城軌教研室柴小春電空混合制動工作原理一、為什么要采用電空混合制動考慮到城軌車輛運(yùn)行及其裝備的要求：站間距離短、啟動快、制動距離短、停車精度高和每節(jié)動車裝備有交流電機(jī)等，同時考慮到電制動本身的特點(diǎn)（低速時電制動發(fā)揮不出來）以及安全精準(zhǔn)停車的要求，制動系統(tǒng)采用了電制動和空氣制動結(jié)合的混合制動系統(tǒng)。電制動空氣制動電空混合制動高速時，可以利用電動機(jī)形成一定的電壓回流至供電網(wǎng)進(jìn)行再利用；低速時，能量轉(zhuǎn)化慢，制動力降低，發(fā)揮不出良好的制動功效。制動力穩(wěn)定，持續(xù)性強(qiáng)，制動功效大，適合目的停車制動。但高速時需要耗費(fèi)較大的能量。兩者結(jié)合起來，既可以節(jié)能，又可以實現(xiàn)精準(zhǔn)停車。二、電空混合制動控制原理考慮到城軌運(yùn)營的特點(diǎn)和對城軌車輛制動系統(tǒng)的要求，城軌車輛制動系統(tǒng)，通常采用電制動和空氣制動結(jié)合使用的制動控制系統(tǒng)。再生制動氣制動牽引區(qū)段有其他列車處于牽引狀態(tài)電阻制動有無二、電空混合制動控制原理電制動初期，動車的電動機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)，將列車制動產(chǎn)生的動能經(jīng)過轉(zhuǎn)換，變成直流電送回第三軌（或接觸網(wǎng)）或供給本列車的輔助系統(tǒng)。再生制動如果列車所在的供電區(qū)段上沒有其他列車處于牽引狀態(tài)，而輔助系統(tǒng)的用電量不能完全消耗再生的電能，電荷就會在電容上集聚。當(dāng)電荷聚集到一定程度時，制動斬波器開始工作，它將多余的電能送到制動電阻上消耗掉。電阻制動隨著列車的速度下降其電制動能力也將不斷地減弱，當(dāng)列車速度降低至一定的速度時，電制動已不能滿足制動所需要的要求，這時電制動力將逐漸被切除，所有制動力則由空氣制動來承擔(dān)。同時列車還進(jìn)入了一個停車制動的程序。氣制動三、電空混合制動的案例以廣州地鐵某型車為例，采用了德國克諾爾公司的電-空制動機(jī)，ECU為制動微機(jī)控制單元、BCU為制動控制單元、DCU為牽引控制單元。再生制動與電阻制動之間的轉(zhuǎn)換：由DCU控制，能保證它們連續(xù)交替使用，轉(zhuǎn)換平滑，變化率不能為人所感受到。當(dāng)高速時，動車采用再生制動，將列車動能轉(zhuǎn)換成電能；當(dāng)再生制動無法再回收時（如當(dāng)網(wǎng)壓上升到1800V時），再生制動能夠平滑地過渡到電阻制動。再生制動電阻制動空氣制動當(dāng)高速時，動車采用再生制動，將列車動能轉(zhuǎn)換成電能；當(dāng)再生制動無法再回收時（如當(dāng)網(wǎng)壓上升到1800V時），再生制動能夠平滑地過渡到電阻制動。網(wǎng)壓>1800V,DCU控制過渡三、電空混合制動的案例電制動與空氣制動之間的轉(zhuǎn)換：空氣（摩擦）制動是用來補(bǔ)充制動指令所要求的和電制動已達(dá)到最大的制動力之間的差額以及沒有電制動時完全由氣制動來承擔(dān)的列車制動要求。再生制動電阻制動空氣制動當(dāng)高速時，動車采用再生制動，將列車動能轉(zhuǎn)換成電能；當(dāng)再生制動無法再回收時（如當(dāng)網(wǎng)壓上升到1800V時），再生制動能夠平滑地過渡到電阻制動。網(wǎng)壓>1800V,DCU控制過渡在常用制動模式下，電制動和空氣（摩擦）制動一般都處于激活狀態(tài)。一般情況下（車載AW2以下，速度8km/h（可調(diào)）以上），電制動能滿足車輛制動要求，當(dāng)電制動不能滿足制動要求時，氣制動能夠迅速、平滑地補(bǔ)充，實現(xiàn)混合制動作用。空氣制動是用來補(bǔ)充制動指令所要求的和電制動已達(dá)到最大的制動力之間的差額以及沒有電制動時完全由氣制動來承擔(dān)的列車制動要求。實現(xiàn)列車目的停車制動。速度<8km,DCU-ECU目的制動第一階段當(dāng)列車制動到速度小于8Km/h，DCU觸發(fā)保壓制動信號，同時輸出給ECU，這時，由DCU控制的電制動逐步退出，由ECU控制的氣制動替代。第二階段接近停車時（列車速度0.5Km/h），一個小于制動指令（最大制動指令的70%）的保壓制動由ECU開始自動實施，即瞬時地將制動缸壓力降低。目的制動再生制動電阻制動空氣制動第一優(yōu)先再生制，符合接觸網(wǎng)網(wǎng)壓；第二優(yōu)先電阻制動，承擔(dān)不能再生的