城轨车辆牵引传动及其控制系统试题及答案

城轨车辆牵引传动及其控制系统第1次作业(A) 发电(B) 电动正确答案：A解答参考：20. 机车制动时，将制动转化出来的电能通过发热电阻消耗掉的电制动方式为（）。

(A) 电阻制动(B) 再生制动正确答案：A解答参考：21. 机车制动时，将制动转化出来的电能反馈回电网的电制动方式为（）。

(A) 电阻制动(B) 再生制动正确答案：B解答参考：22. 粘着控制中是一个粘着控制系统控制整辆动车的方式为（）。

(A) 集中控制(B) 分散控制正确答案：A解答参考：23. 粘着控制中是每一个动轴单独控制的方式为（）。

(A) 集中控制(B) 分散控制正确答案：B解答参考：三、判断题(判断正误，共12道小题)24.车钩牵引力与轮周牵引力都是机车牵引力，二者大小相同。

（）正确答案：说法错误解答参考：25.粘着力与物理学中的静摩擦力是一样的。

（）正确答案：说法错误解答参考：机驱动下的轮对发生了空转。

52.空转的防止措施有哪些？参考答案：1）主电路防空转设计（1）牵引电动机全并联结构（2）采用机械特性硬的牵引电动机2）传动系统防空转设计（1）采用单电机转向架传动系统（2）机械走行部分采用低位牵引，以及采用合适的悬挂系统等措施53.简述城市轨道交通车辆的运行特点参考答案：1) 与干线列车不同，城市轨道交通车辆的运行特点是站距短而旅行速度较高。

2) 城市轨道交通线中，地铁和高架线路站距约为0.8～1.8 km，市郊线路站距约为1～3 km。

3) 由于站距短，需要频繁地启动和停靠，每站又需要30 s左右的停站时间，但其运行一般要求在最节约资源的条件下实现35～40 km/h的旅行速度。

54.影响闸瓦制动的因素参考答案：1) 闸瓦压力2) 闸瓦和车轮踏面的摩擦系数3) 闸瓦材质是影响闸瓦摩擦系数的最重要的因素。

55.分析机车轮周牵引力的产生过程。

参考答案：答：由于轮轨间存在粘着，静止的动轮受驱动转矩的作用后，动轮上的O′受到切向力和粘着力的作用。

O点保持相对静止，作用在轮轴中心 O 点的力将使动轮绕O′点转动，引起轴承对轮轴的水平反作用力。

只要驱动转矩足够大，动轮即绕瞬时转动中心转动，瞬时转动中心沿钢轨不断前移，车辆产生平移运动。

56.在粘着控制的最初阶段，粘着控制的主要方法是在空转和滑行发生后，通过削减电机转矩来实现粘着利用，分析其一般过程。

参考答案：答：1）根据轮对间速度差，轮对的加速度及加速度的变化率，检测空转或滑行的发生；2）在检测到空转或滑行后，根据空转或滑行的程度，削减电动机转矩值并维持一定时间，以消除空转或滑行；3）在空转或滑行结束后，按一定时间常数的指数规律，逐渐的增加电动机转矩，直至空转或滑行时电动机转矩值的80%；4）在一定的时间内，保持电动机转矩不变；5）如果在电动机转矩不变的时间内没有发生空转或滑行，则在保持时间结束以后，按照一定时间常数的指数规律继续增加电动机转矩，直至达到司机手柄给出的电动机转矩给定值。

如果再次发生空转或滑行，则按照2）处理。

57.说明电阻制动的过程：。

参考答案：电路中的电流与电机感应电势方向相同，但转矩方向与电机旋转方向相反，因此反方向的转矩就是制动力，仍受粘着力限制。

58.电气传动按照电机种类的不同，有( )、（）、（）、（）等。

参考答案：直流电机传动，交流电机传动，步进电机传动，伺服电机传动59.交流电动机与直流电动机相比，有（）、（）、（）等优点，缺点是（）。

参考答案：结构简单，牢固，成本低廉，调速困难60.变频器分为（）和（）两种类型，每种又分（）型和（）型。

参考答案：交交变频器，交直交变频器，电流，电压61.机车牵引力分（）和（）之分参考答案：车钩牵引力，轮周牵引力62.粘着状态下的静摩擦力又称为（）。

参考答案：粘着力63.列车的制动根据用途分为两种（）和（）。

参考答案：常用制动，紧急制动64.列车制动根据制动原理的不同，分为（）和（）两类。

参考答案：粘着制动，非粘着制动城轨车辆牵引传动及其控制系统第2次作业46.什么是矢量分析器（VA）参考答案：用于计算已知矢量在某直角坐标系的两个分量，求该矢量幅值和相位角的功能模块。

47.说明基于定子电压和电流的磁链观测模型（u-i模型）、基于定子电流和转速的磁链观测模型（i-n模型）和基于定子电压电流和转速的磁链观测模型（u-i-n模型）它们各自的使用范围，以及各自的优缺点。

参考答案：基于定子电压和电流的磁链观测模型结构简单，鲁棒性强，只用到了定子电阻一个电动机参数，这个参数比较容易测量。

在转速较高的情况下，还可以忽略定子电阻压降，进一步简化计算。

当低速时，定子电阻的压降不可忽略。

此模型适用于10%~30%额定转速以上的情况。

基于定子电流和转速的磁链观测模型易受转子电阻、定子电感、转子电感以及定子与转子的互感变换的影响。

要求准确的测量转速。

适用于30%额定转速一下的情况。

基于定子电压电流和转速的磁链观测模型综合了前面两种模型的优点，克服了他们的缺点，很自然的解决了模型的切换问题。

可以在全速范围内得到较好的观测精度，无需切换。

缺点是结构复杂，实现起来较困难。

48.说明圆形磁链的控制原理参考答案：圆形磁链的控制原理：根据异步电机模型，可以看到定子磁链的运动方向是依Us方向运动的，在磁链控制中，通过合理的是假非矢量顺序和合理的作用时间比例，可以形成一个多边形磁链轨迹，以致近似圆形轨迹，即为圆形磁链的控制，通过圆形磁链的控制可以有效减小误差。

49.基于定子电流和转速的磁链观测模型参考答案：50.构建基于定子电压和电流的磁链观测模型。

参考答案：城轨车辆牵引传动及其控制系统第3次作业（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。

在线只需提交客观题答案。

)本次作业是本门课程本学期的第3次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共20道小题)1. 桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，电动机处于正传电动状态，此时电动机工作于第（）象限。

(A) 一(B) 二(C) 三(D) 四正确答案：A解答参考：2. 桥式可逆斩波电路用于拖动直流电动机时，电动机处于反传电动状态，此时电动机工作于第（）象限。

(A) 一(B) 二(C) 三(D) 四正确答案：C解答参考：降；3）有利于减小输入滤波器的电感和电容。

45.有一降压斩波电路，E=120V，负载电阻R=6Ω，开关周期性通断，通30μs，断20μs，忽略开关导通压降，电感足够大。

试求：（1）负载电流及负载上的功率。

（2）若要求负载电流在4A时仍能维持，则电感最小应取多大？参考答案：46.升压式斩波电路，输入电压为27V±10%，输出电压为45V，输出功率为750W，效率为95%，若等效电阻为R=0.05Ω。

（1）求最大占空比；（2）如果要求输出60V,是否可能？为什么？参考答案：47.缓冲电路的基本类型一种是（）缓冲电路，一种是（）缓冲电路。

参考答案：能耗型，反馈型48.什么是电压型逆变电路?什么是电流型逆变电路?二者各有什么特点？参考答案：1）直流侧是电压源的逆变电路为电压型逆变电路。

特点是：①直流侧为电压源，因此直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。

②交流侧输出电压波形为矩形波，与负载阻抗角无关。

③交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

逆变桥各臂均并联反馈二极管。

2）直流侧是电流源的逆变电路为电流型逆变电路。

特点是：①直流侧为电流源，因此直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗。

②交流侧输出电流波形为矩形波，与负载阻抗角无关。

③交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲无功能量的作用。

因为反馈无功能量时直流电流并不反向，因此不用并联二极管。

49.名词解释：脉宽调制；载波比；相对软恢复度参考答案：1）脉宽调制：将输出电压斩波成脉冲，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。

2）载波比：载波频率与调制波频率的比值。

3）相对软恢复度：续流二极管的特性参数。

定义为σ=tb/tata——二极管反向恢复电流从零开始到峰值的时间tb——二极管反向恢复电流从峰值开始降到接近零的时间50.逆变电路分有源逆变电路和无源逆变电路,他们的区别是什么？参考答案：当直流电能通过逆向变换，向交流电源反馈能量的逆变电路是有源逆变电路。

当直流电能通过逆向变换，向负载供给能量的逆变电路是无源逆变电路。

51.采用三点式逆变器相对于二点式逆变器的主要好处体现在哪几方面？参考答案：只对1/2的中间回路直流电压进行斩波，损耗较小，可进一步减少接触网中电流的谐波含量，给电动机供电可大大改善电动机运行特性，减少电动机上的电压变化率，有效减少电动机故障。

52.简述自然采样法SPWM的基本原理参考答案：按照正弦波与三角形波交点进行脉冲宽度与间隙时间的采样，从而生成SPWM波形。

53.什么是同步调制？什么是异步调制？区别是什么？参考答案：在同步调制方式中，载波比N=常数，变频时三角载波的频率与正弦调制波的频率同步改变。

在异步调制中，在变频器的整个变频范围内，载波比N不等于常数。

54.画出单相桥式逆变电路及输出电压波形，并说明其工作原理。

参考答案：55.画出三相桥式逆变电路180度导通型工作时的输出线电压和相电压波形。

参考答案：城轨车辆牵引传动及其控制系统第4次作业（注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。

在线只需提交客观题答案。

)本次作业是本门课程本学期的第4次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共7道小题)1.专设地铁高压主变电所，发电厂或区域变电所对地铁变电所供电，经降压后同时为牵引和降压变电。