电力机车

1、电力机车的基本特性有哪些？

答:电力机车的基本特性包括机车的速度特性、牵引力特性、牵引特性。

2、电力机车的基本特性与牵引电机的特性有什么关系？

答：牵引电机的特性就是电力机车的特性，基本特性类似于直流电机的特性即“牛马特性”，动力可以随载荷的大小而变化，例如载荷大~电流增大~动力增大；载荷小~电流减小~动力减小。采用交流电时，可以通过改变电阻的大小来改变电流的大小从而改变动力的大小。

式中：

V——机车速度；

M——牵引电动机轴输出转矩；

ηd——牵引电动机效率；

ηc——传动装置效率；

m——机车配用电动机数目，对于个别传动机车为机车动轴数；

Fk——机车轮周牵引力(KN)。

5、何谓机车的牵引特性？为什麽机车的牵引特性一般由试验方法获得？

答:牵引特性是机车牵引力与机车速度的关系，称为机车的牵引特性。

车牵引特性曲线一般由机车型式试验测出。或在已知机车速度特性曲线和牵引力特性曲线后，给定一电机电枢电流Ia值，求出机车牵引特性的一组FK–V值，根据不同负载下的数组FK–V值，绘出机车牵引特性曲线。

6、说明采用不控中抽式整流线路的电力机车工作原理。

答:牵引变压器二次侧绕组分成oa、ob两段，

两段电压大小相等、方向相反。整流元件D1、D2的正极分别与二次侧绕组的a、b点相接，负极相互联接在一起。牵引电动机的一端与变压器二次侧绕组的中点o相接，另一端经平波电抗器PK与整流电路的输出端即整流元件的负极相接。

在路正常工作，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，整流元件D１导通，电流由a 点经整流元件D1、平波电抗器PK、牵引电动机M回到O点，构成一闭合回路。此时，整流元件D2因承受反向电压而截止。当变压器二次侧电压负半周b点为高电位时，整流元件D2导通，电流由b点经整流元件D2、平波电抗器PK、牵引电动机M回到O点，也构成一闭合回路。此时，整流元件D1因承受反向电压而截止。由此可知，在交流电压的正负两个半周内，变压器二次侧绕组oa、ob交替流过电流而牵引电动机Ｍ中则始终流过连续不断的方向不变的电流，保证了直流（脉流）牵引电动机的正常工作。

7、说明采用不控桥式整流线路的电力机车工作原理。

答:整流元件D1-D4接成一个电桥形式，变压器二次侧绕组ab接到电桥一对角线的m、n两

点，牵引电动机Ｍ经平波电抗器PK与电桥的另一对角线c、d相联。

电路正常工作，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，整流元件D1、D3导通，整流电流由绕组a点经整流元件D1、平波电抗器PK、牵引电动机Ｍ、整流元件D3回到绕组b 点，此时整流元件D2、D4承受反向电压而截止。在变压器二次侧电压负半周b点为高电位时，整流元件D2、D4导通，整流电流由b点经整流元件D2、平波电抗器PK、牵引电动机Ｍ、整流元件D4回到a点。此时整流元件D1、D3因承受向电反压而截止。由此可见，在交流电压的正、负半周内都有电流流过变压器二次侧绕组且方向不同，而牵引电动机Ｍ中则始终流过方向不变的电流。

8、简述交直型整流器机车的工作特点。

答:⑴整流器电力机车的变流过程是在机车内完成的（直直型电力机车的变流过程是在牵引变电所进行），因此整流器电力机车是一个集变压、变流、牵引为一体的综合装置，不仅简化了电气化牵引的供电设备，而且由于采用交流电网供电，提高了接触网的供电电压，使一定功率的电能得以采用小电流输送，既可减小接触网导线的截面，节省有色金属用量，也可减少电能损耗，提高电力机车的供电效率。

⑵由于机车内设有变压器，调压十分方便，牵引电动机的工作电压不再受接触网电压的限制，机车就可以选择最有利的工作电压，使牵引电动机的重量／造价比降低，同时工作更为可靠。

⑶牵引电动机采用适合牵引的串励或复励电动机，可以获得良好的牵引性能和启动性能，尤其启动时它采用了调节整流电压的方式，省略了启动电阻，不仅减轻了电气设备的重量、降低了启动能耗，而且改善了电力机车的启动性能，提高了机车的运行可靠性。

9、什么是整流电路的外特性？

答:整流外特性整流器电力机车的牵引电动机由接触网取得电能，需经牵引变压器降压和整流装置整流这样一个过程，因而牵引电动机的端电压将受到变压器和整流电路的影响。

10、为什么说整流器电力机车的速度特性曲线较直流电力机车陡？

答:对应于同样的电机电枢电流，整流器电力机车的速度因电机端电压的降低较直流电力机车速度有所下降，因此整流器电力机车的速度特性曲线比直流电力机车速度曲线下降更陡。

11、简述交直交型异步电力机车的工作原理，说明各环节的作用。

答:车在工作时，受电弓将网压引入机车变压器一次侧绕组，经变压器二次侧绕组降压后送入①环节，将交流电转换为直流电，经②环节平滑Ａ处脉动，送入③环节，将直流电逆变为电压和频率可调的三相交流电，经④环节平波电抗器，供给⑤环节三相异步牵引电动机，实现牵引运行。在这个系统中，机车先将电网的交流能量转换为直流能量，然后进一步转换成电压和频率可调的交流能量。各环节的作用分述如下：

①环节——整流电路基本作用是将交流电转换为直流电。具体电路可以是不可控整流桥、相控整流桥、四象限脉冲变流器。

②环节——直流环节滤波器基本作用是平滑Ａ处的纹波（脉动），消除或减少谐波含量，改善机车的功率因数。采用不同的整流电路，其滤波电路也不同，功能有所差别。

③环节——逆变器用于将直流电转换为三相交流电，同时为了机车调速的需要，它具有较宽的调频范围和调压范围，一般采用正弦波脉宽调制（PWM）技术。或采用电压相量（VVCPWM）控制技术，降低电机损耗，减少网压波动的影响。

④环节——电抗器，有三大作用。降低电机、电缆中的高频成分，控制噪声的传播，抑制电机启动过程中的谐波分量；保证频繁断开电机电路时不损坏变频器；通过三相霍尔电流传感

器对变频器输出端采取完善的短路保护措施。

12、为什么说异步电动机电力机车有着广泛的发展前景？

答:交流传动机车具有启动牵引力大、恒功率范围宽、粘着系数高、电机维护简单、功率因数高、等效干扰电流小等诸多优点，是目前我国铁路发展的必然趋势。新的铁路技术政策也明确指出我国牵引动力将在十年之内，实现由直流传动向交流传动的转变。

13、在交直型整流器机车上加装平波电抗器和固定分路电阻的目的是什么？

答:平波电抗器很显然是为了降低直流侧的纹波电流，与之并接的固定的分路电阻则是为了消除平波电抗器上的感应电压尖峰。防止电抗器的绝缘因瞬间的过电压而击穿，因为电抗器是最容易出现感应过电压的器件，尤其是在有纹波电流的之路里。

14、电力机车按供电电流——传动型式分类，可分为哪几类？

答:电力机车按供电电流制——传动型式分为四类，即直流供电——直流牵引电动机的直直型电力机车；交流供电——直（脉）流牵引电动机的交直型电力机车；交流供电——变流器环节——三相交流异步电动机的交直交型电力机车和交流供电——变频环节——三相交流同步电动机的交交型电力机车

15、电力机车基本原理是什么？

答:直流电力机车是现代电力机车中最为简单的一种。它使用的是直流电源和直流串励牵引电动机，目前有些工矿电力机车、地铁电动车组和城市无轨电车仍采用这种型式。

工作过程为：机车由受电弓从接触网取得直流电，经断路器QD，启动电阻R向四台直流牵引电动机M1～M4供电，牵引电流经钢轨流回变电所。当四台牵引电动机接通电源后即行旋转，把电能转变为机械能，再分别通过各自的齿轮传动装置，驱动机车动轮牵引列车运行。