《車輛電氣裝置》復習題

1、車輛電氣裝置復習題1、車輛設備的運用條件鐵道車輛電氣裝置的運用條件不同于地面固定的工業(yè)和民用設備，也不同于航空和船舶的設備。這些條件通常是根據(jù)運輸對象、運行區(qū)間、車輛的運行品質(zhì)和技術經(jīng)濟指標來確定的。（1）車輛設備應保證滿足行車安全的要求 A、杜絕因漏電或短路而造成火災 B、電機電器的溫升不應過高 C、電器產(chǎn)生的電弧應盡可能減少， D、懸掛車輛下部的設備不超限 E、懸掛部分有足夠的強度及安全設施，防止因部件裂損、變形和脫落，造成車輛運行事故。（2）要求車輛設備工作安全可靠，重量、尺寸和成本盡可能少，以提高車輛的技術和經(jīng)濟指標；車輛設備本身的結構應盡可能簡單、牢固，使用壽命長，便于日常的檢查和維

2、修。（3）對于全國通用的車輛，其車輛設備應當滿足下列工作環(huán)境條件： 溫度變化范圍 -40+40 相對濕度 90(25) 海拔 4000 m 鐵路車輛在線路上運行時還要考慮灰塵、沙土、雨雪以及污染物的浸入問題，特別是安裝在車底架下部的物品，應有良好的密封性能。（4）鐵路客車運行方向經(jīng)常變化，運行中存在振幅10mm、頻率為1100Hz的振動和沖擊(縱向3g)。要求車輛設備能夠適應這種工作條件，無誤動作或零件松脫、打火現(xiàn)象。 對于安裝在車底架上、由萬向軸傳動的軸驅(qū)式發(fā)電機或其它設備，應當，考慮車輛連掛時萬向軸所承受的軸向沖擊力。（5）車輛設備的運行品質(zhì)良好，有關電流、電壓和頻率等參數(shù)應相對穩(wěn)定，對車

3、內(nèi)的無線電通訊或列車播音、電視的干擾盡可能減少或根本消除。對外界干擾（如高壓線等頻域為1OOkHz10MHz，聲壓級達到120dB以上)有足夠的抵抗能力。（6）盡可能采用大批生產(chǎn)的標準件或通用件，以降低成本，便于檢修。（7）設計或采用的車輛裝置應符合： 國際鐵路聯(lián)盟標準(UIC)、 國家標準（GB）、鐵路標準(TB)、國際電工協(xié)會標準(IEC)、機械電子部的標準（JB）。2、車輛供電方式的種類及特點A、獨立供電方式： 每輛車都帶有一套獨立工作的供電裝置，當車輛用電量較小時也可以每二輛車或三輛車共用一套供電裝置。 主要形式： a交流發(fā)電機+蓄電池供電 b小型柴油機+蓄電池供電獨立供電方式特點：發(fā)

4、電功率?。?35kW ）車輛可隨意摘掛和編組發(fā)電設備不占車內(nèi)空間全列車輸電干線通過車端連接器貫通，形成統(tǒng)一的列車電網(wǎng)，局部故障不影響列車供電。B、集中供電方式： 車輛沒有發(fā)電裝置，車輛用電依靠貫通列車的供電電網(wǎng)提供，列車的供電電網(wǎng)由專門的列車供電裝置提供電能。 主要形式： a. 柴油發(fā)電車供電 b. 內(nèi)燃機車供電 c. 接觸網(wǎng)供電集中供電的特點：發(fā)電功率較大，可以滿足車輛越來越多的用電設備的要求。列車電網(wǎng)電壓可以較高，對于減少車輛供電電網(wǎng)的線損有好處。需要列車固定編組，不能隨意摘掛，要求列車電網(wǎng)有非常高的可靠性。3、空調(diào)客車使用集中供電方式  柴油發(fā)電車供電：供電電壓為三相380V/

5、220V交流電,車輛鋪設二路三相四線制的供電電纜，車輛用電設備一般為三相交流電。  接觸網(wǎng)供電：通過設在電力機車或車輛上的單三相供電變壓器，將接觸網(wǎng)的單相工頻2萬5千伏的交流電，變成可供列車電網(wǎng)使用的電能。內(nèi)燃機車供電：利用設置在內(nèi)燃機車上專門用于列車供電的柴油發(fā)電機機組，向整個列車電網(wǎng)提供電能。4、選擇供電方式時應該考慮方面 車輛車種及用途 車輛在列車中的編組方式 電器負載的類型、功率以及用電要求 運行成本和列車投資等經(jīng)濟性5、客車供電裝置的組成 車端連接器 列車供電干線 配電柜 變流器 將直流600V變換成為380V/220V交流電 蓄電池 充電器 照明、空調(diào)、軸溫報警三合一綜合

6、控制柜6、客車供電裝置的技術關鍵 1）電壓制式的確定 2）逆變技術 3）變頻變壓（VVVF）技術 4）大功率高頻開關電源 5）綜合控制技術 6）網(wǎng)絡監(jiān)控技術 7）車輛運行數(shù)據(jù)無線傳輸裝置7、柴油機發(fā)電車的組成 柴油機 發(fā)電機 柴油機與發(fā)電機之間的聯(lián)軸器和公共支架 發(fā)電機的勵磁裝置 配電盤 附屬柴油機的啟動、進排氣、冷卻和潤滑系統(tǒng)8、逆變器的基本原理圖圖中由6只IGBT構成三相橋式逆變器，A、B、C為電動機的三相繞組，電流按紅色箭頭由正到負，則UAC正相波形如紅色區(qū)域；電流按蘭色箭頭由正到負，則UAC反相波形如蘭色區(qū)域。9、下圖為車輛逆變器主電路，說明其組成以及各組成部分的作用（1）輸入輸出隔離

7、電路如圖中的KM1、KM3電磁接觸器，其主要功能是在逆變器、輸入電路或輸出負載發(fā)生故障時實施隔離，防止故障擴散。（2）中間支撐電路主要由濾波電容C1、C2組成。其主要功能是濾平輸入電路的電壓紋波，當負載變化時，使直流電壓平衡。（3）緩沖電路由R0和KM2組成。電容的特性是電壓不能突變，因此在合閘瞬間，電容的電壓很低，基本可以認為瞬間短路，因此對電源造成很大的沖擊電流，這個電流足以使保護熔斷器熔斷，因此逆變器電路一般都有輸入緩沖電路。（4）橋式三相逆變電路 逆變器的核心電路 是由V1V6組成的橋式三相逆變主電路，目前大部分逆變器采用IGBT和IPM作為開關器件。利用IGBT和IPM，將輸入的直流

8、電逆變成為需要頻率的正弦交流電。（5）交流濾波電路由L1L3和C1 C3組成，主要是將逆變器輸出的PWM波變成準正弦波。10、什么是IGBT和IPMIGBT是MOSFTET和GTR復合的產(chǎn)物，具有GTR的導通特性和MOSFET的驅(qū)動特性，驅(qū)動簡單、功率小，開關頻率高通態(tài)壓降低、損耗功率小。IPM是一種智能型模塊，是把IGBT的驅(qū)動電路、保護電路及部分接口電路和功率電路集成于一體的功率器件。IGBT和IPM可分為單單元和雙單元兩種：單單元：指一個模塊包含上下橋臂的一個IGBT（或IPM）；雙單元：指一個模塊包含上下橋臂的兩個IGBT（或IPM）11、逆變器設置了那些保護功能： 輸入過壓保護 欠壓

9、保護 輸出過流保護 過載保護 短路保護 IGBT過流、過熱保護12、什么是逆變器的電磁干擾（EMI），干擾的途徑有哪些？電力電子技術的發(fā)展，使得高頻化、大功率逆變器和充電器的應用更加普及，但是高頻化和大功率使電力電子裝置內(nèi)部的電壓、電流發(fā)生劇變，不但使器件承受很大的電壓電流應力，還在逆變裝置的輸入輸出引線周圍空間里產(chǎn)生的高頻電磁噪聲，引發(fā)電氣設備的誤動作，這種公害稱為電磁干擾（EMI）。 逆變器產(chǎn)生的高次諧波對外部干擾的途徑主要有：直接傳導、感應、輻射三種。13、電動機軟啟動的原理電動機在啟動時，存在47倍左右的電流沖擊，如果不采取軟啟動方式，逆變器必須至少有7倍以上的額定容量，顯然極不經(jīng)濟，

10、同時機車電流也要承受啟動電流沖擊。如果保證在電壓變化時，頻率也保持同步變化，即U/f等于常數(shù)，則啟動過程中磁通保持不變，在保證啟動轉矩的同時，可以使啟動電流減小，這就是軟啟動的原理。14、客車供電系統(tǒng)中使用充電器（DC/DC變換器）的原因？主要從維護系統(tǒng)的安全性和可靠性來考慮，可以隔離和控制高壓供電部分和用電設備之間的聯(lián)系。充電器是供電系統(tǒng)中最重要的設備，一旦充電器發(fā)生故障，蓄電池無法充電，電壓會放到很低，有可能使本車掛在蓄電池上的所有設備都無法啟動和工作。15、根據(jù)充電器的工作原理圖，分析說明其組成及工作過程充電器的輸入隔離、濾波和緩沖電路與逆變器相同。逆變橋由4只IGBT組成，功率的傳輸靠

11、高頻變壓器傳遞，變壓器的輸出經(jīng)過高頻整流和濾波后，供給直流負載和蓄電池。充電器的工作過程 按反相控制規(guī)律分別控制T1、T4和T2、T3， 即T1、T4導通時，T2、T3截止， 而T2、T3導通時，T1、T4截止，這樣就可以在變壓器副邊感應出高頻脈沖電壓，該電壓通過整流濾波，得到DC110V輸出。16、25T 型空調(diào)客車車端電氣連接裝置類型有哪些？KC20A型電力連接器插座（2個/端）； KC20D型電力連接器插座（2個/端）； KTL39D型通訊連接器插座（2個/端）； 側燈插座（一、四位角各設1個）； LDK-5Z電空制動連接器（2個/端）； 電力連接器插頭對（2組/輛）； 39芯通訊連接器

12、插頭對（2組/輛）； 電控制動連接器插頭對（2組/輛）17、什么是塞拉門，有何作用？所謂塞拉門，是指門在整個開關的過程中，有塞拉的動作，并且關閉時門外面與車體外皮相平，門打開時車門與車體重疊。塞拉門從功能上分別有手動、半自動、全自動等幾種。其主要作用是為了提高車門的安全性、密封性和隔音性以及美化車輛外部造型，減少運行空氣阻力。因此在一些快速車上采用了電控氣動塞拉門。18、 塞拉門有哪些部分組成塞拉門由： 基架部件 門扇組件 驅(qū)動部件 操作及氣動件 門鎖部件 電控部件等六大部分組成。19、根據(jù)給定的電開水爐示意圖，說明電開水爐的組成及其工作原理組成：電開水爐的主要組成部分有進水浮球閥、缺水保護器

13、、滿水保護器、過濾器、電熱管等。工作原理：冷水由車上水箱經(jīng)磁化過濾器、浮球閥進入加熱腔。注水時，浮球閥內(nèi)和缺水保護器內(nèi)各自浮球隨水位而上升。 當浮球閥內(nèi)的浮球上升到規(guī)定水位時自動切斷注水。 缺水保護器內(nèi)的浮球上升到規(guī)定位置時，自動接通電熱控制電路。首次注水完畢后，將控制箱上的開關置于“通”位，綠色指示燈亮，加熱開始，此后，隨著加熱腔內(nèi)水溫上升，體積膨脹，水開始沸騰。 沸騰的水翻人貯水腔，致使加熱腔水位下降，浮球閥內(nèi)浮球隨之下降，水箱內(nèi)的水自動經(jīng)磁化過濾器、浮球閥補人加熱腔，開始第二次加熱、翻水循環(huán)。車頂水箱無水或進水水路被切斷時，加熱腔內(nèi)因水位下降，缺水保護器內(nèi)的浮球也隨之下降。經(jīng)2 min左

14、右，缺水保護器動作，控制箱發(fā)出聲光報警，電源自動切斷，電熱管得到保護。當儲水腔的水達到設定的滿水水位時，滿水保護器動作，切 斷加熱電源，停止生產(chǎn)開水。 若因使用開水后，儲水腔水位下降，滿水保護器重新接通加熱電源，恢復生產(chǎn)開水。20、 說明智能化綜合控制柜的組成與功能。組成：綜合控制柜的控制單元由可編程序控制器（PLC）CPU單元、擴展I/O單元、觸摸屏等部分組成。綜合性控制柜的控制功能：新造25T型DC600V供電客車采用了基于PLC為核心的智能化控制技術，綜合性控制柜具有供電電源轉換與控制功能、空調(diào)系統(tǒng)的控制與保護及客室電加熱器控制功能、照明及應急供電功能、電源裝置的啟動與監(jiān)測、聯(lián)網(wǎng)集中控制

15、功能。21、利用框圖，說明某車輛空調(diào)裝置的控制原理。配電盤列車信息控制裝置AC400V50HZDC110V接觸器盤1接觸器盤2變頻器空調(diào)設定器車內(nèi)溫度傳感器AC100EFCFICF2CP1CP2PM1號空調(diào)裝置22、列車運行中需要注意的安全問題有哪些？ 車輛運行中基礎制動系統(tǒng)作用是否良好； 車輛轉向架性能是否惡化； 車輛供電系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)； 防滑器工作狀態(tài)是否正常； 有無擦傷超限的車輪； 空氣彈簧工作狀態(tài)； 軸承溫度是否超限報警； 配電室等重點防火部位有無火災險情等等。23、行車安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用：對危及旅客列車運行安全主要因素進行監(jiān)控，內(nèi)容包括：實時監(jiān)測、診斷記錄和存儲、集中顯示和報警、故障定位和指導維修。運行中，行車安全監(jiān)控系統(tǒng)還可以通過無線通信裝置與地面數(shù)據(jù)管理與專家系統(tǒng)雙向通信并和局域網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)客車運用狀態(tài)的信息化監(jiān)控和運用狀態(tài)的動態(tài)檢修與管理。24、 車廂級列車電氣監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測內(nèi)容： 列車供電、空調(diào)、電壓、電流、漏電流、電池電流、充放電流、室溫、逆變器、充電機、軸溫、塞拉門信息，匯集至車廂顯示器。25、 列車級列車電氣監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)測內(nèi)容它具有定位列車行駛的地理位置，利用Lonworks網(wǎng)絡收集全列各車數(shù)據(jù)（供電、空調(diào)、電壓、電流、漏電流、電池電流、充放電流、室溫、逆變器、充電機、防滑器、軸溫、