电力牵引控制系统1
15. 主电路设计时要考虑（）五方面的因素
参考答案：电机连接与激磁方式、电机的供电方式、整流线路、调速方式、电气制动方式16. 机车牵引特性是指（）与（）关系曲线
参考答案：
机车牵引力、机车速度
17. 要改变电机励磁绕组电流实现磁场削弱调速主要有（）、（）两种方法
参考答案：
电阻分路法、晶闸管分路法
18. 机车制动特性是指（）与（）关系曲线
参考答案：
制动力、速度
19. 机车牵引限制包括（）、（）、（）、（）
参考答案：
最大速度限制、电机的安全换向限制、粘着限制、电机最大电枢电流限制
20. 机车制动限制包括（）、（）、（）、（）、（）
参考答案：
最大速度限制、电机的安全换向限制、粘着限制、电机最大制动电流限制、最大励磁电流限制
21. 电阻制动在低速时，制动力直线下降。为提高制动力，可采用（）、（）两种方法
参考答案：
加馈电阻制动、分级电阻制动
22. 机车主电路保护主要有（）、（）、（）和（）保护
参考答案：
短路、过载、接地、过压
23. 机车辅助电路主要分（）辅助电路和（）辅助电路两大类
参考答案：直流、交流
24. 主电路设计时要考虑那几方面的因素？
参考答案：
五个方面的考虑
①电机连接与激磁方式；
②电机的供电方式；
③整流线路；
④调速方式；
⑤电气制动方式
25. 交直型电力机车采用最是那种励磁方式?串联还是并联?
参考答案：
交直机车多采用串励励磁方式，也有机车采用复励励磁方式。
与并励电机相比，串励电机起动力矩大、恒功性能好，但是其防空转较差；
电机多采用并联方式，只有8K机车采用电机串联方式。
电机并联与串联相比有更好的防空转能力，且一个电机故障时对牵引力影响较小，但是其电器线路设备较为复杂，且因轮径差和性能差引起的负载分配不均匀较大。
26. 交直型机车的调速过程是先调压弱磁,为何要先弱磁?
参考答案：
交直机车先进行调压调节器速，到额电压时，保持电压不变，再进行弱磁调速。
机车牵引时，一方面要速度控制，同时也要牵引力。
电机的转矩为：
如果先开始弱磁，意味着在大要得到同样的牵引力，要更大的电枢电流，这是不经济的。所以要满磁场工作，在调压到额定电压之后，电枢电流没有达到额定值前采用弱磁调速方式。
27. 什么是空转？其危害是什么?如何检测和防护?
参考答案：
定义：
是牵引时，牵引力大于粘着力，轻轨发生相对滑动的现象。
危害：
牵引急剧减小，轮轨间发生磨损。
检测:
①ΔId
②ΔV
③综合ΔV、ΔV/Δt和ΔV2/dt2
防护：
1.撒砂
2.减载
3.停车
28. 轴重转移是如何生产的?为何进行轴重补偿?
参考答案：
轴重补偿是因为机车的轻周牵引力与车钩的阻力不地同一直线上，有一个转矩，使前转向架轴重减少，后转向架轴重增加。
轴重转移可能使前转向架容易空转，后转向架粘差重量又不充分，整个机车的粘着重量利用不充分。轴重补偿是使前转向架的牵引电流减小，后转向架牵引电流增大，整车的粘着利用更充分，能发挥机车的牵引力。
29. 牵引和制动特性分别主要有那些限制?
参考答案：
牵引特性是指牵引力与速度关系曲线;制动特性是指制动力与速度关系曲线。牵引和制动特性都有一定的限制曲线,只有在限制曲线范围工作才是安全的。
牵引限制：
①最大速度限制－机车结构速度；
②电机的安全换向限制－ＶＩ为常数，否则环火或火花；
③粘着限制－牵引力大于最大值时空转；
④电机最大电流限制－电构电流大于额定值时发热。
制动限制：
①最在励磁电流限制-If过大，励磁绕组发热磁路饱和，
②粘着限制曲线-机车制动力大于粘着力时，导致打滑，丧失制动力。
③最大制动电流限制-电枢电流和制动电阻最大电流不能超过最大值，一般是制动电阻电流限制先起作用；
④牵引电机的安全换向限制-环火或火花；
⑤机车结构速度限制-机械强度限制
30. 空转与机械特性软硬的关系统如何?画出恒流控制、恒压控制和恒速控制机械特性，并比较其空转的难易度。
参考答案：
速度随牵引力变化较小的机械特性叫硬特性,反之是软特性。
机械特性越硬防空转能力越强，反之越弱。
由此可分析：恒流控制最软件，恒速控制最硬,恒压控制处于两都之间,因此恒流控制最容易空转，恒压控制次之，恒速控制最不容易发生空转。
31. 分析电阻制动原理，说明为何低速时采用分级电阻制动可以提高制动力？
参考答案：
电阻制动时，牵引电机由串励电动机变为它励发电机。
因此有制动电流和制动力矩。将动能转化为电能同时产生了制动力矩。
低速时，励磁电流达到额定值，由公式可知：制动力电阻减小时，制动电流成反比增大，制动转矩也增大.
32. 交直型机车再生制动有何缺点?交直交机再生制动也有这个缺点?
参考答案：
交直型电力机车再生制动缺点有：
①功率因数低，
②谐波干扰电流大;
③容易发生再生颠覆,对触发信号的可靠性要求高;
④控制复杂
⑤对线路要求较高。
最主要的不足是功率因数低和谐波电流大，交直交电力机车采用四象限脉冲整流器供电,其功率因数接近为1,输入电流按近为正弦,谐波电流很小。
33. 机车保护主要有那几类?为何要设保护?
参考答案：
保护种类：
短路、过载、接地和过压保护。
保护理由：
主电路电气设备在短路、过载、接地和过压故障发生时，不至发生损坏或者减少损坏。34. 辅助电路的功能是什么?
参考答案：①直流辅助电路
供车上电器控制和电子控制的直流电源。
①交流辅助电路
供车上空压机、通风机、油泵电机、空调的三相交流电源。
①客车供电辅助电路
供客车用电的DC600V直流电源。
.. . … 目录 1. 概述 (1) 1.1 电力牵引的特点 (1) 2. 电力机车的传动方式 (2) 2.1 直-直流传动 (2) 2.2 交-直流传动 (3) 2.3 直-交流传动 (3) 2.4 交-直-交流传动 (3) 3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4) 3.1 交-直传动技术的发展 (4) 3.2 交流传动技术的发展 (5) 4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6) 5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)
1.概述 1.1电力牵引的特点 电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面： 1、电力机车的功率大 燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）燃机车的牵引能力。由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极提高了线路的通过能力和输送能力。 2、电力机车的效率高 由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比燃牵引高得多。由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。而燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。 3、电力机车的过载能力强 机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。 4、电力机车的运营费用较低
国内外电力牵引传动与控制技术的现状与发展 交通设备1003班叶文斌宋文强卢志文康杨 摘要： 始于上世纪70年代初的交流电传动技术已经从晶闸管技术发展到GTO技术。交流电传动技术的不断成熟，使其真正成为所有新机车动车的标准。在最近几年中实现了IGBT取代GTO晶闸管的重要技术转型。作为最新进步，该技术转型现在还涵盖了大功率应用范围。德国铁路公司新型的BR189 四电流制电力机车最早将该项革新技术应用于极限功率范围。我国电力牵引技术在不断引进和消化吸收国外先进技术的同时，自主创新，也取得了长足的进步。 关键词：电力牵引传动晶闸管 GTO技术 IGBT技术 IGCT技术直直传动交 直传动交直交传动 Abstract: Starting at beginning of the seventies of the last century the three-phase ac drive technology was developed from Thyristor Technology to GTO technology .With its high maturity three-phase ac drive technology has become the standard for practically all new vehicles .During the last years the replacement of GTO-Thyristors by IGBTs (insulated gate bipolar transistor) was carried out as another important technology change. Now as the last step this technology change also covers the high power applications. The new class 189 four-systems locomotive of German Rail (DB AG) forms the leading application for this innovation in the high power range. Electric traction technologies in China continue to introduce and absorb advanced foreign technology, independent innovation, have also made great progress. Key words:Electric traction drive thyristor GTO technology IGBT technology IGCT technology DC-DC drive technology AC-DC drive technology AC-DC-AC drive technology 引言 铁道牵引电传动技术是牵引动力设备的核心技术，其发展目标一直是致力于改善机车牵引和电制动性能，提高运用可靠性和能源的有效利用率，减少对环境的影响，降低运营成本，更好地满足铁路运输市场的需求。自上世纪50年代末，我国第1台干线电力机车问世至今，我国机车电传动技术随着电力电子和功率电力电子器件技术的发展和应用，经历了从第1代SS 1型电力机车的低压侧调压开关调幅式的有级调压调速技术，到第2代的SS3型电力机车调压开关分级与级间晶闸管相控平滑调压相结合的调压调速技术，再到第3代的SS4～SS9型电力机车的多段桥晶闸管相控无级平滑调压调速技术，直到全新一代的“和谐”型交流传动机车的跨越式发展历程。电传动技术与功率电力电子器件技术紧密相关。一代功率电力电子器件，产生一代牵引设备。只有在GTO、IGBT等全控型大功率电力电子器件及先进的控制技术出现后，才真正确立了现代交流传动技术的优势，使机车电传动技术发生了根本变革，由直流传动向交流传动转变。 国外技术发展 现代电力电子技术的迅猛发展，新型电力电子器件不断问世为交流传动奠定
电力牵引控制系统1 15. 主电路设计时要考虑（）五方面的因素 参考答案：电机连接与激磁方式、电机的供电方式、整流线路、调速方式、电气制动方式16. 机车牵引特性是指（）与（）关系曲线 参考答案： 机车牵引力、机车速度 17. 要改变电机励磁绕组电流实现磁场削弱调速主要有（）、（）两种方法 参考答案： 电阻分路法、晶闸管分路法 18. 机车制动特性是指（）与（）关系曲线 参考答案： 制动力、速度 19. 机车牵引限制包括（）、（）、（）、（） 参考答案： 最大速度限制、电机的安全换向限制、粘着限制、电机最大电枢电流限制 20. 机车制动限制包括（）、（）、（）、（）、（） 参考答案： 最大速度限制、电机的安全换向限制、粘着限制、电机最大制动电流限制、最大励磁电流限制 21. 电阻制动在低速时，制动力直线下降。为提高制动力，可采用（）、（）两种方法 参考答案： 加馈电阻制动、分级电阻制动 22. 机车主电路保护主要有（）、（）、（）和（）保护 参考答案： 短路、过载、接地、过压 23. 机车辅助电路主要分（）辅助电路和（）辅助电路两大类 参考答案：直流、交流 24. 主电路设计时要考虑那几方面的因素？ 参考答案： 五个方面的考虑 ①电机连接与激磁方式； ②电机的供电方式； ③整流线路； ④调速方式； ⑤电气制动方式 25. 交直型电力机车采用最是那种励磁方式?串联还是并联? 参考答案： 交直机车多采用串励励磁方式，也有机车采用复励励磁方式。 与并励电机相比，串励电机起动力矩大、恒功性能好，但是其防空转较差； 电机多采用并联方式，只有8K机车采用电机串联方式。 电机并联与串联相比有更好的防空转能力，且一个电机故障时对牵引力影响较小，但是其电器线路设备较为复杂，且因轮径差和性能差引起的负载分配不均匀较大。
电力机车与牵引传动整体认知 一、填空题 1、目前世界各国电气化铁道大部分已采用单相工频交流制电力牵引供电系统， 接触网供电电压______千伏。 2、我国已形成了 4、6、8 轴的______系列的电力机车型谱，仅株州电力机车厂 一家生产总台量到2001年底已达2893台。 3、交流电机简单可靠，具有良好的防空转性能、______特性和制动特性。 4、从整台机车来说，电力机车的轮周功率最高已达______KW以上，内燃机车最 高功率为4800KW（柴油机功率，若折算到机车轮周，则还要降低20％～30％）。 5、客运电力机车运行速度已可达到 250KM/H，货运电力机车也可达到______ KM/H，随着新型电力机车的不断出现，机车运行速度将进一步提高。 6、蒸汽机车的平均热效率为 8～10％，内燃机车的平均效率为 25％左右。电力 机车本身的效率是很高的，但考虑到整个电力牵引系统，其平均效率则______， 它与供电系统的电能来源有关，在由水力发电站供电的情况下，电力牵引的效率 可达到60.70％。 7、自给式机车的过载能力要受两方面的限制，一方面受机车发动机过载能力的 限制，另一方面又受机车所带的能量装置过载能力的限制。对于______电力机车，其能量是来自较强大的供电系统，因而机车的过载能力是较高的。 8、由于______整备作业少，宜于长交路行驶，这样就可以减少机务段的数目， 如我国宝成铁路使用蒸汽机车牵引时，全线共有四个机务段，电气化后仅设有两 个机务段，而且乘务人员和使用的机车台数也相应减少，使劳动生产率大大提高。 9、电力牵引的能源可以来自多方面，因而实行电力牵引可以合理的利用能源， 特别是可以利用丰富而廉价的______和天然气资源，即使由火力发电站供电，发 电站也可以使用质量较差的煤作燃料，蒸汽机车则要消耗______。 10、发展电力牵引是整个国民经济电气化的一个组成部分，对城乡及其它部门的 电气化，也有一定的推动作用。特别是在一些发展中国家，农村电气化程度较低，使用电力牵引后，就使沿线农村可以方便地修建电网，促进了城乡的______。 二、选择题 1、客货两用电力机车：用来牵引旅客或货物列车。其牵引力和速度（）。 A、牵引力不大，运行速度高 B、牵引力大，速度不高 C、速度和牵引力均较低 D、介于客、货电力机车之间 2、据 1996 年有关资料统计，全世界已有电气化铁路万( )KM，在经济发达 国家, 电气化铁路占铁路营业里程的比重一般都已达到 35％~60％以上,承担 的铁路运量所占比重已超过60％~90％以上，所以铁道电气化为许多国家作为
电力传动控制系统——运动控制系统 （习题解答） 第 1 章电力传动控制系统的基本结构与组成.......... 第 2 章电力传动系统的模型................. 第 3 章直流传动控制系统................... 第 4 章交流传动控制系统................... 第 5 章电力传动控制系统的分析与设计* ............ 错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签错误!未定义书签
第1章电力传动控制系统的基本结构与组成 1.根据电力传动控制系统的基本结构，简述电力传动控制系统的基本原理和共性问题。 答：电力传动是以电动机作为原动机拖动生产机械运动的一种传动方式，由于电力传输和变换的便利，使电力传动成为现代生产机械的主要动力装置。电力传动控制系统的基本结构如图1-1所示，一般由电源、变流器、电动机、控制器、传感器和生产机械（负载）组成。 控制指令 图1-1电力传动控制系统的基本结构 电力传动控制系统的基本工作原理是，根据输入的控制指令（比如：速度或位置指令），与传感器采集的系统检测信号（速度、位置、电流和电压等），经过一定的处理给出相应的反馈控制信号，控制器按一定的控制算法或策略输出相应的控制信号，控制变流器改变输入到电动机的电源电压、频率等，使电动机改变转速或位置，再由电动机驱动生产机械按照相应的控制要求运动，故又称为运动控制系统。 虽然电力传动控制系统种类繁多，但根据图1-1所示的系统基本结构，可以归纳出研发或应用电力传动控制系统所需解决的共性问题： 1）电动机的选择。电力传动系统能否经济可靠地运行，正确选择驱动生产 机械运动的电动机至关重要。应根据生产工艺和设备对驱动的要求，选择合适的电动机的种类及额定参数、绝缘等级等，然后通过分析电动机的发热和冷却、工作制、过载能力等进行电动机容量的校验。 2）变流技术研究。电动机的控制是通过改变其供电电源来实现的，如直流 电动机的正反转控制需要改变其电枢电压或励磁电压的方向，而调速需要改变电 枢电压或励磁电流的大小；交流电动机的调速需要改变其电源的电压和频率等，因此，变流技术是实现电力传动系统的核心技术之一。 3）系统的状态检测方法。状态检测是构成系统反馈的关键，根据反馈控制 原理，需要实时检测电力传动控制系统的各种状态，如电压、电流、频率、相位、 磁链、转矩、转速或位置等。因此，研究系统状态检测和观测方法是提高其控制
目录 1. 概述 (1) 1.1 电力牵引的特点 (1) 2. 电力机车的传动方式 (2) 2.1 直-直流传动 (2) 2.2 交-直流传动 (3) 2.3 直-交流传动 (3) 2.4 交-直-交流传动 (4) 3. 我国机车电传动技术的发展与现状 (4) 3.1 交-直传动技术的发展 (4) 3.2 交流传动技术的发展 (5) 4. 动车组的牵引传动系统的现状 (6) 5. 电力牵引传动系统网侧原理图 (8)
1.概述 1.1电力牵引的特点 电力机车属非自带能源式机车，电力牵引具有一系列内燃牵引所不及的优越性，表现在以下几方面： 1、电力机车的功率大 内燃机车功率受到柴油机本身容量、尺寸和重量的限制，故机车功率不能过大。而电力机车不受上述条件的限制，机车功率（或单位重量功率）要大得多，目前轴功率已达1000kW（若交流牵引电动机可达1600kW）。一台电力机车的牵引能力相当于1.5台（或更多一些）内燃机车的牵引能力。由于电力机车功率大、起动快、允许速度高，所以能够多拉快跑，极大地提高了线路的通过能力和输送能力。 2、电力机车的效率高 由于电力牵引所需的电能是由发电厂（或电站）集中产生，因此燃料的利用率要比内燃牵引高得多。由火电厂供电的电力牵引的效率高达35%，由水电站供电的电力牵引则更高，可达60%以上。而内燃牵引的效率约为25%左右，而且柴油价格较贵，有燃烧排放污染。 3、电力机车的过载能力强 机车在起动列车或牵引列车通过限制坡道时，其过载能力具有很大的意义。由于电力机车的过载能力不会受到能源供给的限制，而牵引电动机的短时过载能力总是比较大。因此，电力机车所需的起动加速时间一般约为内燃机车的1/2，从而能够提高列车速度。 4、电力机车的运营费用较低 （1）功率大、起动快、运行速度高、过载能力强、可以多拉快跑； （2）整备距离长、适合于长交路，提高了机车的利用率； （3）检修周期长、日常维护保养工作量也小。 一般情况下，电力牵引的运营费用比内燃牵引要低15%左右。 此外，由于电力机车运行过程中不污染环境，对于大型铁路枢纽站及隧道长
2014—2015 学年第二学期期末考试 课程名称：电力传动控制系统 开 卷 B 卷 120分钟 一、选择题（共20分，每题2分） 1、直流P W M 变换器—电动机系统与晶闸管—电动机系统相比， B 。 A 、前者调速范围宽但谐波大 B 、前者调速范围宽且谐波少 C 、后者调整范围宽但谐波大 2、静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率 A 。 A 、越小 B 、越大 C 、不变 3、在可逆直流调速系统当中，抑制瞬时脉动环流的措施为 A 。 A 、采用均衡电抗器 B 、采用平波电抗器 C 、采用α=β配合控制 4、带比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为 A 。 A 、零 B 、大于零的定值 C 、保持原先的值不变 5、无静差调速系统的PI 调节器中P 部份的作用是 B 。 A 、消除稳态误差 B 、加快动态响应 C 、既消除稳态误差又加快动态响应 6、转速、电流双闭环调速系统中，在恒流升速阶段时，两个调节器的状态是 A 。 A 、ASR 饱和、ACR 不饱和 B 、ACR 饱和、ASR 不饱和 C 、ASR 和ACR 都饱和 7、控制系统能够正常运行的首要条件是 B 。 A 、准确性 B 、稳定性 C 、快速性 8、在直流电机调速系统中，系统无法抑制 B 的扰动。 A 、电网电压 B 、电机励磁电压变化 C 、运算放大器参数变化 9、α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是 C 。 A 、本组逆变阶段 B 、它组反接制动阶段 C 、它组逆变阶段 10、在转速、电流双闭环调速系统中，以下哪一项影响最大电流Idm 的设计 C 。 A 、运算放大器 B 、稳压电源 C 、 电动机允许的过载能力 二、判断题（共20分，每题2分） 1、双闭环调速系统中，给定信号* n U 不变，增加转速反馈系数α，系统稳定运行时转速反馈电压n U 不变。 （ 对 ） 2、I 型系统工程最佳参数是指参数关系选用 K=1/（2T ）或ξ=0.707。 （ 对）
《牵引供电系统》复习题（本科） 一、填空题 1、内燃机车是以柴油为燃料，利用柴油发电机-电动机组牵引列车，效率比蒸汽机车高。 2、电力系统是指发电 , 送电 , 变电 , 和用电组成的整体。 3、电力网简称电网。由输电线路、配电线路、变电所组成。 4、输电线路的作用是输送电能，其特点是电压较高、线路较长。 5、配电线路的作用是分配电能，其特点是电压较低、线路较短。 6、变电所分为枢纽变电所、地区变电所、用户变电所三种。 7、变电所除具有变换电压的作用外,还具有集中电能,分配电能和控制电能以及调整电压的作用。 8、牵引供电是指拖动车辆运输所需电能的供电形式。 9、工频单相交流牵引供电系统主要由牵引变电所、牵引网两部分组成。 10、机车的额定电压为 25kv ，最高工作电压为 29kv ，最低工作电压为 20kv 。 11、工频单相交流电力机车是功率很大的单相负荷，会影响到三相电力系统的对称性。 12、根据所采用的变压器的类型不同，牵引变电所通常又分为单相牵引变电所、三相变电所、三相-两相变电所三种。 13、为减小操作过电压对变压器绕组绝缘的威协，在变压器送电和停电的瞬间必须合上中性点接地隔离开关。 14、为了经济合理地选择牵引变压器容量，计算分确定计算容量、确定校核容量、安装容量三个步骤进行。 15、牵引网的电阻主要包括接触网的电阻、钢轨的电阻、大地回路的电阻。 16、牵引网阻抗是供电臂的电压损失、电能损失、短路计算的基本参数。 17、电气化铁道供电系统的主要任务是保证安全可靠地向电力机车供电。 18、牵引供电系统由于阻抗及负荷而导致供电电压降低，其降低的数值称为电压损失。 19、牵引负荷引起的电压损失主要由牵引网的电压损失、牵引变电所的电压损失两部分组成。
电气化铁路供电系统 试卷1一、单项选择题（在 每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其代码填入题干后的括号内。每小题1分，共20分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家（ ）电网供电。 （ ） A 超高压电网 B 区域电网 C 地方电网 D 高压电网 2．牵引网包括 （ ） A 馈电线、轨道和大地、回流线 B 馈电线、接触网、轨道和大地、回流线 C 馈电线、接触网、回流线 D 馈电线、接触网、电力机车、大地 3．通常把（ ）装置的完整工作系统称为电力系统。 （ ） A 发电、输电、变电、配电、用电 B 发电、输电、配电、用电 C 发电、输电、配电、 用电 D 发电、输电、用电 4．低频交流制牵引网供电电流频率有：（ ） （ ） A 50Hz 或25Hz B 30Hz 或50Hz C 2 163 Hz 或25Hz D 20Hz 或25Hz 5．单相结线牵引变电所牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达( )。 （ ） A 100% B 75.6% C 50% D 25% 6．牵引变压器采用阻抗匹配平衡变压器时，阻抗匹配系数等于1时， 且副边两负荷臂电流I I αβ=&&，原边三相电流（ ） （ ） A 平衡 B 无负序电流 C 对称 D 有零序电流 7．交流牵引网对沿线通信线的静电影响由（ ）所引起。 （ ） A 牵引网电流的交变磁场的电磁感应 B 牵引网电场的静电感应 C 牵引网电场的高频感应 D 牵引电流的高次谐波 8．牵引网导线的有效电阻0r r ξ=（0r 是直流电阻；ξ是有效系数）。对于
工频和牵引网中应用的截面不太大的铝、铜等非磁性导线，有效系数ξ（ ）。 （ ） A ξ≈1 B ξ≈2 C ξ≈3 D ξ≈4 9．以下不属于减少电分相的方法有（ ）。 （ ） A 采用单相变压器 B 区段内几个变电所采用同相供电 C 复线区段内采用变电所范围内同行同相，上、下行异相 D 采用直供+回流线供电方式 10．对于简单悬挂的单线牵引网，1z 、2z 和12z 分别表示接触网—地回路， 轨道—地回路的自阻抗及两回路的互阻抗，牵引网的等值单位阻抗z （ ）。 （ ） A 2 12 21 z z z - B 12212z z z z - C 12221 z z z z - D 212 12 z z z - 11．单链形悬挂的单线牵引网比简单悬挂相比多了一条（ ）。 （ ） A 承力索 B 接触网 C 回流线 D 加强导线 12．根据国家标准《铁道干线电力牵引交流电压标准》的规定，铁道干线 电力牵引变电所牵引侧母线上的额定电压为（ ）kV 。 ( ) A 27.5 B 25 C 20 D 19 13．牵引网的电压损失等于牵引变电所牵引侧母线电压与电力机车受电弓 上电压的 ( ) A 平方差 B 算数差 C 向量差 D 平均值 14．牵引网当量阻抗Z 为 ( ) A sin cos R X ??+ B cos sin R X ??+ C sin R X ?+ D cos R X ?+ 15．对于三相结线变压器，应以（ ）向轻负荷臂供电为宜。 （ ） A 任一相 B 引前相 C 滞后相 D 以上答案都不对 16．牵引供电系统的电能损失包括（ ）。 （ ） A 电力系统电能损失，牵引网电能损失 B 电力系统电能损失，牵引变电所电能损失 C 牵引网电能损失，牵引变电所电能损失 D 牵引变电所电能损失，馈线电能损失 17．按经济截面选择接触悬挂，如果增大导线截面引起的一次投资增量，
电力牵引控制系统主 观题
电力牵引控制系统1 15. 主电路设计时要考虑（电机连接与激磁方式、电机的供电方式、整流线路、调速方式、电气制动方式）五方面的因素 16. 机车牵引特性是指（机车牵引力）与（机车速度）关系曲线 17. 要改变电机励磁绕组电流实现磁场削弱调速主要有（电阻分路法）、（晶闸管分路法）两种方法 18. 机车制动特性是指（制动力）与（速度）关系曲线 19. 机车牵引限制包括最大速度限制、电机的安全换向限制、粘着限制、电机最大电枢电流限制 20. 机车制动限制包括最大速度限制、电机的安全换向限制、粘着限制、电机最大制动电流限制、最大励磁电流限制 21. 电阻制动在低速时，制动力直线下降。为提高制动力，可采用（加馈电阻制动）、（分级电阻制动）两种方法 22. 机车主电路保护主要有短路、过载、接地、过压保护 23. 机车辅助电路主要分直流辅助电路和交流辅助电路两大类 24. 主电路设计时要考虑那几方面的因素？ 参考答案： 五个方面的考虑 ①电机连接与激磁方式； ②电机的供电方式； ③整流线路；
④调速方式； ⑤电气制动方式 25. 交直型电力机车采用最是那种励磁方式?串联还是并联? 参考答案： 交直机车多采用串励励磁方式，也有机车采用复励励磁方式。 与并励电机相比，串励电机起动力矩大、恒功性能好，但是其防空转较差；电机多采用并联方式，只有8K机车采用电机串联方式。 电机并联与串联相比有更好的防空转能力，且一个电机故障时对牵引力影响较小，但是其电器线路设备较为复杂，且因轮径差和性能差引起的负载分配不均匀较大。 26. 交直型机车的调速过程是先调压弱磁,为何要先弱磁? 参考答案： 交直机车先进行调压调节器速，到额电压时，保持电压不变，再进行弱磁调速。 机车牵引时，一方面要速度控制，同时也要牵引力。 电机的转矩为： 如果先开始弱磁，意味着在大要得到同样的牵引力，要更大的电枢电流，这是不经济的。所以要满磁场工作，在调压到额定电压之后，电枢电流没有达到额定值前采用弱磁调速方式。 27. 什么是空转？其危害是什么?如何检测和防护? 参考答案：
1．转速电流双闭环调速系统中的两个调速器通常采用的控制方式是 A．PID B．PI C．P D．PD 2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率 A．越小B．越大C．不变D．不确定 3．下列异步电动机调速方法属于转差功率消耗型的调速系统是 A．降电压调速B．串级调速C．变极调速D．变压变频调速4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是 A．比例控制B．积分控制C．微分控制D．比例微分控制5．控制系统能够正常运行的首要条件是 A．抗扰性B．稳定性C．快速性D．准确性 6．在定性的分析闭环系统性能时，截止频率ωc越低,则系统的稳定精度 A．越高B．越低C．不变D．不确定 7．常用的数字滤波方法不包括 A．算术平均值滤波B．中值滤波 C．中值平均滤波D．几何平均值滤波 8．转速电流双闭环调速系统中电流调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 9．双闭环直流调速系统的起动过程中不包括 A.转速调节阶段 B.电流上升阶段 C.恒流升速阶段 D.电流下降阶段 11．下列不属于双闭环直流调速系统启动过程特点的是 A．饱和非线性控制B．转速超调 C．准时间最优控制D．饱和线性控制 12．下列交流异步电动机的调速方法中，应用最广的是 A．降电压调速B．变极对数调速 C．变压变频调速D．转子串电阻调速 13．SPWM技术中，调制波是频率和期望波相同的 A．正弦波B．方波C．等腰三角波D．锯齿波 14．下列不属于异步电动机动态数学模型特点的是 A．高阶B．低阶C．非线性D．强耦合 15．在微机数字控制系统的中断服务子程序中中断级别最高的是 A．故障保护B．PWM生成C．电流调节D．转速调节 16．比例微分的英文缩写是 A．PI B．PD C．VR D．PID 17．调速系统的静差率指标应以何时所能达到的数值为准 A．平均速度B．最高速C．最低速D．任意速度20．采用旋转编码器的数字测速方法不包括 A．M法B．T法C．M/T法D．F法 21．转速电流双闭环调速系统中转速调节器的英文缩写是 A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR 22．下列关于转速反馈闭环调速系统反馈控制基本规律的叙述中，错误的是A．只用比例放大器的反馈控制系统，其被调量仍是有静差的 B．反馈控制系统可以抑制不被反馈环节包围的前向通道上的扰动
电力牵引传动与控制第一章电力牵引传动与控制系统概述 一、系统组成与功用 1.①内燃机车电力传动与控制系统组成 ②电力机车电力传动与控制系统组成 2.机车理想牵引特性曲线 图1.2 牛马特性 理想特性要求：机车在运行时能经常利用其动力装置的额定功率.即：F·V=3.6η·N=const.
3.电传动装置的功用？ 图1.3 柴油机功率特性和扭矩特性 ①充分利用和发挥机车动力装置的功率； ②扩大机车牵引力F与速度V的调节范围； ③提高机车过载能力，解决列车起动问题； ④改善机车牵引控制性能。 Why要电传动：柴油机通过机械直接传动不能适应机车起动、过载、恒功等要求 二、系统分类 1.直-直电力传动系统 内燃或电力机车采用直流牵引发电机或直流电网直接向数台直流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①调速性能优良，系统简洁。 ②直流牵引电机造价较高，但可靠性、维护性相对较差。 ③受直流电机换向条件和机车限界、轴重等限制，主发电机单机功率受到限制。一般在2200KW以下。 ④车型：早期DF,DF2,DF3,ND1,ND2等
2.交-直电力传动系统 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流网及变压器，通过整流器向数台直流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①采用三相交流同步发电机，结构简单，可靠性高，重量轻，造价较低。 ②适用于大功率机车。 ③车型：DF4，DF5，DF7，DF11，ND4，ND5，SS3-SS9等。 3.交-直-交电力传动系统 内燃或电力机车采用交流牵引发电机或单相交流电网及变压器，经整流器将交流电变换成直流，再通过逆变器将直流电变换成频率和幅值按列车运行控制要求变化的交流电，向数台交流牵引电动机供电的传动方式。 特点： ①采用交流牵引电机，彻底克服了直-直系统的不足，重量轻，造价低，可靠性及维修性好 ②良好的粘着性能 ③适用于大功率 ④控制系统复杂 ⑤车型：DF4DAC,NJ1; DJ,DJ2,DJJ1,DJ4; HX、CRH系列等 三、发展历史与现状 1.大功率（内然）机车电力传动与液力传动两种主要传动方式的演变与发展 主要趋势：电力传动 2.电力传动形式的发展：直-直→交-直→交-直-交 发展趋势：大功率、电力牵引、交流传动
牵引供电系统简介 （丁为民） 一、系统功能 牵引供电系统的主要功能是：将地方电力系统的电源（交流电气化铁路： AC110 kV或AC220kV ，城市轨道交通：中心变电所AC220kV 或AC110kV →AC35 kV 环网）引入牵引供电系统的牵引变电所，通过牵引变压器变压为适合电力机车运行的电压制式（交流电气化铁路：AC25kV 或AC2×25kV ，城市轨道交通：DC750V 、DC1500V 或DC3000V ），向电力机车提供连续电能。 电力牵引负荷为一级负荷，引入牵引变电所的外部电源应为两回独力可靠的电源，并互为热备用，能够实现自动切换。 交流电气化铁路及城市轨道交通牵引供电系统简图分别如图1.1和图1.2所示。 图1.1 交流电气化铁路牵引供电系统
图1.2 城市轨道交通牵引供电系统 二、牵引网供电方式 1. 交流电气化铁路 交流电气化铁路牵引网供电方式大体上可分为三种：直接供电方式（包括带回流线的直接供电方式）、BT 供电方式和AT 供电方式。 （1）直接供电方式 直接供电方式又可分为不带回流线直接供电方式(图2.1 和带回流线的直接供电方式(图2.2 两种。 图2.1 不带回流线的直接供电方式
图2.2 带回流线的直接供电方式 不带回流线的直接供电方式在我国早期的电气化铁路中采用，机车电流完全通过钢轨和大地流回牵引变电所，牵引网本身不具备防干扰功能。在接地方面，每根支柱需单独接地（设接地极或通过火花间隙），或者通过架空地线实现集中接地（架空地线不与信号扼流圈中性点连接）。 带回流线的直接供电方式，机车电流一部分通过钢轨和大地流回牵引变电所（约70%），其余通过回流线流回牵引变电所（约30%）。由于流经接触网的电流和流经回流线的电流虽然大小不等，单方向相反，且安装高度比较接近，两者对铁路沿线通讯设施的电磁干扰影响趋于抵消，因此牵引网本身具备防干扰功能。在接地方面，接触网支柱通过回流线实现集中接地，回流线每隔一个闭塞分区通过吸上线（铝芯或铜芯电缆，常用VLV-70和2xVLV-150）与信号扼流圈中性点连接（吸上线间距3～4km ）。 （2） BT 供电方式 BT （Boost Transformer）供电方式又称吸流变压器供电方式，也是在我国早期电气化铁路中有采用，其主要目的是为了提高牵引网防干扰能力，但随着通讯线路电缆化和光缆化，防干扰矛盾越来越不突出，其生命力也已大大降低，该种供电
电力牵引供变电技术比赛试卷 一、判断题（每小题2分，共30分） 1．我国电气化铁道牵引变电所由国家区域电网供电。（√）2．超高压电网电压为220kv—500kv。（×）3．采用电力牵引的铁路称为电气化铁路。（√）4．我国电气化铁道牵引变电所供电电压的等级为110kv—220kv。（√）5．电力系的电压波动值：就是电压偏离额定值或平均值的电压差。（√）6．电力牵引的交流制就是牵引网供电电流为直流的电力牵引电流制（×）7．由于铁路电力牵引属于二级负荷，所以牵引变电所须由两路高压输电线供电。（×）8．单相结线牵引变电所的优点之一是：牵引变压器的容量利用率（额定输出容量与额定容量之比值）可达100%。（√）9．单相结线牵引变电所的优点之一是：对电力系统的负序影响最小。（×）10．我国电气化铁路采用工频单相25 kV交流制。（√）11．对于三相YN，dll结线牵引变压器当两供电臂负荷电流大小相等时，重负荷绕组的电流大约是轻负荷绕组的电流的3倍。（√）12．三相YN，d11结线牵引变电所的缺点之一是：不能供应牵引变电所自用电和地区三相电力。（×）13．斯科特结线牵引变电所的优点之一是：当M座和T座两供电臂负荷电流大小相等、功率因数也相等时，斯科特结线变压器原边三相电流对称，不存在负序电流。（√）14．单边供电:接触网供电分区由两个牵引变电所从两边供应电能。（×）15．最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。（√） 二．填空题（每小题2分） 1．通常把发电、输电、变电、配电、用电装置的完整工作系统称为电力系统。
2.牵引变电系统由牵引变电所、接触网、馈电线、回流线、轨道、分区所、开闭所、 自耦变压器站、分段绝缘器和分相绝缘器等组成。 3.AT供电方式一般在重载铁路、高速铁路等负荷大的电气化铁路上采用。 4.分相绝缘器的作用是：串在接触网上，把两相不同的供电区分开，并使机车平滑过渡； 主要用在牵引变电所出口处和分区所处。 5.牵引变电所常用的电流互感器型号为“LMZJ1-0.5”，其中“M”表示母线式，副边额定 电流为5 A。 6.牵引变电所内倒闸作业要遵守的原则是：不影响系统功率越，不中断向牵引负荷供电。 7.牵引负荷是国家电力系统中一级负荷，它应有独立的双回路电源供电。 8.单母线分段带旁路母线的接线在正常运行时，旁路断路器和旁路隔离开关都是断开 的，其他开关均闭合。当任一回路断路器需要检修时，可用旁路断路器代替其工作。 9.为减少泄露电流（地电流），增大轨回流及提高轨回流的效果，当牵引变电所没有铁路专 用线时，在BT供电区段和直供加回流线供电区段，通常采用吸上线，将轨道中的牵引负荷引入架空回流线，回输牵引变电所。 10.避雷针、架空避雷线、避雷器和抗雷线圈的装设，是牵引变电所的主要防雷措施。 三．选择题（每小题2分，共20分） 1.牵引网包括：（B ）。 A.馈电线、轨道、地、回流线 B.馈电线、接触网、轨道、地、回流线 C.馈电线、接触网、轨道、回流线 D.以上答案都不对2．为确保电力机车牵引列 车正常运行，应适当选择牵引变电所主变压器分接开关的运行位，使牵引侧母线空载电压保持:（A ）。 A.直接供电方式: 28 kV－29 kV之间；AT供电方式:56 kV－58 kV之间 B.直接供电方式: 25 kV－27.5 kV之间；AT供电方式:56 kV－58 kV之间 C.直接供电方式: 21 kV－25 kV之间；AT供电方式:56 kV－58 kV之间 D.以上答案都不对 3．工频单相交流制的优点之一是：与国家电力行业接轨，易于标准化。采用50Hz工频，使得牵引供电系统的结构和设备大为简化，牵引变电所只要选择适宜的牵引变压器，就可以完成（C ） A．降压、供电的功能 B.升压、分相、供电的功能C．降压、分相、供电的功能D．以上答案都不对。
1.2电力牵引传动控制系统发展现状 自20世纪80年代末90年代初至今，己有多种型号的三相交流电力机车、交流电传动内燃机车和高速电动车组分别在德国、法国、日本、中国等众多国家的铁路线上运行。从20世纪90年代开始，铁路发达国家已不再生产交直传动电力机车和直流传动内燃机车，，而是全部采用交流传动技术。 交流传动电力机车具有如下优势[(2l0 (1)良好的牵引性能:合理的利用系统的调压、调频特性，可以实现宽范围 的平滑调速，另外调节调频特性能使机车和动车组启动时发出较大启动转矩。 (2)电网功率因数高、谐波干扰小:在交直交电力机车和动车组上，其电源 侧变流器可以采用四象限脉冲整流器，它通过PWM控制方法，可以调节电网输入电流的相位，使所取电流接近正弦波形，并能在广泛的负载范围内使机车和动车组的功率因数接近于1，这在减少对通信信号的谐波干扰方面和充分利用电网的传输功率方面都有很大的意义。另外，四象限脉冲整流器能很方便的实现牵引和再生之间的能量转换，取得显著的节能效果。 (3)牵引系统功率大、体积小、重量轻、运行可靠:由于异步牵引电动机转 速可达4000 r /min，利用了直流电动机换向器所占的空间，所以交流电动机能够做到功率大、重量轻，与带换向器的直流(脉流)电动机相比，其单位质量功率(kW/棺)是直流电动机的3倍。在列车车体提供的空间范围内，异步电动机的功率可以达到1400^-2000 kW。另外，交流电动机没有换向器和电刷装置，机车和动车组主电路系统又可以省去许多带触点电器，故障率低易于维护，进一步提高了机车和动车组运行中的可靠性。 (4)良好的牵引特性:由于交流异步电动机有较硬的机械特性，有自然防空 转的性能。三相交流异步电机对瞬时过压和过流不敏感，不存在换向器和火花问题，在启动时能在更长的时间内发出更大的转矩。特别是牵引电机控制采用矢量控制或直接转矩控制策略，可以实现大范围平滑调速，适合当代动车组高速牵引、机车重载牵引的要求。 20世纪70年代，我国许多科研单位已开始进行电力半导体变流技术和三相交流传动的研究，容量从几千瓦逐渐扩大。与此同时，铁道科学研究院与株洲电力机车研究所等也在进行交流传动机车的研制，到1996年研制成功单轴功率1000 kW的AC4000型交流传动原型机车，这是我国牵引传动由交直传动转变为 铁路运输作为我国中长距离，大运量、安全、低耗、环保、快捷的运输形式已成为交通运输体系中的重要组成部分，在国民经济中占有非常重要的地位。尤其是
一．判断题 1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖 动恒转矩负载。（Ⅹ） 2. 带电流截止负反馈的速度反馈调速系统是单闭环调速系统（√） 4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。（√） 5静差率和机械特性硬度是一回事。（Ⅹ） 6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。（Ⅹ） 7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于速度给定值Ug的大小。（√） 8.临界截止电流应大于电动机额定电流（√）。 9.双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。（Ⅹ） 10.可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向（正或反）由驱动脉冲的宽窄决定。（√） 11.电流滞环控制器的滞环宽度越窄，则开关频率越高（√） 12.电压源型转速开环恒压频比控制的异步电动机变压变频调速系统中，I*R补 值，保证 U/f=常数。（√）。 偿环节的作用是适当提高U S 13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。 （Ⅹ）14.在矢量控制系统中，通过转子磁链定向的目的是可以实现定子电流的转矩分量和励磁分量完全解耦。（√） 二．选择题 2．静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,静差率(B) 越大 B. 越小 C. 不变 D.先大后小 4．可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速的是(B) A．比例控制 B．积分控制C．微分控制 D．比例微分控制 5．控制系统能够正常运行的首要条件是 (B) A.快速性 B.稳定性 C. 稳态误差小 D.扰动小 8．转速电环调速系统中电流调节器的英文缩写是 (A) A．ACR B．AVR C．ASR D．ATR A. 9. 当静差率相同，带P调节的转速反馈系统比开环系统的调速范围大（）倍。 A. K B. 1+K C. 2 D. 1
电力牵引传动与控制技术 的发展状况 交通设备与信息工程1001班 陈群 1104101014 李涛 1104100903 赵龙飞 1104101003 何富军 1104100412
1电力牵引传动与控制技术的发展状况 陈群李涛赵龙飞何富军 （中南大学交通运输工程学院湖南长沙 410075） 摘要：综述了我国机车电传动技术各个发展阶段的技术特点，揭示出电力电子技术与电传动技术的密切关系，重点阐述了我国新型机车交流传动系统的技术特点和发展趋势，并对我国第一、二、三代电力机车控制技术的发展过程及技术特点进行了介绍。 关键字：电力机车交流传动控制技术 The Development of Electric Drive And Control Technology for Locomotive CHEN qun LI tao ZHAO long-fei HE fu-jun (School of Traffic & Transportation Engineering, Central South University ,Changsha, Hunan 410075) Abstract: It was summarized the technical characteristic of electric drive technology for locomotive each development stage. The close relationship between power electronic and electric drive technology is revealed. It was especially illustrated technical characteristic and developing trend of new style locomotive AC drive system, and the development process and technical features of the electric locomotive control technologies of the first, second and third generations were introduced. Key words: electric locomotive, AC drive,control technology 0 引言 铁道牵引电传动技术是牵引动力设备的核心技术，其发展目标一直是致力于改善机车牵引和电制动性能，提高运用可靠性和能源的有效利用率，减少对环境的影响，降低运营成本，更好地满足铁路运输市场的需求。自上世纪50年代末，我国第1台干线电力机车问世至今，我国机车电传动技术随着电力电子和功率电力电子器件技术的发展和应用，经历了从第1代SS1型电力机车的低压侧调压开关调幅式的有级调压调速技术，到第2代的SS3型电力机车调压开关分级与级间晶闸管相控平滑调压相结合的调压调速技术，再到第3代的SS4～SS9型电力机车的多段桥晶闸管相控无级平滑调压调速技术，直到全新一代的“和谐”型交流传动机车的跨越式发展历程。近20年来, 随着微电子技术和计算机应用技术的迅猛发展, 国际上从事电力机车制造业的各大公司纷纷加大对电力机车控制技术的投入, 作者简介：陈群（1991~），男，大学本科，从事于交通设备控制工程机车车辆方向