《电力牵引控制系统》课程复习题
《电力牵引控制系统》课程复习题
第一次
一、填空题：
1、电力机车的电器线路按其作用的不同，可分为主电路、控制电路和辅助电路三大部分。
2、6G型电力机车主电路的供电方式采用了转向架集中供电方式。
3、我国交直型干线电力机车均采用了工频单相整流线路。
4、为了改善机车功率因数，交直型电力机车在主整流桥结构上采用多段桥顺序控制方式。
5、霍尔传感器是利用半导体元件内的电磁效应（霍尔效应）而制成的。
二、单项选择题：
1、95.为了防止误操作，司机控制器在两手柄之间设有( A )。
A. 机械联锁 B. 定位装置 C. 电气联锁 D.卡死机构
2、SS3B机车的二次侧交流短路、硅元件之路击穿，整流输出短路均由电子柜保护插件及3～6LH电流互感器组成的装置进行保护，其整定值为( C )。
A.800A±2% B.1500A±2% C.3000A±2% D.400A±5%
3、当接触网失压的时间大于( A )时“零压”保护动作，使“主断”分闸。
A. 0.5S B. 1S C. 1.5S D.3S
4、SS3B机车的牵引电流表的信号是由( C )取得。
A. 电流互感器3LH B. 电流互感器3～6LH
C. 电流传感器1~6ZH D. 1、2ZYH
5、SS4型机车主整流桥可分为三段不等分半控桥，每一段小桥的空载额定电压为（A ）V。
A、335 B、535.5 C、670 D、1071
三、判断题
1、SS4型机车为八轴机车，由两节组成，每节的电气设备相同，可以单独使用。（ √ ）
2、为提高功率因数，减少谐波，对于一般三相供电系统可以采用多重联接解决。（√ ）
3、机车检测系统一般在直流侧检测负载进行自动控制。（ × ）
4、光电耦合器是由发光二极管和普通三极管密封与金属或塑壳内所组成。（×）
5、6G型机车采用比较两个转向架电机的电流进行比较而作为空转的取样信号。（√ ）
四、简答题
1、为什么现代电力机车采用无级调压和无级磁削去取代有级调速？
答：由于有级调速机车在调速过程中牵引力在一定范围内摆动，实际机车牵引力约等于其平均值。而最大牵引力是受机车粘着力的限制，因此在有级调速机车上机车粘着力不能得到最大限度的利用。同样原理，有级磁场削弱造成负载电流的冲击，对牵引电机带来不利的影响。而采用无级调压和无级磁削就可以克服这些不利要因素，可使机车性能大为改善，由于用晶闸管取代了调压开关和接触器，使机车的自动化程度也大为改善。
2、简述光电耦合式转速传感器的作用原理？
答：光电耦合式转速传感器是由光源、带光栅的圆盘（相当于齿数）和光电传感器组成。当电机转动时，光电传感器接受从光源通过光栅射来的光束脉冲，由光
电管产生交流电压信号，经过整形后得到反馈频率f=N*RPM/60,其中N为圆盘上的光栅数量。再经过运算后得到机车运行速度。
五、综合题
1、论述机车采用再生制动的优缺点。
答:在干线电力机车上,再生反馈电能可供其他机车牵引或其他工矿企业使用,所以具有巨大的节能效益。除此以外,再生制动具有调速范围大,防滑性能好,养活闸瓦和轮缘磨耗等优点,但是,再生制动存在以下问题:(1)交直型电力机车再生制动时功率因数低；(2)谐波成分增加,对电网干扰较大；(3)再生制动的控制系统比较复杂。 (4)再生制动机车必须采用全控桥,对触发系统可靠性要求高；(5)机车采用电气制动时,制动力集中于机车动轮上,不象空气机械制动,制动力是通过机车车辆的闸瓦均匀地作用于整个列车上。所以在过弯道的线路上进行电气制动时,机车后面的车辆惯性力将产生横向作用力,故对线路和车辆提出了更高的要求。
第二次
一、填空题
1、SS4型机车控制系统设置有电压手柄和电流手柄，可以实现恒流控制和恒压控制两种控制方式。
2、在闭环控制系统中，根据要控制的被调量是一个还是多个，构成了单闭环控制系统和多闭环控制系统。
3、电力机车微机控制箱内主要分为控制单元、接口单元和风扇单元三部分。
4、斩波器就是将负载与电源接通继而又断开的一种通断开关，它能从固定输入的电源电压产生出经过斩波的负载电压。
5、交直交型电力机车在电源侧设置有四象限脉冲整流器。而在电机侧设置有三点式逆变器
二、单项选择题：
1、8K型机车牵引时手柄级位n=4时，机车起动电流为（ D ）A。
A.320 B.4OO C.720 D.800
2、6G型机车的连续控制器的输出电压范围为（ D ）V。
A.0~7.5 B.-7.5~0 C.0~5 D.-7.5~7.5
3、微机控制系统的主要部分是控制单元，控制单元又以（A ）为核心。
A.中央处理单元 B.单机板
C.转向架控制插件 D.输入输出插件
4、交流传动机车采用异步电机作为牵引电机，其转速可达到（C ）r/min,功率较大。
A.2500 B.2780 C.3000 D.3100
5、1980年初，世界上第一批4轴（ B ）kW的交流传动干线电力机车BR120机车投入运用，标志着新一代交流机车研制成功。
A.4800 B.5600 C.6400 D.7200
三、判断题
1、SS1型机车在升位时，0~17级伺服电机正转，17级位以内主变压器绕组正接。（×）
2、电力机车的轻型故障采用软件和硬件两种方法进行检测。（√ ）
3、在现代交流电力机车上目前几乎都采用两点式逆变器进行变流。（× ）
4、国产HXD3型交流机车变流器中间直流电压为2800V。（√ ）
5、内燃机车柴油机有两个空气滤清器，其中任一滤清器的风道
真空度达到356mm水柱时，恒功控制系统将档位功率降低为原值的62.5%。（√ ）
四、简答题
1、微机控制系统的主要功能有哪些？
答：牵引特性控制、制动特性控制、恒速运行控制、恒压运行控制、防空转/滑行控制、轴重转移补偿控制、重联集中控制、故障检测及保护、故障显示与记录、自诊断功能等。
2、斩波器的换相电路主要有哪几种？
答：斩波器主要由晶闸管元件和使之关断的换相电路组合而成，从其原理上来说可以概括为两类：（1）负载换相：在负载换相中流经晶闸管的负载电流，不是变为零就是从导通的晶闸管被转移到另一个元件中去。（2）强制换相：通过晶闸管的电流被强制变为零从而关断晶闸管。
五、综合题
1、斩波器调速微机控制系统的基本结构和主要功能是什么？
答：斩波器调速微机控制系统的基本结构。
硬件由三部分组成：（1）由斩波器、负载电路和直流电源组成的主回路；（2）由微机、A/D转换器和脉冲功效构成的控制电路；（3）由信号测量和故障检测组砀检测电路。在系统中，微机完成的功能主要有：（1）系统的起动、停止操作；（2）实现控制算法，即根据给定和信号反馈量控制某种规律求出斩波器的触发规律；（3）产生控制斩波器的触发脉冲；（4）斩波器系统的故障诊断；（5）保护和故障报警等。其中控制算法的选择和实现是微机控制的核心，它决定了系统的工作性能。
第三次
一、填空题
1、电力机车按照传动方式分为直流传动电力机车和 交流 传动电力机车。
2、机车电气制动根据其原理不同可分为电阻制动和再生制动两种。
3、8K机车磁场削弱分路晶闸管导通角θ为50°、70°、100°、120°时的磁场削弱系数分别为80%、70%、62%、54%。
4、由于6K机车采用了复励电机，因而采用了改接 电枢 的方法来实现改变机车运行方向。
5、SS3型机车采用调压开关与晶闸管相控结合的级间平滑调压。主变压器次边有两个牵引绕组，其中可调绕组等分为四段，每段277.8V。
二、选择题
1.6K型机车主变压器次边三段不等分绕组的电压分配比为1/4、1/4和1/2，相应的空载额定电压为（A ）。
A、300、300、600 B、535.5、535.5、1071
C、335、335.、670 D、500、500、1000
2、电力机车上当发生短路、过载、接地故障时，（C ）作为主要执行开关，担当了分断网侧电路的作用。
A、隔离开关 B、接地闸刀 C、主断路器 D、电机故障闸刀
3、电力机车上为了改善三相电压的对称性，在容量较大的三相辅机负载电动相和发电相之间分别并入平衡（ C ）。
A、电阻 B、电感 C、电容器 D、感
抗
4、为了适应国家电力部门用户电网谐波管理条例中的规定，铁道部对于电力机车提出了功率因数达到（ C ）的要求。
A、0.8 B、0.85 C、0.9 D、0.98
5、采用直流互感器的晶闸管恒流自动控制系统，恒流精度可达到（ C ）范围。
A、0.2~1% B、-0.2~1% C、±0.2~1% D、0.1~2%
三、判断题
1、6K型机车六台电机分装于三个转向架上，但就电气部分而言，只分成前后两组，中间转向架上的电机分属前后两组。（ √ ）
2、B0- B0 -B0轴式的机车对轴重转移补偿来说是最佳的。（ × ）
3、电机的机械特性愈硬，其防空转能力愈强。直流串激电动机的机械特性较硬，所以不容易发生空转。（ × ）
4、无级调速电力机车采用半控整流电路，它具有较高的功率因数。（ × ）
5、在恒压控制系统中电压反馈信号只能取自直流侧，因为交流电源电压基本为恒定，而直流侧的电压大小则取决于控制角的大小。（ √ ）
四、简答题
1.简述8K机车整流调压系统的调节顺序。
答：首先开放全控桥，整流输出电压从0上升到1/2全电压。此时半控桥未输出电压，仅有二极管D23、D24构成电机电流通路；其次，开始半控桥的调压，使总的整流电压从1/2上升到满电压UN;当半控桥晶闸管满开放后，开始励磁分路晶闸管的调节，无级磁场削弱，达到电机继续升速的目的。
2、牵引电机并联联接有何优缺点？
答：对于大功率干线电力机车，由于牵引力大，为了充分利用机车粘着力，一般希望采用牵引电机并联联结，但是它的缺点是：（1）开关电气设备增加：每台牵引电机支路要有接触器、隔离开关、反向器、削弱电阻等；（2）各牵引电机支路负载分配不均：由于电气特性和轮缘直径有允许误差，引起各并联支路电流不等；（3）最佳额定电压选择问题。
五、综合题（每小题10分，共20分）
1、机车微机控制系统中CPU板的主要功能有哪些？
答：CPU板的程序结构及功能。CPU0主要完成下列任务：1.通过CRAM输入由CPU1传送来的有关信号；2.机车工作状态及轮对速度信息的采集和处理；3.机车各种运行模式下牵引/制动特性计算；4.故障信息检出并向下列三处输出：（1）相应的机车保护电器进行保护；（2）故障信息传输板TRX01；（3）故障记录版DM01。5.向CPU1板输出有关信息。
CPU1主要完成下列任务：1. 通过CRAM输入由CPU0传送来的有关信息；2.控制变量及机车运行参数等模拟量变换及采集；3.根据CPU0控制同的模式值进行电枢和励磁整流器闭环控制运算，计算出相应整流器的导通率并向GP03板输出；4.向CPU0板输出有关信息。
第四次
一、填空题
1、机车用滤波器的设计应从功率因数
的提高和谐波电流减少两个方面来考虑。
2、机车交流电流和电压可采用以变压器原理为基础的交流电流或电压传感器进行测量。
3、数字式转速传感器测量有两种方法，一种是计数器在固定基准时间内检测脉冲数目；另一种是用计数器检测相邻脉冲之间的时间。
4、控制机车有两项基本任务：一是在机车起动加速过程中控制牵引力；其次是在机车运行过程中控制机车的速度为恒速运行。
5、交直型晶闸管相控电力机车的触发系统，按其线路结构可分为多通道和 单通道两种。
二、单项选择题
1、由于晶闸管门极伏安特性分散性大，且与温度有关，故要求触发脉冲幅值（ D ），保证所有晶闸管可靠导通。
A、快 B、尖 C、陡 D、足够大
2、大功率电力机车整流装置移相电路一般采用（ C ）。
A、阻容移相 B、单结晶体管移相
C、交流和直流叠加移相 D、锯齿波移相
3、SS4型主电路采用三段绕组（ C ）调压控制。
A、二段桥 B、三段桥 C、四段桥 D、六段桥
4、机车控制的目的是产生司机控制指令，这主要是由（ A ）来完成的。
A、特性控制器 B、微机柜 C、逻辑控制单元 D、中央处理器
5、恒值控制系统在斩波器车辆的应用中通常有两种不同的方式，即（ B ）控制方式和平均值控制方式。
A、有效值 B、瞬时值 C、同步值 D、最小值
三、判断题
1、光电耦合器的电磁隔离只用于控制系统低电压信息的转换，目的是提高控制系统的抗干扰能力。（ √ ）
2、给定积分器可以使牵引电机电流按预定的速度上升或下降，与司机操作的快慢和大小无关。（ √ ）
3、解调是调制的逆过程，即用滤波器将脉冲中的高次谐波过滤掉，获得模拟量。（ √ ）
4、脉冲变压器副边绕组接主电路晶闸管的门极电路，与主电路高电压没有电的连接。（× ）
5、交直交变流器是把电网的交流能量直接变换为电压和频率适合交流电机调节能量。（ × ）
四、简答题
1、为了改善晶闸管相控电力机车功率因数和减小谐波电流，采取了哪些措施？
答：主要采取了（1）次边采用多段桥调压整流系统，一般不超过四段；（2）采用扇形控制，但是这一办法对谐波电流不会有改善；（3）加大换相电抗。但是这一方法不会改善功率因数；（4）增加脉动系数。这一方法会使牵引电机换向困难；（5）采用错位控制；（6）采用功率因数补偿器（PFC）。
2、简述微机控制机车粘着限制环节的作用。
答：为了既能充分发挥机车牵引力，又不至于使电流过大，超过粘着极限而引起空转，设置了牵引电机粘着限制环节，当司机电流手柄发出
的电流指令低于粘着限制线时，输出的限流值随司机的手柄级位变化；当司机电流指令高出粘着限制线时，输出的限流值取决于粘着限制线的数值。
五、综合题
1、对于内燃机车的传动装置的性能有何要求？
答：由于内燃机车运行性能的好坏直接取决于传动装置的性能，因此对传动装置的要求除了进行恒功能调速外，还有其他一系列要求，一般可概括为以下几点：（1）当机车运行在需要柴油机发挥满功率情况时，电力伟动装置应能在尽可能大的速度范围内保证柴油机在额定工况下工作，以充分利用柴油机的功率；当机车运行仅需柴油机的部分功率时，传动装置应使柴油机按其经济特性运行。（2）电力传动装置应保证柴油机在无载情况下启动。（3）机车起动时，传动装置要保证有足够大的牵引力，使机车具有良好的起动加速性能，同时还应保证在机车起动过程中的平稳性。（4）传动装置应有较高的效率，即要求功率损失要求。