再生制動
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再生制動（英語：Regenerative brake），又稱回饋制動或回生制動，是利用摩打的可逆性原理而設計的制動技術，在制動工況將摩打切換成發電機運轉，利用車的慣性帶動摩打轉子旋轉而產生反轉力矩，將一部分的動能或勢能轉化為電能並加以儲存或利用，因此這是一個能量回收的過程。再生制動被廣泛應用於純電動力車卡、混合動力汽車、鐵路機車車輛上。
應用範圍 編輯
汽車 編輯
汽車採用再生制動時將摩打轉變為發電狀態，使車輛產生制動力矩，同時將所產生的電能以飛輪、蓄電池或超級電容等方式儲存，從而有效地回收制動能量，延長汽車行駛距離。
鐵路 編輯
再生制動是應用於電力傳動機車車輛的動力制動方式之一。再生制動和另一種原理接近的電阻制動相比，同樣是將牽引電動機轉成發電機使用，把車輛的動能轉化成電能，但電阻制動把電能消耗在制動電阻上，使電能轉變成熱能並消散於大氣，而再生制動則是將電能反饋到牽引供電系統，供同一供電系統中的其它列車使用，因此是一種具有較高節能效益的動力制動方式。與電阻制動相比，再生制動不僅省略額外的制動電阻及轉換開關，還具有提高制動粘着利用係數、改善制動特性的優點，低速運行時亦可保持恆制動力。
在直流電氣化鐵路系統中，使用直流牽引電動機的直流斬波車輛可以利用斬波控制裝置，並通過平波電抗器與磁場線圈的升壓作用方便地實現再生制動，1968年面世的營團6000系電動列車就是第一款採用電樞斬波調壓實現再生制動的鐵路車輛[2]；後來，又開發了以較低成本實現再生制動的磁場附加勵磁控制方式，牽引工況時仍採用傳統的電阻調壓和串並聯控制，再生制動時串勵發電機勵磁線圈由車上的電動發電機供電，這樣就能夠獨立於電樞電流而連續地進行磁場控制，這種控制方式的典型例子就是日本國鐵205系電動列車[2]。
對於交流電氣化鐵路系統，法國和蘇聯很早就在引燃管整流的交流電力機車上試驗再生制動，例如6Y2型電力機車和VL60R型電力機車，但由於功率因數和可靠性等原因而未被廣泛採用。1960年代以後，隨着電力電子技術和大功率閘流體的發展，促進了閘流體相控電力機車採用再生制動的發展，功率因數及諧波干擾亦有所改善。相控電力機車再生制動的特點是必須採用全控整流橋，再生制動時整流橋處於逆變狀態，並通過控制勵磁電流或控制角來調節制動電流，典型例子有法國的一段全控橋加一段半控橋（例如BB 15000型電力機車）、蘇聯的牽引線圈相連不等分三段全控橋（例如VL80R、VL85型電力機車）等。
從1980年代起，採用三相交流異步摩打作為牽引電動機的交流傳動鐵路車輛漸趨成熟。與過去的直流傳動力車卡輛相比，交流傳動力車卡輛具有功率因數高、諧波電流小、再生制動功率大的優點，使得再生制動在交流傳動電力機車和電動列車上被廣泛採用。此外，交流傳動力車卡輛的再生制動電路也更為簡單，進行再生制動時不需要改變主電路連接方式，這是因為當異步摩打旋轉磁場低於轉子轉速，即發生負轉差率的情況，異步摩打就會變為交流發電機工況。再生制動時變流裝置的電流方向與牽引時相反，牽引變流器作為整流器工作，而四象限整流器則作為變流器向電網反饋電能。
另見 編輯
參考文獻 編輯
- ^ Transforming the Tube (PDF). Transport for London. July 2008 [28 May 2009]. （原始內容存檔 (PDF)於2011-06-05）.
|url-status=和|dead-url=只需其一 (幫助) - ^ 2.0 2.1 電気鉄道技術史編纂委員會. 電気鉄道技術変遷史. 東京: オーム社. 2014. ISBN 9784274505171 （日語）.