城市轨道交通电力牵引试卷

1城市轨道交通与干线铁道的不同？答：一般都是采用动力分散式车组；为适应城市环境，需要在地下隧道，高架和地面轨道运行，站距短，线路曲线半径小，坡度大；客流量大而集中，乘客上下车频繁，高峰时可能严重超载；为了尽量缩短乘客的乘坐时间，要求有较高的运行速度，特别是较大的启动加速度和制动减速度；传动系统应效率高，能耗少，尽量减少发热，减轻自重；控制系统更可靠，精确，并有良好的适应能力；对乘坐舒适性和城市环境无公害的要求越来越高。

2在轴重一定的条件下，轮轨间的最大粘着力由轮轨间的粘着系数的大小决定。

动力分散型
3改善粘着的方法：①修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；②试法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响。

常用的措施：撒沙、清洗轨道、打磨钢轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移。

4影响粘着系数的重要因素：①动轮踏面与钢轨表面状态；②线路质量；③车辆运行速度和状态；④动车有关部件的状态。

5制动方法分为三类：①摩擦制动：包括闸瓦制动和盘式制动；②电气制动：包括电阻制动和再生制动；③电磁制动：包括磁轨制动和涡流制动。

6防空转设计1.主电路防空转设计①牵引电动机全并联结构②采用机械特性硬的电动机。

传动系统防空转设计①采用单电机转向架传动系统②机械行走部分采用低位牵引，以及采用合适的悬挂系统等
7粘着控制分类：按控制类型分类，主要是校正型和蠕滑率控制型两大类。

按控制对象分类，集中控制和分散控制。

8集中控制：这种控制方式是一个粘着控制系统控制整辆动车。

9分散控制：这种控制方式也是单轴控制，即每一动轴单独控制。

10图1—5城市轨道交通车辆运行的速度-距离曲线：若采用直流电动机牵引OA，AB,BC段分别对应于直流牵引电动机的调压控制，消弱磁场控制和自然特性控制方式;若采用交流异步电动机牵引，则OA，AB，BC段对应于交流异步电动机的V/f恒定控制。

恒定功率控制和恒转差频率控制方式。

11.V/f恒定控制由异步电动机的力矩公式T=k（V/f）平方fs可知，保持电源的电压不变与频率之比V/f及转差频率fs恒定可以得到异步电动机基本特性曲线，从车辆速度与电源频率基本成正比，而车辆速度与电动机的反电动势也是正比关系来看，电源电压应当与车辆的速度即电源频率
成正比，也就是保持V/f恒定。

12牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引及电制动的动力机械。

将电能变为机械能，产生牵引驱动列车，将机械能转化为电能，实现电制动。

13直流电动机的特性与励磁方式有关，励磁方式有串励、他励、复励。

14.调节直流串励牵引电动机转速的方法：改变牵引电动机的端电压；改变牵引电动机的主极磁通
15.牵引电动机的调速基本形式：变阻控制和斩波调压控制
16.车辆的电器制动①电阻制动分为：他励式电阻制动和串励式电阻制动。

②再生制动
17.异步电动机采用VVVF控制，即直流电通过逆变器变为三相交流电，用电压和频率的变化来控制异步电机，获得最佳的调速性能，并实现再生制动。

18.城市轨道交通车辆的闭环控制系统有转差—电流控制，矢量控制及直接控制等19.增大异步电机的最大电磁转矩的方法有两种：增大磁通（磁负荷型）和增大转子电流（电负荷型
20.直线异步电动机的分类：按结构分类：平板形单边式、平板形双边式、圆筒形；按电源分类：三相电源、二相电源；按动体分类：短初级方式、短次级方式
21.电力半导体器件分为三大类单极型器件，双极型器件，单极型器件与双极型器件的复合型器件，双极型的特点：通态压降较低，阻断电压高，电流容量大，功耗也比较大，单极型的特点：仅有多数载流子导电，无少数载流子存储效应，因而开关时间短，但是导通压降高，电压和电流定额都较双极型器件小。

22、现代电力电子技术的特点有那些？答：集成度高，工作频率高，全控化，电路控制精密化，多功能化和智能化，专用化。

23.SCR的两个缺点：一，控制功能上的欠
缺，因为它通过门极只能控制开通，而不能关断，所以称为半控型器件，二，工作频率较低，一般情况下不能高于400hz，因而大大限制了它的使用范围。

24.简述GTO的关断过程？答：关断GTO 时，门极负偏置电压Eg经开关K加到门极，这是晶闸管P1N1P1的集电极电流Ic1被抽出，形成门极负电流—Ig，使N1P2N1晶体管的基极电流减小，进而使其集电极电流Ic2也减小，于是引起Ic1的进一步下降，如此不断循环下去，最后使GTO的阳极电流下降到尾部电流，进一步降到零关断。

存时间Ts下降时间Tf尾部时间Tt 25.GTO的主要参数可关断峰值电流Itgqm，关断时的阳极尖峰电压Vp，阳极电压上升率dv/dt，阳极电流上升率di/dt 26.GTO的伏安特性有截止区，放大区，饱和区，击穿区，
27.GTO的关断特性：GTO的关断过程中的阳极电压、阳极电流和功耗与时间的关系是GTO的关断特性。

28.擎住效应：IGBT结构内部存在一只NPN 型寄生晶体管，当漏极电流大于规定的临界值IDM时，该寄生晶体管因有过高的正偏置被触发导通，使PNP管也饱和导通，结果IGBT的栅极失去控制作用，这就是所谓擎住效应
29.静态擎住效应：IGBT发生擎住效应后，漏极电流增大，造成过高的功耗，最后导致器件损坏。

为此元件制造厂规定了漏极电流的最大值，以及与此相应的栅源电压最大值，这种漏极电流超过，引起的擎住效应称为静态擎住效应
30.动态擎住效应：在IGBT关断的过程中，若元件上的过大，则元件内部的结电容电流也会很大，从而引起上述寄生晶闸管的开通，使IGBT栅极失控，形成动态擎住效应。

31.IPM有四种电路形式：有单管封装(H 型)：双管封装(D型)，构成逆变器的一个桥臂；六合一封装，构成三相逆变器(C型)；七合一封装，构成三相逆变器和动态制动R型
32.散热器的常用冷却方式分为四种：自冷、风冲、液冷和沸腾冷却。

33.斩波电路是把恒定直流电压变换成为负载所需的直流电压的变流电路。

它通过周期性地快速通、断，把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可调节输出电压的平
均值。

斩波电路还可以用来调节电阻的大小和磁场的强弱。

34.斩波电流的控制方式：（1）时间比控制方式：（a）定频调宽控制（脉冲宽度调制），（b）定宽调频控制（脉冲频率调制），（c）调频调宽混合控制；（2）瞬时值控制和平均值控制：（a）瞬时值控制，（b）平均值控制。

35.IGBT的缓冲电路功能更侧重于开关过程中过电压的吸收与抑制。

36.如何减小斩波电路电源谐波电流？答：（a）在滤波元件不变时，提高斩波器频率，（b）斩波器频率不变时，降低fF（即增加Lf或Cf的数值（c）降低斩波器电流的脉动幅度，即减小iCHN
37.多重多相斩波电路的优点是什么？答：1电流脉动率下降，有利于牵引电机的运行。

2平波电抗器的体积重量会显著下降3有利于减少输入滤波器的电感和电容。

38.什么是有源逆变电路，无源逆变电路？答：直流电能通过逆变变换，想交流电源反馈能量的逆变电路称为有源，直流电能通过逆向变换得到的交流电能直接供给
负荷的逆变电路，则因其输入端没有电源，称为无源。

39.PWM脉宽调制的调压方法是把逆变电路的输出电压斩波称为脉冲，通过改变脉冲的宽度、数量或者分布规则，以改变输出电压的数值和频率。

40.SPWM正弦脉宽调制：由数量足够多的等幅而不等宽的矩形波脉冲所组成的波
形与正弦半波等效，而另半波也可用相同方法得到。

41.城市轨道交通车辆主传动可分为直流
传动和交流传动两种。

42.车辆直流牵引电动机的调速有两种基本形式：变阻控制和斩波调压控制。

车辆交流牵引电动机变频调速则多采用转差
频率控制或磁场定向式矢量控制，近年来也开始采取直接力矩控制。

43.异步牵引电动机控制方案有矢量控制
和直接力矩控制。

44.变阻控制主要有凸轮变阻控制和斩波调阻控制两种方式
45.城市轨道交通车辆均采用了电制动为主，空气制动为辅的空电联合制动。

电动
车组主要有三种不同的制动工况，即电阻制动、再生制动和空气制动。

空气制动的可靠性反应性舒适性协调性要求很高。

车辆的电气制动首选再生制动。

46.故障诊断系统有部件诊断、车辆诊断及列车诊断三个方面。

47.我国常用的馈电方式有接触网和接触轨，馈电等级750V，1500V。

1500V时多用架空接触网形式，750V或以下多由第三轨受电。

48.直接转矩控制方法有何特点？答：1直接转矩控制系统直接进行转矩Band-Band 控制，简化了控制器的结构；但会产生转矩脉动，降低调速性能。

适用于调速范围要求不高的场合。

2采用定子磁链作为控制对象，而不像矢量控制那样选用转子磁链，机械性能虽然差一点，却使控制性能不受转子参数变化的影响，优于矢量控制。

49.离线：受电弓以规定的压力，维持和导线接触，当接触压力为零，受电弓就会脱离接触导线，
50.引起离线的原因:1由于导线弯曲引起离线。

2由于导线中存在有硬点而产生的离线3由于接触网悬挂点引起的离线51.辅助电源装置的要求：电压稳定，变换功率电流，高低压电路之间实现电气隔离。

52.辅助电源装置常用的主电路形式：直流三相PWM逆变器，直流12相PWM逆变器，斩波器与逆变器组合
53.车辆电器：断路器，司机控制器，传感器，电磁阀。

断路器主要有空气断路器，真空断路器及半导体断路器。