机车控制系统试题答案.docx

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机车控制系统试题答案

《电力机车控制系统检查与维护》试题答案

一、填空题答案

1.1879

2.4轴6轴8轴

3.直（脉）流

4.三相异步交流

5.半波

6.平波电抗器

7.直流电

8.直流电

9.电枢回路串电阻

10.改变牵引电动机端电压

11.变频调速

12.额定电压

13.磁通

14.励磁电流大小

15.电感

16.π－a

17.相控调压

18.反比

19.a＞π/2

20.加装功率因数补偿器

21.防止列车冲动和断钩

22.降压起动

23.起动牵引力

24.恒流准恒速

25.电气制动系统

26.电机可逆性

27.电阻制动

28.电气

29.串联

30.发电机

31.不能

32.制动电阻

33.加馈电阻

34.加馈电阻制动

35.逆变

36.有源逆变

37.全控桥

38.小于再生制动

39.主电路

40.电磁

41.直流110V

42.位置

43.失电

44.线号

45.相控

46.半控

47.功率因数

48.电阻制动

49.恒流

50.保护器件

51.连接两接车顶线路

52.转向架独立

53.串励

54.

55.电流交流分量

56.他励

57.串联

58.微机网络

59.分相设备空气压缩机组通风机组油泵采暖通风设备

60.将机车主变压器提供的单相交流电转变为其他辅助机组需要的三相交流电

61.电源电路负载电路保护电路。

62.b6x6

63.大气过电压雷击避雷器

64.操作过电压硅整流器的换向过电压阻容吸收环节

65.接触网的电压过低或突然失压延时

66.97KE、98KE

二、选择题答案

1.B

2.B

3.B

4.A

5.C

6.A

7.C

8.A

9.B

10.A

11.B

12.C

13.C

14.A

15.B

16.C

17.A

18.B

19.A

20.B

21.A

22.A

23.B

24.C

25.A

26.C

27.B

28.A

29.B

30.A

31.A

32.A

33.A

34.C

35.B

36.A

37.C

38.A

39.A

40.B

41.A

42.C

43.C

44.B

45.C

46.C

47.A

48.C

49.B

50.B

51.C

52.A

53.C

54.A

55.B

56.A

57.C

58.B

59.A

60.C

61.B

62.B

63.C

64.A

65.B

66.C

67.B

68.B

69.B

70.A

71.ABD

72.BCD

73.ABC

74.B

75.A

76.C

77.B

78.B

79.A

80.B

81.B

82.B

83.B

三、判断题答案

1.√

2.×

3.×

4.√

5.×

6.√

7.×

8.√

9.√

10.√

11.√

12.√

13.√

14.√

15.×

16.×

17.×

18.√

19.√

20.√

21.√

22.×

23.√

24.×

25.×

26.√

27.×

28.×

29.√

30.√

31.×

32.×

33.√

34.×

35.√

36.×

37.×

38.×

39.×

40.×

41.√

42.√

43.√

44.√

45.√

46.√

47.×

48.√

49.√

50.×

51.×

52.×

53.×

54.√

55.×

56.√

57.×

58.×

59.×

60.×

61.√

62.×

63.×

64.×

65.×

66.√

67.×

68.√

69.×

70.√

71.√

72.√

73.√

74.√

75.×

76.√

77.×

78.×

79.√

80.√

81.×

82.√

83.×

84.√

85.√

86.×

87.×

88.√

89.√

90.√

四、简答题答案

1.答：

具有个别传动的电力机车：

电力机车每一轮对由单独的牵引电动机驱动。

这些轮轴称为动轮或动轴。

具有组合传动的电力机车：

电力机车上某几个轮对（通常为同一转向架上的几个轮对）互相连接成组，然后由一台电动机来驱动。

2.答：

直流供电直流牵引电动机的直直型电力机车。

接触网供电电压为1500~3000V，机车牵引电动机为直流串励牵引电动机。

交流供电－直（脉）流牵引电动机的交直型电力机车，又称单相交直型整流器式电力机车。

牵引电动机一般为脉流串励或复励牵引电动机。

该型式的电力机车是目前世界上各国普遍采用的一种机车。

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。

交流供电－变频环节－三相同步电动机的交交型电力机车。

3.答：

加装平波电抗器的作用是减小整流电流的脉动，改善牵引电机的换向。

加装固定分路电阻的作用是减小流过牵引电机励磁绕组电流的交流分量，改善牵引电动机的整流换向性能，使流过励磁绕组的电流交流分量小于25％。

4.答：

固定分路电阻的作用是减小流过牵引电机励磁绕组电流的交流分量，改善牵引电动机的整流换向性能，在牵引电动机主极绕组并联一固定分路电阻，阻值Ω，对主极形成的固定磁削系数，使流过励磁绕组的电流交流分量小于25％。

5.答：

磁场削弱不宜过深，否则在机车高速运行、大电流情况下会使牵引电机电枢反应加剧，主磁场的畸变进一步增大，使电机的整流换向更加困难，严重时会产生电机环火。

6.答：

当a＜π/2时，Ud＞0，为整流状态；当a＞π/2时，Ud＜0，为逆变状态；当a＝π/2时，Ud＝0，为中间状态。

7.答：

主要方法是采用多段经济半控桥和加装功率因数补偿装置。

8.答：

在机车主变压器二次绕组的两端一般并接LC、RC或RLC，形成刘某一频率的谐振电路。

在基波网压的作用下对基波呈容性，提供容性无功电流，减少相控整流机车滞后负载电流，从而提高了功率因数。

同时，对主变压器所产生的3、5次谐波呈低阻性，使通过功补装置的3、5次谐波电流增大，减少了流向电网的3次或5次谐波电流，同时也减少了等效千扰电流。

9.答：

恒流控制是指机车起动时维持起动电流为一恒定值，该值可以非常接近猫着限制线，这样就可以充分利用机车的戴着条件，达到最大起动牵引力，从而压缩起动时间。

恒速控制是指机车恒流起动结束后转人恒速运行的方式，即随着线路状况变化，机车控制系统自动调节电压大小从而调节牵引电流以维持速度恒定。

10.答：

特性控制是指机车按恒流方式起动，起动完毕按理想的牵引特性曲线进行准恒速运行。

在司机手柄级位不变时，能实现机车以较大的牵引电流起动，以较小的速度范围运行，便于司机控车，自动控制水平较高。

11.答：

得，机车起动时。

V＝0，Ea＝CVφV，I由于电机回路的总电阻值很小，故即使电压不是很高，起动电流也很大，当速度升高后，若维持电压不变，因反电势Ea增大，故电流将减小。

12.答：

提高了列车行车的安全性，减少了闸瓦和车轮磨耗，提高了列车下坡运行速度。

13.答：

电机是机械能和电能相互转换的设备，电动机和发电机是电机的两种工作状态。

当外界条件发生变化时，电机可以由电动机状态转变为发电机状态，也可以由发电机状态转变为电动机状态，这就是电机的可逆性。

利用电机的可逆性，在电力机车电气制动时，牵引电机工作在发电机状态，将列车运行的动能转换为电能，从而进行电气制动。

14.答：

具有电气稳定性，并保证必要的机械稳定隆；具有广泛的调节范围，冲击力小；机车由牵引工况转换为电气制动工况时应线路简单，操纵方便，具有良好的制动性能，负载分配均匀。

15.答：

他励电阻制动控制方式有三种：

恒励磁控制、恒电流控制、恒速控制。

16.答：

串励电阻制动不需要额外的励磁电源，用改变制动电阻Rz的大小来调节制动力。

在高压大电流情况下，制动电阻要求有许多抽头和相应的开关电器，造成线路设备增多，且调节是有级的。

同时制动电阻不能取值过大，否则电机不能建立励磁。

所以在整流器电力机车上使用电阻制动时，一般不采用串励式电阻制动，而采用他励电阻制动。

17.答：

再生制动时回馈的电能可供其他电力机车牵引使用．因此是一种更具有经济效益的电气制动方式；再生制动具有调速范围大，防滑性能好，减少了闸瓦与车辆磨耗；再生制动的控制系统较为复杂；再生制动机车必须采用全控桥，因此机车功率因数低，谐波含量高，同时对触发系统可靠性要求高。

18.答：

控制电路是由司机控制器、低压电器及主电路、辅助电路内电器的电磁线圈等在电方面连接起来组成的电路。

它的作用是司机通过控制电路发出指令来间接控制机车主电路及辅助电路，以完成各种工况的操作。

19.答：

参见本节“对主电路的要求”。

20.答：

主电路表示牵引状态，机车向I端方向运行、主断断开、各按键开关处于水平位置、自动开关处于断开位置、故障隔离开关在运行位时的开闭情况，继电器、接触器的工作线圈在失电状态下的开闭位置。

21.答：

集中供电线路在于配线和总体布置上都比较简单，缺点是当各牵引电机在特性上出现差异时，在并联电机中有环流存在。

转向架独立供电一般是将一个转向架上的电机并联，由一组整流器供电。

当一组整流器故障时，将使整台机车的功率降低一半。

独立供电线路可以避免当各电机特性有差异时不会形成环流，若一组整流器故障时，仅切除相应的一台牵引电机而不影响其他支路，机车功率下降要少一些。

但是结构比较复杂。

22.答：

SS4改型电力机车采用不等分三段半控桥整流，控制方式为恒流准恒速控制，电阻制动为加馈电阻制动，采用了三次谐波滤波器以改善机车功率因数，具有轴重转移的电气补偿控制环节和空转与滑行保护装置，以改善机车的黏着利用。

23.答：

接地电刷110E、120E、130E、140E装在轴端上，用以构成回流电路，以防止电流流过车轴轴承产生电蚀。

24.答：

在整流器的输出端还分别并联了两个电阻75R和76R，电阻的作用有两个：

一是机车高压空载做限压试验时，作整流器的负载；二是正常运行时，能够吸收部分过电压。

25.答：

参见本节“调压整流电路”相关内容。

26.

答：

正极母71平波电抗器11L线路接触器12KM电流传感111SC电机电枢两位置转换开关的牵制鼓107QPRl两位置转换开关的前后鼓107QPVl主极磁场绕107QPV1牵引电机隔离开关19QS107QPPR1负极母线72。

27.答：

平波电抗器11L是一个大电感，其电阻值很小，可忽略不计，因此对直流成分不起阻碍作用，可认为短路，但对交流分量却有很大的阻抗，从而大大抑制了牵引回路电流中的交流成分，使流过牵引电机的电流脉动量减小从而改善牵引电机的换向。

28.答：

两位置转换开关107QP的作用是，

（1）用于转换牵引电机励磁绕组中的电流方向（改变牵引电机的转向），以改变电力机车的运行方向；

（2）用于实现机车牵引工况同制动工况间的转换。

29.通风机的作用是用来冷却牵引电动机、硅整流柜、制动电阻柜、主变压器油散热器等设备。

改型机车每节机车设置了两台牵引通风机，用来给牵引电动机进行通风冷却；两台制动风机，电阻制动时用来冷却制动电阻柜；一台变压器风机，用来冷却主变压器油散热器。

30.SS4改型机车辅助电路的单相电源有两种，一种是380V的单相交流电源，还有一种是220V的单相交流电源。

机车在电网下正常运行时，库用转换刀开关235QS倒向“运行”位，则主变压器辅助绕组a6~a6通过导线204、205经235QS与导线201、202连接，从而给辅助电路提供380V单相电源。

220V的单相电源则由x6和206号线提供。

31.首先把242QS打向“2”位，296QS转换到电容位。

司机按下劈相机扳键开关后，接触器213KM线圈得电，213KM主触头闭合，将起动电容253C投人，205KM线圈得电，205KM主触头闭合，3MA开始起动，起动过程由283AK检测。

当283AK测得3MA发电相电压接近于比较电压时，283AK动作，其常开联锁闭合，213KM线圈失电，主触头打开，开断起动电容（253C）回路，3MA起动完成。

同时，533KT线圈失电，其常开联锁断开，开断了导线281通路使283AK失去工作电源处于闭置状态。

32.不能。

因为各个辅机在同时起动过程中会产生过大的起动电流，对电网造成过大的冲击。

33.

（1）库内三相电源：

把库内三相电源接到库用插座294XS的207、208、209三点上，通过235QS及导线203与209之间的连接母线直接为辅助电路提供三相电源。

（2）库内单相电源：

单相电源送至库用插294XS的207、208两点上（为插座上部两点位置），经235QS给辅助电路提供单相380V电源，此时须使用劈相机实现单一三相供电系统。

若只使用库内单相电源时，也可拆开导线203与209之间的连接母线。

如果在库内需要使用单相220V的交流电源，则可以从库用插座的208号线和200线间获取。

34.过电流是指电气设备过载或短路引起的电流剧增。

过电流会使电器设备发热加剧，影响设备的绝缘，烧损设备，严重时还可能会失火。

电力机车上通常采用断路器、自动开关、熔断器和过流继电器进行过电流保护。

35.过电压是指电压升高并对电气设备的绝缘造成危险。

外部过电压主要是指大气过电压，它主要以雷击的形式出现，电力机车大气过电压保护主要是通过放电间隙或避雷器来实现。

内部过电压主要是操作过电压和硅整流器的换向过电压。

内部过电压的保护主要是通过阻容吸收环节来实现。

另外，并联压敏电阻也可以起到过电压保护的作用。

36.当电压正常时，氧化锌避雷器的电阻值很大，因此分流很小，对正常工作电路的影响很小。

当大气过电压传人时，氧化锌避雷器的电阻值迅速减少从而达到泻流的目的。

当冲击电压消失后，氧化锌避雷器的电阻值又会迅速回升到正常状态。

37.机车空转时会产生下列信号：

某轮对转速不正常地大幅度上升；某牵引电动机的电流不正常地大幅度下降。

空转保护的基本原理是：

利用上述的空转信号，通过空转保护的信号检测装置、信号放大装置和主控电路的隔离装置，把信号送人防空转执行机构，对电动机的端电压进行调节，减少牵引力，增大翻着力，同时点亮相关的故障显示提示司机。

在空转消失后再逐渐恢复电路的正常状态。

38.金属氧化物避雷器：

主要用于防止主断路器分断和合闸过程的操作过电压，也用于机车运行中的雷击过电压。

阻容保护：

用于吸收变压器二次侧各绕组或整流装置两端的过电压。

压敏电阻：

用以抑制牵引绕组侧的过电压。

阻容保护和压敏电阻可将过电压限制到牵引绕组峰值电压的2倍以下。

39.参见本节“制动工况的过载保护”相关内容。

40.辅助电路过电流保护采用电流继电器282KC，在辅助绕组短路及其他原因造成辅助电路短路，其电流超过2800A时，282KC吸合动作使机车主断路器分闸，并显示辅助过流信号。

41.采用跨接在辅助绕组~a6两端的R－C过压保护电路，由电阻260R、电容255C组成，吸收过电压。

42.在变压器辅助绕组x6与地之间设有辅助电路接地保护电路，这个系统由辅助接地继电器285KE、整流元件291U、限流电阻262R、电容257C、辅接地故障开关237QS组成。

当辅助电路某点接地时，辅接地保护系统形成回路，285KE动作吸合，其辅助联锁使主断路器分闸线圈得电跳闸，司机台辅助接地信号显示。

此时285KE常闭联锁开断，回路串人电262R以免出现大电流而烧损接地继电器。

同时经285KE自身正联锁和恢复中间继电器562KA的反联锁而“自锁”，保持接地故障信号记忆。

故障解除后，借助主断路器合闸操作，使562KA线圈得电，其反联锁断开使285KE线圈失电恢复。

43.287YV为机车各室门、高压柜门的联锁安全保护阀。

保护阀287YV由双电源供电：

一路从控制电路直流110V电源线531经主电路人库开关20QP、50QP联锁，车顶行程门开关297QP联锁至287YV线圈；另一路由零压保护电路的290U经215号线供电。

这样即使出现控制电路切断而机车高压电仍然存在的情况下，287YV的线圈仍然可以得电，门联锁锁闭，各室门打不开，达到确保人身安全的目的。

44.对于高电压大电流的大功率机车，直接控制显然是不能满足要求的，而且具有极大的危险性，所以必须选用间接控制的方法。

所谓间接控制是指通过司机控制器及各按键开关来控制一些低压电器，再通过这些低压电器去控制高压部分。

这种方法使弱电控制强电，还使操纵部分轻巧灵便，而且使操作者与高压部分很好地隔离。

45.

（1）司机控制器换向手柄与调速手柄（轮）间的机械联锁。

（2）司机台上按键开关与电钥匙的联锁。

3）换向手柄、电钥匙与钥匙箱的联锁。

46.延时联锁是指某电器的线圈得失电与其联锁动作不同步。

其实现方法有多种，如采用在电器铁芯上加短路铜套，或在继电器本身某些联锁上加装钟表机构，在电器的线圈旁边并联电容等方法。

47.防止由一级磁场削弱跳到三级磁场削弱去。

48.保证在主断路器储风缸风压不足时主断路器不动作，风压足时才能动作并且能可靠到位。

49.其电路为：

577·405SK·5l7KF·566KA·579QS·203KM·400，517KF的作用是实现对牙刷机的自动控制。

50.线路接触器是沟通牵引电机主电路的主要电器。

其控制关系是：

导线531经532KT、10QP、60QP联锁，使导线501有电。

其控制电路为：

531·532KT·10QP·60QS·501

51.受电弓的升起是由压缩空气进人升弓气缸推动气缸内的活塞而进行的，所以，要升起受电弓，必须具备足够压力的压缩空气。

52.主断路器合闸控制与受电弓控制为同一供电支路。

当按下“主断合”按键开关401SK后，导线531经401SK、586QS、568KA、539KT、

使导线541有电，若此时主断路器的风缸风压足够（大于450KPa）4KF动作，则主断路器的合闸线圈4QFN得电。

所以其必备条件是主断路器的风缸风压足够大（大于450kPa）。

53.通过压力调节器，使风压低于700kPa时闭合，风压高于900kPa时断开。

54.主断路器的分闸控制单独由630QA自动开关提供电源，当按下“主断路器分”按键开关400SK时，导线556经400SK、4QF常开联锁（此时已闭合），使导线542有电，主断路器分闸线圈4QFF得电动作，促使主断路器分断。

人工分断主断电路为：

464·603QA·400SK·4QF·400

55.若风压隔离开关588Qs“单机”位，即“1”位时，导线533经588QS使导线549有电，经另一节机车主断路器的常闭联锁使本车的534导线有电，受电弓升起。

这样，当另一节车的515KF失效或因其他原因只需本节车工作时，可以通过操作588QS，使其工作在单机位，即588QS的联锁短接本节车的515KF联锁，导线533和544连通。

同时588QS的另一组联锁打开，切断控制另一车主断路器的合闸电路，使下一步合闸操作时，另一节车的主断路器合不上，即另一节车内无高电压，以确保安全。

56.次边过流的检测信号送到电子柜，当电子柜判断出次边过流时，送出100V的电压信号，这一信号直接作用于565KA，使565KA得电动作并自持，最后使主断路器分断。

这一信号的标注线号是552与原边过流执行信号共用。

电路完全相同。

57.防止由于因为受电弓与接触网之间短时分离的情况下引起主断路起跳闸，出现误动作。

58.高压试验的主要目的是检查某些在低压试验中无法检查的线路及电气部件，观察仪表的显示情况，检查牵引电机和各辅助电机转向是否正确、工作是否正常，并进行牵引和制动试验。

高压试验做完以后才能进行试运行或投人运用。

59.低压试验的目的是检查机车各电气设备的连接是否正确、各电气设备的执行机构动作是否正常及相互逻辑关系是否正确，用以消除检修中造成的错接、漏接等现象。

在接通库内辅助电源时，还可试验各辅助机组的工作状态。

60.试验中需进人高压室时，必须确认受电弓已降下，进人高压室的人员应将司机台电源开关钥匙带在身上。

任何时候不允许用其他物体代替司机台电源开关钥匙和换向手柄进行操作。

61.在整个高压试验过程中，试验人员要精力集中，加强巡视，从听觉、嗅觉和视觉等方面发现是否有异常现象，如有异常现象应立即通知司机室内的试验人员断电进行处理。

五、综合题答案

1．参见绪论“电力牵引的优越性”相关内容。

2．参见绪论“电力牵引的优越性”相关内容。

3．参见本节“交直型电力机车基本工作原理”。

4．参见本节“交直交型电力机车基本工作原理”。

5．磁场削弱调速就是通过调节流过牵引电动机的励磁电流，从而改变牵引电动机主极磁通的方法进行调速，亦称励磁调节。

磁场削弱的时机：

一般情况下，要进行磁场削弱调速，必须是在牵引电机端电压已接近额定电压，而牵引电动机电流比额定值小时实施。

磁场削弱的目的是扩大机车的速度运行范围，充分利用机车功率。

6．参见本节“三段不等分桥”相关内容。

7．参见本节“相控调压的特点”相关内容。

8．根据机车工作特性限制曲线图可知，限制机车特性工作范围的因素有以下几方面：

（1）机车构造速度的影响；

（2）机车牵引电动机安全换向的限制；（3）黏着条件限制；（4）牵引电动机电枢电流的限制。

9．当调速手轮置“3”位时，机车首先按450A的电流进行恒流起动，当机车速度达25km/h时，电流按800－54V下降，当机车速度大于h时，电流下降为0，以实现当手轮级位不变时机车随线路状况的较小变化基本上在25~h间准恒速运行。

10．参见本节“加馈电阻制动”相关内容。

11．在逆变电路中若晶闸管触发脉冲丢失或移相角（逆变角）超出允许范围，发电机电势就与变压器电势顺极串联迭加而造成严重的短路，这种现象称之为逆变颠覆，逆变颠覆将产生非常大的短路电流。

此外，电力机车实施再生制动时，若受电弓脱离接触网导线，交流电压消失，此时发电机电势将经变压器二次侧绕组及导通的晶闸管元件而发生失压短路。

12．参见本节“电气制动方式”相关内容。

13．电阻制动时与牵引工况时电机电枢绕组与制动电阻申联后再与加馈电源申联，电枢电流方向不变。

一节车所有牵引电机励磁绕组串联，再与励磁电源申联，励磁电流与牵引时方向相反。

14．参见本节“分相设备”相关内容。

15．SS4改型机车的电源电路由主变压器辅助绕组提供单相380V或单相220V交流电源，再由劈相机