城市軌道交通車輛電氣控制 習題答案

習題1答案：一判斷題（對的在括號中打“√”，錯的打“×”）1.1×1.2√1.3√二填空題1.4電能輪軌1.5電力牽引供電系統(tǒng)1.6牽引變電所接觸網(wǎng)1.3實踐練習1.3.1．列舉國際軌道交通類型。國際城市軌道交通有地鐵、輕軌、市郊鐵路、有軌電車以及懸浮列車等多種類型1.3.2．說明城市軌道交通牽引用電的來源及途徑。城市軌道交通牽引用電既可從區(qū)域變電所高壓線路得電，也可以從下一級電壓的城市地方電網(wǎng)得到電能，這取決于系統(tǒng)和城市地方電網(wǎng)具體情況以及牽引用電容量大小。1.3.3．列舉城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)組成。車輛的電力牽引傳動系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、牽引/制動控制系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)、、包括空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等習題2答案：一判斷題（對的在括號中打“√”，錯的打“×”）2.1-2.5√√×√√2.6-2.10√√√√√2.11-2.14√√√×二填空題2.15初級次級相對少2.16受流器高壓電器單元變流設(shè)備驅(qū)動設(shè)備控制設(shè)備2.17動力主斷路器避雷器接地開關(guān)檢測保護裝置三實踐練習2.18分析比較二點式逆變器和三點式逆變器的工作原理及應(yīng)用場合。逆變電路中的電平數(shù)，對于電壓型逆變器來說，指的是輸出電壓波形中，從正的最大值到負的最大值之間所包含的階梯數(shù)。多電平逆變器是指這種逆變器輸出電壓波形中的電平數(shù)等于或大于3的逆變器，如果等于3，就稱為三電平逆變器，也稱三點式逆變器，如果等于2，就稱為二電平逆變器，也稱二點式逆變器。三點式逆變器應(yīng)用在大容量電力牽引交流傳動領(lǐng)域，二點式逆變器應(yīng)用在中小容量電力牽引交流傳動領(lǐng)域2.19選取某一城市軌道交通車輛，分析其主傳動電路原理及控制原理。上海地鐵DC01型列車主回路(見圖2-24)是由架空線網(wǎng)通過裝在“B"車上的受電弓(Q1)得到DC1500V電源正極，由輪對通過鋼軌回到電源負極：它的構(gòu)成主要有3個部分：線路濾波部分、主回路部分和斬波器控制部分。當“B"車的受電弓升起與接觸網(wǎng)接通時，車輛從牽引變電所，通過接觸網(wǎng)得到DC1500V(+)電源。通過L1線路電抗器與C1線路電容器構(gòu)成線路濾波電路，為主回路輸入一個平穩(wěn)電源電壓，流出電流經(jīng)鋼軌回到牽引變電所負極。列車通過“B”車上的受電弓從電網(wǎng)取得正極(+)，供給“B"、“C”車主回路用電以及提供一個單元“A”“B”“C"三節(jié)車輔助系統(tǒng)高壓電源，其主要負載是“A"“B"“C"車輔助逆變器及“C”車空壓機組。則受電弓上的電流(為B車主回路電流，為“C”車主回路電流，、、為各車輛高壓輔助系統(tǒng)用電電流)。F2熔斷器、R1預充電限流電阻、V1隔離二極管組成電容預充電裝置。在對C1線路電容充電時，充電電流要加以限制，由于充電電流過大會損壞電容器，所以要對電容初充電電流，通過R1得到限制，當C1線路電容器兩端電壓達到400V，為了加快電容充電，對預充電裝置通過K16電容接觸器常開觸頭閉合進行旁路，此時K16觸頭閉合，直接對C1電容充電，充電電流不是很大，但充電時間大大縮短，當C1線路電容器兩端電壓達到接觸網(wǎng)電壓時，才可啟動主電路用電，使之供給主電路一個平穩(wěn)的電源電壓。C1線路電容器電壓可以通過并聯(lián)電壓傳感器進行檢測，將檢測到的電容電壓信息輸入到TCU牽引控制單元，由TCU控制K16電容接觸器在C1兩端電壓達400V時觸頭閉合，以及C1兩端電壓達到線網(wǎng)電壓后，由TCU控制啟動主電路工作。U1電流差動傳感器是檢測流入主回路線路電流與流出主回路電流的差值，當主回路正常時，流入和流出電流是相同的，即無差值。當主回路中出現(xiàn)接地現(xiàn)象，流出電流要小于流入電流，出現(xiàn)差值，把檢測到的差值輸入TCU牽引控制單元，由TCU控制切斷主回路中的K15線路接觸器觸頭，起到接地保護作用。C1/R1在正常工作條件下，對線路電容進行緩慢放電，其作用是對C1線路電容器進行過電壓保護。K17放電接觸器和R2放電電阻，當車輛停止工作時，要落弓切斷高壓回路電源，但C1線路電容器仍帶有DC1500V高壓，此時通過K17常閉觸頭閉合接通R2放電電阻，C1電容上的電壓加到R2上產(chǎn)生放電電流，使C1電壓下降，經(jīng)過1min后，C1上的電容電壓應(yīng)小于60V，使檢修人員免受高電壓的傷害。Q4～Q7為接地裝置，接地裝置是裝在每根車軸上，因車軸是轉(zhuǎn)動的，流出電流通過碳刷(靜止)與接地裝置接觸，使流出電流通過車軸—輪對—鋼軌回到牽引變電所負極。2.20．畫出IGBT的結(jié)構(gòu)圖并說明通斷原理。以N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)IGBT為例，它開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流，使IGBT導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。2.21對VVVF的含義加以說明。是VariableVoltageandVariableFrequency的縮寫，即可變電壓、可變頻率，也就是變頻調(diào)速系統(tǒng)。VVVF控制的逆變器連接電動機，通過同時改變頻率和電壓，達到磁通恒定和控制電動機轉(zhuǎn)速(和頻率成正比)的目的，多應(yīng)用在變頻器中。2.22牽引控制系統(tǒng)的作用及原理?城市軌道交通車輛中采用電動機驅(qū)動的電氣傳動部分稱為車輛牽引傳動系統(tǒng)，它以牽引電動機為控制對象，通過開環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)對電動機所產(chǎn)生的牽引力和速度進行調(diào)節(jié)，以滿足車輛牽引和制動特性的要求，從而實現(xiàn)對車輛的運行控制。2.23牽引控制系統(tǒng)的檢測和檢修方法？車輛牽引系統(tǒng)主要設(shè)備檢測和檢修，包括受電弓的檢修、車間電源安裝及檢修、高速斷路器檢修、調(diào)頻調(diào)壓牽引逆變器檢修、牽引電機的檢修和制動電阻器的檢修。詳細過程參看2.5節(jié)車輛牽引系統(tǒng)主要設(shè)備檢修。2.24為什么在直流傳動系統(tǒng)中優(yōu)先選擇直流串勵牽引電動機?直流串勵牽引電機一直作為各種鐵道車輛的主要牽引動力。因為它具有啟動性能好、調(diào)速范圍大、過載能力強、功率利用充分、運行較可靠且控制簡單等優(yōu)點。串勵式牽引電動機負載分配不均勻的程度遠比其他方式的小，串勵式電動機具有“軟特性”，它所產(chǎn)生的電流沖擊和牽引力沖擊顯著地小于并勵式等電動機，串勵式牽引電動機的功率變化比并勵式等牽引電動機的功率變化要小很多，串勵式牽引電動機的特性曲線更接近于恒功率曲線。2.25什么是牽引電動機的機械穩(wěn)定性和電氣穩(wěn)定性?機械穩(wěn)定性：指機車牽引列車正常運行時，由于偶然的原因，引起速度發(fā)生變化后，機車本身能恢復到原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)。電氣穩(wěn)定性：指機車牽引列車正常運行時，由于偶然的原因，引起電機電流發(fā)生微量變化后，機車本身能恢復到原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)。2.26根據(jù)直流傳動主電路圖，畫出牽引工況和電制動工況時主電路的電流路徑。牽引工況制動工況2.27以直流串勵牽引電動機為例，畫圖說明如何實現(xiàn)其由電動機向發(fā)電機的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)其由串勵電動機向發(fā)電機的轉(zhuǎn)換，連接方式如直流串勵牽引電動機在電阻制動的過程，牽引電動機勵磁繞組反向與電樞串聯(lián)，再接到制動電阻上，電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且主回路有勵磁電流，此時電機工作在發(fā)電狀態(tài)，作為發(fā)電機使用。2.28分析交流異步牽引電動機取代直流牽引電動機的原因。20世紀80年代開始，在電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的強力支持下，三相交流傳動系統(tǒng)以其固有的優(yōu)越性在鐵道牽引領(lǐng)域，尤其是在地鐵等由直流電網(wǎng)供電的電動車組中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展，特別是采用了大功率自關(guān)斷電力電子器件IGBT后，使交流電機VVVF控制得以實現(xiàn)。由于交流牽引電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、單位功率的體積小、質(zhì)量輕、制造成本低及維護維修簡單等一系列優(yōu)點，進入20世紀90年代后，歐洲各國相繼停止了直流牽引系統(tǒng)的生產(chǎn)，交流牽引系統(tǒng)全面取代了直流牽引系統(tǒng)。2.29列表分析交流異步牽引電動機的速度控制方式。2.30什么是矢量控制，矢量控制調(diào)速的原理是什么?磁場定向式矢量控制(簡稱磁場矢量控制)的轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)是實現(xiàn)高性能交流調(diào)速的有效辦法。在一定的條件下，矢量控制系統(tǒng)相當于把非線性、強耦合的異步電動機調(diào)速系統(tǒng)解耦成兩個獨立的線性系統(tǒng)：轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)和磁鏈控制系統(tǒng)。采用磁場矢量控制方式控制異步牽引電機，是以異步電機的轉(zhuǎn)子磁場為基準，基于直流調(diào)速系統(tǒng)的控制思想對異步電機進行矢量解耦，把一次電流解耦為勵磁電流分量和力矩電流分量進行單獨控制，在保持磁通一定的情況下控制力矩電流分量，即使力矩目標值急劇變化時也不至于產(chǎn)生顯著的振蕩和超調(diào)，從而實現(xiàn)快速動態(tài)響應(yīng)控制，調(diào)速范圍寬，使電機力矩迅速變化到目標值，從而大大提高對空轉(zhuǎn)和滑行控制的效率。2.31什么是直接轉(zhuǎn)矩控制，直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速的原理是什么?采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式控制異步牽引電機，是以異步電機的定子磁場為基準，使控制性能不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，此外力矩和磁鏈都采用直接反饋的雙位式Band—Band控制，從而不用將定子電流分解成力矩和勵磁分量，有很優(yōu)良的動態(tài)響應(yīng)性能。和矢量控制系統(tǒng)一樣，它也是分別控制異步電機的轉(zhuǎn)速和磁鏈，而且采用在轉(zhuǎn)速環(huán)內(nèi)設(shè)置力矩內(nèi)環(huán)的方法，以抑制磁鏈變化對轉(zhuǎn)速的影響，因此，轉(zhuǎn)速與磁鏈也是近似解耦的。2.32比較直線牽引電動機與旋轉(zhuǎn)牽引電動機的優(yōu)缺點?直線電機牽引系統(tǒng)避開了傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)牽引電動機的利用輪軌黏著的驅(qū)動方式，避免了車輛牽引力與爬坡能力受限制等弊端。直線電動機無旋轉(zhuǎn)部件，呈扁平形，可降低車輛高度，從而縮小地鐵隧洞直徑，降低工程成本。直線電動機運行不受黏著限制，可得到較高的加速度和減速度，噪聲較小。2.33根據(jù)直線電動機車輛電路圖，說明牽引工況和電制動工況電路的工作原理和方式。牽引工況：直線電機輪軌交通的電氣牽引與制動系統(tǒng)主要由牽引變流器、直線感應(yīng)電機和牽引控制器三部分構(gòu)成。直線感應(yīng)電機由牽引逆變器供電驅(qū)動。根據(jù)線路特點和牽引計算，確定牽引逆變器的驅(qū)動方式，可以是車控(一個逆變器控制一個車輛上的所有牽引電機，一般4個電機)、架控(一個逆變器控制一個轉(zhuǎn)向架上的所有電機，一般2個電機)，或軸控(一個逆變器只控制一個軸上的電機，一般1個電機)。直線電機的控制方式主要有VVVF標量控制、矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。制動工況：目前世界上的直線感應(yīng)電機車輛實際使用的制動方式有電氣制動(再生制動、電阻制動、反接制動)和摩擦制動(盤形制動、磁軌制動)。磁軌制動的全稱為電磁軌道制動。它是通過將車輛轉(zhuǎn)向架上的電磁鐵吸附在軌道上并使車輛在軌道上滑行產(chǎn)生的制動。磁軌制動裝置主要由勵磁電路構(gòu)架、制動梁、升降風缸、電磁鐵等構(gòu)成。2.34找出城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)中常用的全控型電力電子器件的種類，試比較其優(yōu)缺點。2.35分析比較升壓斬波器和降壓斬波器的工作原理及應(yīng)用場合。直流斬波電路是一種將電壓恒定的直流電變換為電壓可調(diào)的直流電的電力電子變流裝置，亦稱直流斬波器或DC/DC變換器。用斬波器實現(xiàn)直流變換的基本思想是通過對電力電子開關(guān)器件的快速通、斷控制把恒定的直流電壓或電流斬切成一系列的脈沖電壓或電流，在一定濾波的條件下，在負載上可以獲得平均值可小于或大于電源的電壓或電流。如果改變開關(guān)器件通、斷的動作頻率，或改變開關(guān)器件通、斷的時間比例，就可以改變這一脈沖序列的脈沖寬度，以實現(xiàn)輸出電壓、電流平均值的調(diào)節(jié)。降壓斬波電路又稱Buck斬波電路，該電路的特點是輸出電壓比輸入電壓低，而輸出電流則高于輸入電流。也就是通過該電路的變換可以將直流電源電壓轉(zhuǎn)換為低于其值的輸出直流電壓，并實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換。如下圖所示升壓斬波電路又稱Boost斬波電路，用于將直流電源電壓變換為高于其值的直流輸出電壓，實現(xiàn)能量從低壓側(cè)電源向高壓側(cè)負載的傳遞。如下圖所示2.36試說明斬波器在城市軌道交通車輛中的應(yīng)用，并分析其工作過程。直流斬波動車(組)利用斬波器進行調(diào)壓調(diào)速。城市軌道交通車輛牽引和制動過程中，斬波器作用是在電機啟動時，調(diào)節(jié)電機兩端電壓來滿足電機電流恒流啟動要求，在電制動時，能實施再生反饋制動或電阻制動。2.37對斬波器供電的諧波問題，簡述常用的電路解決方案。降壓斬波電路可以通過選擇合適的L、C的值，使cf<<sf，來限制輸出紋波電壓的大小，而且紋波電壓的大小與負載無關(guān)。升壓斬波電路可選擇合適濾波電容的參數(shù)來減小紋波。2.38什么是逆變，典型的逆變電路包括哪幾部分?逆變是把直流電變成交流電，也稱DC/AC變換，由逆變橋、控制邏輯和濾波電路等組成（逆變器）回路，將直流電轉(zhuǎn)化成需要頻率的交流電。典型的逆變電路包括直流電源，開關(guān)器件及負載。2.39分析電壓型和電流型逆變電路的工作原理。電壓型逆變電路直流側(cè)為電壓源,或并聯(lián)有大電容,相當于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動,直流回路呈現(xiàn)低阻抗。由于直流電壓源的鉗位作用,交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波,并且與負載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負載阻抗情況的不同而不同。當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率,直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。

電流型逆變電路直流側(cè)串聯(lián)有大電感,相當于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動,直流回路呈現(xiàn)高阻抗。電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑,因此交流側(cè)輸出電流為矩形波,并且與負載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負載阻抗情況的不同而不同。當交流側(cè)為阻感負載時需要提供無功功率,直流測電惑起緩沖無功能量的作用。因為反饋無功能量時直流電流并不反向,因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。2.40什么是脈寬調(diào)制?分析正弦脈寬調(diào)制(SPWM)逆變電路的工作原理。脈寬調(diào)制：即保持斬波周期丁不變，改變斬波器導通時間，從而改變負載平均電。在城市軌道交通車輛中，逆變電路的負載大多是感應(yīng)電動機，要求可以調(diào)壓、調(diào)頻，而且輸出是正弦波形。SPWM波的脈沖的寬度與正弦波的大小成正比。即脈沖頻率越高，SPWM越接近正弦波，把正弦曲線每一等分所包含的面積．都用一個與其面積相等的等幅矩形脈沖來代替。習題3答案一、判斷題（對的在括號中打“√”，錯的打“×”）3.1-3.5×√√√√二、填空題3.6AC380V3503.71個DC鏈接電容器3個逆變器相1個過壓斬波器相1個DCU／A3.8輔助逆變器低壓總線斷路器接觸器3.9斷電車間外接電源3.10直交三實踐練習3.11逆變器應(yīng)急啟動的原因是什么？有何要求？略3.12.輔助逆變器系統(tǒng)的常見故障有哪些？低壓電源故障、輔助逆變器故障、IGBT模塊故障、門極驅(qū)動模塊故障、保護電路模塊故障等。3.13.城市軌道交通車輛輔助供電系統(tǒng)的保護方式有哪些？具有過電流、過電壓、欠電壓、過載、過熱等完備的自診斷和故障保護功能，以保證系統(tǒng)的可靠性。3.14城市軌道交通車輛輔助供電系統(tǒng)的供電方式選擇原則是什么？根據(jù)城市軌道交通車輛供電電壓、安全性能要求及成本構(gòu)成等，選擇不同的輔助供電系統(tǒng)供電方式。習題4答案：一判斷題（對的在括號中打“√”，錯的打“×”）4.1-4.6√×√√√√二填空題4.7有接點總線4.8接通斷開4.9感測機構(gòu)中間機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)4.10按鈕開關(guān)主令控制器組合開關(guān)4.11主觸頭傳動機構(gòu)滅弧裝置輔助接點4.12機械聯(lián)鎖電氣聯(lián)鎖三、實踐練習4.13說明電動列車電氣控制電路分類及作用？電動列車電氣控制電路分為軌道交通車輛激活控制、軌道交通車輛初始條件設(shè)置控制、軌道交通車輛牽引和制動控制等。軌道交通車輛激活控制主要進行蓄電池接通控制、蓄電池充電與供電控制及駕駛臺激活控制。軌道交通車輛初始條件設(shè)置控制可進行列車方向控制受電弓控制和告訴斷路器控制。軌道交通車輛牽引和制動控制主要進行牽引控制和制動控制。4.14分析蓄電池開關(guān)與列車鑰匙開關(guān)有什么不同？駕駛員通過操縱蓄電池開關(guān)3S01進行激活控制。激活電路是由3K1l列車線激活控制繼電器、3Kl2車輛控制繼電器、3K14C車激活繼電器控制。關(guān)閉電路則是由車輛分斷激活繼電器3K13控制?！凹せ睢焙唵卫斫饩褪墙o操縱控制電路接通DC1lOV電源，“關(guān)閉”則是切斷DC11OV供電電源。操作駕駛臺主控制器鑰匙開關(guān)，轉(zhuǎn)至起動位，使2A01的S01行程開關(guān)閉合，電源通過二極管2V01、車輛控制起動繼電器2K07常閉聯(lián)鎖(62-61)，使2K01～2K03列車起動繼電器得電，此時由于駕駛臺被激活，車輛控制屏(TMS-MMI)被置于顯示狀態(tài)，同樣駕駛臺的指示燈也被置亮，顯示設(shè)備狀態(tài)，如受電弓、HSCB等。隨著駕駛臺被激活，駕駛臺的開關(guān)按鈕才可以操作4.15畫出受電弓電路中欠壓繼電器的電氣結(jié)構(gòu)圖，并分析其工作原理？欠壓繼電器一般用在電路中起欠壓保護作用。當繼電器線圈接通+110V時，繼電器動作，當電壓小于設(shè)定值時，繼電器就失電斷開。如圖所示為3K05欠壓繼電器。當01端的電壓小于85V時，常開聯(lián)鎖06-07斷開，切斷了連接蓄電池的110V列車線，防止蓄電池過度供電。4.16比較城市軌道交通車輛控制類型，區(qū)分其優(yōu)缺點？直流串勵牽引電機一直作為各種鐵道車輛的主要牽引動力。因為它具有啟動性能好、調(diào)速范圍大、過載能力強、功率利用充分、運行較可靠且控制簡單等優(yōu)點。由于直流電動機必須通過換向器才能工作，除結(jié)構(gòu)較復雜外，它的檢修工作量較大，因此直流牽引電機的發(fā)展受到了很大限制。由于交流牽引電動機具有結(jié)構(gòu)簡單、單位功率的體積小、質(zhì)量輕、制造成本低及維護維修簡單等一系列優(yōu)點，進入20世紀90年代后，歐洲各國相繼停止了直流牽引系統(tǒng)的生產(chǎn)，交流牽引系統(tǒng)全面取代了直流牽引系統(tǒng)。直線電動機無旋轉(zhuǎn)部件，呈扁平形，可降低車輛高度，從而縮小地鐵隧洞直徑，降低工程成本。直線電動機運行不受黏著限制，可得到較高的加速度和減速度，噪聲較小，這些都是適合軌道交通車輛應(yīng)用的突出優(yōu)點。4.17簡述接觸器觸頭的工作狀態(tài)，觸頭的磨損方式。觸頭有四種工作狀態(tài)：觸頭閉合狀態(tài)、觸頭閉合過程、觸頭斷開狀態(tài)和觸頭斷開過程。觸頭磨損有機械磨損、化學磨損和電氣磨損三種，而電氣磨損是主要的，發(fā)生在觸頭閉合電流的過程和觸頭開斷電流的過程。4.18說明為什么在電路圖中繼電器線圈都并聯(lián)二極管。因為繼電器線圈在斷電的一瞬間會產(chǎn)生一個很強的反向電動勢，對其它元件有影響，在繼電器線圈兩端反向并聯(lián)二極管，是用來消耗這個反向電動勢的，并聯(lián)的二極管會在這個電動勢的作用下沿著電感與二極管形成的回路繼續(xù)向電感(線圈)供電。4.19說明電動列車起動操縱控制電路，分析常見電路故障及處理。隨著駕駛臺被激活，駕駛臺的開關(guān)按鈕就可以操作，但每輛車的控制操作還需要本節(jié)車的車輛控制起動繼電器2K07得電才行，控制電路如圖4-22所示。通過2K0l的常開聯(lián)鎖(33-34)閉合，電源線201OO經(jīng)過二極管2V03、空氣自動開關(guān)2F02使得A車的2K07得電，控制電路邏輯為20100·2K01(33-34)·2V03·2F02(01-02)·2K07·30400列車車輛控制總線20212通過車鉤電氣連接器使以后各節(jié)車輛控制接通繼電器2K07得電吸合。4.20簡述車輛起動順序，并分析原因。首先要進行列車激活，即蓄電池接通控制。城市軌道交通車輛的控制電路電源電壓為DC110V，在升弓前由蓄電池提供DC110V，升弓后由輔助供電系統(tǒng)DC/DC模塊提供。起動或激活列車時，必須先接通列車蓄電池。之后進行列車駕駛臺激活控制，包括駕駛臺、ATC、ATP的激活及車輛啟動繼電器控制，激活后可以進行緩解或施加停車制動、閉合或斷開高速斷路器、升起或降下受電弓和開起或關(guān)斷列車空調(diào)等操作。最后進行車輛初始條件設(shè)置控制，包括列車方向控制、受電弓控制、高速斷路器控制，為列車運行做好準備。4.21分析車輛有幾種起動聯(lián)鎖，為什么要設(shè)置這些聯(lián)鎖。常用聯(lián)鎖方法有兩大類，即機械聯(lián)鎖與電氣聯(lián)鎖。機械聯(lián)鎖是為避免因駕駛員的誤操作造成人身及設(shè)備不安全，需設(shè)置一些機械聯(lián)鎖電氣連鎖種類很多，在電路中凡要求滿足多個條件才能接通電路的環(huán)節(jié)一般采用串聯(lián)聯(lián)鎖電路，用雙重供電線路以保證重要電路供電的可靠性，電路中常采用并聯(lián)聯(lián)鎖，自持聯(lián)鎖常用于電器工作的條件可能構(gòu)成后又消失，但又需要在構(gòu)成條件消失后，必須保持該電器持續(xù)工作的場合，電路中需要延時控制等時間控制時一般采用延時聯(lián)鎖。4.22試列舉城軌車輛運行中可能造成緊急制動的原因。1.主風缸壓力起動聯(lián)鎖保護。為列車主風缸壓力檢測控制電路。2.疏散門起動聯(lián)鎖保護。城市軌道交通列車在每個A車駕駛室正中設(shè)有一緊急疏散門，用于在緊急情況下疏散乘客。3.停車制動起動聯(lián)鎖保護。停車制動是列車在庫內(nèi)停車時為防止在非正常情況下的滑動而施加的一種機械制動。4.車門起動聯(lián)鎖。城市軌道交通的特點是乘客特別密集、站間距短、停車頻繁。車門作為乘客進出列車的通道，其安全保障便顯得十分重要，列車必須對于各種可能出現(xiàn)的情況進行監(jiān)測，如車門是否關(guān)好、乘客是否被夾住、車門是否打不開等，特別在乘客被夾住、車門沒關(guān)好的情況下，列車一旦起動，將會直接危及到乘客的生命安全。5.氣制動起動聯(lián)鎖保護。城市軌道交通列車制動系統(tǒng)包括電制動和氣制動，其中常用制動以電制動為主，在電制動動力不足，或低速停車時(8km/h)，才施加氣制動。為了防止在列車牽引時氣制動不能緩解而對輪對造成危害，必須對列車氣制動狀態(tài)隨時進行檢測。4.23車間電源供電與受電弓有何聯(lián)系，請從原理上進行分析。車間電源與列車主受流設(shè)備之間是相互聯(lián)鎖的，不能同時向列車供電。車間電源只向列車輔助系統(tǒng)供電，一般通過隔離二極管或接觸器與列車主電路隔離。4.24若不升弓時，能否合上高速斷路器，請從電路控制原理進行分析。略4.25為什么高速斷路器不能頻繁操作，請從電路控制原理進行分析。高速斷路器作為主電路總的電源開關(guān)和保護電器，分斷的電流大、電壓高，故在實際運用中不能頻繁地合閘操作，一般高速斷路器重復合閘之間至少要保證相隔30s時間，不然會影響高速斷路器的使用壽命。4.26列車牽引指令的發(fā)出，需要經(jīng)過哪些聯(lián)鎖，請寫出電路并進行分析。列車牽引指令的發(fā)出，需經(jīng)過4個聯(lián)鎖：列車主風缸壓力繼電器2K56聯(lián)鎖，當主風缸壓力大于7.Obar時吸合；停車制動檢測繼電器2K57聯(lián)鎖，當檢測到所有列車的停車制動均已緩解時閉合；7K06檢測列車疏散門已關(guān)好時閉合；8K09、8K10檢測所有列車車門已關(guān)好時閉合。習題5一判斷題（對的在括號中打“√”，錯的打“×”）5.1—5.6√√√√√√二、填空題5.7單元控制機車輛控制機通信網(wǎng)絡(luò)5.8實時性高可靠性強適應(yīng)性5.9無線5.10控制策略控制手段5.11I/O。5.12系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件三、實踐練習5.13簡述列車微機控制系統(tǒng)的基本要求？列車對微機控制系統(tǒng)的基本要求可以歸結(jié)為控制的實時性、系統(tǒng)的高可靠性、環(huán)境的強適應(yīng)性以及結(jié)構(gòu)的開放性和標準化。5.14說明車載微機的基本組成及各部分功能？車載微機的組成結(jié)構(gòu)可以分為處理器單元、系統(tǒng)支持單元、存儲單元、I/O子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信單元、系統(tǒng)電源和系統(tǒng)總線。處理器單元中的核心是CPU，是控制的核心；系統(tǒng)支持功能主要包括監(jiān)控定時器(Watchdog)、電源掉電檢測、安全的后備存儲器、實時日歷時鐘、總線匹配等；存儲器一般采用EPROM(FlashROM)和SRAM構(gòu)成，基本不采用動態(tài)RAM(DRAM)。CPU和存儲器MEM可以合成在一個功能單元內(nèi)，也可以把MEM單獨成為一個功能子單元，或者還可以在CPU單元內(nèi)設(shè)置一些MEM，再加上MEM子單元共同構(gòu)成系統(tǒng)的存儲器單元；系統(tǒng)電源是一種采用DC/DC變換技術(shù)的電源，其輸入是列車上產(chǎn)生的110V直流電源，輸出電壓一般為5V、12V、24V等，主要取決于系統(tǒng)的設(shè)計。列車總線單元和車輛總線單元分別是列車網(wǎng)絡(luò)和車輛網(wǎng)絡(luò)的接口單元，即網(wǎng)絡(luò)適配器，不同的列車控制網(wǎng)絡(luò)需要采用不同的網(wǎng)絡(luò)適配器；串行通信SCM單元主要是RS-485串行通信和RS-232串行通信的接口，另外也包括一些現(xiàn)場總線的通信接口，如CAN總線；I/O子系統(tǒng)是MCV與現(xiàn)場直接聯(lián)系的界面，包括了A/D，D/A和開關(guān)量I/O。5.15常用的列車通信網(wǎng)絡(luò)有哪幾種?TCN列車通信網(wǎng)、World-FIP通信網(wǎng)、IEEE1473標準和Lon-Works總線通信網(wǎng)、ARCNET總線通信網(wǎng)絡(luò)5.16簡述TCN網(wǎng)絡(luò)的特點？TCN(TrainCommunicationNetwork，列車通信網(wǎng)絡(luò))，允許不同用戶之間的互操作。交換信息使用的傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或者光纖，具有工作環(huán)境惡劣，可靠性要求高；控制操作實時性要求高；列車組成的動態(tài)性強的特點，并且TCN的功能齊全，但協(xié)議較為復雜。5.17列車信息和診斷系統(tǒng)有哪些組成部分?略5.18試說明城市軌道交通車輛子部件故障等級是怎么定義的?它與子部件故障等級的關(guān)系是什么?故障等級分為子部件故障等級和列車故障等級，它是根據(jù)故障對系統(tǒng)功能或列車的運行安全的影響程度來定義的，列車故障等級可作為駕駛員處理故障列車的指導。子部件的故障等級分為3個，即輕微故障、中等故障和嚴重故障。輕微故障：不影響子系統(tǒng)功能的故障。不影響列車運營，只降低列車的舒適性。中等故障：限制子系統(tǒng)功能的故障。需要列車在運行至終點后回庫檢修。嚴重故障：嚴重影響子系統(tǒng)功能的故障或子系統(tǒng)故障。會降低列車的操作性能，影響乘客乘坐安全，發(fā)生嚴重故障必須盡快停止運營。列車級的故障等級分為3級：列車故障等級1：發(fā)生的故障不影響列車功能，列車可繼續(xù)運行直到服務(wù)結(jié)束，回庫后檢修。列車故障等級2：發(fā)生的故障限制列車功能的發(fā)揮，列車將在下一次到達車輛段時退出服務(wù)，列車最多可運行一個來回。列車故障等級3：發(fā)生的故障嚴重影響列車的功能，列車必須在下一站退出運營部件故障到列車故障等級的評估升級由顯示系統(tǒng)軟件實現(xiàn)，評估升級的規(guī)則是以子部件故障的等級和發(fā)生的故障數(shù)量及其在列車中所占的比例來綜合考慮，另外對于供電單元還考慮其所接的負載情況。5.19簡述城市軌道交通車輛中的微機控制。列車微機控制系統(tǒng)是列車的核心部件，它包括以實現(xiàn)各種功能控制為目標的單元控制機、實現(xiàn)車輛控制的車輛控制機(列車控制機)和實現(xiàn)信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)。列車微機控制系統(tǒng)的發(fā)展過程從系統(tǒng)功能上來看經(jīng)歷了由單一的牽引控制到車輛(列車)控制，到現(xiàn)在的信息控制的階段；從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上來看，列車微機控制系統(tǒng)從單機系統(tǒng)發(fā)展為多機系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)進入分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展階段。列車對微機控制系統(tǒng)的基本要求可以歸結(jié)為控制的實時性、系統(tǒng)的高可靠性、環(huán)境的強適應(yīng)性以及結(jié)構(gòu)的開放性和標準化。系統(tǒng)通過2層通信網(wǎng)絡(luò)將多個單元控制機組成一個完整的控制系統(tǒng)，而各類控制系統(tǒng)只是在通信網(wǎng)絡(luò)的使用、各單元控制機的結(jié)構(gòu)和功能以及子系統(tǒng)的組織有所不同，從而形成各種不同的控制系統(tǒng)。5.20試歸類說明城市軌道交通列車運行屏顯示的信息。駕駛模式下的屏幕顯示內(nèi)容主要是列車當前的狀態(tài)和當前的故障信息，在ATO模式下運行時，包含網(wǎng)壓、實時速度、推薦速度、進出庫圖標、駕駛模式、自動折返圖標、門釋放信號圖標、緊急制動圖標、空轉(zhuǎn)/滑行、距停車點距離、建議速度、列車駕駛狀態(tài)(如：牽引、惰行、制動)等，這些信息由列車信息系統(tǒng)提供信號，顯示屏通過調(diào)用數(shù)據(jù)庫進行顯示。檢修模式下的顯示內(nèi)容主要是列車發(fā)生的故障或信息的記錄，包括故障或信息的發(fā)生和消失以及發(fā)生故障時一些相關(guān)的參數(shù)即背景參數(shù)。列車從正線進入庫內(nèi)的過程中，需要轉(zhuǎn)換成RM模式。在離開正線之前，顯示屏會提醒駕駛員按下“RM”按鈕。進入RM模式，列車才能夠進庫。習題6一、判斷題（對的在括號中打“√”，錯的打“×”）6.1-6.6×√√√√√二、填空題6.7駕駛室側(cè)門駕駛室后端門緊急疏散門6.8客室電動塞拉式車門客室氣動塞拉式車門6.9扶手欄桿防滑漆6.10車輛風源調(diào)壓器風缸氣路控制閥空氣管組成6.11開/關(guān)門開/關(guān)車門的二次緩沖