城市轨道车辆传动与控制复习题库

城市轨道车辆传动与控制复习题库(1)

一、单项选择题(只有一个选项正确，共10题)

1.异步电动机进行连续平滑调速的基本方法是()O

(A)改变电压U1的调速

(B)改变磁极对数P的调速

(C)改变电源频率的调速

正确答案：C

解答参考:

2.无论控制结构如何复杂，对异步电动机只有两个基本控制变量，即()。

(A)电压和频率

(B)电压和电流

(C)转差率和频率

正确答案：A

解答参考：

3.异步电机恒磁通恒转矩的控制方式应该使()o

(A)Ul/fl二常数f2二常数

(B)El/fl二常数f2二常数

(C)El/fl=常数,s=常数

正确答案：B

解答参考:

4.异步电机恒功率的控制方式应该使()。

(A)Ul/fl二常数,f2二常数

(B)E1/fl-常数,f2-常数

(C)U1二常数,s二常数

正确答案：C

解答参考：

5.直流斩波电路的导通比表示为ton/T，当()时为定频调宽调压方法。

(A)ton变化、T变化

(B)ton二常数、T变化

(C)ten变化、T二常数

正确答案：C

解答参考：

6.直流斩波电路的导通比表示为ton/T，当()时为调频调宽混合控制调压方法。

(A)ton变化、T变化

(B)ton二常数、T变化

(C)ten变化、T二常数

正确答案：A

解答参考：

7.直流斩波器的导通比a=ton/T，降压斩波器的输出电压ULD=()。

(A)aUS

(B)US/(1-a)

(C)

(l-a)US

正确答案：A

解答参考：

8.直流斩波器工作于()象限时，使直流电机运行于电动机状态。

(A)第二和第四

(B)第一和第二

(C)第一和第三

正确答案：C

解答参考：

9.三相逆变器有三个桥臂，一般每个桥臂的上、下两个开关元件在一个周期内交替导通或关断，而三相对应元件

相差()电角轮流导通，使输出端得到三相交流电压。

(A)90°

(B)120°

13.城市轨道交通供电系统可分为两部分，一部分是由牵引变电所为主的牵引供电系统，另一部分是由降压（动

力）变电所为主的动力系统。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

14.轨道交通电力牵引供电的电压制有直流、交流两类，电流制从低压到高压有不同的等级。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

15•城市轨道车辆电力传动方式按接触网和牵引电动机所采用的电流制进行分类，分为交-直流传动和交-直-交流

隔。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

16.牵引逆变器的输出电压波形中含有高次谓波成分时将带来的不利影响是：增加电机附加脉动转矩；增大电机

内部损耗；干扰通讯。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

17.在SPWM中将所期望的正弦波形作为载波，而常用等腰三角波作为基准的调制波，由它们的交点时刻控制逆

变器开关器件的通断，从而得到SPWM电压波形。（）

正确答案：说法错误

解答参考:

18.各种功率开关器件的开关损耗限制了脉宽调制逆变器的开关频率。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

19.功率开关器件的导通时间ton和关断时间toff限制了脉宽调制逆变器的调制度。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

20.牵引逆变器脉宽调制的载波比N=ft/fr,当N/C时称为同步调制，当N二C时称为异步调制，并且要求N

是3的倍数。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

三、主观题（共9道小题）

21.再生斩波器：

参考答案：通过适当调节斩波器的导通比可将发电机的电压升到大于电源电压，从而将发电机产生的能量反馈到

电源中去。

22.什么叫多相多重斩波电路？

参考答案："相"——从电源端看,不同相位斩波回路数；"重"一从负载端看，不同相位的斩波回路数。二

相二重斩波器有2个斩波电路并联工作，但各斩波电路的斩波器CH1和CH2的电流iCHl和iCH2相互有一定的

相位差T/2。

23.采用多相多重斩波方式有何优点）

参考答案：采用多相多重斩波方式来提高斩波电路的工作频率fCH,其优点有：

（1）电流脉动率下降，有利于牵引电机的运行；

（2I有利于减小平波电抗器（体积重量会显著下降）；

（3）有利于减小输入滤波器的电感和电容。

24.凸轮变阻控制：

参考答案：通过凸轮控制装置转动凸轮，使相关接触器接入或切除起动电阻来有级改变电阻值，以达到调节牵引

电动机端电压的目的。

25.斩波调阻控制：

参考答案：采用可控硅斩波器调阻代替有级切换电阻，利用斩波器来连续调节电阻值，从而实现无级平滑调速，

列车运行平稳性较好。

26.斩波调压控制：

参考答案：可实现无触点、无级调压调速，使列车运行平稳；无需起动电阻，并可实现再生制动，大大节约了电

能，降低了运营成本。

27.凸轮变阻方式和斩波调阻方式有什么差别？

参考答案：凸轮变阻方式是通过触点电器（接触器）来改变起动电阻值，属于有级变阻。

斩波调阻方式是通过无触点电器（可控硅）来改变起动电阻值，属于无级变阻。

后者的运行平稳性要优于前者，但两者都于能耗型，不能实现再生制动，有相当部分的电能消耗在电阻上。

28.斩波调压方式与变阻方式有什么差别？

参考答案：（1）变期制分凸轮变阻控制（有级）和斩波调阻控制（无级），都属于能耗型，不能实现再生制

动，相当部分的电能消耗在电阻上。由于城市轨道车辆的起动和制动特别频繁,采用这种控制方式的缺点更为明

显：电能的浪费提高了运营成本，产生的大量热量还会引起地铁隧道内温度升高。

（2）斩波调压控制可以实现无触点、无级调速，使车辆运行平稳，可靠性也大大提高；无需起动电阻，不存在

电阻上的能耗；并可实现再生制动，大大节约了电能，降｛氐了运营成本。

29.在进行电制动时两机组为什么要进行交叉励磁？

参考答案：当电机由于其特性的差异或轮径的差异出现感应电势不平衡时，势必要引起两条并联支路的电流不平

衡，从而使4台牵引电机输出的制动转矩不平衡;通过交叉励磁对不平衡的感应电势进行自动调节，以达到两条

并联支路的电流平衡，从而使4台牵引电机输出的制动转矩平衡。

城市轨道车辆传动与控制复习题库(2)

一、单项选择题(只有一个选项正确，共io题)

1.逆变器正弦波脉宽调制(SPWM)输出的电压和频率取决于()

(A)调制波的电压和频率

(B)载波的电压和频率

(C)谑制波电压和载波频率

正确答案：A

解答参考:

2.对逆变器进行正弦波脉宽调制(SPWM)控制时，()，谐波电流就越少。

(A)载波频率越高

(B)载波频率越低

(C)调制波频率越低

正确答案：A

解答参考：

3.保证SPWM逆变器输出波形的正、负半波保持对称，并能保证三相输出波形间具有互差120。的对称关系,要

求同步周制的载波比N等于()的倍数。

正确答案：B

解答参考:

4.正弦脉宽调制(SPWM)波形是与正弦波等效的一系列等幅不等宽的矩形脉冲波形，等效的原则：两波形每一

对应区间的()相等。

(A)幅值

(B)频率

(C)面积

正确答案：C

解答参考：

5.我国城市轨道交通电力牵引通常采用()供电制式。

(A)直流1500V或工频单相25kV

(B)直流1500V或750V

(C)直流1500V或工频三相25kV

正确答案：B

解答参考:

6.城市轨道交通牵引变电所和降压变电所，分别将输电系统的高压电变换为轨道交通所需的()。

(A)直流1500V和三相380V

(B)直流1500V和单相220V

(C)直流1500V和直流750V

正确答案：A

解答参考:

7.城市轨道车辆的能源供给方式一般采用()。

(A)自给式

(B)非自给式

(C)混合供给式

正确答案：B

解答参考：

8.我国城市轨道交通发展的新型电力牵引方式是()o

(A)直-直电传动

(B)交一直-交电传动

(C)直-交电传动

正确答案：C

解答参考:

9.每台电机分别由1台逆变器供电，称为()，每辆动车共有4台逆变器。

(A)轴控式

(B)架控式

(C)车控式

正确答案：A

解答参考:

10.每2台电机分别由1台逆变器供电，称为()，每辆动车共有2台逆变器。

(A)轴控式

(B)架控式

(C)车控式

正确答案：B

解答参考：

二、判断题(判断正误，共10题)

11.牵引逆变器采用SPWM技术时，一般在牵引电机启动低速阶段采用异步调制，随着速度的提高采用分段同步

调制。()

正确答案：说法正确

解答参考:

12.直流斩波电路的导通比表示为ton/T,当ton变化、T二常数时为定宽调频调压方法。)

正确答案：说法错误

解答参考：

13.使负载电压uLD和电流iA的极性都可改变的斩波器被称为四象限斩波器。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

14.直流斩波器的导通比a=ton/T,升压斩波器的输出电压ULD=（1-a）US0（）

正确答案：说法错误

解答参考：

15.直流斩波器工作于第二和第四象限时，使直流电机运行于发电机状态。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

16.直流牵引电动机采用他励方式时,其硬特性有利于防空转。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

17.由于他励电动机的转矩近似按电枢电流的平方比例增长，其起动性能及过载能力较强。（）

正确答案：说法错误

解答参考:

18.直流牵引电动机的速度调节方法一般有：改变端电压；改变电枢回路的电阻值；磁场削弱。（：）

正确答案：说法正确

解答参考：

19.直流电动机进一步提高转速的方法可采用磁场消弱来达到。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

20.当对称的三相交流电流通入异步耳机的定子对称三相绕组时，就在定子内建立起一个静止磁场。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

三.主观题（共8道小题）

21.逆变器：

参考答案：将直流电能通过逆向变换为交流电能的变换装置，分为变压变频（WVF）逆变器和恒压恒频（CVC

F）逆变器。

22.有源逆变电路：

参考答案：将直流电能通过逆向变换，向交流电源反馈能量。它通常是一种工作在相控角大于90。的相控整流电

路；后来发展了四象限脉冲整流器，其目的是为了提高电网的功率因数。

23.无源逆变电路：

参考答案：将直流电能通过逆向变换，得到的交流电能直接供给负载，其输出端没有电源。

24.冲量等效原理：

参考答案：冲量（即变量对时间的积分面积）相等而形状不同的窄抹冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相

同。这是脉宽调制（PWM）逆变器的重要理论基础。

25.正弦波脉宽调制（SPWM）是基于什么原理？

参考答案：正弦波脉宽调制（SPWM）是基于冲量等效原理：冲量（即变量对时间的积分面积）相等而形状不同

的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。为了得到正弦波电流，正弦脉宽调制（SPWM）波形应与

正弦波等效，等效的原则：两波形每一对应区间的面积相等,因此，SPWM为一系列等幅不等宽的矩形脉冲波

形。

26.什么叫正弦波脉宽调制（SPWM）技术？牵引逆变器为H么要采用SPWM控制技术？

参考答案：（1）引用通讯技术中的“调制”概念，将所期望的正弦波形作为基准的调制波，而受它调制的信号称

为载波（常用等腰三角波）。当调制波与载波相交时，由它们的交点时刻控制逆变器开关器件的通断，即可在逆

变器的谕出端得到一组等幅而脉冲宽度正比于正弦函数值的矩形脉冲，这就是正弦脉宽调制技术。

（2）满足了牵引逆变器即可调频又可调压的要求，系统的动态响应快，供电电源的功率因数不受影响，输出谐

波成分可大为减小（尤其低速时），从而减小了电机的脉动转矩及附加损耗，使电机工作稳定性提高。

27.什么叫SPWM逆变器的同步调制和异步调制？在调频过程中如何采用？

参考答案：（1）定义载波频率ft与参考调制波频率fr之比为载波比N=ft/fr;当N二常数时称为同步调制，并

且要求N等于3的倍数，则同步调制能保证输出波形的正、负半波始终保持对称,并能保证三相输出波形间具有

互差120。的对称关系;当NW常数时称为异步调制，一般在改变fr时保持三角载波频率ft不变，因而提高了/嬲

时的载波比。

（2）在调频过程中，一般在牵引电机启动低速阶段采用异步调制，随着速度的提高采用分段同步调制，并且载

波比N逐段降低。

28.什么叫二电平逆变器和三电平逆变器？三电平逆变器有何突出的优点？

参考答案：二电平逆变器是将中间直流回路的正极电位或负极电位（二电平）接到电动机上；三电平逆变器是将

中间直流回路的正极或负极电位或中点电位（三电平）送到电动机上。

三电平逆变器有两个突出的优点：

（1）三电平逆变器的输出电压波形比二电平逆变器的波形包含较少的谐波分量，从而有利于降低损耗、提高

系统效率，减少电机转矩脉动。

(2)三电平逆变器在+Ud/2和0之间或者0和-Ud/2之间变化,使开关器件的阻断电压被限制在输入端直

流电压的一半，有利于降低对器件耐压的要求。

城市轨道车辆传动与控制复习题库(3)

一、单项选择题(只有一个选项正确，共7题)

1.4台并联电机由1台逆变器集中供电，称为()，每辆动车有1台逆变器。

(A)轴控式

(B)架控式

(C)车控式

正确答案：C

解答参考:

2.城轨车辆上的接地电刷装置是一个()的装置。

(A)对主电路进行接地保护

(B)对主电路进行屏蔽接地

(C)作主电路接地回流

正确答案：C

解答参考：

3.城市轨道交通车辆一般采用了()的电-空复合制动。

(A)以空气制动为主、电制动为辅

(B)以电制动为主、空气制动为辅

(C)电制动和空气制动并重

正确答案：B

解答参考：

4.直接三相PWM逆变器具有()的特点。

(A)逆变器输出通过两个变压器降压、二次侧采用多重接线方式

(B)逆变器的开关器件电压参数高、且要考虑到接触网电压波动

(C)先将直流网压变换成合适的直流电压、再由逆变器通过隔离变压器输出

正确答案：B

解答参考：

5.直接12相PWM逆变器具有()的特点。

(A)逆变器输出通过两个变压器降压、二次侧采用多重接线方式

(B)逆变器的开关器件电压参数高、且要考虑到接触网电压波动

(C)先将直流网压变换成合适的直流电压、再由逆变器通过隔离变压器输出

正确答案：A

解答参考:

6.斩波器和逆变器组合具有()的特点。

(A)逆变器输出通过两个变压器降压、二次侧采用多重接线方式

(B)逆变器的开关器件电压参数高、且要考虑到接触网电压波动

(C)先将直流网压变换成合适的直流电压、再由逆变器通过隔离变压器输出

正确答案：C

解答参考：

7.车载蓄电池组一般用做()。

(A)交流负载的常用电源

(B)直流负载的常用电源

(C)起动或应急时的留用电源

正确答案：C

解答参考：

二.判断题(判断正误，共9道小题)

8.为了在异步电动机的转子导体中产生感应电势和电流，转子转速n总是等于同步转速nlo()

正确答案：说法错误

解答参考：

9.交流异步电机的额定转矩与实际输出转矩的差值称为转矩裕量。()

正确答案：说法错误

解答参考：

10.当仅改变异步电机的输入电压时，不但不能使转速有多大的变化，反而使电机最大转矩发生较大的波动，削

弱了电机适应负载变化的能力。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

11.当改变异步电机的磁极对数时，可进行有级调速，转子转速与磁极对数成正比。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

12.异步电机的硬特性使其自动调速困难，但具有良好的防空转性能。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

13.异步牵引电机并联运行在牵引工况时，轮径大的负载偏小，轮径小的负载偏大。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

14.异步电动机恒电压频率比（Ul/fl=常数）的控制方式一般适用于风机、水泵这一类负载。（）

正确答案：说法正确

解答参考：

15.在电压U1不变，转差率s=f2/fl二常数的调节方式下，为最小电动福口最大逆变器方案。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

16.在f2不变，U12/fl二常数的调节方式下，为最大电动福口最小逆变器方案。（）

正确答案：说法错误

解答参考：

三、主观题（共15道小题）

17.电力牵引：

参考答案：是一种以电能为动力的牵引方式

18.牵引变电所：

参考答案：供给地铁一定区段内牵引电能的变电所

19.接触网：

参考答案：通过受电器向城市轨道车辆供给电能的导电网

20.轨道车辆电力牵引传动方式的分类：

参考答案：按接触网和重引电动机所采用的电流制进行分类

21.简要说明城轨车辆交流传动系统的牵引功率传递与转换过程。

参考答案：受电弓（或受流器）与接触网（或第三轨）接触，将电能输入列车，电能通过网侧高压系统分配到

列车的各电气单元，即，牵引系统和辅助电源系统。

线路滤波器抑制直流网压中的脉冲和谐波，给逆变器提供稳定的直流电压。每一个线路滤波器包含了线路电抗

器和输入滤波电容器（支撑电容）。由于支撑电容初始无电压，因此必须经预充电电阻对支撑电容进行充电，以

限制过大的冲击电流。

牵引逆变器产生三相变压变频（VVVF）的交流电传给牵引电机，由牵引电棚场动轮对，产生牵引力。即将电能

转变为机械能。

22.简要说明城轨车辆交流传动系统的电制动功率的转换与传递过程。

参考答案：当电制动时，功率流的方向逆转，牵引电机变成发电机运行，对列车实施制动；同时将机械能转化成

电能，在一般情况下回馈给电网用作其它列车的牵引能量，称为再生制动；若电能回馈电网受到限制则可消耗在

制动电阻上,称为电阻制动。

23.采用受电弓受流有什么基本要求?

参考答案：受电弓用于从高压接触网电源受流，它可以根据司机的指令而升起和降落。选择受电弓时应考虑在升

弓时，对接触网无有害冲击；降弓时，对受电弓底架无有害冲击；同时还应考虑车辆最大车速和逆风时的空气动

力学性能。一般地铁、轻轨车辆采用轻型受电弓。

24.根据图4,分析说明矢量控制系统的基本原理。

参考答案：

id、iq、3输出的直流电机。

模仿直流电机控制方法，给定信号和反馈信号经直流调速控制器，产生励磁电流的给定信号id•和电枢电流的

给定信号iq*,经过反旋转变换VR-1得至I」ia*和ip\再经过2/3变换得到iA*、iB*和ic\把这三个电流控制信号和由

控制器直接得到的频率控制信号31加到带电流控制的变频器上，就可以输出异步电机调速所需的三相变频电流。

由于进行坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量,所以这样通过坐标变换实现的控制系统就叫做矢量

控制系统。

25.简述直流传动系统进行电制动的转换过程

参考答案：直流牵引电机转入发电机工况进行电制动时要进行如下转换：

(1)为保证两组制动主回路中的电流均衡，要转换为两回路上的电机交叉励磁方式；

(2)由于励磁绕组中原有剩磁被抵消为零，为此必须预先励磁，以便使电机建立发电机工况时的初始电压；

(3)再生制动时，晶闸管V7触发导通，斩波器CH转换为再生斩波工作，牵引电机可向电网反馈电能；

(4)电阻制动时，V7关断，V3和V4导通且调节导通角，牵引电机的电流流向制动电阻Rs、R8和R7；当

电动车组速度降｛氐时，电机电势减小，电流也将减小，此时可触发晶闸管V8将制动电阻部分短路，以增大制动电

流来保持制动力，这样可扩大低速下电阻制动的应用范围。

26.简述交流传动系统进行电制动的转换过程。

参考答案：交流牵引电机转入发电机工况进行电制动时主电路不做任何转换，仅是控制上进行变换:

当异步牵引电机旋转时把转差频率f2变为负值，电机即作发电机运H并产生制动作用；通过WVF逆变器将制动

电流变或直流而反馈电网，实现再生制动；当电网不能吸收反馈电流时，可进行电阻制动，将电能消耗在制动电

阻上。在制动减速过程中，电制动控制采用模式4、模式5、模式6等三种模式。

27.说明采用优先电制动-空气制动滞后控制的优点。

参考答案：由于牵引电机具有优良的自身再粘着特性，VVVF控制或斩波控制的M车可以取较高的期望粘着系

数，所以在不超过粘着限制的范围内可充分利用M车的电制动力，不足部分再由T车的空气制动力补充，这样既

可节约能源，又降低了T车机械制动的磨耗。

28.简述T车的空气制动滞后控制原理，有什么特点？

参考答案：在不超过粘着限制的范围内充分利用M车的电气制动力，T车所需制动力先由M车的再生制动力承

担，根据空电联合制动运算，不足部分也先由M车的空气制动力补充，再不够才由T