部
分制动电流，再生制动电流加电阻制动电流 等于电制动所要求的总电流。
第三优先踏面摩擦制动（空气制动）。常 用制动时补充电制动的不足；当没有再生制 动或电阻制动时，所需要的总制动力必须由 摩擦制动来提供。
轨道交通动力电制动系统课件(PPT47页)
轨 道 交 通 动 力电制 动系统 课件(P PT47页 )
轨 道 交 通 动 力电制 动系统 课件(P PT47页 )
当发生常用制动时， 电动机M变成发电机状 态运行，将车辆的动能 变成电能，经VVVF逆 变器中六个二极管组成 的桥式整流电路整流成 直流电反馈于接触网， 供列车所在接触网供电 区段上的其它车辆牵引 用和供给本车的其它系 统（如辅助系统等）， 此即再生制动。再生制 动的基本原理如图4-1所 示。
每节车设计有独自的空气制动控制及部件，每根轴设 计有独立的防滑装置，由ECU实时监控每根轴的转速，一旦 任一轮对发生滑行，能迅速向该轴的防滑电磁阀G01发出指 令，沟通制动缸与大气的通路，使制动缸排气，从而解除该 轮对的滑行现象。制动执行部件采用单元制动缸，有PC7Y 型和带停放制动器（也称弹簧制动器）的PC7YF型两种。
一.电制动的基本原理 电制动是车辆在常用制动下的优先选择， 仅带驱动系统的动车具有电制动，电制动又 有再生制动和电阻制动两种形式。电制动具 有独立的滑行保护和载荷校正功能。为此， 每节动车装备有：一个三相调频调压逆变器 （VVVF）；一个牵引控制单元（DCU）； 一个制动电阻；四个自冷式三相交流电机 M1、M2、M3、M4（每轴一个，相互并 联）。
动车的空气制动 -×
×
×
× × ×
拖车的空气制动 × ×
×
×
× × ×
注：广州地铁一号线车辆载荷工况定义如下： AW0-空载（拖车自重33t、动车自重38t）； AW1-客座载荷（56位坐客，60Kg/ 人）；AW2- 定员载荷（除坐客外，站客6人/m2）；AW3-超员载荷（除坐客外， 站客9人/m2）。
如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能量， VVVF则将能量反馈在线路电容上，使电容电压XUD迅速上升，当XUD 达到最大设定值1800V时，DCU启动能耗斩波器模块A14上的门极可关 断晶闸管GTO：V1，GTO打开制动电阻RB，制动电阻RB与电容并联， 将电机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉，即电阻制动（亦称能耗 制动），电阻制动能单独满足常用制动的要求。电阻制动原理如图4-3 所示。
轨 道 交 通 动 力电制 动系统 课件(P PT47页 )
当发生常用制动时， 电动机M变成发电机状 态运行，将车辆的动能 变成电能，经VVVF逆 变器中六个二极管组成 的桥式整流电路整流成 直流电反馈于接触网， 供列车所在接触网供电 区段上的其它车辆牵引 用和供给本车的其它系 统（如辅助系统等）， 此即再生制动。再生制 动的基本原理如图4-1所 示。
每节车设计有独自的空气制动控制及部件，每根轴设 计有独立的防滑装置，由ECU实时监控每根轴的转速，一旦 任一轮对发生滑行，能迅速向该轴的防滑电磁阀G01发出指 令，沟通制动缸与大气的通路，使制动缸排气，从而解除该 轮对的滑行现象。制动执行部件采用单元制动缸，有PC7Y 型和带停放制动器（也称弹簧制动器）的PC7YF型两种。
一.电制动的基本原理 电制动是车辆在常用制动下的优先选择， 仅带驱动系统的动车具有电制动，电制动又 有再生制动和电阻制动两种形式。电制动具 有独立的滑行保护和载荷校正功能。为此， 每节动车装备有：一个三相调频调压逆变器 （VVVF）；一个牵引控制单元（DCU）； 一个制动电阻；四个自冷式三相交流电机 M1、M2、M3、M4（每轴一个，相互并 联）。
动车的空气制动 -×
×
×
× × ×
拖车的空气制动 × ×
×
×
× × ×
注：广州地铁一号线车辆载荷工况定义如下： AW0-空载（拖车自重33t、动车自重38t）； AW1-客座载荷（56位坐客，60Kg/ 人）；AW2- 定员载荷（除坐客外，站客6人/m2）；AW3-超员载荷（除坐客外， 站客9人/m2）。
如果制动列车所在的接触网供电区段内无其他列车吸收该制动能量， VVVF则将能量反馈在线路电容上，使电容电压XUD迅速上升，当XUD 达到最大设定值1800V时，DCU启动能耗斩波器模块A14上的门极可关 断晶闸管GTO：V1，GTO打开制动电阻RB，制动电阻RB与电容并联， 将电机上的制动能量转变成电阻的热能消耗掉，即电阻制动（亦称能耗 制动），电阻制动能单独满足常用制动的要求。电阻制动原理如图4-3 所示。
城市轨道交通制动能量回收技术
主要内容
城市轨道交通 制动过程 再生制动和电阻制动能量计算 再生制动能量回收技术 电阻制动 小结
城市轨道交通
城市轨道交通
在网路上《城市轨道交通词典》中城市轨道交通的释义为 ：城市公共交通的重要组成部分。泛指城市中再不同形式 轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市 中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道 交通的总称。
列车停止从接触网受电, 电 动机改为发电机工况, 将列 车运行的动能转换为电能, 产生制动力, 使列车减速
触网电压过压、欠压或一定 距离内无其他车辆，牵引控制单 元(TCU)切断向接触网反馈的电能 , 再生制动不能实现, 此时列车会 自动切断反馈电，实施电阻制动
接触网电压在1 ～1.2 U ，再生电能必须要由一 定距离内的其他列车吸 收，实施再生制动
但是，轨道交通是一种大运量、高密度的交通工具，其 车辆依靠电力牵引运行，耗能巨大。据国外统计数据显 示，虽然列车启动会消耗大量电能，但反生制动却会回 馈46%电能。如对这部分能量进行回收再利用，既可减 少大量能耗，又可减轻电网负担，具有重大意义。
列车制动过程
以上海轨道交通2 号线为例, 接触网 额定电压为1 500 V , 车辆最大运行速 度为80 km/h , 实际运行过程中制动 初速度约为70 km/h
将吸收的直流电能转换 为AC 380 V直接供站内和 车载用电设备使用。
这种方式主要局限于集中供电方式的 这种方式实现较为简单。 城市轨道交通线路。该技术目前在欧 洲及日本均已作为成熟技术推广应用。
对于存在分布式发电系统的线路,由 但由于列车制动是间断式 于电网和分布式系统间电流双向流动, 的, 负载用电的稳定性是一 倒送回电网的电能会造成电网电压波 大难题。该技术目前仅在 动并增大电网的短路电流, 具有安全 日本有少量应用实例。 隐患。在信号的频域分析中会产生较
城市轨道交通 制动过程 再生制动和电阻制动能量计算 再生制动能量回收技术 电阻制动 小结
城市轨道交通
城市轨道交通
在网路上《城市轨道交通词典》中城市轨道交通的释义为 ：城市公共交通的重要组成部分。泛指城市中再不同形式 轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市 中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道 交通的总称。
列车停止从接触网受电, 电 动机改为发电机工况, 将列 车运行的动能转换为电能, 产生制动力, 使列车减速
触网电压过压、欠压或一定 距离内无其他车辆，牵引控制单 元(TCU)切断向接触网反馈的电能 , 再生制动不能实现, 此时列车会 自动切断反馈电，实施电阻制动
接触网电压在1 ～1.2 U ，再生电能必须要由一 定距离内的其他列车吸 收，实施再生制动
但是，轨道交通是一种大运量、高密度的交通工具，其 车辆依靠电力牵引运行，耗能巨大。据国外统计数据显 示，虽然列车启动会消耗大量电能，但反生制动却会回 馈46%电能。如对这部分能量进行回收再利用，既可减 少大量能耗，又可减轻电网负担，具有重大意义。
列车制动过程
以上海轨道交通2 号线为例, 接触网 额定电压为1 500 V , 车辆最大运行速 度为80 km/h , 实际运行过程中制动 初速度约为70 km/h
将吸收的直流电能转换 为AC 380 V直接供站内和 车载用电设备使用。
这种方式主要局限于集中供电方式的 这种方式实现较为简单。 城市轨道交通线路。该技术目前在欧 洲及日本均已作为成熟技术推广应用。
对于存在分布式发电系统的线路,由 但由于列车制动是间断式 于电网和分布式系统间电流双向流动, 的, 负载用电的稳定性是一 倒送回电网的电能会造成电网电压波 大难题。该技术目前仅在 动并增大电网的短路电流, 具有安全 日本有少量应用实例。 隐患。在信号的频域分析中会产生较
最新列车再生制动ppt课件
• 3. 超级电容储能再生制动技术
• 其次随着储能装置技术的不断发展,大 能量密和功率密度的储能装置不断涌现,这就 为解决再生制动问题开辟了一条蹊径。可将 新型储能装置——超级电容器应用在城市轨 道车辆电器制动系统中,以超级电容器为储能 元件,实现能再生制动的方法应用于实际。采 用 IGBT 为开关元件设计了超级电容储能再 生制动的主电路,以 80C196 单片机为核心, 设计储能再生制动系统的控制电路、保护电 路构,对储能再生
•
系统检测直流母线电压，当确定有车辆制动且直流
母线电压超过设置的门槛值时，进入回馈模式。此时装置
将多余的再生制动能量通过各重IGBT变流器以及多重化变
压器回馈到交流中压电网，此时装置内能量的流动方向是
从牵引直流母线流向交流中压电网，且交流中压电网侧的
功率因数接近-1。
•
针对目前城轨供电系统再生制动能量回馈的几个
• 经过调研，在目前国内外的城市轨道
车辆中， 绝大多数都是采用这种再生制动 方式。 这种方式不需要在额外的增加设备 ，因为目前的城市轨道车辆的主变流器大 都采用技术十分成熟的逆变器， 这种变流 器可以在四个象限运行，即正向牵引，正 向制动，逆向牵引，逆向制动。其工况间 转换十分的简单、可靠。所以，这种再生 制动方式在绝大多数城市轨道车辆上得到 广泛的应用。但是这种制动方式也有其致 命的弱点，那就是其利用率很低。
这种方式可以帮助车辆起动。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 储能系统的基本工作原理如下：+SlAl—Sl为隔离开关，维护设 备时，可将系统从干线牵引网隔离开来。并可使用+SlA2—Q0断 路器隔离系统。+SlA2—QO断路器发生故障导致短路时，熔断器 +S1Fl将熔断。充电时，与+SlA2—QO断路器并联的预充电路(+S 1 A 1—F l、+S1Al—K1和+S1A1—Rl和)将对间接电容器(Czk) 进行“软”预充，避免充电冲击电流太大损坏设备。间接电容 器为一组直流滤波电容器。牵引网产生瞬变电压时，+S3—L 1 滤波电抗器将保护能量存储系统。此外，该电抗器将牵引网和 变流单元的谐波电流有效地分隔开来。+S3—G l、+S3—G2是变 流单元的2个变流器模块(图2)，每个变流器模块分别包括2条变 流器分路，共4条变流器分路对能量的总量及流向进行调节控制。 +S 3—Fl、+S3—F2、+S3—F3，+S3—F4为带熔断器的手动隔离 开关，+S 4—L1、+S4—L2、+S4—L3、+S4—L4为平波电抗器。 进行设备维修时将系统从牵引网隔离出来以后，使用由+S3—V1 和S9—R1组成的放电支路对能量存储系统进行放电。+S5— E1……+S8—E8为储能双层电容器。双层电容器特点：高动态充 电容量，具有频繁充放电能力，免维护，高效率，可分级控制 储能容量。
城市轨道交通车辆-制动PPT课件
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3
❖ d. 制动系统应保证列车在长大下坡道上制动 时，其制动力不会衰减。
❖ e. 电动车组各车辆的制动能力应尽可能一致， 制动系统应根据乘客量的变化，具有空重车调 整能力，以减少制动时的纵向冲动。
❖ f. 具有紧急制动能力。遇有紧急情况时，能 使城轨列车在规定距离内安全停车。紧急制动 作用除可由司机操纵外，必要时还可由行车人 员利用紧急按钮进行操纵。
❖ 2）随着列车的速度下降，其电制动力也将不 断地减弱，当列车速度降低至一定的速度时 ，电制动力已不能再满足制动所需的要求， 这时所有的制动力由摩擦制动来承担
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18
粘着制动
❖ 制动时，车轮与钢轨之间有3种可能的状态：
❖ 纯滚动状态：车轮与钢轨的接触点无相对滑动，车 轮在钢轨上作纯滚动。这时车轮与钢轨之间为静摩 擦，车轮与钢轨之间可能实现的最大制动是轮轨之 间的最大静摩擦力。这是一种难以实现的理想状态。
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9
1—轮对；2—制动盘；3—制动缸；4—制动夹钳；5—牵引电机。
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10
SW-200 转向架的盘型制动装置
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11
盘形制动机的特点
1)盘形制动装置代替了闸瓦对车轮踏面的摩擦， 因而不存在对车轮改善了运行品质， 保证了行车安全。
制动系统
城市轨道车辆
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交通工程教研室
1
第五节 制动系统
❖ 人为地使列车减速或阻止其加速叫做制 动。为了施行制动而在轨道车辆上装设 的由一整套零部件组成的装置称为制动 装置。
❖ 列车安全运行所必不可少的装置。不仅 在动车上设制动装置，而且在拖车上也 要设制动装置，这样才能使运行中的车 辆按需要减速或在规定的距离内停车。
《城市轨道交通车辆制动》课件—制动的基本概念和制动系统的重要作用
3.了解制动系统应具有的基本要求
1.掌握制动系统的基本概念及重要作用
单元1 城市轨道车辆制动系统概述
2.掌握车辆制动系统的分类及组成
1.1 制动的基本概念和制动系统的重要作用
列车制动系统和列车制动装置为使列车能实施制动和缓解而安装于列车上的一整套装置，总称为“列车制动装置”，有时，“制动”与“制动装置”均简称为“闸”，实施制动简称为“上闸”，亦可简称为“下闸”，使制动得到缓解简称为“松闸”。现代轨道交通车辆的制动系统是由动力制动系统和空气制动系统及指令和通信网络系统三部分组成的。
2．制动作用和缓解作用
制动：人为地制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动或加速运动，均可称之为“制动”缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制动作用，均可称之为“缓解”
3.制动的实质：
能量的观点：将列车的动能变成别的能量或转移走。作用力的观点：制动装置产生与列车运行方向相反的力，使列车尽快减速或停车。
二、制动的基本概念和制动系统的制动模式
根据车辆的运行要求，制动系统采用以下几种制动模式：
正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所实施的制动，特点是作用缓和与制动力的可以连续调节，制动过程中能够根据车辆载荷自动调整制动力，当常用制动力最大时即为常用全制动。
1．常用制动
紧急情况下为使列车尽快停止而施行的制动，特点是作用比较迅速，而且将列车制动能力全部使用，通过故障导致安全的设计原则为“失电制动，得电缓解”的紧急空气制动系统。紧急制动是在列车遇到紧急情况或发生其他意外情况时，为使列车尽快停车而实施的制动。其制动力与快速制动相同。紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情况，故只采用空气制动，而且停车前不可缓解，在尽可能减小冲动的情况下不对冲动进行具体限制。
1.掌握制动系统的基本概念及重要作用
单元1 城市轨道车辆制动系统概述
2.掌握车辆制动系统的分类及组成
1.1 制动的基本概念和制动系统的重要作用
列车制动系统和列车制动装置为使列车能实施制动和缓解而安装于列车上的一整套装置，总称为“列车制动装置”，有时，“制动”与“制动装置”均简称为“闸”，实施制动简称为“上闸”，亦可简称为“下闸”，使制动得到缓解简称为“松闸”。现代轨道交通车辆的制动系统是由动力制动系统和空气制动系统及指令和通信网络系统三部分组成的。
2．制动作用和缓解作用
制动：人为地制止物体的运动，包括使其减速、阻止其运动或加速运动，均可称之为“制动”缓解：对已经施行制动的物体，解除或减弱其制动作用，均可称之为“缓解”
3.制动的实质：
能量的观点：将列车的动能变成别的能量或转移走。作用力的观点：制动装置产生与列车运行方向相反的力，使列车尽快减速或停车。
二、制动的基本概念和制动系统的制动模式
根据车辆的运行要求，制动系统采用以下几种制动模式：
正常运行下为调解或控制动车列车速度，包括进站停车所实施的制动，特点是作用缓和与制动力的可以连续调节，制动过程中能够根据车辆载荷自动调整制动力，当常用制动力最大时即为常用全制动。
1．常用制动
紧急情况下为使列车尽快停止而施行的制动，特点是作用比较迅速，而且将列车制动能力全部使用，通过故障导致安全的设计原则为“失电制动，得电缓解”的紧急空气制动系统。紧急制动是在列车遇到紧急情况或发生其他意外情况时，为使列车尽快停车而实施的制动。其制动力与快速制动相同。紧急制动时考虑了脱弓、断钩、断电等故障情况，故只采用空气制动，而且停车前不可缓解，在尽可能减小冲动的情况下不对冲动进行具体限制。
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占电制动约40 %, 若
表1 ，2，3为车辆轻载(AW1)、满载(AW2)和超载的80 %回收, 按工业
(AW3)3 种工况下电制动能量的计算结果。
用电每度为1.2 元
再生制动和电阻制动能量计算 8
如果按照目前现代化燃煤电厂的供电效率40 %计算, 1 kg 标准煤完全燃烧可产生2.93 ×107 J(即7 000 kCal) 热量, 一年可节约的标准煤量和相应减少CO2 的排放量 见表3
当车辆再生制动使直流电压超过规定 值时, 交流电网将从直流母线吸收直 流电能并通过逆变器、变压器将其转 换为工频交流电回馈至电网。
将吸收的直流电能转换 为AC 380 V直接供站内和 车载用电设备使用。
这种方式主要局限于集中供电方式的 这种方式实现较为简单。 城市轨道交通线路。该技术目前在欧 洲及日本均已作为成熟技术推广应用。
学习总结
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
滤波电容的体积;斩波频率的提高也有利于减轻高
次谐波对通迅的干扰和减轻电机电流的脉动,改善
电动机的换向。
12
飞轮储能
13
飞轮储能装置中有一个内置电机 ，它既是电动机也是发电机。 在充电时，它作为电动机给飞轮 加速； 当放电时，它又作为发电机给外 设供电，此时飞轮的转速不断下 降； 而当飞轮空闲运转时，整个装置 则以最小损耗运行。 飞轮储能器中没有任何化学活性 物质，也没有任何化学反应发生 。旋转时的飞轮是纯粹的机械运 动。
再生制动能量回收技术
9
——器件储能型
器件储能型：器件储能型在使用电阻耗能型装置作为备 用系统的同时, 主要采用双向DC/DC 变换器将车辆的 再生制动能量吸收到储能器件中, 当供电区间出现用电 需求时,再将储存的能量释放出去。
蓄电池储能 飞轮储能 电容储能
整流变压器是整流设备的电源变压器。整流设 备的特点是原方输入电流，而副方通过整流原
10
件后输出直流。
馈电线路：电源端向负载设备供电的输电线路 。通常，通过判断馈电是否异常（abnormal feed），来实行对该电路的安全监控。
输入滤波器是“变频器输入端专用型滤波器” 的简称。输入滤波器主要用于对电磁环境要求 较高的场合，防止变频器工作时，变频器输入 端对电网和其它设备产生的干扰。
对于存在分布式发电系统的线路,由 但由于列车制动是间断式 于电网和分布式系统间电流双向流动, 的, 负载用电的稳定性是一 倒送回电网的电能会造成电网电压波 大难题。该技术目前仅在 动并增大电网的短路电流, 具有安全 日本有少量应用实例。 隐患。在信号的频域分析中会产生较
多的谐波, 需要采取相应的滤波装置 治理谐波。
但实现成本较高, 控 但其寿命容易受到机 制复杂 和使用寿命 械部件磨损的影响而 有限, 该技术目前在 大幅度降低。另外, 飞 日本有小规模应用。 轮储能的投资与维护
费用均较高。
再生制动能量回收技术
15
——逆变供能型
流向和用途 分为： 逆变回馈型 逆变负载型
逆变供能型类型
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逆变回馈型
逆变负载型
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
但是，轨道交通是一种大运量、高密度的交通工具，其 车辆依靠电力牵引运行，耗能巨大。据国外统计数据显 示，虽然列车启动会消耗大量电能，但反生制动却会回 馈46%电能。如对这部分能量进行回收再利用，既可减 少大量能耗，又可减轻电网负担，具有重大意义。
列车制动过程
以上海轨道交通2 号线为例, 接触网 额定电压为1 500 V , 车辆最大运行速 度为80 km/h , 实际运行过程中制动 初速度约为70 km/h
IGBT具有电压驱动、驱动功率小、开关速度快、
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饱和压降低、且便于实现高电压、大电流、安全
工作区宽等优点, 是近年来发展最快、应用范围最
广的全控型器件。用IGBT构成斩波调速器,与晶闸
管斩波器相比，避免了晶闸管斩波器存在的因换
流电路失效而引发的机车失控, 提高了可靠性; 消
除了换流损耗；斩波频率提高数十倍,大大减小了
电阻耗能型优缺点
19
优点：
具有控制简单、价格低廉、工作稳定可靠等。
缺点：
消耗在电阻上的热能, 不仅形成了热污染, 导致周围 环境温度升高, 增加了车站空调系统或变电所空调 系统的耗电量。
相比再生制动能量回收, 该部分制动能量没有得到 回收利用, 极大地降低了能量综合使用效率。
小结
20
有效回收城市轨道交通车辆的制动能量, 不仅 可以产生显著的经济效益, 而且可以显著的改 善环境。随着制动能量回收技术的完善和商业 化应用的推广, 制动能量回收技术逐渐会显现 出显著的经济效益和环境效益。
在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中，将城 市轨道交通定义为“通常以电能为动力，采取轮轨运转方 式的快速大运量公共交通的总称。”
城市轨道交通
5
城市轨道交通具有运输量大、行车速度快、舒适性好等 优点, 加之城市轨道交通车辆采用电能驱动, 直接污染排 放小, 因此成为大都市优先选择的城市交通工具。中国 目前已在北京、上海、天津、广州、深圳、大连、南京 等城市进行商业化运行, 并且有越来越多的城市拟采用 城市轨道交通作为提升城市运输能力的有效措施。
3)再生制动能量回收优化方案的经济效益有待于通过工程应用 的实践来评估。在现有能量回收设备效率不高的基础上, 已提 出一系列优化方案。然而, 由于在线测试费用十分昂贵, 这些 优化方案的全面性和实际可操作性仍有待验证。
4)技术研究领域对于再生制动能量回收的潜力和意义重视程度 不够。
电阻制动
18
列车停止从接触网受电, 电 动机改为发电机工况, 将列 车运行的动能转换为电能, 产生制动力, 使列车减速
触网电压过压、欠压或一定 距离内无其他车辆，牵引控制单 元(TCU)切断向接触网反馈的电能 , 再生制动不能实现, 此时列车会 自动切断反馈电，实施电阻制动
6
接触网电压在1 ～1.2 U ，再生电能必须要由一 定距离内的其他列车吸 收，实施再生制动
器件储能型类型
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蓄电池储能
飞轮储能
电容储能
这种技术在电动汽 车与混合动力车体 上应用较为成熟, 在 城市轨道交通制动 能量回收方面尚缺 乏综合应用。
储能密度和效率都较 高, 安装地点也十分灵 活,已在DC 750V 网 络中有应用实例, 并有 一定的市场占有率。
体积更小、容量 更大、寿命更长 以及充放电速度 更快等 特点, 最具市场应 用竞争力。
1
城市轨道交通车辆 制动能量回收技术
环境工程 2
主要内容
2
城市轨道交通 制动过程 再生制动和电阻制动能量计算 再生制动能量回收技术 电阻制动 小结
3
城市轨道交通
城市轨道交通
4
在网路上《城市轨道交通词典》中城市轨道交通的释义为 ：城市公共交通的重要组成部分。泛指城市中再不同形式 轨道上运行的大、中运量城市公共交通工具，是当代城市 中地铁、轻轨、单轨铁路、自动导向、短途磁悬浮等轨道 交通的总称。
当列车速度小于8km/h 时, 利用压缩空气作为 动力源，实施机械制动
再生制动和电阻制动能量计算 7
根据中国目前一些城市轨道交通车辆的统计数据, 车辆
平均约每2 min 制动一次, 如果车辆每天的运行时间平
均为16 h , 则天计算, 每年制动次数为163 200 次。
电阻制动是将电制动能量通过电阻吸收以热能形式耗散 的制动方式, 该方案的原理图如图8 所示。它是目前国 内外应用比较广泛的方案, 该方案根据再生制动时直流 母线的电压变化状况即时调节IGBT 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范围内。
制动能量消耗： 分散车载制动电 阻或地面制动电 阻；集中牵引变 电所。
再生制动能量回收技术
17
——存在的问题
1)由于储能装置体积较为庞大, 对于器件储能型制动能量回收 技术, 需要在车辆上或变电所安装储能设备。然而城市轨道交 通系统空间有限, 对于已有线路的车辆或变电所的基础设施改 造工作很困难。
2)列车再生制动时系统的非线性使得制动过程的建模变得非常 复杂，可应用于线性系统简化分析的工具不再适用。