城市轨道车辆电气制动能量建模及分析

【摘要】城市轨道交通的迅猛发展，势必对节能提出更高的要求，城市轨道交通列车在发生再生制动时会有部分制动能量再次被吸收利用，减少在隧道中能量的浪费，目前也有相关能量回收方法和装置的研究。因此，为了给中国城市轨道交通车辆运行节能评估提供理论依据和为城市轨道交通列车制动能量回收装置提供理论支持和数学依据。本论文建立城市轨道列车的电气制动能量模型，有效分析列车电气制动时再生制动能量所占总电气制动能量的比例。本文首先剖析城市轨道交通牵引供电系统，研究列车牵引理论，得出列车运行的方程。研究城市轨道交通车辆的制动系统，同时对列车运行状态和状态间的转化过程进行了全面分析，确定本文建模及仿真的牵引策略；其次建立城市轨道交通车辆牵引供电系统模型和列车制动能量模型。对城轨交通车辆的能耗进行分析，根据牵引供电系统的简化模型进行牵引网的拓扑结构模型的建立，用节点法得出列车导纳矩阵和方程组，列出直流牵引网络具体求解流程图。进而根据列车发生再生制动与电阻制动条件建立列车制动能量模型；再次进行算例分析，即通过车辆配置信息、列车负载数据及实测地铁的运行时间的相关参数，根据上海地铁二号线的实际线路条件进行MATLAB仿真；最后详尽分析上海地铁二号线的测试数据，对各个运行区间内的再生制动能量，电阻制动能量进行计算，将结果与仿真数据进行对比，并分析出现误差的原因。仿真结果表明：在发车间隔200s内，计算区间内再生制动能量为电气制动总能量的71.8%，电阻制动占电气制动总能量的28.2%；通过与测试数据的对比，可说明城市轨道交通电气制动模型的有效性。该模型可以为车辆制动电阻设计提供有效研究依据。
【作者】侯跃；
【导师】杨俭；
【作者基本信息】上海工程技术大学，车辆工程，2013，硕士
【关键词】城市轨道车辆；牵引供电；再生制动；电阻制动；MATLAB；

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