式中U为列车运行额定牵引网电压,I为额定牵引网电压下,列车牵引计算结果中,某时刻的牵引电流。事实上,在列车取流时,牵引网电压会变化,为了保证同样大小的牵引功率,列车的取流将发生改变,这是一个非线性模型,所以本文放弃了更为简单的电流源模型,采用了更加精确的功率源模型。
图2.1 电流源、功率源模型图
2.1.2 电阻制动时的列车模型
地铁在进站或下坡的有些时段会进入制动状态。地铁车辆所采用的主要的制动方式为再生制动和电阻制动。采用再生制动方式可以向供电网回馈电能以减少变电站能耗,电阻制动是为了防止接触网吸收的能量过多,自动接入制动电阻,以防止网压超过极限值的情况。
列车牵引过程电流为正,吸收能量;而在制动时的电流为负值,向接触网回馈能量。当回馈的功率过大时,如果再向线网回馈能量就会继续抬高网络电压,网压过高将可能会导致变电站的设备损坏,对系统产生巨大的危害。因此,当网压达到极限时,如南京地铁极限网压1500v时,列车牵引系统就会立即启动制动电阻将剩余能量消耗在制动电阻上。
由上面描述可知列车电压恒定,并向外输送能量,可以等效为一直流电压源