地铁牵引系统电制能量吸收方法的研究

来源 :中国铁道科学研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jasonzheng1978
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地铁作为当今大中城市最主要的交通运输工具,其采用的牵引供电系统模式主要是AC/DC的供电模式,即从大电网供给的交流电在牵引变电所被整流装置整流成直流电,再向直流接触网供电,由于电能只能从牵引变电所向地铁牵引系统供电,而不能逆向流动,所以当地铁在需要进行制动的时候,地铁列车的机械能通过牵引电机这一中间介质,实现了从机械能到电能的转换,转换成的这部分电能回流到了直流接触网,其中的一部分电能可能被同一线路上正在启动的列车所消耗,而未被消耗的电能将会直接引起直流接触网电压的升高。网压过高将触发地铁牵引系统保护,本文通过研究地铁列车车载电制能量吸收方式,首先分析了地铁车辆牵引传动系统与直流牵引供电系统的等效模型,建立了考虑实际网压、实际线路、实际车辆的等效模型,并对该模型进行了仿真。在目前常用的车载电阻制动情况下,对电阻阻值以及热容量进行选取,并仿真验证了制动电阻的过压抑制效果,利用FLOTHERM仿真软件对制动电阻的温度进行仿真,观察制动电阻的温度实时变化情况,并制定了制动电阻的过温保护方案。考虑到节能减排等方面的因素,利用制动电阻消耗能量会造成一定的浪费,本文继续研究了超级电容的特性,分析了超级电容的内部结构特征,把超级电容等效为简单易行的RC串联模型。同时根据超级电容的充电和放电的原理,搭建了双向DC/DC变换器,并制定了对应的吸收和释放能量的控制方法,使能量能够得到有效控制。最后建立了超级电容储能系统的综合仿真模型,通过仿真结果,验证了本文所采用的控制策略,实现了该系统能够有效吸收牵引传动系统产生的电制能量的目的。
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