城市軌道交通電力牽引復(fù)習(xí)資料

1、城市軌道交通 電 力牽 引 復(fù)習(xí) 資料第一章牽引理論基礎(chǔ)1、目前，絕大多數(shù)城市軌道交通車輛屬于鋼輪鋼軌式，運行的任何一種工況，都依賴于 車輪和鋼軌的相互作用力。在鋼輪鋼軌式城市軌道交通車輛中，牽引動力由牽引電動機通 過傳動機構(gòu)，傳遞給動車的動力輪對（動輪），由車輪和鋼軌的相互作用，產(chǎn)生使車輛運動 的反作用力。2、 空轉(zhuǎn)：因驅(qū)動轉(zhuǎn)矩過大，破壞粘著關(guān)系，使輪軌間出現(xiàn)相對滑動的現(xiàn)象，稱為“空轉(zhuǎn)”。3、 粘著：由于正壓力而保持動輪與鋼軌接觸處相對靜止的現(xiàn)象稱為“粘著”。4、蠕滑：在動輪正壓力的作用下，輪軌接觸處產(chǎn)生彈性變形，形成橢圓形的接觸面。從 微觀上看，兩接觸面是粗糙不平的。由于切向力的作用，動輪

2、在鋼軌上滾動時，車輪和鋼 軌的粗糙接觸面產(chǎn)生新彈性變形，接觸面間出現(xiàn)微量滑動，即“蠕滑” 。5、蠕滑速度：由于蠕滑的存在，牽引時動輪的波動圓周速度將比其前進速度高，速度差?o ?稱為蠕滑速度，用蠕滑率表示。C =？.，式中?動輪的前進速度；？?一動輪的轉(zhuǎn) 動角速度。6論述：粘著系數(shù)與改善粘著的方法。（P5）（一）影響粘著系數(shù)的重要因素：動輪踏面與鋼軌表面狀態(tài)；線路質(zhì)量；車輛運行 速度和狀態(tài)；動車有關(guān)部件的狀態(tài)。（二）改善粘著的方法：修正輪軌表面接觸條件，改善輪軌表面不清潔狀態(tài)；試法改 善軌道車輛的懸掛系統(tǒng)，以減輕輪對減載帶來的不利影響。 常用的措施：撒沙、清洗軌道、 打磨鋼軌，改進匝瓦材料如用

3、增粘匝瓦，改善車輛懸掛減少軸重轉(zhuǎn)移。7、制動方法分為三類：摩擦制動：包括閘瓦制動和盤式制動；電氣制動：包括電阻 制動和再生制動；電磁制動：包括磁軌制動和渦流制動。8、電磁制動的最大優(yōu)點是所產(chǎn)生的制動力不受輪軌間的粘著條件限制。9、摩擦制動和電氣制動都是通過輪軌粘著產(chǎn)生制動力的。10、當(dāng)動輪對的牽引力大于最大粘著力時，輪對就發(fā)生空轉(zhuǎn)。11、軌道交通車輛在設(shè)計時，充分考慮了輪軌之間的粘著利用，但是沒有粘著控制系統(tǒng)的 軌道車輛動車只能靠其自然特性運行，難以運用到粘著極限。12、粘著控制分類：按控制類型分類，目前國內(nèi)常見的粘著控制系統(tǒng)主要是校正型和蠕滑率控制型兩大類。13、集中控制：這種控制方式是一個

4、粘著控制系統(tǒng)控制整輛動車。14、分散控制：這種控制方式也是單軸控制，即每一動軸單獨控制。15、城市軌道交通車輛的運行阻力包括基本阻力和附加阻力。16、城市軌道交通車輛的單位重量附加阻力主要取決于線路條件，例如坡道阻力、彎道阻 力、隧道空氣阻力。17、城市軌道交通車輛各項牽引參數(shù)中，起動加速度的選擇至關(guān)重要，因為它對軸功率和旅行速度都有著直接的影響。目前世界各國的城市軌道交通車輛起動加速度為s2。適當(dāng)?shù)剡x擇起動加速度，可以使城市軌道交通車輛以較小的軸功率得到符合需要的旅行速度。18、對于各種不同的站距，起動加速度大于后，對縮短開行時間的作用都將越來越弱。取 不同的最高運行速度進行設(shè)計計算，也可以

5、看到起動加速度大于后，對縮短開行時間的作 用減弱這一現(xiàn)象。19、城市軌道交通車輛各項牽引參數(shù)中，起動加速度的選擇對軸功率和旅行速度都有著直 接的形響。起動加速度大于后，再用增加起動加速度的方法來縮短運行時間，其效果將越 來越差，而軸功率卻仍然成倍數(shù)增長。必須適當(dāng)選擇起動加速度，以保證在得到規(guī)定旅行 速度的同時，避兔不必要地增加軸功率，從而降低車輛和其他設(shè)施造價第二章牽引電動機與運行1、牽引電動機是城市軌道交通車輛得以實現(xiàn)牽引及電制動的動力機械。3、2、直流電動機的特性與勵磁方式有關(guān)，直流電機的勵磁方式有：串勵、 他勵、復(fù)勵。般來說，串勵電動機有軟特性，他勵電動機有硬特性。4、加復(fù)勵電動機，速率

6、特性介于他勵和串勵電動機之間， 其硬度由他勵 繞組磁勢占總磁勢的比例而定，他勵繞組磁勢比例越大，速率特性越接近他勵電動機，反 之則接近串勵電動機的特性。5、由空載損耗引起的制動轉(zhuǎn)矩 M般為電動機額定轉(zhuǎn)矩的1%3左右。&調(diào)節(jié)直流串勵牽引電動機轉(zhuǎn)速的方法：改變牽引電動機的端電壓；改變牽引電動機的 主極磁通。7、改變牽引電動機的端電壓的方法：改變牽引電動機的聯(lián)接法；例如串并聯(lián)的方式。 由于聯(lián)接 的方式有限，所以可調(diào)的電壓等級也有限，同時使電動機的連接復(fù)雜；在電動機回路中 接電阻，通過凸輪成斬波方法調(diào)節(jié)電阻值實現(xiàn)調(diào)壓，這種應(yīng)用已久的方法要消耗電能，不 經(jīng)濟；在電動機與電源之間串接斬波器，調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)

7、通比來改變電動機的端電壓。8、判斷：機械穩(wěn)定性是指列車正常運行時， 由于偶然的原因引起速度發(fā)生微量的變化后， 動車本身能恢復(fù)到原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)。可以用列車速度獲得增量 V時，引起的反饋是 負反饋還是正反饋來判斷是否穩(wěn)定。9、除差復(fù)勵外的各種勵磁方式下，直流牽引電動機的特性曲線都具有負斜率，均滿足穩(wěn) 定性條件，在列車牽引時具有機械穩(wěn)定性。10、牽引電動機的電氣穩(wěn)定性是動車正常運行時，由于偶然的原因引起電流發(fā)生微量變化 后，電動機本身能恢復(fù)到原有的電平衡狀態(tài)。11、牽引電動機的曲線斜率為正值時， 就具有電氣穩(wěn)定性。 串勵電動機在任何負載情況下， ， 斜率處處為正值，具有電氣穩(wěn)定性。12、串勵電動

8、機負載分配不均勻程度比他勵電動機小。13、從粘著重量利用觀點出發(fā)， 他勵電動機優(yōu)于串勵電動機。 除粘著重量利用外其他性能， 都是串勵電動機優(yōu)于他勵電動機。14、變阻控制是通過調(diào)節(jié)串入電機回路的電阻來改變直流牽引電動機端電壓來達到調(diào)速目 的，主要有凸輪控制和斬波調(diào)阻控制兩種方式。15、電阻制動分為：他勵式電阻制動和串勵式電阻制動。16、直流牽引電動機只有優(yōu)良的牽引利制動性能、調(diào)節(jié)端電壓和勵磁，就可以方便地進行 調(diào)皮。但是直流牽引電動機酌換向器結(jié)構(gòu)尚存在一系列缺點：電機換向困難和電位條件惡 化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作可靠性較差、制造成本高和維修麻煩。17、異步電動機采用VVVF空制。18、轉(zhuǎn)矩裕量：異步電

9、機的最大電磁轉(zhuǎn)矩取決于電機漏抗，最大電磁轉(zhuǎn)矩與實際輸出轉(zhuǎn)矩 的差值稱為轉(zhuǎn)矩裕量。19、增大異步電機的最大電磁轉(zhuǎn)矩的方法有兩種：增大磁通（磁負荷型）和增大轉(zhuǎn)子電流 （電負荷型）。20、牽引工況時，輪徑大的負載偏大，輪徑小的負載偏??；制動工況相反：輪徑大的負載 偏小，輪徑小的負載偏大。21、 對于由一臺逆變器供給多臺異步電機并聯(lián)運行的城市軌道交通車輛，在檢測空轉(zhuǎn)時應(yīng) 選取并聯(lián)電機中轉(zhuǎn)速最低的作為基準信號；而檢測滑行時，應(yīng)選取其中轉(zhuǎn)速最高的作為基 難信號。為了提高防止空轉(zhuǎn)和滑行系統(tǒng)的靈敏度，通常還檢測電機轉(zhuǎn)速的變化率作為空轉(zhuǎn)和滑行發(fā)生的信號。22、直線電機無旋轉(zhuǎn)部件，呈扁平形，可降低車輛高度，從而縮

10、小地鐵隧洞直徑，降低工 程成本。直線電機運行不受粘著限制，可得到較高的加速度和減速度；噪音餃小，這都是 適合城市軌道交通車輛應(yīng)用的突出優(yōu)點。23、直線異步電動機的分類：按結(jié)構(gòu)分類：平板形單邊式、平板形雙邊式、圓筒形；按電 源分類：三相電源、二相電源；按動體分類：短初級方式、短次級方式。24、將直線異步電動機的推力-速度特性與旋轉(zhuǎn)異步電動機的特性相比較， 則滑差率s為： s = ?廠。旋轉(zhuǎn)異步電動機的轉(zhuǎn)矩最大值發(fā)生處轉(zhuǎn)差率較低， 而直線異步電動機的最大推 力在高滑差率處即s=1。可見，直線異步電動機的起動推力大，高速區(qū)域的推力小，比較符合動車的驅(qū)動要求。25、 一般旋轉(zhuǎn)異步電動機的極距/氣隙比為

11、10左右，而直線異步電動機為 20左右；因而 LIM的效率和功率因數(shù)都較低。26、邊緣效應(yīng)的分類：靜態(tài)縱向邊緣效應(yīng)、動態(tài)縱向邊緣效應(yīng)和橫向邊緣效應(yīng)。27、直線牽引電動機應(yīng)用于城市軌道交通車輛時，初級可以設(shè)置在車上、也可以設(shè)置在地面，分別稱為車載初級式和地面初級式。第三章電力電子器件的原理與應(yīng)用1、 由于二只晶體管的電流放大倍數(shù)？1+ ?2僅稍大于1,且?1比？?2小得多，且?1比？?2小 得多，因此集電極電流?1占總陽極電流的比例較小，只要設(shè)法抽走這部分電流，即可使 GTO關(guān)斷。2、GTO勺開通特性：元件從斷態(tài)到通態(tài)的過程中，電流、電壓及功耗隨時間變化的規(guī)律為 元件的開通特性。當(dāng)GTO陽極加上

12、正電壓，并給門極注入一定觸發(fā)電流時，陽極電流大于 擎住電流后GTO完全導(dǎo)通。開通時間由延遲時間和上升時間組成。3、簡答（P66）:對大功率電力電子元件正向特性的要求是通態(tài)電流大，通態(tài)電壓低，因 此在通態(tài)下就必須使元件具有足夠多的載流子存貯量，這就給元件的關(guān)斷帶來了特殊困難。 GTOJ控電路的基本要求就是從門極排出 P基中過剩的載流子，這就是說必須在門極加上 足夠大的反向電壓，使？?2基區(qū)中過剩的空穴通過門極流出，與此同時電子通過 ？?2基區(qū)與 ?2發(fā)射極間的？?3結(jié)從陰極排出。隨著電子和空穴的排出，在 ?2基區(qū)和？?3結(jié)的地方形成 逐漸向中心區(qū)擴大的耗盡層，其結(jié)果是從？?2發(fā)射極沒有電子向？?

13、2區(qū)注入，在?2基區(qū)及?2 基區(qū)中的過剩載流子一直復(fù)合到消滅為止，如 ？?3結(jié)能維持反偏狀態(tài)，GTO就被關(guān)斷。由此 可見，關(guān)斷GTO勺前提是門控電路要有足夠大的關(guān)斷電流，以便從門極排出足夠大的門極 關(guān)斷電荷，同時其關(guān)斷功率又不能超過允許值。4、IGBT是以MOSFE為驅(qū)動元件、GTF為主導(dǎo)元件的達林頓電路結(jié)構(gòu)器件，相當(dāng)于一個由 場效應(yīng)管MOSFE驅(qū)動的厚基區(qū)GTR5、IGBT的控制原理與MOSFE基本相同，IGBT的開通和關(guān)斷受柵極控制，N溝道型IGBT 的柵極上加正偏置并且數(shù)值上大于開啟電壓時，IGBT內(nèi)的MOSFE的漏極與源極之間因此 感應(yīng)產(chǎn)生一條N型導(dǎo)電溝道，使MOSFE開通，從而使IG

14、BT導(dǎo)通。反之，如在N溝道型IGBT 上加反偏置，它內(nèi)部的 MOSFE漏源極間不能感生導(dǎo)電溝道，IGBT就截止。6 IGBT伏安特性分：截止區(qū)即正向阻斷區(qū)、放大區(qū)即線性區(qū)、飽和區(qū)和擊穿區(qū)。7、IGBT的開通時間有開通延遲時間、電流上升時間和電壓下降時間三者組成，開通時間 約為（ ）us。8、IGBT的關(guān)斷時間由關(guān)斷延遲時間、 電壓上升時間和電流下降時間三者組成， 約為1us。9、擎住效應(yīng)：IGBT結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在一只NPN型寄生晶體管，當(dāng)漏極電流大于規(guī)定的臨界值 IDM時，該寄生晶體管因有過高的正偏置被觸發(fā)導(dǎo)通，使 PNP管也飽和導(dǎo)通，結(jié)果IGBT的 柵極失去控制作用，這就是所謂擎住效應(yīng)。10、靜

15、態(tài)擎住效應(yīng)：IGBT發(fā)生擎住效應(yīng)后，漏極電流增大，造成過高的功耗，最后導(dǎo)致器 件損壞。為此元件制造廠規(guī)定了漏極電流的最大值 ?，以及與此相應(yīng)的柵源電壓最大值， 這種漏極電流超過 ? 引起的擎住效應(yīng)稱為靜態(tài)擎住效應(yīng)。11、動態(tài)擎住效應(yīng)：在IGBT關(guān)斷的過程中，若元件上的？?？?過大，則元件內(nèi)部 的結(jié)電容電流也會很大，從而引起上述寄生晶閘管的開通，使 IGBT柵極失控，形成動態(tài) 擎住效應(yīng)。12、 針對IGBT等功率模塊主要損壞原因，IPM采用如下修改措施：（1）橋臂短路：短路電 流保護、過載電流保護；（2）溫度異常：溫度保護； （3）驅(qū)動條件不具備或不正常、靜電 破壞：優(yōu)化設(shè)計的專用驅(qū)動IC ；（

16、4）控制電壓或基極電流不足：欠電壓保護；（5）基極振 蕩、柵極電壓破壞、控制回路連線引入干擾： 驅(qū)動回路集成于模塊中無外線連線 （6） RBSO：A 改進功率芯片； （ 7）高頻開關(guān)功率損耗：絕緣基極采用熱傳導(dǎo)率高的材料 - 高效的熱管散 熱。13、IPM有四種電路形式：有單管封裝（H型）:雙管封裝（D型），構(gòu)成逆變器的一個橋臂； 六合一封裝，構(gòu)成三相逆變器（C型）;七合一封裝，構(gòu)成三相逆變器和動態(tài)制動 R型。14、 電力電子器件必須限制最高結(jié)溫才能正常工作，通常整流管結(jié)溫不超過150度， GTO 不超過125度，GTR不超過150度，功率MOSFE不超過150度。所以必須采取冷卻措施。15、

17、散熱途徑有熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流三種方式。電力電子器件通過電流時產(chǎn)生的熱量 使管芯發(fā)熱、結(jié)溫升高。管芯發(fā)熱后一般通過熱傳導(dǎo)方式向周圍環(huán)境散熱。16、散熱器的常用冷卻方式分為四種：自冷、風(fēng)沖、液冷和沸騰冷卻。第四章 斬波電路與逆變電路1、斬波電路是把恒定直流電壓變換成為負載所需的直流電壓的變流電路。它通過周期性 地快速通、斷，把恒定直流電壓斬成一系列的脈沖電壓，改變這一脈沖列的脈沖寬度或頻 率就可調(diào)節(jié)輸出電壓的平均值。斬波電路還可以用來調(diào)節(jié)電阻的大小和磁場的強弱。2、斬波電流的控制方式：（1）時間比控制方式：（a）定頻調(diào)寬控制（脈沖寬度調(diào)制），（b） 定寬調(diào)頻控制（脈沖頻率調(diào)制），（c）調(diào)頻調(diào)寬

18、混合控制；（2）瞬時值控制和平均值控制：（a）瞬時值控制，（b）平均值控制。3、無論降壓斬波電路或升壓斬波電路，它們的功率流向都是從電源到負載，因此負載的平均電壓ULD和電流IA都是正的，均位于ULD-IA直角坐標系的第一象限，故又稱為第一 象限斬波電路。4、 通過適當(dāng)調(diào)節(jié)導(dǎo)通比便可把負載電機的電壓升到大于電源電壓Ut，從而把負載電機產(chǎn)生的能量反饋到電源中去。此時功率流向是從電機到電源中去。此時功率流向是從電機到 電源，直流電動機工作于再生制動工況，電壓ULD跟電動機狀態(tài)運行時的極性一致為正，但電樞電流 iA 改變了流向而負，電機工作于第二象限，故也稱為第二象限斬波電路。5、當(dāng)斬波器工作在再生

19、狀態(tài)時，能夠穩(wěn)定工作的條件是發(fā)電機電壓對電流的導(dǎo)數(shù)應(yīng)小于 外界電壓對電流的導(dǎo)數(shù)。6、為了斬波電路實現(xiàn)穩(wěn)定的再生制動，需進行電流的閉環(huán)控制。7、性能良好的逆變電路包括三部分：第一部分是電力電路及緩沖電路，第二部分是控制 電路，第三部分是電力電子器件的門控電路。8、脈寬調(diào)制的調(diào)壓方法是把逆變電路的輸出電壓斬波稱為脈沖，通過改變脈沖的寬度、 數(shù)量或者分布規(guī)則，以改變輸出電壓的數(shù)值和頻率。9、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， 而且輸出時正弦波形。10、自然采樣與規(guī)則采樣：作為控制逆變器中各開關(guān)元件通斷的依據(jù)，上述一系列脈沖波 形的寬度可以用自然采樣與規(guī)則采樣兩

20、種方法求得。用硬件電路產(chǎn)生所期望的可以調(diào)頻和 調(diào)幅的正弦波信號和幅值不變的三角波信號，利用通訊技術(shù)中的調(diào)制概念，以正弦波作調(diào) 制波，對它進行調(diào)制的等腰三角波稱為載波；將它們進行比較，由兩者的交點確定逆變電 路開關(guān)切換點的方法稱為自然采用。用計算求出系列脈沖波形寬度的方法稱為規(guī)則采樣。11、（判斷）電壓定額的決定方法：元件的電壓定額由中間直流環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的最大值流元件額崔電壓二最大直澆電壓的峰值電壓的峰值？?決定，故有門4電丄 ，式中?是直流中間環(huán)節(jié)在正常情況下空載時所能達到的最大峰值電壓，而不是中間環(huán)節(jié)的直流平均電壓。12、電力電子器件的緩沖電路又稱吸收電路，是一種重要的保護電路，不僅用于半控

21、型器件的保護，而且在全控型器件（如 GTR GTQ功率MOSFE和IGBT等）的應(yīng)用技術(shù)中，起 著更重要的作用。13、GTO等全控型自關(guān)斷器件運行中都必須配用開通和關(guān)斷緩沖電路，但其作用于晶閘管 的緩沖電路有所不同，電路結(jié)構(gòu)也有差別。主要原因是全控型器件的工作頻率要比晶閘管 高得多，因此開通與關(guān)斷損耗是影響這種開關(guān)器件正常運行的重要因素。14、GTO勺開通緩沖電路用來限制導(dǎo)通時的 di/dt，以免發(fā)生元件內(nèi)的過熱點，而且在 GTO逆變器中還起著抑制故障時貫穿短路電流的峰值及其di/dt的作用。GTO勺關(guān)斷緩沖電路不僅為限制GTO關(guān)斷時重加電壓的dv/dt及過電壓，而且對降低 GTC的關(guān)斷損耗，

22、使GTO 發(fā)揮應(yīng)有的關(guān)斷能力，充分發(fā)揮它的負荷能力起重要作用。15、IGBT的緩沖電路功能更側(cè)重于開關(guān)過程中過電壓的吸收與抑制。16、 綜上所述，緩沖電路對于工作頻率高的自關(guān)斷器件，通過限壓、限流、抑制di/dt、 dv/dt，把開關(guān)損耗從器件內(nèi)部轉(zhuǎn)移到緩沖電路中去，然后再消耗到緩沖電路的電阻上， 或者由緩沖電路設(shè)法再反饋到電源中去，后一種是反饋型緩沖電路。第五章控制與故障檢測1、城市軌道交通車輛主傳動可分為直流傳動和交流傳動兩種。2、車輛直流牽引電動機的調(diào)速有兩種基本形式：變阻控制和斬波調(diào)壓控制。車輛交流牽引電動機變頻調(diào)速則多采用轉(zhuǎn)差頻率控制或磁場定向式矢量控制，近年來也開始采取直接 力矩控

23、制。3、變阻控制主要有凸輪變阻控制和斬波調(diào)阻控制兩種方式。4、變阻控制屬于能耗型，不能實現(xiàn)再生制動，相當(dāng)部分的電能消耗在電阻上。5、 導(dǎo)通比控制分為脈沖寬度控制（定頻調(diào)寬）、頻率控制（定寬調(diào)頻）及脈寬和頻率綜合 控制三種方式。第一種方式易于設(shè)計濾波器消除高次諧波；第二種方式控制簡單但濾波較 難；第三種方式通常只用于要求在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的負載。目前多數(shù)采用定頻調(diào)寬的控制方式。6、論述：直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和矢量控制系統(tǒng)的比較。 (a) 兩者都采用轉(zhuǎn)矩和磁鏈分別控制， 符合異步電機數(shù)學(xué)模型所需要的控制要求； (b) 性能上，矢量控制系統(tǒng)偏重于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子 磁鏈的解耦，有利于分別設(shè)計轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器，實行

24、連續(xù)控制，調(diào)速范圍可達 1:100 以 上，但因按磁通定向，受電機轉(zhuǎn)子參數(shù)影響，降低了魯棒性； (c) 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)直接 進行轉(zhuǎn)矩Band-Band控制，簡化了控制器的結(jié)構(gòu)；控制定子磁鏈而不是磁通，不受轉(zhuǎn)子參 數(shù)影響，但會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，降低調(diào)速性能，適用于風(fēng)機、水泵以及牽引傳動等調(diào)速范圍 要求不高的場合。7、城市軌道交通車輛均采用了電制動為主，空氣制動為輔的空電聯(lián)合制動。電動車組主 要有三種不同的制動工況，即電阻制動、再生制動和空氣制動。車輛的電氣制動首選再生 制動。8、一般采用在電制動使車輛速度低于 8-10km/h 時，通過控制系統(tǒng)自動切除電制動，代之 以空氣制動，直至列車停止在預(yù)定位

25、置。9、故障診斷系統(tǒng)有部件診斷、車輛診斷及列車診斷三個方面。第六章 車輛電器設(shè)備1、一般誰來，受電弓的靜抬升力采用如下的限界值：在正常工作高度的范圍內(nèi)，即距受電弓降落位置時的滑板表面 400-1900m m的高度，將受電弓滑板平穩(wěn)地上升和下降，用測 力計測量靜抬高壓力，靜抬升力之差不應(yīng)超過。最大的抬高不應(yīng)該超過2100mm。2、城市軌道交通車輛上采用的蓄電池有酸性的，也有堿性的。論述題： 影響粘著系數(shù)的主要因素與改善粘著的方法。(一)影響粘著系數(shù)的重要因素： 動輪踏面與鋼軌表面狀態(tài)；干燥清潔的動輪踏面與鋼軌表面粘著系數(shù)高，冰、霜、 雪等天氣的冷凝作用或小雨使軌面輕微潮濕時軌面粘著系數(shù)低。大雨沖

26、刷、雨后生成薄銹 使粘著系數(shù)增大；油垢使粘著系數(shù)減少。在鋼軌上撒砂則能較大地提高粘著系數(shù)。 線路質(zhì)量；鋼軌愈軟或道碴的下沉量愈大，粘著系數(shù)愈?。讳撥壊黄交蛑本€地段兩 側(cè)鋼軌頂不在同一水平，動輪所處位置的軌面狀態(tài)不同，都會使粘著系數(shù)減小。 車輛運行速度和狀態(tài)；車輛運行速度增高，加劇了動輪對鋼軌的縱向和橫向滑動及 車輛振動，使粘著系數(shù)減小。特別是輪軌表面被水污染情況下，粘著系數(shù)隨速度增加而急 劇下降。車輛運行中由各種因素導(dǎo)致軸重轉(zhuǎn)移，也影響著粘著系數(shù)。如車輛過彎道時，造 成車輛車輪一側(cè)增載，另一側(cè)減載，造成粘著系數(shù)大幅降低，曲線半徑愈小，粘著系數(shù)降低愈多。牽引與制動工況對粘著系數(shù)也有影響，牽引時的

27、粘著系數(shù)比制動時要大一些 動車有關(guān)部件的狀態(tài)。 (1) 各動軸上牽引電動機的特性不完全相同，在同一運動速 度下產(chǎn)生牽引力大的輪對將首先發(fā)生空轉(zhuǎn)。 (2) 各個動輪的直徑不同，直徑小的動輪發(fā)出 的牽引力大，容易首先發(fā)生空轉(zhuǎn)。 (3) 各個動輪的動負荷不同，運行中動負荷輕的動輪將 首先空轉(zhuǎn)?？辙D(zhuǎn)必然導(dǎo)致動車的粘著系數(shù)減少。(二)改善粘著的方法： 修正輪軌表面接觸條件，改善輪軌表面不清潔狀態(tài)； 設(shè)法改善軌道車輛的懸掛系統(tǒng)，以減輕輪對減載帶來的不利影響。通常采用的措施： 從車輛往鋼軌上撒干沙， 用機械或化學(xué)等方法清洗軌道、 打磨鋼軌， 改進閘瓦材料如用增粘閘瓦，改善車輛懸掛減少軸重轉(zhuǎn)移。簡答題：1、調(diào)

28、節(jié)直流串勵牽引電動機轉(zhuǎn)速的方法。 答：調(diào)節(jié)直流串勵牽引電動機轉(zhuǎn)速的方法：改變牽引電動機的端電壓；改變牽引電動機的 主極磁通。其中改變牽引電動機的端電壓的方法： 改變牽引電動機的聯(lián)接法，例如串并聯(lián)的方式。由于聯(lián)接的方式有限，所以可調(diào)的 電壓等級也有限，同時使電動機的連接復(fù)雜； 在電動機回路中接電阻，通過凸輪成斬波方法調(diào)節(jié)電阻值實現(xiàn)調(diào)壓。這種應(yīng)用已久 的方法要消耗電能，不經(jīng)濟； 在電動機與電源之間串接斬波器，調(diào)節(jié)斬波器的導(dǎo)通比來改變電動機的端電壓。 其中改變牽引電動機的主極磁通的方法：普遍采用主極繞組上并聯(lián)分路電阻，使電流的一部分流經(jīng)分路電阻，從而減少勵磁電流、磁勢和磁通。2、IGBT的工作原理。

29、答：IGBT是以MOSFE為驅(qū)動元件、GTF為主導(dǎo)元件的達林頓電路結(jié)構(gòu)器件，相當(dāng)于一個 由場效應(yīng)管MOSFE驅(qū)動的厚基區(qū)GTR IGBT的控制原理與MOSFE基本相同，IGBT的開通 和關(guān)斷受柵極控制， N 溝道型 IGBT 的柵極上加正偏置并且數(shù)值上大于開啟電壓時， IGBT 內(nèi)的MOSFE的漏極與源極之間因此感應(yīng)產(chǎn)生一條 N型導(dǎo)電溝道，使MOSFE開通，從而使 IGBT導(dǎo)通。反之，如在N溝道型IGBT上加反偏置，它內(nèi)部的MOSFE漏源極間不能感生導(dǎo) 電溝道， IGBT 就截止。名詞解釋：（二選一）1、蠕滑：在動輪正壓力的作用下，輪軌接觸處產(chǎn)生彈性變形，形成橢圓形的接觸面。從 微觀上看，兩接

30、觸面是粗糙不平的。由于切向力的作用，動輪在鋼軌上滾動時，車輪和鋼 軌的粗糙接觸面產(chǎn)生新彈性變形，接觸面間出現(xiàn)微量滑動，即“蠕滑” 。2、空轉(zhuǎn)：因驅(qū)動轉(zhuǎn)矩過大， 破壞粘著關(guān)系， 使輪軌間出現(xiàn)相對滑動的現(xiàn)象， 稱為“空轉(zhuǎn)”。 （三選一）1、靜態(tài)縱向邊緣效應(yīng)：鐵心和繞組的不連續(xù)，使得各相的互感不相等，即使電源是對稱 的三相交流電壓，由于三相繞組在空間位置不對稱，在各相繞組中也將產(chǎn)生不對稱電流， 利用對稱分量法將得到順序、逆序和零序電流。因而在氣隙中出現(xiàn)脈振磁場和反向行波磁 場，運行過程中將產(chǎn)生阻力和增大附加損耗。這種效應(yīng)當(dāng)初、次級相對靜止時也存在，因 而稱為靜態(tài)縱向邊緣效應(yīng)，縱向即磁場移動的方向。2

31、、動態(tài)縱向邊緣效應(yīng)：直線電機的初、次級相對運動時，次級導(dǎo)體板在行波磁場方向上 的渦流分布是不對稱的。這使得初級進入端的磁場削弱，離開端的磁場加強。這種當(dāng)初、 砍級相對運動時的磁場和渦流分布的畸變稱為動態(tài)縱向邊緣效應(yīng)。運動速度越高，動態(tài)縱 向邊緣效應(yīng)越顯著，使行波磁場方向上的推力分布不均勻，起減小推力的作用。3、橫向邊緣效應(yīng)：城市軌道交通車輛應(yīng)用的直線電機，大多是次級導(dǎo)體板的寬度小于初 級鐵心的寬度，因而在橫向的邊緣區(qū)域磁場削弱，造成空載氣隙磁場橫向分布的不均勻， 這是第一類橫向邊緣效應(yīng)。次級導(dǎo)體板對電流分布及氣隙磁場密度沿橫向分布的影響，稱 為第二類橫向邊緣效應(yīng)。（三選一）1、擎住效應(yīng)：IGB

32、T結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在一只NPN型寄生晶體管，當(dāng)漏極電流大于規(guī)定的臨界值Idm時，該寄生晶體管因有過高的正偏置被觸發(fā)導(dǎo)通，使PNP管也飽和導(dǎo)通，結(jié)果IGBT的柵極失去控制作用，這就是所謂擎住效應(yīng)。2、靜態(tài)擎住效應(yīng)： IGBT 發(fā)生擎住效應(yīng)后，漏極電流增大，造成過高的功耗，最后導(dǎo)致器件損壞。為此元件制造廠規(guī)定了漏極電流的最大值Idm以及與此相應(yīng)的柵源電壓最大值，這種漏極電流超過Idm引起的擎住效應(yīng)稱為靜態(tài)擎住效應(yīng)。3、動態(tài)擎住效應(yīng)：在IGBT關(guān)斷的過程中，若元件上的（dVDs）?dt過大，則元件內(nèi)部的結(jié)電 容電流也會很大，從而引起上述寄生晶閘管的開通，使 IGBT 柵極失控，形成動態(tài)擎住效 應(yīng)。一選一）

33、1、斬波電路是把恒定直流電壓變換成為負載所需的直流電壓的變流電路。它通過周期性地快速通、斷，把恒定直流電壓斬成一系列的脈沖電壓，改變這一脈沖列的脈沖寬度或頻率就可調(diào)節(jié)輸出電壓的平均值。斬波電路還可以用來調(diào)節(jié)電阻的大小和磁場的強弱。填空題：1、目前，絕大多數(shù)城市軌道交通車輛屬于鋼輪鋼軌式，運行的任何一種工況，都依賴于 車輪和鋼軌的相互作用力。2、制動方法分為三類：摩擦制動：包括閘瓦制動和盤式制動；電氣制動：包括電阻制動和再生制動；電磁制動：包括磁軌制動和渦流制動。3、粘著控制按控制類型分類主要是校正型和蠕滑率控制型兩大類。4、城市軌道交通車輛的運行阻力包括基本阻力和附加阻力。5、城市軌道交通車輛

34、的單位重量附加阻力主要取決于線路條件，例如坡道阻力、彎道阻力、隧道空氣阻力。6、直流電動機的特性與勵磁方式有關(guān)，直流電機的勵磁方式有：串勵、他勵、復(fù)勵。7、異步電機的最大電磁轉(zhuǎn)矩取決于電機漏抗，最大電磁轉(zhuǎn)矩與實際輸出轉(zhuǎn)矩的差值稱為 轉(zhuǎn)矩裕量。8、增大異步電機的最大電磁轉(zhuǎn)矩的方法有兩種：增大磁通和增大轉(zhuǎn)子電流。9、直線異步電動機的分類：按結(jié)構(gòu)分類：平板形單邊式、平板形雙邊式、圓筒形；按電 _ 源分類：三相電源、二相電源；按動體分類：短初級方式、短次級方式。10、 直線牽引電動機應(yīng)用于城市軌道交通車輛時，初級可以設(shè)置在車上也可以設(shè)置在地面， 分別稱為車載初級式和地面初級式。11、GTO的開通特性：

35、元件從斷態(tài)到通態(tài)的過程中，電流、電壓及功耗隨時間變化的規(guī)律 為元件的開通特性。當(dāng)GT邙日極加上正電壓，并給門極注入一定觸發(fā)電流時，陽極電流大 于擎住電流后GTO完全導(dǎo)通。開通時間由延遲時間和上升時間組成。12、 GTO勺關(guān)斷特性：GTO勺關(guān)斷過程中的陽極電壓、陽極電流和功耗與時間的關(guān)系是GTO 的關(guān)斷特性。13、IGBT的開通時間有開通延遲時間、電流上升時間和電壓下降時間三者組成，開通時間約為（us。14、 貯存時間的含義是從門極關(guān)斷電流達到其峰值電流的勺時刻起，至邛日極電流下降 到90%寸的時刻為止的間隔。15、IGBT的關(guān)斷時間由關(guān)斷延遲時間、 電壓上升時間和電流下降時間三者組成, 約為l

36、uso16、IPM有四種電路形式:有單管封裝（H型）;雙管封裝（D型），構(gòu)成逆變器的一個橋臂； 六合一封裝，構(gòu)成三相逆變器（C型）;七合一封裝，構(gòu)成三相逆變器和動態(tài)制動 R型。17、散熱器的常用冷卻方式分為四種：自冷、風(fēng)沖、液冷和沸騰冷卻。18、車輛直流牽引電動機的調(diào)速有兩種基本形式：變阻控制和斬波調(diào)壓控制。車輛交流牽引電動機變頻調(diào)速則多采用轉(zhuǎn)差頻率控制或磁場定向式矢量控制，近年來也開始采取直接 _ 力矩控制。19、變阻控制主要有凸輪變阻控制和斬波調(diào)阻控制兩種方式。20、電阻制動分為：他勵式電阻制動和串勵式電阻制動。21、變阻控制屬于能耗型，不能實現(xiàn)再生制動，相當(dāng)部分的電能消耗在電阻上。導(dǎo)通比

37、控制分為脈沖寬度控制（定頻調(diào)寬）、頻率控制（定寬調(diào)頻）及脈寬和頻率綜合控 制三種方式。第一種方式易于設(shè)計濾波器消除高次諧波； 第二種方式控制簡單但濾波較難； 第三種方式通常只用于要求在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的負載。目前多數(shù)采用定頻調(diào)寬的控制方式。22、 斬波電流的控制方式：（1）時間比控制方式：（a）定頻調(diào)寬控制（脈沖寬度調(diào)制），（b） 定寬調(diào)頻控制（脈沖頻率調(diào)制），（c）調(diào)頻調(diào)寬混合控制;（2）瞬時值控制和平均值控制： （a）瞬時值控制,（b）平均值控制。23、無論降壓斬波電路或升壓斬波電路，它們的功率流向都是從電源到負載，因此負載的平均電壓ULD和電流IA都是正的，均位于ULD-IA直角坐標系的第

38、一象限，故又稱為第一 象限斬波電路。24、 通過適當(dāng)調(diào)節(jié)導(dǎo)通比便可把負載電機的電壓升到大于電源電壓Ut，從而把負載電機產(chǎn)生的能量反饋到電源中去。此時功率流向是從電機到電源中去。此時功率流向是從電機到 電源，直流電動機工作于再生制動工況，電壓ULD跟電動機狀態(tài)運行時的極性一致為正，但電樞電流iA改變了流向而負，電機工作于第二象限，故也稱為第二象限斬波電路。25、電力電子器件的緩沖電路又稱吸收電路，是一種重要的保護電路，不僅用于半控型器件的保護，而且在全控型器件（如 GTR GTQ功率MOSFE和IGBT等）的應(yīng)用技術(shù)中，起 著更重要的作用。26、故障診斷系統(tǒng)有部件診斷、車輛診斷及列車診斷三個方面

39、。判斷題：1、摩擦制動和電氣制動都是通過輪軌粘著產(chǎn)生制動力的。2、當(dāng)動輪對的牽引力大于最大粘著力時，輪對就發(fā)生空轉(zhuǎn)。3、集中控制這種控制方式是一個粘著控制系統(tǒng)控制整輛動車4、分散控制這種控制方式也是單軸控制，即每個動軸單獨控制。5、城市軌道交通車輛各項牽引參數(shù)中，起動加速度的選擇至關(guān)重要，因為它對軸功率 旅行速度都有著直接的影響。目前世界各國的城市軌道交通車輛起動加速度為s-2。適當(dāng)?shù)剡x擇起動加速度，可以使城市軌道交通車輛以較小的軸功率得到符合需要的旅行速度。6機械穩(wěn)定性是指列車正常運行時，由于偶然的原因引起速度發(fā)生微量的變化后，動車 本身能恢復(fù)到原有的穩(wěn)定運行狀態(tài)?？梢杂昧熊囁俣全@得增量v時，引起的反饋是負反饋還是正反饋來判斷是否穩(wěn)定。