[實用新型]基于再生電流利用的城軌列車進站制動系統

有效

• 申請號: 201220546204.1
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN202935364U
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 李進;錢湖濤;曹長青;陶菁;張翊瑋;楊二浩
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B61H7/08
• 分類號: B61H7/08;B61H9/06
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本實用新型涉及一種城軌列車制動系統，尤其是一種基于再生電流利用的城軌列車進站制動系統。

背景技術

由于運行條件限制，城市軌道交通啟動相當頻繁。以地鐵為例，目前地鐵制動普遍采用再生制動與閘瓦制動結合的方式。再生制動時，牽引電動機轉變為發電機，產生電磁阻力矩，將列車的動能轉化為電能。當電壓大于750V時再生電流并入電網，低于入網電壓時再生電能通過其它方式吸收；閘瓦制動通過閘瓦與輪轂機械摩擦的方式達到給機車降速的目的。整個制動過程中，約有20%~80%的再生電能以再生電阻散熱的方式散失電能，形成巨大的能量浪費；同時閘瓦制動也會引起對閘瓦和機車輪轂的磨損，因此維修成本高。現階段城規交通再生制動和閘瓦制動相結合的制動方式存在能量浪費嚴重，地下環控設備增加，機車重量加重，安全性差閘瓦制動磨損嚴重等缺點。

現階段針對再生電能的儲存問題提出的構想很多，例如超級電容儲能、特種蓄電池、飛輪等，儲能裝置在國外雖然經過了試驗和小范圍應用，但未得到推廣。在我國，由于電能存儲技術要求高、國產化困難、價格高，短時難以推廣。城軌列車這些缺點已經達不到節能減排的要求，因此對其改造已經迫在眉睫。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種即能回收再生制動中以電阻散熱散失的電能，又能對高速前進的列車產生制動效果的基于再生電流利用的城軌列車進站制動系統。

本實用新型是一種對再生電流有效利用的城軌列車制動系統，采用電磁制動的方式，引出再生制動中的以電阻散熱方式散失的電流用于制造直流電磁鐵，輔以地面線圈，產生制動效果，并達到能量回收的目的，具有節能減排的效果。制動時本系統平均提供120kN的制動力，制動距離150m，能有效地起到輔助制動的作用，線圈吸收電能功率為13.5kW，每次制動能夠產生4.5kW?h的電能，減少電阻散熱18000kJ,約占總電阻散熱的66.67%。

本實用新型可以通過以下技術方案來實現：.一種基于再生電流利用的城軌列車進站制動系統，它包括車廂下掛橫梁1、直流電磁鐵2、地面線圈3、線圈支架4、導線5、直流穩流器6、直流交流轉換器7和負載8，其中所述直流電磁鐵2包括電磁鐵線圈和鐵芯，地面線圈3包括線圈和塑鋼框架；車廂下掛橫梁1布置于兩節車廂下部；直流電磁鐵2由線圈和鐵芯構成，布置在車廂下掛橫梁1上，地面線圈3均勻布置在線圈支架4上。

每節車廂布置40排所述車廂下掛橫梁1，車廂下掛橫梁1長均為1170mm，高1090mm，結構為高強度鋁合金，與列車底部結合處采用焊接三角結構。

所述直流電磁鐵2共11個，均勻布置，單個線圈為80匝，同一車廂下掛橫梁1上的線圈采用串聯，線圈中電流為5A。由再生電流導入。鐵芯采用磁導率μ=8×103?H/m的工業純鐵，形狀為長方體，大小為100mm?×100mm×50mm。

所述地面線圈3的單個線圈支架上布置10個線圈，每個100匝，與直流電磁鐵錯開布置。地面線圈3纏繞于塑鋼結構上，然后固定于線圈支架4上。塑鋼尺寸為100mm?×100mm×30mm。

所述線圈支架4材料為鋁合金，布置范圍為列車進站制動完全靜止前通過的20m到170m的軌道上，每200mm布置一排，共150m。所述直流穩流器6和直流交流轉換器7置于軌道外，由導線相連，每20排線圈支架4設置一組直流穩流器6和直流交流轉換器7。所述的地面線圈3均勻布置在線圈支架4上，單個線圈支架上布置10個線圈，每個100匝，與直流電磁鐵錯開布置，使得列車經過時直流電磁鐵從線圈間空擋通過，不發生碰撞。地面線圈3纏繞于塑鋼結構上，然后固定于線圈支架4上。塑鋼尺寸為100mm?×100mm×30mm。

所述的線圈支架4材料為鋁合金，布置范圍為列車進站制動完全靜止前通過的20m到170m的軌道上，每200mm布置一排，保證列車經過期間任意時間都有導線切割直流電磁鐵2，共150m。

所述的直流穩流器6和直流交流轉換器7置于軌道外，由導線相連，每20排線圈支架4設置一組直流穩流器6和直流交流轉換器7。直流穩流器6用于將線圈支架4上的地面線圈3的輸出直流電整合為穩定的電流，直流交流轉換器7的作用是將直流穩流器6輸出的直流電流轉換為交流電流，以便負載8使用。

所述的負載8指站內的照明設施，廣告牌內燈光，或是其他用電器。

本實用新型的優點是：

1.本實用新型的基于再生電流利用的城軌列車進站制動系統利用電磁制動，降低了城軌列車在制動過程中的再生電能的能量浪費，并且將這部分電能轉化為機車的輔助制動力。