PWM变流器轨道交通车辆制动能量回收技术研究(2)
3.2 方案比选 21
3.3 本章小结 24
4 逆变回馈方案设计 25
4.1 逆变回馈型系统整体方案设计 25
4.2 逆变回馈系统结构设计 25
4.3 逆变回馈控制策略 31
4.4 本章小结 33
结论 34
1 总结 34
2 展望 35
致谢 36
参考文献 37
1 绪论
1.1 研究背景和意义
随着我国社会与经济的快速发展，城市规模不断的扩大，城市化的水平日益提升，城市机动车与人口数量迅速增长，人们的交通活动也日渐频繁。在我国的一、二线城市，交通拥堵状况，交通运行秩序，环境污染情况愈发严重。城市轨道交通具有运量大、发车密度高、速度快、准点率高、少污染、安全、舒适、占地少等特点，所以在大型城市发展轨道交通是解决城市交通拥堵的上佳选择[1]。
我国城市轨道交通的发展在国际中属于起步较晚的，仅从1965年7月在北京开始修建我国的第一条城市轨道线路。其后的三十年间受困于资金、技术等限制，城市轨道交通发展缓慢。但自二十世纪就是年代以来，在我国国家政策的支持下，各大城市积极努力，我国的城市轨道交通进入了一个快速发展时期，其建设规模与建设速度都令人吃惊[2]。
城市轨道列车运行具有站间距离短、车站数量多、运行速度快、列车起停频繁、制动较多等特点。为了能够使列车能够快速制动，目前，国内城市轨道交通车辆普遍使用的制动方式分为电制动（电阻制动和再生制动）和空气制动。在列车的制动过程中以电制动为主，空气制动为辅[3]。在车辆行驶速度较高时，列车轮对具有较高的转速，所以能够使用电制动方式为车辆制动，当车辆速度降低到电制动效果较弱时使空气制动介入将车辆制动停止。目前通常状况下城市轨道交通车辆的再生制动能够产生约占牵引能量20-40%的能量，这部分能量除了其中的少部分能够被相邻的正在处于牵引状态的车辆所利用之外，剩余的都将由列车的制动电阻转化为热能消散掉。
传统城市轨道交通车辆的电阻制动方式是把制动电阻设置在列车的底部，电阻制动过程中利用了车辆的惯性带动轮对转动，轮对带动电动机转动惯量从而发电，从而利用电动机发电过程产生反转力矩，达到车辆的制动效果。而电动机发出的电流通过专门的电阻器将电能转换为热能释放与大气中。在制动频繁的城市轨道交通特点下，使用电阻制动这一方式，一方面会产生的大量的热量释放与隧道的内部，提高隧道温度，增加了环控设备的压力，提升了降温设备的用电量并且不利于环境保护；另一方面，电流通过电阻将电能转换为热能释放是一种对能量的浪费[4]。
因此，发展再生制动，将电动机转换出的电能进行转化、储存、再应用是十分必要的，从节约能源与环境保护的角度上都是必然的发展趋势。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究的主要内容
本课题以列车制动为研究对象，在分析当前城市轨道交通列车制动方案的基础上，研究再生制动能量吸收的基本原理及主要技术，提出切实可行轨道交通车辆制动能量回收技术方案，达到实现节约能源的目的。
主要研究内容如下：
（1）轨道交通列车制动方案现状分析
了解现有的城市轨道交通车辆的制动系统、制动原理，分析城市轨道交通制动能量的可回收性。了解国内外城市轨道交通车辆制动能量回收技术现状、发展方向与原理。