地鐵列車再生制動能量吸收裝置的應(yīng)用

刁旭

摘要：現(xiàn)階段人們的生活水平逐步提高，城市人口也越來越多，但這些發(fā)展變化也給我國帶來一定的問題，例如，越來越亟待解決的城市交通問題。地鐵是一種運行穩(wěn)定且清潔環(huán)保的交通工具，但地鐵列車在進行制動中所產(chǎn)生的能量卻常常會被浪費，這在一定程度上代表著能量的過度消耗。本文主要介紹了地鐵中再生制動能量吸收裝置的工作原理，闡述了地鐵中再生制動能量吸收利用裝置的幾種類型，同時探討了提高地鐵再生制動能量吸收裝置運行效率的措施，對促進我國地鐵列車可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：地鐵列車;再生制動;能量吸收裝置;應(yīng)用

引言

城市交通軌道現(xiàn)已成為國內(nèi)外城市解決交通問題的有效措施。隨著地鐵列車建設(shè)規(guī)模的不斷增大，隨之而來的能耗問題也越來越突出。為了積極推動資源節(jié)約型社會的建設(shè)，各個城市都需要有關(guān)工作人員不斷深入對車輛制動能量反饋技術(shù)的探究，只有這樣才能不斷提高地鐵列車的再生制動使用范圍。除此之外，優(yōu)化地鐵列車再生制動能量吸收裝置的應(yīng)用，可以在減少車輛維護工作的基礎(chǔ)上加強車輛的運行環(huán)境，在達到提高城市軌道系統(tǒng)能源利用率目的的同時使乘客的物質(zhì)需求以及精神需求都得到滿足，進而實現(xiàn)城軌系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

一、地鐵中再生制動能量吸收裝置的工作原理

在我們國家近些年的發(fā)展過程中，地鐵再生制動能量吸收裝置發(fā)展的已經(jīng)是越來越廣受越來越多人的青睞以及關(guān)注。而且伴隨著我們時代的發(fā)展，對于地鐵再生制動能量吸收裝置也是越來越重視，因此我們將分析一下地鐵的再生制動能量吸收裝置的工作原理，因為我們只有了解了它的原理，那么才能夠在使用的過程中更加順利，并且也能夠為我們的使用提供非常多的方便。其實這--裝置的原理主要就是講求連鎖作用，這個連鎖主要就是指的是當(dāng)一些即將要啟動?；蛘呤钦谥苿拥能囕v或者是車輛組首先生成-些制動能量。然后它產(chǎn)生的這些制動能量當(dāng)自身吸收不了的時候，那么它相鄰的列車或者是他自身的電設(shè)備或者是其他的電設(shè)備就可以去消化吸收，如果要是這些電設(shè)備都消化不了的時候，那么軌道機車的制動電壓將會非常快的上升。因為我們知道，列車組在行進的過程中一定要控制起制動電壓，這樣的話才會使其能夠更好的行駛并且也能夠保證行駛過程中的安全。因此在電壓上升的時候，就會有一些專業(yè)的工作人員去測控電壓的上升程度，然后如果要是電壓上升到一定的程度或者是列車所能供給的額度之后，那么這個時候在政治動設(shè)備就會發(fā)揮出它特有的能量，然后就開始進入了一種特定的工作狀態(tài)。然后在這個再生制動設(shè)備工作的過程中，就會把多余的電能給消耗掉，然后用這些多余消耗的電能去對車輛進行制動。但是在其工作的過程中，為了能保證充分的利用車輛在行駛以及制動過程中所消耗的電能，都開始不斷地研究制動能量回收利用模式裝置，這樣不僅可以一定程度上將多余的能量進行回收利用，同時也可以節(jié)省一部分的能源。

二、地鐵中再生制動能量吸收利用裝置的類型

（一）電阻耗能型

電阻耗能型吸收裝置主要由多相ICBT斬波器和耗能電阻組成。利用列車再生制動時牽引網(wǎng)直流母線電壓來調(diào)節(jié)多相IGBT斬波器，進而改變裝置吸收的功率，將牽引網(wǎng)直流電壓控制在設(shè)定值的范圍內(nèi)，再將制動產(chǎn)生的能量用耗能電阻消耗。該吸收裝置目前技術(shù)已經(jīng)成熟，斬波單元、電阻單元均已可模塊化生產(chǎn)，運營維護方便，控制操作簡單，價格相對較低。但再生制動的能量只能消耗在電阻上，未能實現(xiàn)能量的回收利用，同時電阻散熱會使溫度上升，裝置工作時會產(chǎn)生一定噪音，還需采取隔音措施。

（二）逆變回饋型

逆變回饋型再生制動能量吸收裝置采用將電力電子中三相逆變器的直流側(cè)與牽引變電所中整流器的直流母線相連。逆變回饋型吸收裝置是目前發(fā)展趨勢，它將列車制動時產(chǎn)生的能量通過逆變裝置回饋到交流電網(wǎng)。其優(yōu)點是能量可完全回收利用且裝置容量大，裝置占地面積小。能量送回到交流電網(wǎng)，不需配置電容或者飛輪等儲能元件，效率較高，對環(huán)境溫度影響較小。而缺點是對電網(wǎng)有一定沖擊影響。

（三）電容儲能型

電容儲能型再生制動能量吸收裝置的工作原理是利用三相逆變器將列車制動時產(chǎn)生的再生能量吸收到大容量電容中，在列車起動及加速需要從直流牽引網(wǎng)上獲取電流時，該裝置將電容中存儲的能量釋放出去給列車進行再利用。電容儲能型是一種靜態(tài)儲能的再生能量吸收裝置。

（四）飛輪儲能型

飛輪儲能型再生制動能量吸收裝置的工作原理是對直流牽引網(wǎng)空載電壓及母線電壓進行跟蹤判斷，確定列車在制動時產(chǎn)生的能量能否被本車機電設(shè)備或者相鄰列車所吸收。當(dāng)判斷牽引變電所附近有列車制動產(chǎn)生的再生能量需要吸收時，飛輪裝置加速轉(zhuǎn)動，用來儲存能量;當(dāng)判斷牽引變電所附近有列車啟動需要從直流牽引網(wǎng)取流時，飛輪裝置減速轉(zhuǎn)動，此時即為發(fā)電設(shè)備向直流牽引網(wǎng)反饋能量。

三、提高再生制動能量吸收裝置運行效率的措施

（一）定期進行檢查與維護

為了保障地鐵列車再生制動能量吸收裝置的長久有效運行，定期進行維護與檢查十分必要。值得注意的是，在進行檢查與維護之前，應(yīng)該先將設(shè)備退出運行，等到設(shè)備停機后再按照有關(guān)要求將主回路電源以及控制電源切斷。而且，設(shè)備運行環(huán)境中存在閘瓦粉塵，如果不對此加以注意進行處理，就會導(dǎo)致有關(guān)設(shè)備的絕緣性能降低，進而難以保證設(shè)備的穩(wěn)定運行。所以應(yīng)該對其進行定期檢查與維護，每隔半年至一年對相關(guān)設(shè)備進行清掃，防止設(shè)備的各項參數(shù)由于粉塵而出現(xiàn)誤差。

（二）積極排除有關(guān)故障

一旦地鐵列車再生制動能量吸收裝置發(fā)生故障，逆變器柜上的監(jiān)視器就會對故障的種類和時間、有關(guān)回路電壓電流波形進行自動記錄，這些記錄對于排除故障以及進行維修都十分關(guān)鍵。故障的種類有很多，例如直流過流、啟動失敗或停機失敗、直流斷路器狀態(tài)異常等。應(yīng)該按照主回路電壓電流波形等記錄對故障的種類以及原因進行排除，并針對該原因妥善處理，避免重大事故的發(fā)生。

四、結(jié)束語

總而言之，在我國城市中，越來越多的市民會選擇地鐵運輸這種交通方式。所以對于該系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)進行研究都十分必要。地鐵中再生制動能量吸收裝置所發(fā)揮的作用在地鐵的整個運行過程中居于核心位置，只有不斷優(yōu)化地鐵列車再生制動能量吸收裝置在地鐵列車運行實際過程中的應(yīng)用，才能保證地鐵列車運行的平穩(wěn)安全，進而提高其社會效益以及經(jīng)濟效益。有關(guān)工作人員必須熟悉并掌握各類再生制動能量吸收裝置的優(yōu)缺點，在合適的情況靈活應(yīng)用，積極排除各類裝置的故障并定期對再生制動能量吸收裝置的各項參數(shù)進行檢查，防患于未然，不斷推動地鐵列車再生制動能量吸收裝置的發(fā)展。

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