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回收动能用以刹车 来自维基百科,自由的百科全书
再生制軔(英語:Regenerative brake),又稱回饋制軔或回生制軔,是利用馬達的可逆性原理而設計的制軔技術,在制軔工況將馬達切換成發電機運轉,利用車的慣性帶動馬達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。再生制軔被廣泛應用於純電動力車、混合動力汽車、鐵路機車車輛上。
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汽車採用再生制軔時將馬達轉變為發電狀態,使車輛產生制軔力矩,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,從而有效地回收制軔能量,延長汽車行駛距離。
再生制軔是應用於電力傳動機車車輛的動力制軔方式之一。再生制軔和另一種原理接近的電阻制軔相比,同樣是將牽引馬達轉成發電機使用,把車輛的動能轉化成電能,但電阻制軔把電能消耗在制軔電阻上,使電能轉變成熱能並消散於大氣,而再生制軔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軔方式。與電阻制軔相比,再生制軔不僅省略額外的制軔電阻及轉換開關,還具有提高制軔粘著利用係數、改善制軔特性的優點,低速運轉時亦可保持恆制軔力。
在直流電氣化鐵路系統中,使用直流牽引馬達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軔,1968年面世的營團6000系電聯車就是第一款採用電樞斬波調壓實現再生制軔的鐵路車輛[2];後來,又開發了以較低成本實現再生制軔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,再生制軔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系電聯車[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軔,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,隨著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軔的發展,功率因數及諧波干擾亦有所改善。相控電力機車再生制軔的特點是必須採用全控整流橋,再生制軔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軔電流,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,採用三相交流異步馬達作為牽引馬達的交流傳動鐵路車輛漸趨成熟。與過去的直流傳動力車輛相比,交流傳動力車輛具有功率因數高、諧波電流小、再生制軔功率大的優點,使得再生制軔在交流傳動電力機車和電聯車上被廣泛採用。此外,交流傳動力車輛的再生制軔電路也更為簡單,進行再生制軔時不需要改變主電路連接方式,這是因為當異步馬達旋轉磁場低於轉子轉速,即發生負轉差率的情況,異步馬達就會變為交流發電機工況。再生制軔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。
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