能量回馈装置
概述
能量回馈装置是上海辛格林纳新时达电机有限公司为满足客户需求而精心设计高性能全自动能量回馈性节能装置。采用先进的 IGBT 器件和相幅控制 PWM 算法，可用于提高变频器的减速制动能力，同时将电机在制动过程中产生并输入到变频器的能量回馈到电网，从而在满足变频器有效制动的同时，能把 95% 以上的再生电能回收利用。
功能特点
使用专用高速DSP芯片，及时准确跟踪电网电压，反馈冲击小，效率高
采用相幅控制算法PWM脉宽调制技术
采用高速IGBT开关器件，开关损耗少，运行效率高
网侧电流波形正弦化，电流总谐波（THD）远小于5%。
功率因数近似等于1；或可用于电网的功率补偿
网侧功率因数可调，可再生能源回馈并网装置可以做到负功率因数运行。
无需专用变压器，故可适于各种应用
无需制动斩波器，可选配制动电阻增强系统安全性
采用能量回馈专用电抗器，dv/dt耐冲击性高，铁芯损耗低，长寿高效
采控制系统网侧呈电流源特性，容易做成多单元并联装置，易于可再生能源回馈并网装置大功率化具有直流接反、过流、短路、温度以及网侧电压异常等保护功能
具有动态响应快，能在短时间内输出大电流，整体效率高等优点
采用长寿命滚珠轴承风扇整机强迫风冷，设备工作温度低，回馈效率高
符合多种严格的国家和行业标准
主要技术性能指标
150% 0Hz （带 PG 卡矢量控制）
电网频率45Hz ～ 65Hz ，±3Hz ，偏差超过 3Hz 降额使用回馈起始电压实际直流母线泵升 30V 开始工作
滞环电压20V
回馈算法相幅控制 PWM 算法
回馈方式正弦波电流方式
回馈电能 THD ＜ 5%
交流侧功率因数＞
效率（η ）＞ 90%
制动响应时间<2ms
制动力矩150% 持续 10s ； 120 ％持续 60s
工作制100 ％额定力矩持续工作（占空比为 25 ％ )
风扇控制根据散热器温度自动开启 / 关闭
三相电网缺相保
有
护
过压保护直流侧 780V
过流保护160% 额定电流
过热保护温度电阻检测
冷却方式强迫风冷
防护等级IP20
环境温度湿度
环境湿度 90 ％ RH 以下（不结露）， -10 ～40 ℃ ，通风良好
振动度0.5g 以下
安装场所
室内、海拔不大于 1000m ，无阳光直射，无导电性粉尘及腐蚀性气体。
-RG 380V,外型尺寸及安装尺寸
型号安装尺寸外形尺寸
安装
孔径
重量(kg)
iAStar -RG
A(m
m)
B(mm
)
H
(mm)
W
(mm)
D
(mm)
1018 100 397
4
20
2
13
制动能量回馈系统协调控制 张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制动过程所消耗[1，2]。因此，回馈制动是车辆提高燃油经济性并降低排放的有效方法，有助于缓解能源危机和环境污染。
四象限变频器及普通能量回馈单元介绍 一、四象限变频器简要介绍 普通的变频器大都采用二极管整流桥将交流电转化成直流，然后采用IGBT 逆变技术将直流转化成电压频率皆可调整的交流电。这种变频器只能工作在电动状态，所以称之为两象限变频器。由于两象限变频器采用二极管整流桥，无法实现能量的双向流动，所以没有办法将电机回馈系统的能量送回电网。在一些电动机要回馈能量的应用中，比如电梯，提升，离心机系统，只能在两象限变频器上增加电阻制动单元，将电动机回馈的能量消耗掉。另外，在一些大功率的应用中，二极管整流桥对电网产生严重的谐波污染。 为了使变频器能工作在发电状态，将制动的能量回馈至电网，降低能耗，实现四象限运行，通常有两种做法： 1、给变频器配一个或多个能量回馈单元，能量回馈单元可并联，可将能量回馈至电网，但对母线电压及谐波和功率因素无法自动调整，这种方式成本低，一定程度上可降低能耗，但效果相对较低，对变频器运行基本无优化和保护功能； 2、给变频器配一个有源前端，就是常说的AFE，可实现可控整流及能量回馈，母线电压可调，功率因数可调，可有效降低谐波，一定范围内基本可忽略母线电压波动带来的影响，这种方式效果较好，但成本相对较高，通常用在功率因素要求较高或需频繁制动的场合，如：电梯、矿井提升下放、起重升降等。二、能量回馈单元介绍 工作原理框图如下： 能量回馈单元没有DSP处理器，所有控制由硬件完成，逆变功率部分采用IGBT，实际应用时电气连接图如下：
R T S 能量回馈单元 回馈单元是将电机制动时产生并输入到变频器母线的能量逆变生成与电网同步同相位的交流正弦波，把电能回馈给电网。特点如下： 1、能量只能从变频器直流母线流向电网，单向不可逆； 2、所有控制功能由硬件完成，无DSP ，因此功能单一，除回馈能量外无其他功能； 3、与变频器主回路分开，各走各的，除了将变频器母线多余能量回馈至电网外，对变频器运行无其他优化功能。 4、能量回馈单元可并联，各自独立工作，如下图：
2005005 电动汽车能量回馈的整车控制 张 毅,杨 林,朱建新,冒晓建,卓 斌 (上海交通大学汽车电子研究所,上海 200030) [摘要] 以4种典型循环工况为例对电动汽车进行能量分析,设计了基于常规汽车制动系统的整车能量回馈控制方式,研究了控制策略,完成了车辆道路试验与标定优化。试验表明,整车能量回馈控制方式与控制策略安全、可靠,且柔顺性良好;利用能量回馈技术,蓄电池能量消耗可减少10%,能有效延长电动汽车的一次充电续驶里程。 关键词:电动汽车,能量回馈,控制策略 The Control Strategy of Energy Regeneration for Electric Vehicle Zhang Yi,Yang Lin,Zhu Jianxin,Mao Xiaojian&Zhuo Bin Instit ute of A utomotive Elect ronic Technology,S hanghai Jiaotong U niversity,S hanghai200030 [Abstract] The energy consumption in four typical vehicle testing cycles(FTP,HWEFT,ECE2EUDC and J P1015)is analyzed for EV.Based on the traditional vehicle braking system,a new regenerative braking scheme and its control strategy are designed.The road testing,calibration and optimization are performed.T est results show that the control scheme and strategy is safe,https://www.doczj.com/doc/6d18129571.html,ing the regenerating scheme,the energy consumption of battery can re2 duce by10percent and the driving range of EV in one charge can increase effectively. K eyw ords:Electric vehicle,E nergy regeneration,Control strategy 原稿收到日期为2003年12月29日,修改稿收到日期为2004年3月8日。 1 前言 电动汽车采用了新型的汽车动力,如何充分提 高车辆行驶能量效率,进而延长车辆续驶里程,是电 动汽车需要解决的一个关键问题。能量回馈是解决 该问题的主要技术措施。 能量回馈包括车辆制动能量回馈与车辆滑行能 量回馈两种。此时,驱动电机按发电机运行,将车辆 行驶动能转化为电能,可以起到3个作用:辅助制 动;回收能量给动力蓄电池充电,从而延长车辆续驶 里程;在车辆有供热需求时,直接利用这部分电能供 热取暖。 能量回馈制动与电动汽车其它电气制动方式 (主要有能耗制动、反接制动[1])比较,无须改变系 统硬件结构,回馈电流可柔性控制,可使制动效果与 能量回收效果综合最佳。因此,能量回馈是最适合 电动汽车的电气制动方式,其关键是能量回馈的过 程控制。电动汽车的能量回馈控制由整车控制与电 机控制交互作用而实现,作者在电动汽车制动能量 分析的基础上,设计一种能量回馈的整车控制方式, 并进行相应控制策略的研究。 2 制动能量分析 为了进行电动汽车能量回馈控制,需首先探明 其在各种用途中的制动能量回馈潜力。作者分别以 美国F TP工况、高速公路HFET工况、欧洲城市循 环ECE2EUDC工况和日本J P10154种循环工况为 例,进行制动能量的分析。 4种循环工况的驱动与制动能量如图1所示, 可见在这4种循环工况中,制动能量都占了不小的 比例,其中J P1015工况为2517%,ECE2EUDC工况 为18%,HFET工况为6%,F TP为25%。 回馈能量还与制动方式和回馈系统各环节的效 率因子有关[2]。电动汽车的制动方式包括:电气制2005年(第27卷)第1期 汽 车 工 程 Automotive Engineering 2005(Vol.27)No.1
研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：汽车技术现状及发展趋势教师：贺岩松姓名：赵金龙学号：20110702218 专业：车辆工程类别：学术 上课时间：2011年11月至2011年11月 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制
再生制动技术现状及发展趋势 摘要 随着新能源危机的加剧，混合动力汽车和纯电动汽车已经成为新一代汽车的发展方向，而再生制动技术作为混合动力汽车和电动汽车的一向重要节能技术，已经得到越来越大的重视。再生制动技术使汽车在制动过程中将一部分动能转化为电能并储存在储能装置中，实现了制动减速时的能量再利用。本文对再生制动的工作原理、技术发展现状进行了详细的阐述，并提出日后的发展趋势。 关键词：制动能量；制动能量回收；发展现状 Regenerative Braking Technology Status and Development Trends ABSTRACT With the new energy crisis intensifies, hybrid vehicles and pure electric vehicles has become the new direction of next generation car, and regenerative brakingtechnology as an important energy-saving technology for hybrid vehicles and electric cars has been paid more and more attention.During braking, part of the kinetic energywill be turn into electrical energy by regenerative braking technology so that we can achieve the energy re-use when the car speed is brakingdeceleration .In this paper, regenerative braking technology works and research status has been elaborated in detail and proposed the future development trend. Key words:Braking energy; Energy regeneration and use; Research status
收稿日期:1997205204 笼型异步电动机能量回馈制动控制 徐国忠 诸 静 (浙江大学,杭州 310027) 涂筱烈 (安徽医科大学) 徐惠国 (合肥第二十六中学) 【摘要】本文分析了变频器实现异步电动机回馈制动的原理,提出了一种新颖的能量回馈控制方法和能量回馈电路,该方法具有能量回馈效率高、控制简单且不易发生逆变失败等优点,有效地抑制电动机制动时直流侧泵升电压。实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 【关键词】变频调速,异步电动机,回馈制动,泵升电压抑制,能量控制 1 引 言 近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中,电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1)耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2)通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。前一种方式比较简单,但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用[2],后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。本文提出了一种新颖的能量回馈 控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。 2 能量回馈控制策略和能量回 馈电路设计 211 能量回馈控制策略 带能量回馈电路的变频器主电路结构如 图1所示。能量回馈控制的工作原理是利用二只GTR T 7、T 8 和六只晶闸管等组成能量回 图1 带能量回馈电路变频器主电路结构图 馈电路,制动时,控制GTR T 1～T 6按一定下降频率给电机供电,使之工作在再生制动状态,驱动T 7、T 8和晶闸管逆变桥,如果满足逆变条件,则把直流侧泵升能量直接回馈给电网,确保在整个制动过程中,直流侧电压在安全范围内。 对于普通晶闸管逆变桥,如果依自然换
采用了电流追踪型PWM整流器组成方式，这样就容易实现功率的双向流动，且具有很快的动态响应速度，同时这样的拓扑结构使得我们能够完全控制交流侧和直流侧之间的无功和有功功率的交换，且效率可高达97%，经济效益较大，热损耗为能耗制动的1%，同时不污染电网。所以，回馈制动特别适用于需要频繁制动的场合，电动机的功率也较大，这样节电效果明显，按运行的工况条件不同，平均约有20%的节电效果。 四象限矢量变频器的能量回馈制动的特点 （1）可广泛应用于PWM交流传动的能量回馈制动场合的节能运行。 （2）回馈效率高，可达97%，热损小，仅为能耗的1%。 （3）功率因数约等于1. （4）谐波电流较小，对电网的污染很小，具有绿色环保的特点。 （5）节省投资，易于控制电源侧的谐波和无功分量。 （6）在多电机传动中，每一单机的再生能量可以得到充分利用。 （7）具有较大的节电效果（与电动机的功率大小及运行工况有关） （8）当车间由共用直流母线为多台设备供电时，回馈制动的能量可直接返回直流母线，供给其它设备使用。经过核算可以节省回馈逆变器容量，甚至可以不用回馈逆变器。 艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。 如需进一步了解台达变频器、三菱变频器、西门子变频器、安川变频器、艾默生变频器的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.doczj.com/doc/6d18129571.html,/
能量回馈型电子负载的原理介绍 党三磊，丘东元，张波 （华南理工大学电力学院广州510640） Study on the Theory of Energy Recycling Electronic Load DANG Sanlei, QIU Dongyuan (Electric Power College, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China) 摘要：能量回馈型电子负载是一种用于各种电源出厂试验的能够模拟实际电阻负载特性的新型电力电子装置。它能够实现对所模拟电阻值的无级调节，并能够实现电能的再生利用，具有节能、体积小、重量轻、节省安装空间、试验性能优良等优点。本文简要描述了交直流电子负载的结构、原理和控制方式，并对主要影响系统性能的PWM整流器的工作原理和控制方法进行了重点分析。 关键字：电子负载，能量回馈，PWM整流器ABSTRACT:The energy recycling electronic load is a new type power electronics instrument that can run with the same function as resistors in the all kinds of power source burn-in test. It can be regarded as a resistor whose value can change smoothly. The device saves energy by feeding burn-in test power back to the utility system. It is lighter, smaller and has a better performance in the test than the normal electronic load. This paper describes the structure, principle and control strategy of AC and DC energy recycling electronic load briefly. The principle and control strategy of the PWM rectifier are studied in-depth. KEYWORDS: electronic load, energy recycling, PWM rectifier 1引言 电子负载是指能模拟真实负载某些特性的电子设备，它不仅可模拟不同数值的电阻、电感、电容及它们的组合，而且可模拟非线性负载的某些特性。电子负载具有调节方便、通用性强、精度高、稳定性好等优点，是电源试验测试用负载的发展方向。电子负载作为电源测试的重要手段，随着电源测试集成化、一体化的发展趋势，其重要性越发明显。 能量回馈型电子负载既能模拟各种负载特性，又能将电能无污染的回馈电网，是当前电子负载发展的必然趋势。与普通电阻负载相比，它的工作方式是利用电力电子变换技术在完成测试功率实验的前提下，将被测电源的输出能量循环再生利用，既节约了能源又不产生大量的热量，避免了试验场所环境温度升高的问题。该电子负载未将试验功率转变为热能，因此不必使用体积庞大的电阻箱及冷却设备，节约了安装空间。由于采用的是能量回馈的方式，因此试验场所不必配备较大的电源容量，降低了供电容量的成本[1]。 本文分别介绍了交直流电子负载的结构，工作原理和相应的控制方式，并重点分析了PWM整流器的工作原理和不同控制方式的优缺点。 2能量回馈型交流电子负载 图1给出了单相能量回馈型交流电子负载系统结构图，采用具有中间直流环节的AC/DC/AC双级变换结构，分开控制电子负载的输入电流i u、输出电流i r，并且能使输入和输出工作在不同的频率满足某些特殊电源测试需要。AC/DC整流单元与DC/AC逆变单元均采用电压型PWM整流器，前级整流单元控制被测电源的输出电流i u，模拟被测电源需要的负载特性；后级整流单元控制直流侧电压V dc和并网电流i r。控制上前后级是解耦的，可以分开进行分析和设计[2]。
能量回馈装置 概述 能量回馈装置是上海辛格林纳新时达电机有限公司为满足客户需求而精心设计高性能全自动能量回馈性节能装置。采用先进的 IGBT 器件和相幅控制 PWM 算法，可用于提高变频器的减速制动能力，同时将电机在制动过程中产生并输入到变频器的能量回馈到电网，从而在满足变频器有效制动的同时，能把 95% 以上的再生电能回收利用。 功能特点 使用专用高速DSP芯片，及时准确跟踪电网电压，反馈冲击小，效率高 采用相幅控制算法PWM脉宽调制技术 采用高速IGBT开关器件，开关损耗少，运行效率高 网侧电流波形正弦化，电流总谐波（THD）远小于5%。 功率因数近似等于1；或可用于电网的功率补偿 网侧功率因数可调，可再生能源回馈并网装置可以做到负功率因数运行。 无需专用变压器，故可适于各种应用 无需制动斩波器，可选配制动电阻增强系统安全性 采用能量回馈专用电抗器，dv/dt耐冲击性高，铁芯损耗低，长寿高效 采控制系统网侧呈电流源特性，容易做成多单元并联装置，易于可再生能源回馈并网装置大功率化具有直流接反、过流、短路、温度以及网侧电压异常等保护功能
具有动态响应快，能在短时间内输出大电流，整体效率高等优点 采用长寿命滚珠轴承风扇整机强迫风冷，设备工作温度低，回馈效率高 符合多种严格的国家和行业标准 主要技术性能指标 150% 0Hz （带 PG 卡矢量控制） 电网频率45Hz ～ 65Hz ，±3Hz ，偏差超过 3Hz 降额使用回馈起始电压实际直流母线泵升 30V 开始工作 滞环电压20V 回馈算法相幅控制 PWM 算法 回馈方式正弦波电流方式 回馈电能 THD ＜ 5% 交流侧功率因数＞ 效率（η ）＞ 90% 制动响应时间<2ms 制动力矩150% 持续 10s ； 120 ％持续 60s 工作制100 ％额定力矩持续工作（占空比为 25 ％ ) 风扇控制根据散热器温度自动开启 / 关闭 三相电网缺相保 有 护 过压保护直流侧 780V 过流保护160% 额定电流 过热保护温度电阻检测
能量回馈单元基本原理及应用 收藏此信息打印该信息添加：单升华来源：未知 单升华 北京时代新纪元技术有限公司，北京100085 摘要 TEFU系列能量回馈单元是与通用变频器配套使用的设备，采用正弦波电流跟踪技术，它 主要应用于往复运动、频繁正反转和快速停车的场合，如油田抽油机、电梯、卷绕设备、大型龙门 刨床、机床主轴等。与通常采用制动单元和制动电阻的方式相比，能量回馈单元可以显著节能，并 且制动转矩响应动作迅速，是一款绿色、环保、节能的产品。介绍了它的基本原理、试验波形及应 用。 关键字正弦波电流跟踪；制动转矩；响应时间；节能 The Basic Theory and Application of TEFU Series Energy Feedback Unit SHAN Shenghua Beijing New Century Technologies Co. Ltd.，Beijing 100085 China Abstract TEFU series energy feedback unit is a device that is used with general inverter, the sine wave current tracking technology is adopted. The fields of application include reciprocation,often changing direction and rapid brake,such as take out oil machine,elevator,winding device,large planer,principal axis etc. It can save more energy compared with brake unit and brake resistor,and the brake torque is bigger. It is a green, safeguard inviroment and save energy product. It's basic theory,test waves and applications is introduced. Keywords sine wave current tracking technology；brake torque；response time；save enengy 0 引言 在变频器电气传动系统中，当电机的负载是位能式负载，如油田抽油机、矿用提升机等，或大惯量负载，如风机、水泥制管、动平衡机等，以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能，将会通过变频器逆变桥的续流二极管组成的三相整流电路，储存在变频器的直流母线的滤波电容中。如果不把这部分能量消耗掉，直流母线电压就会
AB变频器公共直流母线和能量回馈方案 一、概述 在同一时刻相邻变频器驱动的电机有的处于电动有的处于发电状态，处于电动状态的电机消态能量，处于发电状态的电机产生能量，产生的能量要么通过能耗制动以热量的形式散发出去，要么通过能量回馈单元返回电网中去，如果能够将发电状态电动机的能量直接传给电动状态的电机，那么能耗制动所浪费的电能或者能量回馈单元的设备购置费用都可以节省出来，这就是直流母线产生的初衷。 在一套直流母线系统中，当电动所需能量大于发电产生的能量时，整套系统从电网中吸取能量；当短时间内发电产生的能量大于电动所需能量时，系统中多余的能量还是要靠能耗制动或能量回馈单元来消耗的。 在AB变频器的产品应用中，公共直流母有两种使用方法，一种是公共直流母线方案，使用独立的整流单元+独立的逆变单元，另一种是公共交流直流母线方案，将各个独立交流变频器的直流端子直接连起来。 在第一种方案中，我们把整流单元或含有能量回馈功能的整流单元叫做前端，按有无能量回馈功能把前端分为两种，没有能量回馈功能的前端叫NFE（Non-regenerative front end），NFE使用二极管或可控硅整流，有能量回馈功能的前端叫做AFE（Active-regenerative front end），AFE使用IGBT整流。 AB的NFE有两种，使用二极管的20T系列和使用可控硅的20S系列，AFE是使用IGBT的1336R系列。
AB变频器中可以用于公共直流母线的有PF40P、PF700和PF700S三个系列。 二、NFE前端 1、20T系列 20T系列有两款产品，输入电压分别是240-480VAC和500-600VAC，直流母线电流都是120A，当输入电压为380VAC时，直流母电压为510VDC。20T产品列表如下： 注：直流母线电压=输入电压×1.35 20T的结构框图如下： 由上图可知，整流单元中己经内置了双直流电抗器③，用于满足二类EMC电磁干扰要求（工业环境）的RFI滤波器③④⑤，用于削弱直流母线过电压的阻容耦合电路⑥，用于输入过电压保护的压敏电阻⑦， 和过热保护的热敏继电器。
学院 毕业设计开题报告 学生姓名：学号： 专业： 设计题目：电动汽车制动能量回馈研究 指导教师： 年月日
1．本课题的研究意义，国内外研究现状、水平和发展趋势 目前用于车载的电储能装置主要是蓄电池储能装置，储能装置既可以作为驱动系统提供能量，又可以作为回馈系统回收制动能量。 制动能量的回馈已经应用于少数豪华跑车，作为噱头，真正的效果并不尽如人意。但是这是一个必然的发展趋势，节能减排是整个世界的共同主题。从1990年起，世界各地的大型汽车公司如美国的通用、福特，日本的本田、丰田与日产等都加大了对电动汽车研究的资金投入。这些公司很快就制造出了概念电动汽车及电动汽车，而且很多概念车在当时就配置了制动能量回馈系统。 可持续发展是人类社会的共同目标。为了解决日益匮乏的原油煤炭资源以及尾气排放等问题，混合动力型汽车是现在及以后需大力发展及推广的重要举措。如今混动汽车，纯电动公交车已经推广至社会中的大街小巷。然而电动汽车在频繁的制动过程中有许多能量流失浪费，本次设计的任务就是在现有的技术基础上，研究电动汽车在行车制动时能量的回馈吸收，使能量得到进一步的利用，延长行驶里程。首先阐释如今电动汽车的能量运转方式，分析制动能量回馈的可行性，在现有技术基础上展开研究，阐述先进性。
2．本课题的基本内容，预计可能遇到的困难，提出解决问题的方法和措施 主要内容 1．电动汽车制动能量回馈的研究现状。 2. 电动汽车制动能量回馈的主要关键技术有哪些。 3．现有电动汽车能量回馈系统及回馈控制方法有哪些，各有什么特点。 4．熟悉电动汽车制动能量回馈的工作原理。 5．提出一种电动汽车制动能量回馈系统，阐述所提出系统的先进性。 可能遇到困难： 1. 供电电源的电压必须大于电机的感应电动势。当电机的感应电动势较大时，供电电源的电压较高，使得电源系统体积较大，成本较高。 2. 在电机的转速变化范围较大的场合，从电机的感应电动势到电源电压的变换范围较大，使得变换效率较低。 3. 在制动能量回馈系统中，当制动速度较低时，产生的感应电动势较小，由于功率变换器具有一定的变压比，感应电动势无法升压到电源电压，从而不能回馈能量，在频繁低速制动的城市公交车中，回馈效率低或几乎不能回馈能量。 4. 利用电机绕组电感作为升压电感，使得电感电流波动较大，产生的热量较大，增加了电机本身的损耗，且当电机绕组电感较小时，需要串联电感以平滑电流的波动，使得结构复杂。 5.电池寿命短。 为了解决上述问题，需要我们多多查阅资料，利用相关软件进行模拟设计，在不
列车再生制动能量回收的方法及分析 城市轨道交通是耗电大户。而如何高效利用电能是目前城市轨道交通节能技术的关键问题。车辆在运行过程中，由于站间距一般较短，因此要求起动加速度和制动减速度比较大，并具有良好的起动和制动性能。城轨交通供电系统一直采用二极管整流技术实现交流电源到直流牵引电源的转换，特别是采取24脉波整流技术后，与电网的谐波兼容问题得到较好地解决。该技术虽然可以较好地满足车辆牵引取流的需求，但是此类系统存在以下问题： （1）只能实现能量的单向流动，对于需要频繁起动和制动的地铁、轻轨等交通工具，制动能量的回收有着很大的潜力。车辆再生制动产生的反馈能量一般为牵引能量的30％甚至更多。而这些再生能量除了按一定比例(一般为20％～80％，根据列车运行密度和区间距离的不同而异)被其它相邻列车吸收利用外，剩余部分将主要被车辆的吸收电阻以发热的方式消耗掉或被线路上的吸收装置吸收。如果在一列地铁列车刹车时附近没有其他列车加速运行，那它所回馈的电能中只有30％～50％能被再次利用(尤其是在低电压、高电流的网络系统里)。如果当列车发车的间隔大于10 min时，再生制动能量被相邻列车吸收重新利用的概率几乎为零。 （2）由于制动电阻的发热引发站台和地下隧道热量积累、温度上升，某些城轨系统隧道温度高达50℃，不得不加大通风设备的容量，造成严重的二次能耗； （3）对于车载制动电阻模式制动电阻增加车体自重造成的电能消耗十分可观； （4）牵引网上同时在线运行的车辆有十几对甚至几十对，负荷的变化造成牵引网压波动严重，不利于车辆平稳、可靠运行。可见车辆的制动能量至今还是一种没有被很好地开发利用的能量。 目前,在我国大力提倡节能降耗的形势下，城轨供电系统的发展进度已滞后列车车辆技术的发展，多个待建的城市轨道线路，如无锡、苏州、长沙、西安、深圳和广州等多条线路，都提出了对现有牵引供电系统进行技术改造的需求或者是寻求更好的储能装置去回收这些多余的再生能量。再生制动能量循环利用主要有储能和逆变两种方式:储能所采用的技术主要有蓄电池储能、电容储能、飞轮储能3种;而能量回馈所采用的技术主要是逆变至中压网络和低压网络两类。 首先介绍储能型回收装置 (1)蓄电池储能 蓄电池储能系统如图所示，该装置是将制动能量吸收到电池介质中，当供电区间有列车需要取流时，再将所储存的能量释放出去，由于蓄电池本身的特点充放电电流小，瞬间不能大功率充放电，所以该装置体积较大电池处于频繁充放电状态将影响其使用寿命，储能容量相对较少。
英威腾GD300变频器加能量回馈单元在行车上的应用 摘要：行车又名天车主要是作用为生产车间起吊比较重的物品满足生产的需要，由于行车在起吊物品再放下来时，是做功的过程，如果能把这部分能量利用起来，对现在节能减排，绿色生产的贡献将会很大的，下面就英威腾GD300加能量回馈单元在行车节能改造的技术问题进行描述。 关键词：英威腾 GD300变频器, 能量回馈RBU 一、引言 行车在各行各业中有广泛的应用，现在的老式行车主要是通过交流接触器控制行车各个马达的正反转，来控制行车的前进后退，上下左右的动作。这中控制方法有很多缺点;1.马大直接起动冲击电流比较大马达经常大电流运行发热量很大会缩短马达的使用寿命和影响电网质量.2.大多数行车都是轻载运行功率因数很低.3.高速运行或速度比不大造成定位困难。4，行车起吊重物下降时由于能量守恒原理重物在高处有很大的能量只能大部分通过无功功率浪费掉了，这在建设节能型社会，减少二氧化碳排放的大环境下是必须改进的。由于以上的缺点有没有一种方法可以解决以上的问题呢？变频器加能量回馈单元在行车上的应用就可以很好的解决以上的问题，使得行车运行平稳节能，定位准确，提高功率因数。 二、行车的结构原理： 行车一般由桥架（又称大车），装有提升机构的小车，大车移行机构，操纵室，小车导电装置。 图1为行车示意图： 图1行车示意图： 1．桥架：由主梁。端梁。走台等几部分组成。 2．大车移行机构。 3．小车。 4．提升机构。 5．操纵室。 三、客户现场情况： 广州电路器材有限公司是南方电网的下属公司，主要生产跟电网有关的设备，电线杆，电线塔等产品，共有六十多台行车需要进行节能改造，要求改造后节电率达到20%以上，运行可靠平稳，故障率要低，不
制动能量回收系统 目录 概述 制动能量回收系统又名Braking Energy Recovery System:是指一种应用在汽车或者轨道交通上的系统，能够将制动时产生的热能转换成机器能、并将其存储在电容器内，在使用时可迅速将能量释放， 制动能量回收原理 制动能量回收是现代电动汽车与混合动力车重要技术之一，也是它们的重要特点。在一般内燃机汽车上，当车辆减速、制动时，车辆的运动能量通过制动系统而转变为热能，并向大气中释放。而在电动汽车与混合动力车上，这种被浪费掉的运动能量已可通过制动能量回收技术转变为电能并储存于蓄电池中，并进一步转化为驱动能量。例如，当车辆起步或加速时，需要增大驱动力时，电机驱动力成为发动机的辅助动力，使电能获得有效应用。 一般认为，在车辆非紧急制动的普通制动场合，约1/5的能量可以通过制动回收。制动能量回收按照混合动力的工作方式不同而有所不同。 比如在丰田普锐斯混合动力车上，车辆运动能量能够通过液压制动和能量回收制动的协调控制回收。但在本田Insight混合动力车上，由于发动机与驱动电机连接，所以不能够消除发动机制动。因此，在制动时发动机全部气门关闭，以消除泵气损失，而只存在发动机本身的纯粹的机械摩擦损失。 在发动机气门不停止工作场合，减速时能够回收的能量约是车辆运动能量的1/3。通过智能气门正时与升程控制系统使气门停止工作，发动机本身的机械摩擦(含泵气损失)能够减少约70%。回收能量增加到车辆运动能量的2/3。 制动能量回收液压制动协调控制的概况 制动能量回收问题解决方案 可以通过在发动机与电机之间设置离合器，在车辆减速时，使发动机停止输出功率而得以解决。但制动能量回收还涉及到混合动力车的液压制动与制动能量回收的复杂平衡或条件优化的协调控制。那么，为什么可以通过驱动电机能够回收车辆的运动能量呢？概要地说，其原因就是电机工作的逆过程就是发电机
制动能量回馈系统协调 控制精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】
制动能量回馈系统协调控制 张俊智，张鹏君，陆欣，陈鑫 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084 【摘要】本文为混合动力电动汽车设计了分层控制的制动能量回馈系统，该分层结构主要包括驾驶员意图识别、能量管理和元件协调控制三个部分。分层控制结构 的采用，将复杂的制动能量回馈系统简化为若干部分，降低了控制难度，为研究提供 了便利。所设计的系统已在一款串联混合动力客车上实现，并根据中国城市公交循环 工况进行了道路测试。 【关键词】混合动力电动汽车，制动能量回馈系统，分层控制结构，协调控制 Coordinated Control for Regenerative Braking System Zhang Junzhi, Zhang Pengjun, Luxin, Chen Xin State Key Lab. of Automotive Energy and Safety, Tsinghua University, Beijing, China, 100084 Abstract: This paper presents a design of regenerative braking system(RBS) for hybrid electric vehicles using hierarchical control structure and method. The hierarchical model is mainly composed of three modules for driver intent identification, energy management and coordinated control based on components control. As a consequence, RBS, a complicated hybrid dynamic system, is successfully decomposed by several simple modules. The control system and strategies are carried out on a typical serial HEV bus, and tested on road based china typical urban cycle.. Key words: hybrid electric vehicles, regenerative braking system, hierarchical control structure, coordinated control 1 介绍 车辆的动能通过制动能量回馈系统可转化为其它形式能量储存起来，并进一步用于车辆驱动。研究显示，在城市驾驶循环中，发动机发出能量的大约1/3至1/2被制
电梯能量回馈装置 一般描述： 能量回馈单元能在电梯质量重的部件下行和机械位能减少时(轻载上行和重载下行)，将减少的机械位能释放出来通过电动机转变为变频器直流环节电容储存的电能，再将这部分电能回馈到局域网络，供给其它正在用电设备使用，如电梯空调，照明，通风等设备。能量回馈装置能达到节约电能，降低电梯机房温度和延长设备寿命的目的。 性能要求： 1.电源要求； ?电网电压(V AC): 220V/380V/460V/660V±10% ?电网频率(Hz): 45~66Hz ?功率范围: 0~55kW ?动作电压：670VDC或335VDC（可调），误差2V； 2.应用电抗器和噪声滤波器，可直接和300V AC～460V AC或150V AC-230VAC电网驳接 使用。 3.采用自诊断技术确保输出电压精确，防止电流回送，使变频器不受任何影响。 4.采用PWM脉宽调制技术，抑制高次谐波，并应采用DSP中央处理器，提高运算速率 和精度，同时具有高稳定性和抗干扰能力。 5.能量转换率不小于95％，空载上行节电不小于35％，满载下行节电不小于45％； 6.电压畸变不大于5％，符合IEC61000-3-2及GB/T14549对电网谐波要求。 7.回馈方式方式应为正弦波电流方式。回馈算法应为最小谐波PWM的回馈算法； 8.热损耗不大于能耗制动的3％； 9.保护功能应该包括但不局限于以下各项： ?温度过热保护； ?欠压和过压； ?负荷过载； ?电流过大； ?故障自诊断； ?保护输出功能； 10.使用环境要求； ?周围环境温度-10～＋60℃； ?不可有金属粉尘和腐蚀性气体； ?相对湿度不大于90%RH（不结露） 11.应设有本地LCD显示屏，直接实时显示节电数量，并且提供RS485通信接口和开放的 通讯协议； 其他要求： 1.能量反馈装置应与电梯配套，由同一家供应商提供，并进行安装，调试和维护指导； 2.制造商必须提供设备电机，电控箱控制原理及电气接线图,自动调节系统，以及随机配 套设备产品说明书，操作及维修手册，配套件,备件,装箱清单,生产厂商、易购件联系方
变频器能量回馈制动新思路、新方法 在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机也有可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流 回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分 能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时， 这部分能量就可能对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该认真考虑考虑了。 在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：1、耗散到直流回路中人为设 置的与电容器并联的"制动电阻"中，称之为动力制动状态;2、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态(又称再生制动状态)。还有一种制动方式，即直流制动，它是用于要求准确停车 的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。 有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于"能量回馈制动"方面的文章。今天仪器仪表世界网提供一种新型的制动方法，它具有"回馈制动"的四象限运转、运行效率高等优点，也具有"动力制动"对电网无污染、可靠性高等好处。 1、回馈制动： 实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变 技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动(如图1)。 图1 四象限运行图 回馈制动的优点是能四象限运行(如图3.2所示)，电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：1、只有在不易发生故障的稳定电网电压下(电网电压波动不大于10%)，才可以采用这 种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。2、在回馈时，对电网有谐波污染。3、控制复杂，成本较高。 2、动力制动：