地铁列车再生制动能量吸收装置的应用

刁旭

摘要：现阶段人们的生活水平逐步提高，城市人口也越来越多，但这些发展变化也给我国带来一定的问题，例如，越来越亟待解决的城市交通问题。地铁是一种运行稳定且清洁环保的交通工具，但地铁列车在进行制动中所产生的能量却常常会被浪费，这在一定程度上代表着能量的过度消耗。本文主要介绍了地铁中再生制动能量吸收装置的工作原理，阐述了地铁中再生制动能量吸收利用装置的几种类型，同时探讨了提高地铁再生制动能量吸收装置运行效率的措施，对促进我国地铁列车可持续发展具有十分重要的意义。

关键词：地铁列车;再生制动;能量吸收装置;应用

引言

城市交通轨道现已成为国内外城市解决交通问题的有效措施。随着地铁列车建设规模的不断增大，随之而来的能耗问题也越来越突出。为了积极推动资源节约型社会的建设，各个城市都需要有关工作人员不断深入对车辆制动能量反馈技术的探究，只有这样才能不断提高地铁列车的再生制动使用范围。除此之外，优化地铁列车再生制动能量吸收装置的应用，可以在减少车辆维护工作的基础上加强车辆的运行环境，在达到提高城市轨道系统能源利用率目的的同时使乘客的物质需求以及精神需求都得到满足，进而实现城轨系统的可持续发展。

一、地铁中再生制动能量吸收装置的工作原理

在我们国家近些年的发展过程中，地铁再生制动能量吸收装置发展的已经是越来越广受越来越多人的青睐以及关注。而且伴随着我们时代的发展，对于地铁再生制动能量吸收装置也是越来越重视，因此我们将分析一下地铁的再生制动能量吸收装置的工作原理，因为我们只有了解了它的原理，那么才能够在使用的过程中更加顺利，并且也能够为我们的使用提供非常多的方便。其实这--装置的原理主要就是讲求连锁作用，这个连锁主要就是指的是当一些即将要启动。或者是正在制动的车辆或者是车辆组首先生成-些制动能量。然后它产生的这些制动能量当自身吸收不了的时候，那么它相邻的列车或者是他自身的电设备或者是其他的电设备就可以去消化吸收，如果要是这些电设备都消化不了的时候，那么轨道机车的制动电压将会非常快的上升。因为我们知道，列车组在行进的过程中一定要控制起制动电压，这样的话才会使其能够更好的行驶并且也能够保证行驶过程中的安全。因此在电压上升的时候，就会有一些专业的工作人员去测控电压的上升程度，然后如果要是电压上升到一定的程度或者是列车所能供给的额度之后，那么这个时候在政治动设备就会发挥出它特有的能量，然后就开始进入了一种特定的工作状态。然后在这个再生制动设备工作的过程中，就会把多余的电能给消耗掉，然后用这些多余消耗的电能去对车辆进行制动。但是在其工作的过程中，为了能保证充分的利用车辆在行驶以及制动过程中所消耗的电能，都开始不断地研究制动能量回收利用模式装置，这样不仅可以一定程度上将多余的能量进行回收利用，同时也可以节省一部分的能源。

二、地铁中再生制动能量吸收利用装置的类型

（一）电阻耗能型

电阻耗能型吸收装置主要由多相ICBT斩波器和耗能电阻组成。利用列车再生制动时牵引网直流母线电压来调节多相IGBT斩波器，进而改变装置吸收的功率，将牵引网直流电压控制在设定值的范围内，再将制动产生的能量用耗能电阻消耗。该吸收装置目前技术已经成熟，斩波单元、电阻单元均已可模块化生产，运营维护方便，控制操作简单，价格相对较低。但再生制动的能量只能消耗在电阻上，未能实现能量的回收利用，同时电阻散热会使温度上升，装置工作时会产生一定噪音，还需采取隔音措施。

（二）逆变回馈型

逆变回馈型再生制动能量吸收装置采用将电力电子中三相逆变器的直流侧与牵引变电所中整流器的直流母线相连。逆变回馈型吸收装置是目前发展趋势，它将列车制动时产生的能量通过逆变装置回馈到交流电网。其优点是能量可完全回收利用且装置容量大，装置占地面积小。能量送回到交流电网，不需配置电容或者飞轮等储能元件，效率较高，对环境温度影响较小。而缺点是对电网有一定冲击影響。

（三）电容储能型

电容储能型再生制动能量吸收装置的工作原理是利用三相逆变器将列车制动时产生的再生能量吸收到大容量电容中，在列车起动及加速需要从直流牵引网上获取电流时，该装置将电容中存储的能量释放出去给列车进行再利用。电容储能型是一种静态储能的再生能量吸收装置。

（四）飞轮储能型

飞轮储能型再生制动能量吸收装置的工作原理是对直流牵引网空载电压及母线电压进行跟踪判断，确定列车在制动时产生的能量能否被本车机电设备或者相邻列车所吸收。当判断牵引变电所附近有列车制动产生的再生能量需要吸收时，飞轮装置加速转动，用来储存能量;当判断牵引变电所附近有列车启动需要从直流牵引网取流时，飞轮装置减速转动，此时即为发电设备向直流牵引网反馈能量。

三、提高再生制动能量吸收装置运行效率的措施

（一）定期进行检查与维护

为了保障地铁列车再生制动能量吸收装置的长久有效运行，定期进行维护与检查十分必要。值得注意的是，在进行检查与维护之前，应该先将设备退出运行，等到设备停机后再按照有关要求将主回路电源以及控制电源切断。而且，设备运行环境中存在闸瓦粉尘，如果不对此加以注意进行处理，就会导致有关设备的绝缘性能降低，进而难以保证设备的稳定运行。所以应该对其进行定期检查与维护，每隔半年至一年对相关设备进行清扫，防止设备的各项参数由于粉尘而出现误差。

（二）积极排除有关故障

一旦地铁列车再生制动能量吸收装置发生故障，逆变器柜上的监视器就会对故障的种类和时间、有关回路电压电流波形进行自动记录，这些记录对于排除故障以及进行维修都十分关键。故障的种类有很多，例如直流过流、启动失败或停机失败、直流断路器状态异常等。应该按照主回路电压电流波形等记录对故障的种类以及原因进行排除，并针对该原因妥善处理，避免重大事故的发生。

四、结束语

总而言之，在我国城市中，越来越多的市民会选择地铁运输这种交通方式。所以对于该系统的各环节进行研究都十分必要。地铁中再生制动能量吸收装置所发挥的作用在地铁的整个运行过程中居于核心位置，只有不断优化地铁列车再生制动能量吸收装置在地铁列车运行实际过程中的应用，才能保证地铁列车运行的平稳安全，进而提高其社会效益以及经济效益。有关工作人员必须熟悉并掌握各类再生制动能量吸收装置的优缺点，在合适的情况灵活应用，积极排除各类装置的故障并定期对再生制动能量吸收装置的各项参数进行检查，防患于未然，不断推动地铁列车再生制动能量吸收装置的发展。

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