بازیابی انرژی ترمز قطارهای درون شهری با استفاده از انتقال توان از طریق تزویج القایی: مطالعه موردی متروی اصفهان

مشکل آلودگی هوا ناشی از استفاده سوخت های فسیلی در حمل ونقل، باعث توسعه صنعت حمل و نقل برقی شده است. قطار درون شهری (مترو) مقرون به صرفه ترین و گسترده ترین وسیله حمل و نقل برقی است که یکی از روش های حل مشکل ترافیک و آلودگی هوا در نظر گرفته می شود. با توجه به کمبود و محدودیت منابع تولید انرژی و هزینه زیاد تولید انرژی، نیاز به اجرایی مدیریت مصرف انرژی در صنعت مترو است. بازیابی انرژی الکتریکی و کاهش تلفات توان در سیستم ترمز قطار شهری یکی از روش های ضروری و مهم جهت مصرف بهینه انرژی است. به کمک سیستم بازیابی انرژی ترمزی می توان لختی حرکتی قطار که در ترمزهای اصطکاکی به گرما تبدیل می شود را به برق مصرفی تبدیل کرد. در ترمز دینامیکی، انرژی جنبشی چرخ با استفاده از حالت ژنراتوری سیستم کشش قطار به هنگام اعمال ترمز، به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد که معمولا این انرژی در مقاومت های ترمزی تلف می شود. در این مقاله بازیابی انرژی ترمز قطارهای مترو با استفاده از انتقال توان از طریق تزویج القایی ارائه شده است. این ساختار برای بهینه سازی انرژی ترمز قطار ارائه شده که به عنوان نمونه در متروی اصفهان شبیه سازی و بررسی شده است. مدل پیشنهادی از یک مدار دوطرفه الکترونیک قدرت تشکیل شده است. اولیه مدار شامل یک اینورتر تمام پل تعبیه شده در داخل قطار متصل به سیم پیچ اولیه است و ثانویه آن یک مدار اینورتر تمام پل متصل به سیم پیچ ثانویه است که دز ایستگاه های مترو نصب می شود. ارتباط اولیه و ثانویه توسط تزویج القایی بین سیم پیچ اولیه و ثانویه برقرار می شود  و انتقال توان ترمز به خارج از قطار انجام می گردد. مدل سیستم مورد مطالعه در محیط سیمولینک متلب پیاده سازی شده و نتایج شبیه سازی  و نیز نمودار ترمز مکانیکی و نمودار توان کششی قطار نشان داده شده است.