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目前城市軌道交通直流牽引供電系統采用二極管整流器，電能只能從交流電網(wǎng)向直流牽引網(wǎng)單向流動(dòng)。當車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，多余的再生制動(dòng)能量使直流電網(wǎng)電壓升高。傳統的解決方法是設置電阻制動(dòng)裝置，但這將造成電能的極大浪費并帶來(lái)溫升等其它問(wèn)題。由于軌道交通車(chē)輛起制動(dòng)頻繁，制動(dòng)能量相當可觀(guān)，若能加以合理利用必能產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。

現制動(dòng)方式主要可以分為兩大類(lèi)：一是機械制動(dòng)(動(dòng)能轉化成熱能)，機械摩擦制動(dòng)的缺點(diǎn)是接觸面容易磨損；摩擦時(shí)產(chǎn)生高溫可熔化燒灼踏面；摩擦后產(chǎn)生的粉塵有嚴重污染的。二是電制動(dòng)，把動(dòng)能轉化為電能后，再將電能送回電網(wǎng)或變成熱能消耗掉，現在電制動(dòng)主要是采用電阻吸收方式，其主要缺點(diǎn)是只能將電能轉換為熱能消耗掉，造成能源浪費，而且電阻散熱會(huì )導致溫度升高，因此需要增加相應的通風(fēng)裝置，即同時(shí)增加相應的電能消耗。

電制動(dòng)的另一種吸收方式是電容儲能型，將制動(dòng)能量吸收到大容量電容器組中，當供電區間有列車(chē)需要取流時(shí)將所儲存的電能釋放出去，其主要缺點(diǎn)是要設置體積龐大的電容器組，且電容因頻繁處于充放電狀態(tài)而導致使用壽命短。

電制動(dòng)第三種方式是飛輪儲能，其工作原理是在列車(chē)發(fā)生再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機驅動(dòng)轉子旋轉進(jìn)行能量?jì)Υ妫敝吝_到允許的最大轉速；當列車(chē)需求能量時(shí)，電動(dòng)機切換到發(fā)電機工況，釋放飛輪中儲存的能量直至達到最低工作轉速并轉變?yōu)樽冸娝╇姟Ｆ淙秉c(diǎn)是壽命容易受到機械部件磨損的影響而大幅度降低，并且其投資與維護費用均較高。
電制動(dòng)的第四種是逆變吸收方式，是將車(chē)輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生能量經(jīng)過(guò)逆變變成工頻交流電與車(chē)站內電網(wǎng)并網(wǎng)，該吸收方式有利于能源的綜合再利用，實(shí)現了節能，是目前日益重視并大力推廣的方式。
2 新風(fēng)光再生制動(dòng)能量吸收逆變裝置

軌道交通其牽引供電系統在機車(chē)牽引變電所，一般1-2公里就需要設置一個(gè)機車(chē)牽引變電所，每個(gè)機車(chē)牽引所都需要配備再生制動(dòng)能量吸收設備

再生制動(dòng)能量吸收逆變裝置（以下簡(jiǎn)稱(chēng)逆變裝置）是新風(fēng)光為滿(mǎn)足軌道交通機車(chē)綠色環(huán)保運行的市場(chǎng)需求，研制成功的新一代機車(chē)制動(dòng)再生能量處理設備。該逆變裝置屬于逆變回饋型。逆變裝置根據各個(gè)傳感器檢測信號，綜合判斷直流電網(wǎng)上是否有列車(chē)處于再生電制動(dòng)狀態(tài)，一旦確認列車(chē)處于再生制動(dòng)狀態(tài)并需要吸收能量時(shí)，系統啟動(dòng)吸收過(guò)程。逆變裝置把機車(chē)剎車(chē)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量轉換成AC400V電壓，自動(dòng)跟蹤AC400V母線(xiàn)電壓，并向負載供電，將再生能量消耗在用電設備上，或經(jīng)隔離變壓器反送至35kV /10kV電網(wǎng)。在直流牽引供電系統中，再生制動(dòng)能量吸收裝置做為一個(gè)子系統工程，其作用關(guān)乎系統的安全。

該產(chǎn)品相比以往設備，具有動(dòng)態(tài)響應快，并網(wǎng)電流諧波小（THD小于3%），回饋能量效率高（大于98%），可靠性高。產(chǎn)品經(jīng)鐵道部質(zhì)量監督檢驗中心檢驗，各項技術(shù)指標均達到設計要求。
2.1系統組成

系統組成框圖如圖1所示，現在大部分城市軌道交通牽引所都是35kV或10kV電網(wǎng)，經(jīng)過(guò)牽引整流變壓器，再進(jìn)行12脈波整流輸出直流1500V或750V給機車(chē)供電。
再生制動(dòng)能量吸收裝置是并聯(lián)在1500V/750V直流系統中，經(jīng)過(guò)逆變裝置變成交流，經(jīng)隔離變壓器輸入到電網(wǎng)(35kV/10kV/400V)。

圖1 系統組成框圖

2.2 逆變裝置主回路拓撲
逆變裝置主要由輸入輸出開(kāi)關(guān)、逆變單元、隔離變壓器、開(kāi)關(guān)柜等幾部分組成，逆變裝置框圖如圖2所示。

圖2 逆變裝置框圖

(1)輸入輸出開(kāi)關(guān)
主要包括輸入直流接觸器、輸出交流接觸器等器件。分別用于逆變裝置輸入、輸出的接通與分斷。
(2)逆變單元
逆變單元的主要作用是把系統瞬間剎車(chē)積聚的能量逆變成與電網(wǎng)電壓同步的交流電回送至電網(wǎng)。目前地鐵牽引供電系統電壓一般有兩個(gè)電壓等級即直流750V和1500V，逆變主電路采用二極管箝位三電平電路拓撲。主電路拓撲如圖3所示。

圖3逆變單元主電路拓撲

(3)隔離變壓器
  逆變單元輸出交流電壓1000V/500V，經(jīng)隔離變壓器接到35kV/10kV/400V電網(wǎng)。
(4)開(kāi)關(guān)柜
逆變裝置輸出經(jīng)隔離變壓器后接入35kV/10kV/400V電網(wǎng)。
2.3技術(shù)特點(diǎn)

 
圖4 逆變直流母線(xiàn)與逆變三相輸出電流波形

圖5 逆變裝置直流網(wǎng)壓、整流電流、吸收電流測試

以重慶地鐵某站安裝的逆變裝置為例，根據業(yè)主電度表計量的數據，日回饋電能1400度左右，參考工業(yè)用電價(jià)格1元/度，該站點(diǎn)一天節省運行成本1400元左右，該逆變裝置節電效果是非常明顯的。同時(shí)，對隧道內部的通風(fēng)、散熱需求降低，綜合來(lái)說(shuō)，軌道交通每1-2公里就有一個(gè)站點(diǎn)，如果每個(gè)站點(diǎn)都安裝該逆變裝置設備，那么地鐵運行成本將會(huì )大大降低。
4結束語(yǔ)

新風(fēng)光再生制動(dòng)能量吸收逆變裝置控制車(chē)輛電制動(dòng)時(shí)的運行電壓，保障了車(chē)輛的安全運行。逆變裝置投運后節電效果顯著(zhù)，符合國家節能減排的大政方針。同時(shí)降低了車(chē)輛運行隧道內的通風(fēng)散熱需求，提高了相關(guān)設備的運行環(huán)境質(zhì)量。“十二五”期間，隨著(zhù)軌道交通節能環(huán)保、綠色化的主題深入人心，該逆變裝置前景可期。