電力牽引控制系統(tǒng)主觀題

電力牽引控制系統(tǒng)115.

主電路設(shè)計時要考慮（

電機連接與激磁方式、電機的供電方式、整流線路、調(diào)速方式、電氣制動方式

）五方面的因素16.

機車牽引特性是指（

機車牽引力

）與（

機車速度

）關(guān)系曲線17.

要改變電機勵磁繞組電流實現(xiàn)磁場削弱調(diào)速重要有（

電阻分路法

）、（

晶閘管分路法

）兩種方法18.

機車制動特性是指（

制動力

）與（

速度

）關(guān)系曲線19.

機車牽引限制涉及最大速度限制、電機的安全換向限制、粘著限制、電機最大電樞電流限制20.

機車制動限制涉及最大速度限制、電機的安全換向限制、粘著限制、電機最大制動電流限制、最大勵磁電流限制21.

電阻制動在低速時，制動力直線下降。為提高制動力，可采用（

加饋電阻制動

）、（

分級電阻制動

）兩種方法22.

機車主電路保護重要有短路、過載、接地、過壓保護23.

機車輔助電路重要分

直流

輔助電路和

交流

輔助電路兩大類24.

主電路設(shè)計時要考慮那幾方面的因素？參考答案：

五個方面的考慮①電機連接與激磁方式；②電機的供電方式；③整流線路；④調(diào)速方式；⑤電氣制動方式

25.

交直型電力機車采用最是那種勵磁方式?串聯(lián)還是并聯(lián)?參考答案：

交直機車多采用串勵勵磁方式，也有機車采用復(fù)勵勵磁方式。與并勵電機相比，串勵電機起動力矩大、恒功性能好，但是其防空轉(zhuǎn)較差；電機多采用并聯(lián)方式，只有8K機車采用電機串聯(lián)方式。電機并聯(lián)與串聯(lián)相比有更好的防空轉(zhuǎn)能力，且一個電機故障時對牽引力影響較小，但是其電器線路設(shè)備較為復(fù)雜，且因輪徑差和性能差引起的負載分派不均勻較大。26.

交直型機車的調(diào)速過程是先調(diào)壓弱磁,為什么要先弱磁?參考答案：

交直機車先進行調(diào)壓調(diào)節(jié)器速，到額電壓時，保持電壓不變，再進行弱磁調(diào)速。機車牽引時，一方面要速度控制，同時也要牽引力。電機的轉(zhuǎn)矩為：

假如先開始弱磁，意味著在大要得到同樣的牽引力，要更大的電樞電流，這是不經(jīng)濟的。所以要滿磁場工作，在調(diào)壓到額定電壓之后，電樞電流沒有達成額定值前采用弱磁調(diào)速方式。27.

什么是空轉(zhuǎn)？其危害是什么?如何檢測和防護?參考答案：

定義：是牽引時，牽引力大于粘著力，輕軌發(fā)生相對滑動的現(xiàn)象。危害：牽引急劇減小，輪軌間發(fā)生磨損。檢測:①ΔId②ΔV③綜合ΔV、ΔV/Δt和ΔV2/dt2防護：1.撒砂2.減載3.停車

軸重轉(zhuǎn)移是如何生產(chǎn)的?為什么進行軸重補償?參考答案：

軸重補償是由于機車的輕周牽引力與車鉤的阻力不地同一直線上，有一個轉(zhuǎn)矩，使前轉(zhuǎn)向架軸重減少，后轉(zhuǎn)向架軸重增長。軸重轉(zhuǎn)移也許使前轉(zhuǎn)向架容易空轉(zhuǎn)，后轉(zhuǎn)向架粘差重量又不充足，整個機車的粘著重量運用不充足。軸重補償是使前轉(zhuǎn)向架的牽引電流減小，后轉(zhuǎn)向架牽引電流增大，整車的粘著運用更充足，能發(fā)揮機車的牽引力。29.

牽引和制動特性分別重要有那些限制?參考答案：

牽引特性是指牽引力與速度關(guān)系曲線;制動特性是指制動力與速度關(guān)系曲線。牽引和制動特性都有一定的限制曲線,只有在限制曲線范圍工作才是安全的。牽引限制：①最大速度限制－機車結(jié)構(gòu)速度；②電機的安全換向限制－ＶＩ為常數(shù)，否則環(huán)火或火花；③粘著限制－牽引力大于最大值時空轉(zhuǎn)；④電機最大電流限制－電構(gòu)電流大于額定值時發(fā)熱。制動限制：①最在勵磁電流限制-If過大，勵磁繞組發(fā)熱磁路飽和，②粘著限制曲線-機車制動力大于粘著力時，導(dǎo)致打滑，喪失制動力。③最大制動電流限制-電樞電流和制動電阻最大電流不能超過最大值，一般是制動電阻電流限制先起作用；④牽引電機的安全換向限制-環(huán)火或火花；⑤機車結(jié)構(gòu)速度限制-機械強度限制30.

空轉(zhuǎn)與機械特性軟硬的關(guān)系統(tǒng)如何?畫出恒流控制、恒壓控制和恒速控制機械特性，并比較其空轉(zhuǎn)的難易度。參考答案：

速度隨牽引力變化較小的機械特性叫硬特性,反之是軟特性。機械特性越硬防空轉(zhuǎn)能力越強，反之越弱。

由此可分析：恒流控制最軟件，恒速控制最硬,恒壓控制處在兩都之間,因此恒流控制最容易空轉(zhuǎn)，恒壓控制次之，恒速控制最不容易發(fā)生空轉(zhuǎn)。31.

分析電阻制動原理，說明為什么低速時采用分級電阻制動可以提高制動力？參考答案：電阻制動時，牽引電機由串勵電動機變?yōu)樗鼊畎l(fā)電機。

因此有制動電流和制動力矩。將動能轉(zhuǎn)化為電能同時產(chǎn)生了制動力矩。低速時，勵磁電流達成額定值，由公式可知：制動力電阻減小時，制動電流成反比增大，制動轉(zhuǎn)矩也增大.32.

交直型機車再生制動有何缺陷?交直交機再生制動也有這個缺陷?參考答案：

交直型電力機車再生制動缺陷有：①功率因數(shù)低，②諧波干擾電流大;③容易發(fā)生再生顛覆,對觸發(fā)信號的可靠性規(guī)定高;④控制復(fù)雜⑤對線路規(guī)定較高。最重要的局限性是功率因數(shù)低和諧波電流大，交直交電力機車采用四象限脈沖整流器供電,其功率因數(shù)接近為1,輸入電流按近為正弦,諧波電流很小。33.

機車保護重要有那幾類?為什么要設(shè)保護?參考答案：

保護種類：短路、過載、接地和過壓保護。保護理由：主電路電氣設(shè)備在短路、過載、接地和過壓故障發(fā)生時，不至發(fā)生損壞或者減少損壞。34.

輔助電路的功能是什么?參考答案：

①直流輔助電路供車上電器控制和電子控制的直流電源。①交流輔助電路供車上空壓機、通風(fēng)機、油泵電機、空調(diào)的三相交流電源。①客車供電輔助電路供客車用電的DC600V直流電源。第二次作業(yè)1.

無功功率有何危害?

①增大電網(wǎng)電壓降；②增長電網(wǎng)損耗；③減少電網(wǎng)和電氣設(shè)備的運用率。對機車而言，電網(wǎng)電壓低，機車牽引力不能充足發(fā)揮。2.

功率因數(shù)是如何定義的？電流畸變系數(shù)？前提假設(shè)：電網(wǎng)電壓無畸變?yōu)檎也ā＃ǘ娋W(wǎng)電流為非正弦波）功率因數(shù)：

3.

在內(nèi)一坐標(biāo)系畫出半控制橋、全控橋、二段橋和三段橋PF與輸出電壓的關(guān)系參考答案：

抱負情況：①電機串聯(lián)電感無窮大，電樞電流平直；②換相過程瞬時完畢，不存在換相重迭角。各種整流橋功率因數(shù)與輸出電壓的關(guān)系如圖所示，其中三段橋功率因數(shù)曲線由二段橋和四段橋功數(shù)因數(shù)曲線的一部分構(gòu)成。1/2電壓之下與二段橋同樣，1/2以上與四段橋同樣。4.

等效干擾電流是如何定義的?參考答案：

等效干擾電流

分析濾波器濾波和無功補償?shù)脑韰⒖即鸢福?/p>

機車采用單調(diào)諧，其實現(xiàn)的功能有?濾除諧波電流?補償無功功率諧波原理

對單調(diào)諧電路，諧振頻率設(shè)計在n次諧點附近，因此:

接近為０,

諧濾電流幾乎所有流入濾波支路，起到濾波作用

無功補償原理對基波電流，濾波支電路阻抗：

濾波支路對基波相稱于電容，可以向電網(wǎng)提供容性無功電流，補償機車產(chǎn)生的滯后無功。對n次諧波電流有：

6.

一牽引繞組額定電壓為800V,額定功率因數(shù)為0.8,采用單相半控制整流,電機額定功率為1.6MW,電機額定電壓為700V,設(shè)計一個3次PFC,諧振點設(shè)為2.8,功率因數(shù)補償?shù)?.9,求出PFC的C和L的大小.參考答案：

第三次作業(yè)3.

數(shù)字式測量轉(zhuǎn)速的方法重要有（

測頻法

）和（

測周法

）4.

交直機車控制方法有恒壓控制、恒流控制、恒壓/恒流控制、特性控制5.

分析SS4機車四段橋調(diào)壓過程并畫出每段工作時的電壓波形。參考答案：

分四段工作。第一段：0-1/4Ud0第二段：1/4Ud0-1/2Ud0第三段：1/2Ud0-3/4Ud0第四段：3/4Ud0-Ud06.

分析8K機車調(diào)壓過程及無級弱磁的原理。

第一段：PC橋逐級滿開放,電壓0-450V第二段:PC橋滿開放,PM橋逐級滿開放,電壓由450V-900V。在此期間電網(wǎng)增高壓，要保持電壓一不超過900V,采用PC橋調(diào)節(jié)。弱磁過程：電壓與正半周時，T21和D241導(dǎo)通，在相應(yīng)的α角前電樞電流所有流過磁場分路電阻的勵磁繞組，在α角之后觸發(fā)T243,電樞電流由T243流到T241,勵磁繞組的電流在續(xù)流回路流動。續(xù)流回路有兩個：其一是勵磁繞組與Rsh組成的電路，另一個是勵磁繞組與T243和D242組成的電路。負半周。

7.

交流電流互感器是如何檢測整流器的電流的?參考答案：8.

數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量的兩種原理是什么?各實用于那種情況?

數(shù)字式轉(zhuǎn)速信號有輸出頻率，正比于轉(zhuǎn)速。測量轉(zhuǎn)速方法有兩種：測周法：測量信號的周期(寬度)，乘上由一周內(nèi)的脈沖數(shù)得到轉(zhuǎn)動一周所要的時間,從而計算到轉(zhuǎn)速。測周法適合于低頻時，周期大，精度高。測頻法：測量在一定期間內(nèi)通的脈沖數(shù)，從而得到信號的頻率，計算到信號的周期，同樣可算出轉(zhuǎn)動一周所要時間，得到轉(zhuǎn)速。測頻法適合于高頻時，頻率高，精度高。9.

分析霍爾傳感器檢測電流的原理.參考答案：

問題:1、i與B間受到磁化曲性飽和的影響,存在非線性;2、KH隨溫度影響較大，容易產(chǎn)生溫漂。因此，直檢式通常只用于精度規(guī)定不高的場合，其成本也較低。10.

給定積分器的功能是什么?分析6G機車的給定積分的原理.參考答案：

功能：將手柄指令指令緩慢上升到指令值，減少起動過程中電流上升速度，提高舒適度，減少電和機械沖擊.11.

畫出比例積分(PI)調(diào)節(jié)器的原理圖,并說明其PI在控制系統(tǒng)中的作用。參考答案：

功能：根據(jù)給定信號和輸出的差通過比例和積分生成控制量，控制輸出，使其按指令值變化。12.

說明特性控制器的功能,畫出特性控制器曲線,并分析電路生成原理。參考答案：

13.

說明連續(xù)控制器的功能，分析6G機車連續(xù)控制器的原理。參考答案：

功能：將調(diào)節(jié)器輸出的控制量生成多段橋連續(xù)的移相控制量。

14.

說明水平比較器的功能，分析水平比較器的原理。參考答案：

功能：比較兩個信號的大小，有強的抗干擾能力，可以防止比較點處的振蕩.

15.

分析交直流迭加移相電路的原理參考答案：當(dāng)Usc+Uc>0時，T開通，無脈沖；當(dāng)Usc+Uc>=0時，關(guān)斷，輸出相應(yīng)控制角的脈沖。當(dāng)控制電壓Uc

由同步信號usr的負最大值到正最大值變化時，控制角由180o到0o變化。

16.

分析鋸齒波移相原理.參考答案：17.

說明功放電路的功能，并畫出其典型應(yīng)用電路,分析其原理.參考答案：

功能：對脈沖邏輯信號放大，通過脈沖變壓器控制主電路晶閘管開通。

第四次作業(yè)1.

交流異步電機調(diào)速控制方法重要有（

）、（

）、（

）滑差控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制2.

畫出交直電傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并說明其調(diào)節(jié)過程參考答案：

圖是一個電流控制的二段橋交直機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,手柄指令通過給定積分后,生成實際的電流指令,電流指與電流反饋量相減后差進入PI調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)器的輸出控制量Uc,再通過連續(xù)控制器生成兩段橋的移相信號,移相信號通過觸發(fā)電路去生成整流橋的觸發(fā)信號,實現(xiàn)控制角的控制。通過控制角的變化，控制輸出電壓的大小從而實現(xiàn)輸出電流的控制。當(dāng)輸出小于指令值時，PI調(diào)節(jié)器的輸出會增長，減小控制角，從而增大輸出電壓，輸出電流也增大；反之假如輸出時大于指令值時，通過閉環(huán)控制使輸出減小。最終調(diào)節(jié)結(jié)果是輸出量與指令相等。3.

交直機車控制方法有那些？參考答案：

恒壓控制SS1恒流控制6G：恒壓/恒流控制SS4原型特性控制8k、SS4改4.

分析SS4機車控制系統(tǒng)的工作原理參考答案：

略5.

與交直型機車直流傳動相比,交直交機交流傳動有何優(yōu)點?參考答案：

與交直機車相比，交直交機車有如下優(yōu)點：?采用四象限脈沖電整流器ü?fàn)恳椭苿訒r功率因數(shù)接近為１；ü輸入電流波形近正弦波，等效電流小。克服了交直機車牽引和再生制動時功率因數(shù)低、諧波電流大的問題。?采用交流異步感應(yīng)電機牽引ü調(diào)速平滑，范圍寬；ü體積小、功率大；ü無換器，維修成本低；ü特性硬，防空轉(zhuǎn)性能好?？朔私恢睓C車電機功率密度小和維護量大的問題。此外交直交機車牽引和制動時工況轉(zhuǎn)換、列車運營方向轉(zhuǎn)換時，主電路不做任何切換，這樣了也簡化了主電路結(jié)構(gòu)。6.

畫出交流機車電傳動系統(tǒng)的構(gòu)成。參考答案：7.

牽引變壓器為什么要有大的漏抗?為什么要解藕?參考答案：

有大的漏抗因素：

①克制短路電流：大的漏感可克制牽引繞組短路時的電流值及其上升速度，減小短路電流對牽引變壓器的破壞作用。②四象限脈沖整流器需要：交直流變換是四象限脈沖整流器完畢的，要實現(xiàn)升壓和整流功能，在四象限脈沖整流器與交流輸入電源間必須有一個連接電感。③克制鐵芯飽和時的電流：變壓器合閘時會因暫態(tài)磁通與穩(wěn)態(tài)磁通疊加導(dǎo)致變壓器鐵芯飽和，四象限脈沖整流控制過程中會使輸入電流中存在直流分量，都會導(dǎo)致激磁電流增大。漏電感的電感值不受鐵心飽和影響，因此可克制鐵芯飽和時的激磁電流。解藕理由：

一臺牽引變壓器的牽引繞組通常是兩個以上，每個牽引繞組與一個四象限脈沖整流器相連，四象限脈沖整流器要對牽引繞組電流大小和相位進行控制，為了減小兩個整流器控制間的影響，實現(xiàn)控制上的穩(wěn)定，規(guī)定兩個牽引繞組沒有藕合或弱藕合，即實現(xiàn)退藕。8.

畫出四象整流器的原理圖,并說明其功能?參考答案