电力牵引交流传动与控制

第一章1.试述交-直流传动电力机车的主要缺陷及评价标准。

答：交-直流传动电力机车的主要缺陷是功率因数偏低，谐波电流偏大，对电网与广播通信系统产生不利影响。

评价标准：采用功率因数PF和谐波干扰电流作为评价标准2.简述功率因数的概念，提高交-直流传动电力机车功率因数的主要措施。

答：在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S.提高功率因数的主要措施：（1）选择合适的整流调压电路（2）采用功率因数补偿电路3.试述交-直流传动电力机车的调速方法及相互关系答：交-直流传动电力机车的调速是通过调节直流（脉流）牵引电动机的转速来实现的，直流牵引电动机的调速主要有两种（1）改变电枢电压调速（2）磁场削弱调速相互关系：在交-直流传动电力机车中只有当调压资源用尽后才能开始实施磁场削弱调速4．分析三段不等分半控桥电路的调压过程及输出关系、波形。

答：调压过程：升压调压过程第一段：普通半控桥（大桥）首先工作，VT1、VT2触发导通，调节α1进行移相控制，直至其全开放，输出电压由零均匀地调至额定输出电压的一半。

此阶段中抽式半控桥（小桥1、2）始终被封锁，α2＝α3＝π，由VD3、VD4提供续流通路。

第二段：保持普通半控桥VT1、VT2的全导通状态，α1＝0，中抽式半控桥中小桥1投入工作，小桥2仍然被封锁，触发VT3、VT4使其导通，调节α2进行移相控制，输出电压在1/2U d基础上递增。

当VT3、VT4全开放时，α2=0，输出电压达到额定输出电压的3/4第三段：保持普通半控桥、小桥1处于全开放状态，小桥2投入工作，触发VT5、VT6导通，调节α3进行移相控制，输出电压将在3/4基础上递增。

当VT5、VT6全开放时，输出电压达到额定值。

至此，升高电压的调节过程全部结束。

降压顺序控制过程与上述升压控制过程相反。

输出关系：第一段大桥：0≤α1＜π，α2=α3=πU d=U d1=1/4U d0(1+cosα1) 0≤U d≤1/2U d0第二段大桥1：0≤α2＜π，α1=0，α3=πU d2=1/8U d0（1+cosα2）U d=U d1+U d2=1/8U d0（5+cosα2）, 1/2U d0＜U d≤3/4U d0第三段大桥2：0≤α3＜π，α1=α2=0U d3=1/8U d0（1+cosα3）U d=U d1+U d2+ U d3=1/8U d0（7+cosα3）, 3/4U d0＜U d≤U d0输出波形：5.试述交-直流传动电力机车主电路的选择原则原则：1.若需要进行再生制动，整流电路必须采用全控桥式；若需要电阻制动，可选用半控桥式；2.客用机车采用无级磁削方式，货运机车采用有级磁削方式，一般为3级。

车辆电气牵引系统的电气控制摘要：牵引轨道车中的牵引系统包括各种控制电路和电力设备等内容，通过电路和设备之间的协调作用就可以给运行中的地铁提供大量的牵引力，在这一过程中，电气控制起到关键性的作用，只有科学的电气控制，才能保证牵引力的正常供应，而只有电气控制才能实现牵引轨道车的有效制动。

基于此，文章对车辆电气牵引系统的电气控制系统进行了研究，以供参考。

关键词：电气牵引；电气控制；管理措施1牵引轨道车电气牵引及控制系统的特点及构成1.1特点分析牵引轨道车电气牵引及控制系统是由许多电路系统和设备构成的，为牵引轨道车的正常运行提供了有力的保障。

其中，制动装置在牵引轨道车减速与安全停靠控制中发挥着至关重要的作用。

通常情况下，牵引轨道车制动系统采用再生制动及电阻制动两种电制动方式来进行减速和安全停靠。

此外，为了更为准确地控制牵引轨道车的速度，提升牵引轨道车减速或停靠的安全性，还需要采用机械制动的方式来辅助电制动方式，尤其是当出现紧急情况时，必须同时采用三种制动方式进行控制，从而实现对车辆速度的有效控制，保障车辆运行的安全性。

再生制动与电阻制动的制动原理相似，主要利用电机反向磁场产生的电磁力作为电制动力。

再生制动和电阻制动的区别是发电机发出的电能消耗在电阻上时是电阻制动，反馈到电网是再生制动。

再生制动和电阻制动都是利用铁路制动电磁铁和轨道电磁制动器来实现车辆制动的，而机械制动利用的是摩擦力的作用，借助压缩空气提供动力而实现对车辆的制动。

通常情况下，牵引轨道车先进行再生制动，在此过程中，制动牵引电机将动能转化为电能，并将转化的电能并入电网，将再生电能传递给其他车辆，通过动能与电能之间的转化实现其他车辆的电阻制动。

在牵引轨道车运行中，这三种制动是相互配合、共同作用的，为牵引轨道车的安全运行提供保障。

1.2系统构成牵引轨道车电气牵引系统的构成部分主要有高压箱、制动电阻、牵引电阻器、牵引电动机及避雷器等。

其中，高压箱主要由高速断路器、主隔离开关和充电设备构成。

电力牵引与传动控制一、课程说明课程编号：090409Z10课程名称：电力牵引与传动控制/Electric Traction and Drive Control课程类别：专业课学时/学分：48（10）/3先修课程：模拟、数字电子技术、电机学、电力电子技术、自动控制原理、微机原理应用适用专业：电气工程及其自动化、电气工程卓越工程师、自动化、测控技术教材、教学参考书：1.《电力牵引系统及其故障诊断技术》，主编，中南大学出版社，20012.《韶山8型电力机车》，刘友梅主编，中国铁道出版社，20013.《HXD－1型电力机车》，张曙光主编，中国铁道出版社，2008二、课程设置的目的意义“电力牵引与传动控制”是高等学校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业教学计划中一门专业课程，它的主要任务是使学生了解各种电力牵引与传动控制系统的基本概念和原理，掌握各种电力牵引调速、控制方法，并介绍当今世界各国电力牵引技术发展的现状和方向。

三、课程的基本要求知识：电力牵引与传动控制将强弱电结合，以弱电控制强电，既有电机调速控制，又有电力电子变流装置控制。

是一门为电类专业大学本科学生所开设的专业课。

能力：通过该课程的学习，力图提高学生综合运用所学过的知识，能够分析具体的传动控制系统的组成、工作原理并达到能够设计出一个简单的控制系统的水平。

对电力机车，特别是其中的调速器、变流器的控制以及具体的控制电路有一个比较深入的理解。

对电力机车及其传动控制的最新发展有所了解。

素质：轨道交通产业是现代自动控制系统的集成平台，其发展速度和发展规模仅次于航天与军工产业。

学生通过了解掌握这些最先进的知识，可以强化电气、电力设备设计的实践能力，培养其发现问题、分析问题、解决问题的能力和素质。

四、教学内容、重点难点及教学设计五、实践教学内容和基本要求注: 参观登乘铁路机车，了解牵引传动系统总体结构；参观实验室，了解牵引传动诊断系统。

力争参观、乘坐磁悬浮列车并了解其最新进展。

浅谈高速动车组电力牵引传动控制系统摘要：高速动车组的发展为我国铁路事业做出了巨大贡献。

人们的出行方式从最初的汽车到飞机，再到现在的高速动车组，也是铁路行业多年努力的结果。

随着经济、高效、安全型高速动车组越来越受到人们的青睐，人们也对高速动车提出了更高的需求,因此有必要对动车牵引系统加以优化,以更好地推进高速动车牵引体系的发展,并维护着我国高速动车交通运输业的平稳发展。

动车组传动系统,是指动车组的动力传动装置。

牵引电机所产生的驱动力经由轴承和变速箱直接传导给轮胎,最后形成牵引作用。

主要阐述了我国高速动车组牵引系统的基本构造,并对各元件的分布情况和工作原理进行了详细描述。

关键词：高速动车组；牵引系统；结构分布；工作原理引言：随着国内高速运输的全面发展，电力机车以其功率大、运量大、牵引力大、速度快等特点在我国得到广泛应用。

特别是近年来，高速动车组列车的速度等级不断提高，载重能力也在不断增加，对列车运行质量提出了更高的要求。

作为动车组列车的十大关键技术之一，牵引传动控制系统的可靠性一直是研究的重点和难点。

结合当前先进的控制理论和方法，深入研究动车组牵引传动控制系统，有效提高牵引系统的可靠性，是保证动车组列车安全稳定运行的一个重大突破点。

通过对动车组列车牵引传动控制系统现状的讨论，分析了列车牵引系统的可靠性。

一、我国高速动车组牵引传动控制系统的发展现状1.牵引动力配置方式以动力集中方式为主我国高速动车组主要是CRH3型动车组，有两种方式：牵引电源配置有集中电源和分散电源。

电力集中的第一种形式是常见的、常规的电力牵引，这种牵引已经使用多年，在上都地区无论是结构上还是技术上都比较成熟，应用广泛。

第二种是权力分散的方式，这种方式现阶段技术还不成熟，使用的范围较小，技术还不太成熟，所具有的缺点是技术不稳定，资金投入不足等缺点。

2.我国高速动车组以直流传动制式为主我国的高速铁路动车组大多采用CRH3系列动车组动车组,牵引传动系统一般分为两种形式:直流传动系统、交流传动系统。

《电力牵引交流传动及其控制系统》报告—电力牵引供电系统电力牵引供电系统是向电力机车供给牵引用电能的系统。

主要由牵引变电所和接触网组成。

牵引变电所将电力系统通过高压输电线送来的电能加以降压和变流后输送给接触网，以供给沿线路行驶的电力机车。

有些国家电气化铁路有时由专用发电厂供电。

电力牵引供电系统按照向电力机车提供的电流性质分为直流制和交流制，交流制又分工频单相交流制和低频单相交流制。

工频指工业标准频率,即50赫或60赫;低频指低于工业标准频率的频率,应用最多的是[92-01]赫,即50赫的三分之一。

各种电流制的电力牵引供电系统的设备有很大的差别。

电流制的发展直流制应用最早，19世纪末电力牵引开始用于铁路干线时，应用的就是直流制。

目前在英、法、日、苏等国直流制仍然大量存在。

直流制是将电力系统的三相交流电降压并变换为直流电供应接触网。

接触网电压有1200伏、1500伏、3000伏等多种。

由于电力机车电压受直流牵引电动机换向条件的限制，接触网电压很难大幅度提高，所以直流制须沿接触网输送大量电流，在接触网上一般须用两根铜接触导线，并应用铜承力索，另加一些平行的铝加强导线来分流，耗费有色金属量较大。

另外，为了保持接触网的电压水平，沿线路每隔10～30公里须设置一个牵引变电所。

直流制的这些弱点，推动了交流制的研究。

交流牵引供电系统20世纪初，工频三相交流制和低频单相交流制相继出现。

工频三相交流制曾在意大利应用，由接触网输送三相中的两相，另一相接地。

后因两相接触网结构复杂、维护困难被淘汰。

低频单相交流制则在德国、瑞典、瑞士等国得到发展。

这种电流制接触网电压一般为 15000伏,在电力机车上降压,使用单相整流子牵引电动机。

交流制的接触网比直流制的简单得多，牵引变电所的设置间距也加长。

采用低频的主要原因是整流子牵引电动机换向困难，不适宜于在工频运转。

低频制需要低频电源，所以低频制电气化铁路必须建设专用低频发电厂，或者在牵引变电所将电力系统送来的工频电流降压并变换成低频电流。

电力牵引传动控制系统：核心技术与应用优势一、电力牵引传动控制系统概述电力牵引传动控制系统，作为现代轨道交通领域的关键技术，以其高效、环保、低噪音等优势，逐渐成为我国铁路、城市轨道交通等领域的主流驱动方式。

该系统主要包括电力变换、电机控制、传动装置及监控系统等部分，通过先进的控制策略，实现列车牵引与制动的高效运行。

二、电力牵引传动控制系统的核心技术1. 电力变换技术电力变换技术是电力牵引传动控制系统的核心，主要包括整流、逆变和滤波等环节。

通过对输入的电能进行高效转换，为电机提供稳定、可靠的电源供应，确保列车在各种工况下都能实现优异的牵引性能。

2. 电机控制技术电机控制技术主要针对牵引电机进行精确控制，包括速度、转矩和位置控制等。

采用矢量控制、直接转矩控制等先进控制策略，实现电机的高效、稳定运行，降低能耗，提高列车运行品质。

3. 传动装置技术传动装置技术主要包括齿轮箱、联轴器等部件，将电机输出的动力传递到车轮，实现列车的牵引和制动。

通过优化传动装置的设计，降低噪音、提高传动效率，确保列车运行的安全性和舒适性。

4. 监控系统技术监控系统技术负责对整个电力牵引传动控制系统进行实时监控，包括故障诊断、保护、数据处理等功能。

通过集成化、智能化的监控手段，提高系统的可靠性和运行稳定性。

三、电力牵引传动控制系统的应用优势1. 节能环保电力牵引传动控制系统采用电能作为动力来源，相较于传统燃油驱动方式，具有显著的节能环保优势。

同时，系统的高效运行有助于降低能源消耗，减少污染物排放。

2. 运行速度快电力牵引传动控制系统具有较高的功率密度，能够实现列车的快速启动、加速和制动，提高运行速度，缩短运行时间。

3. 维护成本低相较于传统传动系统，电力牵引传动控制系统结构简单，故障率低，维护方便。

通过智能化监控手段，可实现故障预警和远程诊断，降低维护成本。

4. 噪音低、舒适性高电力牵引传动控制系统采用交流电机驱动，相较于直流电机，噪音更低，振动更小，提高了乘客的舒适度。

电力牵引传动与控制技术的现状与发展电力牵引系统是指在铁路运输中通过电力传动和控制机械的运动。

电力牵引系统是铁路运输中的一种重要的机械传动系统。

近年来，随着铁路交通的高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引技术迎来了新的发展机遇。

本文将介绍电力牵引传动与控制技术的现状与发展。

一、电力牵引传动技术的现状电力牵引传动是铁路运输中必备的技术，其主要作用是将电能转换为机械能，实现列车运动。

目前，中国的电力牵引传动技术具有较高的水平，已经实现了直流电力牵引技术、交流电力牵引技术和混合动力牵引技术三种形式的电力牵引传动技术。

直流电力牵引技术是传统的电力牵引技术，在国内外均得到广泛应用。

直流电力牵引系统由车辆直流电源、逆变器、电机和磁控制器等组成，能够实现电能的高效转换和调节。

交流电力牵引技术是目前铁路运输中应用最为广泛的一种电力牵引技术，主要依靠交流电机的牵引效应实现列车的运动。

交流电力牵引系统由车辆交流电源、逆变器、电机和控制器等组成，其优点是能够实现无级变速调节和电能回馈。

混合动力牵引技术是近年来快速发展的一种牵引技术，其主要特点是将各种牵引系统进行组合，提高列车的牵引效率、降低能耗和减少污染排放。

二、电力牵引控制技术的现状电力牵引控制技术是电力牵引系统的重要组成部分。

现代电力牵引系统的控制技术主要分为两种方式，一种是非智能化的集中控制方式，另一种是智能化的分散控制方式。

非智能化的集中控制方式主要依靠人工控制集中控制室中的观察仪表和按钮进行车辆的控制。

这种控制方式功能较单一，且控制效率较低，但是由于成本低廉，仍然在一定范围内适用。

智能化的分散控制方式是近年来的一种新兴技术，通过集成智能芯片、传感器和计算机技术等实现集控与分控的平衡，使电力牵引控制系统可以实现更加精准、灵活的控制。

三、电力牵引传动与控制技术的未来发展随着铁路交通不断高速化、绿色化和智能化的发展，电力牵引传动与控制技术也不断向高效、可靠、节能、环保和智能化方向发展。

交流传动电力机车的调速控制方法研究朱亚男【摘要】针对交流传动电力机车调速受多种耦合因素影响比较困难的问题,通过系统地分析和介绍目前实用的交流调速系统控制方法,包括:转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制,结合交流电力机车调速的实际情况,得出矢量控制和直接转矩控制方法较转差频率控制方法更适用于交流电力机车调速,而矢量控制方法在低速高开关频率区的性能则比直接转矩控制方法更加优越.以上结论对于进一步理解交流电力机车调速控制方法有着重要作用.%In order to solve the difficulty that caused by various coupling factors of the AC drive electric locomotive speed control, this thesis system analysis and presentation of the practical AC speed regulation control method, including: slip frequency control, vector control and direct torque control. Consider with the actual situation of the AC locomotive speed control , analysis of the control mode suitable for AC locomotives: The vector control and the direct torque control method are superior to the slip frequency control method, and the performance of vector control method in low speed and high switching frequency region is more advantageous than the direct torque control method. It is very important for further understanding of AC electric locomotive speed control method.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)014【总页数】5页(P152-155,161)【关键词】交流调速;转差频率控制;矢量控制;直接转矩控制【作者】朱亚男【作者单位】西安铁路职业技术学院牵引动力系,陕西西安 710014【正文语种】中文【中图分类】TN710交流传动电力机车调速的实质是对三相异步电动机调速，而异步电动机和直流电动机不同，它只有一个供电回路——定子绕组，致使其速度控制比较困难，不能像直流电动机那样通过控制电枢电压或控制励磁电流均可方便地控制电动机的转速，交流异步电动机的控制量只有定子电流，而定子电流的变化，不仅影响输出转矩，而且也会使气隙磁链发生变化[1-2]。

电力牵引交流传动试验台控制系统调试方法研究作者：匡宏杰来源：《城市建设理论研究》2012年第29期摘要：本文首先对 DSP 集成开发环境 CCS 进行了概述，介绍了基于 C 语言和汇编语言的混合编程，并对软件的可靠性设计加以了说明。

程序的具体编写环节，介绍了程序工程文件的主体结构和总体编写思路，最后对 DSP 的最小系统进行了测试，为后继研究工作提供了条件。

关键词：电力牵引交流传动试验台控制系统调试方法Abstract: in this paper, the DSP integrated development environment CCS were summarized in this paper, based on the C language and assembly language mixed programming, and software reliability design to be explained. The specific procedures to prepare links, introduces the process engineeringA corpus of documents and the overall structure of the compilation, the DSP minimum system was tested, as subsequent research has provided conditions.Key words: electric traction AC drive test rig control system debugging method1.系统调试方法1.1调试工具 CCSTI 公司的 DSP 集成开发环境 CCS（Code Composer Studio），是一个基于 Windows的DSP 开发平台，可以加速和提高程序员创建和测试实时嵌入式信号处理系统的开发过程，从而缩短将产品推向市场所需要的时间。

掌握电流型、电压型变流器中间回路储能其所用的器件（电感L、电容C）并知道各自所接电动机的电压、电流波形的形状。

电流型变流器：电容器C用作中间回路的储能器，电压型变流器：电抗器L作为中间回路的储能器,电流：正弦波，方波掌握列车制动的方法（3种）摩擦制动电气制动电磁制动电力牵引交流传动控制系统的硬件配置（3个部分组成）车顶高压设备车内变流设备以及相关的附加设备转向架中的机电能量变换装置直流电机的调速方式:恒转矩：1、保持磁通φ不变,改变电枢端电压调速恒功率：2、保持电枢电压不变,减弱磁通φ调速三相异步电动机基频以下和基频以上调速的特点以及所对应的恒转矩或恒功率调速基频以下：横转矩调速基频以上：横功率调速ＳＰＷＭ控制模式３重算法: 自然采样法规则采样法指定谐波消除法Ｐ２８ＩＧＢＴ栅极驱动电路基本要求（１－５点）1提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT能可靠的开通和关断；2提供足够大的瞬时功率或瞬时电流，使IGBT能及时迅速建立栅控电场而导通；3输入、输出延迟时间尽可能小，以提高工作频率；4输入、输出电气隔离性能足够高，使信号电路与栅极驱动电路绝缘；5具有灵敏的过流保护能力。

Ｐ１０４直流电动机ＰＷＭ调速的３种方法及优点1定宽调频法。

2调宽调频法 3定频调宽法优点：需要的滤波装置很小甚至只利用电枢电感已经足够，不需要外加滤波装置；电动机的损耗和发热较小，动态响应快，开关频率高，控制线路简单。

Ｐ１６９－Ｐ１７０感应电动机矢量控制原理，绘图说明把感应电动机经坐标变换为等效成直流机，然后，仿照直流机的控制方法，求得直流电动机的控制。

在经过相应的反变换，就可以控制交流机了。

Ｐ１３８－１４０交流转动电力机车三级控制的特点及作用列车级控制特点：特性控制，速度控制，目标控制，运行状态选择显示，列车安全防护诊断。

作用：严格保持列车的运行速度，避免加速或减速时出现的冲击，并且在目标制动时，能够迅速、准确的停靠在站台上。

2024年《电力机车牵引与控制》考试复习题库(含答案)一、单选题1.每台机车装有。

台变流装置，每台变流装置内含有()组主变流器和一组辅助变流器()A、——B、一三C、二二D、三一参考答案：B2.HXD3型电力机车牵引电机过载保护的动作值为()A。

A、1000B、1400C、1600D、1800参考答案：B3.HOV充电模块输出电流的额定值为()A。

A、32B、30C、25D、55参考答案：A4.当总风缸风压在750~825KPa时只有()端压缩机可以投入工作。

A、操纵B、非操纵C、两端D、以上都不对参考答案：A5.辅助变流器故障转换接触器()具有把发生故障的辅助变流器的负载切换到另一套辅助变流器上的作用。

A、K MllB、K M12C、K M13D、K M20参考答案：D6.发生辅助变流器过载，导致辅助变流器被锁死后，可通过()方法解锁。

A、断开主断路器B、切断辅助变流器的控制电源C、按SB61复位D、切断辅助变流器工作接触器参考答案：B7.电力机车按供电电流制-传动形式分类，不包括以下哪项。

()A、交一直型B、直-交型C、交-直-交型D、交-交型参考答案：B8.韶山型电力机车主要采用（）制动，和谐型电力机车主要采用（）制动。

OA、电阻能耗B、再生回馈C、电阻再生D、再生电阻参考答案：C9,交直型电力机车牵引时采用直流（）牵引电动机。

（）A、串励B、并励C、它励D、他励参考答案：A10.关于改变励磁绕组电流的方法，不包括以下哪项。

（）A、电阻分路法B、磁感应分路法C、电感分路法D、无极磁场削弱法。

参考答案：CIL辅助电动机过载时，逆变器的门极均被封锁，同时向微机控制系统发出跳主断的信号。

该故障消除后IOS内自动复位，如果此故障在2min 内连续发生()，该辅助变流器将被锁死，必须切断辅助变流器的控制电源，才可解锁。

A、2次B、4次C、6次D、8次参考答案：C12.辅助变流器(APU)采用()方式。