Question

高铁制动原理

高铁制动原理

Answer 1

高铁动车组采用复合制动。也就是采用至少两种方式进行制动。
国内的高铁都是采用的动力分散式电动车组，因此在正常的制动过程中，优先采用再生制动，也就是将电动机反转，变为发电机，从而将动车组的动能转变为电能，会送给接触网，供相邻区间其他动车组使用。但是动车组通过再生制动发出的电能，不能回馈给外界的国家电网，因为电能中包含着大量的谐波。再生制动也是一种比较环保和绿色的制动方式。
当动车组速度很低，即将停站时，再生制动的效果比较差，就会改为盘形制动，或者是在接触网故障，停电时，需要触发紧急制动时，就会使用盘形制动。这个与汽车上的制动盘工作原理一样。车轴上套上2到4个制动盘，或者是两端的车轮一部分作为制动盘，卡钳抱住制动盘，摩擦发热，从而将动车组的动能转变为热能消散掉，达到减速的目的。盘式制动也称之为安全制动，也就是设计成为在外界接触网故障无电时也能够正常使用，确保动车组能够安全停车。
国内的高速试验车CRH380AM，还使用了风阻制动，也就是在制动时，在列车的端部升起风阻板，从而加大动车组的空气阻力，达到加快减速的目的。
德国的ICE3型动车组，还使用了涡流制动，也就是在制动时，将一套电磁铁下放到距离钢轨10厘米以内的距离，然后通电，电磁铁与钢轨间产生涡流发热，从而将动能转变为热能消散，达到减速的目的，这种制动方式的好处是高速时不受速度变高的影响，在高速时能维持一个较高的制动力。坏处时发热量大引起轨道过热，需要时间散热降温。
日本的新干线，如500系，还是用盘型涡流制动，与德国ICE3不同的是，直接在车下布置一个涡流盘，直接将动能在上面转变为热能，实现减速的目的。
法国的TGV-A，由于采用的是交流同步电机，因此安全制动采用电阻制动，也就是在接触网停电时，直接利用蓄电池将电机反转，变为发电机，发出的电能通过动力车的制动电阻发热消耗掉。