2025年《电力机车牵引与控制》考试复习题库(含答案)

2025年《电力机车牵引与控制》考试复习题库(含答案)一、选择题1.电力机车的牵引动力来源是（）A.汽油B.柴油C.电能D.天然气答案：C。电力机车是利用电能作为牵引动力，通过受电弓从接触网获取电能驱动牵引电机工作。2.下列不属于电力机车牵引系统主要组成部分的是（）A.受电弓B.牵引变压器C.空气压缩机D.牵引变流器答案：C。空气压缩机主要用于提供机车制动等系统所需的压缩空气，不属于牵引系统主要组成部分。牵引系统主要包括受电弓获取电能、牵引变压器进行电压变换、牵引变流器实现电能转换等。3.电力机车的调速方式中，以下哪种调速范围最宽（）A.变阻调速B.调压调速C.调频调速D.串并联调速答案：C。调频调速可以在较宽的频率范围内调节牵引电机的转速，调速范围最宽。变阻调速通过改变电阻来调速，范围有限；调压调速主要是改变电压，调速范围不如调频调速；串并联调速主要用于改变电机绕组连接方式来调速，范围也相对较窄。4.牵引变压器的主要作用是（）A.升高电压B.降低电压C.改变电流方向D.隔离电源答案：B。接触网提供的电压较高，牵引变压器将其降低到适合牵引电机等设备使用的电压等级。5.电力机车的制动方式中，哪种制动方式可以将列车的动能转化为电能回馈给电网（）A.电阻制动B.再生制动C.空气制动D.盘形制动答案：B。再生制动时，牵引电机工作在发电状态，将列车的动能转化为电能并回馈给电网。电阻制动是将动能转化为热能消耗在电阻上；空气制动是利用压缩空气产生制动力；盘形制动是通过制动盘和闸片的摩擦产生制动力。6.电力机车的受电弓与接触网之间的接触压力一般要求在（）A.50-70NB.70-90NC.90-110ND.110-130N答案：C。合适的接触压力能保证受电弓与接触网良好接触，一般要求在90-110N之间。7.下列关于牵引变流器的说法，错误的是（）A.可以将直流电转换为交流电B.可以调节输出电压和频率C.主要由整流器和逆变器组成D.只能工作在一种模式下答案：D。牵引变流器可以工作在整流模式（将交流电转换为直流电）和逆变模式（将直流电转换为交流电），并且可以调节输出电压和频率，主要由整流器和逆变器组成。8.电力机车的粘着系数与下列哪个因素无关（）A.机车速度B.轨面状况C.轮轨材料D.机车重量答案：D。粘着系数与机车速度、轨面状况、轮轨材料等有关。机车速度增加，粘着系数会下降；轨面有水、油等会降低粘着系数；不同的轮轨材料粘着性能也不同。而机车重量主要影响粘着重量，不是直接影响粘着系数。9.电力机车的控制电路主要实现（）A.牵引和制动的控制B.照明和通风的控制C.信号和通信的控制D.以上都是答案：D。电力机车的控制电路不仅要实现牵引和制动的控制，还包括照明、通风、信号、通信等各种辅助系统的控制。10.当电力机车发生空转时，应该（）A.增加牵引电流B.减少牵引电流C.提高机车速度D.降低接触网电压答案：B。当发生空转时，减少牵引电流可以降低轮轨间的切向力，使车轮恢复正常粘着状态。增加牵引电流会加剧空转；提高机车速度和降低接触网电压都不能有效解决空转问题。二、填空题1.电力机车的牵引特性是指牵引电机的（）、（）与机车速度之间的关系。答案：牵引力、功率2.受电弓按结构可分为（）受电弓和（）受电弓。答案：单臂、双臂3.牵引变压器的冷却方式主要有（）冷却和（）冷却。答案：油浸自冷、强迫油循环风冷4.电力机车的制动方式主要有（）制动、（）制动和（）制动。答案：再生、电阻、空气5.牵引变流器的整流器将（）电转换为（）电，逆变器将（）电转换为（）电。答案：交流、直流、直流、交流6.电力机车的调速方法主要有（）调速、（）调速和（）调速。答案：变阻、调压、调频7.机车的粘着重量是指（）的轮对所承担的机车重量。答案：参与产生粘着牵引力8.电力机车的控制电路可分为（）控制电路和（）控制电路。答案：有触点、无触点9.电力机车的辅助电路主要为（）、（）、（）等辅助设备提供电源。答案：通风机、空气压缩机、油泵10.当电力机车进行电阻制动时，牵引电机工作在（）状态，将列车的动能转化为（）能消耗在电阻上。答案：发电、热三、判断题1.电力机车的受电弓可以在任何速度下可靠地从接触网获取电能。（）答案：错误。受电弓在高速运行时，由于空气动力等因素影响，可能会出现接触不良等问题，不能保证在任何速度下都可靠获取电能。2.牵引变压器的容量越大，电力机车的牵引能力就越强。（）答案：正确。牵引变压器容量大，能提供更多的电能，从而使电力机车的牵引电机可以输出更大的功率，牵引能力更强。3.电力机车的再生制动和电阻制动可以同时使用。（）答案：错误。再生制动和电阻制动一般不会同时使用，因为它们的工作原理和目的有相似之处，通常根据实际情况选择其中一种制动方式。4.粘着系数越大，电力机车的牵引性能越好。（）答案：正确。粘着系数大，轮轨间能产生更大的粘着牵引力，有利于电力机车的牵引和加速。5.电力机车的控制电路只负责控制牵引和制动系统。（）答案：错误。如前面所述，电力机车的控制电路还负责照明、通风、信号、通信等各种辅助系统的控制。6.受电弓的接触压力越大越好。（）答案：错误。接触压力过大可能会导致接触网和受电弓的磨损加剧，甚至损坏接触网设备，所以需要保持合适的接触压力。7.牵引变流器只能将交流电转换为直流电。（）答案：错误。牵引变流器具有整流和逆变两种功能，既可以将交流电转换为直流电，也可以将直流电转换为交流电。8.电力机车的调速范围只取决于牵引电机的性能。（）答案：错误。电力机车的调速范围不仅取决于牵引电机的性能，还与调速方式、牵引变流器的调节能力等因素有关。9.当轨面有油污时，电力机车的粘着系数会增大。（）答案：错误。轨面有油污会使轮轨间的摩擦力减小，粘着系数会降低。10.电力机车的辅助电路与牵引电路没有关系。（）答案：错误。辅助电路和牵引电路都属于电力机车的电气系统，辅助电路为牵引电路及其他设备的正常运行提供必要的辅助功能，它们相互关联、相互影响。四、简答题1.简述电力机车的工作原理。答：电力机车通过受电弓从接触网获取高压交流电，然后经过牵引变压器将电压降低到合适的等级。牵引变流器将交流电转换为直流电（整流），再将直流电转换为频率和电压可调的交流电（逆变），供给牵引电机。牵引电机将电能转换为机械能，通过传动装置驱动车轮转动，从而使机车运行。在制动时，牵引电机可以工作在发电状态，实现再生制动或电阻制动。2.说明受电弓的工作过程。答：受电弓升起时，通过传动机构使弓头上升，与接触网接触。受电弓内部的气囊或弹簧等装置提供一定的接触压力，保证弓头与接触网良好接触。在机车运行过程中，受电弓跟随接触网的起伏和波动，保持稳定的接触状态，将接触网上的电能引入机车电气系统。当需要降下受电弓时，通过传动机构使弓头下降，脱离接触网。3.分析电力机车粘着系数的影响因素。答：（1）机车速度：随着机车速度的增加，粘着系数会下降。这是因为高速时轮轨间的动作用力和振动加剧，破坏了轮轨间的粘着状态。（2）轨面状况：轨面有水、油、霜、雪等污染物时，会使粘着系数显著降低。干净、干燥的轨面粘着系数相对较高。（3）轮轨材料：不同的轮轨材料具有不同的摩擦性能，会影响粘着系数。例如，采用特殊的轮轨材料可以提高粘着性能。（4）车轮直径差：车轮直径不一致会导致各轮对的线速度不同，使轮轨间的粘着状态不均匀，降低粘着系数。4.比较电力机车的再生制动和电阻制动的优缺点。答：再生制动的优点：（1）节能：能将列车的动能转化为电能回馈给电网，实现能量的回收利用，降低运营成本。（2）环保：减少了制动过程中的能量损耗和热量产生，对环境友好。缺点：（1）依赖电网：需要电网能够吸收回馈的电能，在某些情况下可能无法实现。（2）控制复杂：需要精确的控制技术来保证再生制动的稳定运行。电阻制动的优点：（1）可靠性高：不受电网条件的限制，在任何情况下都能正常工作。（2）控制相对简单：制动过程易于控制和调节。缺点：（1）耗能：将动能转化为热能消耗在电阻上，造成能量的浪费。（2）散热问题：电阻制动会产生大量的热量，需要良好的散热装置。5.简述牵引变流器的主要作用。答：牵引变流器主要有以下作用：（1）整流功能：将从牵引变压器输出的交流电转换为直流电，为后续的逆变环节提供稳定的直流电源。（2）逆变功能：将直流电转换为频率和电压可调的交流电，供给牵引电机，实现对牵引电机转速和转矩的控制。（3）调节输出：可以根据机车的运行需求，精确调节输出电压和频率，以适应不同的牵引和制动工况。（4）保护功能：具有过流、过压、欠压、过热等保护功能，确保牵引变流器和牵引电机的安全运行。五、论述题1.论述电力机车牵引与控制技术的发展趋势。答：（1）高效节能技术：随着能源问题的日益突出，电力机车将更加注重高效节能。一方面，采用更先进的牵引电机和牵引变流器技术，提高电能转换效率，减少能量损耗。例如，研发新型的永磁同步牵引电机，具有更高的功率密度和效率。另一方面，优化再生制动技术，提高能量回收利用率，将列车制动时的动能更多地回馈给电网。（2）智能化控制：利用先进的传感器、计算机和通信技术，实现电力机车的智能化控制。通过实时监测机车的运行状态、牵引电机的参数、轮轨粘着情况等，自动调整牵引和制动策略，提高运行的安全性和舒适性。例如，采用智能控制系统可以根据线路条件和列车负载自动调整牵引功率，实现最佳的运行效率。（3）轻量化设计：减轻电力机车的自重可以降低能耗，提高牵引效率。采用新型的材料，如铝合金、碳纤维等，用于机车车体和零部件的制造，在保证强度和刚度的前提下，降低机车重量。同时，优化机车的结构设计，减少不必要的部件和重量。（4）网络化通信：实现电力机车与地面控制中心、其他列车之间的网络化通信。通过车地通信系统，地面控制中心可以实时掌握机车的运行状态，进行远程监控和调度。列车之间的通信可以实现列车的协同运行，提高铁路运输的效率和安全性。例如，实现列车的自动追踪和编组。（5）可靠性和安全性提升：进一步提高电力机车的可靠性和安全性是重要的发展方向。采用冗余设计、故障诊断和预测技术，及时发现和处理机车的故障隐患。加强对牵引系统、制动系统等关键部件的可靠性研究，提高其在复杂环境下的运行稳定性。例如，建立故障诊断专家系统，对机车的故障进行快速准确的诊断和定位。2.分析电力机车牵引系统故障对列车运行的影响及应对措施。答：影响：（1）牵引能力下降：如果牵引变压器、牵引变流器或牵引电机等关键部件出现故障，可能导致电力机车的牵引功率下降，列车的加速能力和爬坡能力减弱，运行速度降低，影响列车的正点运行。（2）制动功能失效：当制动相关的部件如再生制动装置、电阻制动装置或空气制动系统出现故障时，列车的制动能力会受到影响，可能无法及时停车，危及行车安全。（3）运行稳定性变差：牵引系统故障可能导致机车的轮对出现空转或滑行现象，破坏轮轨间的粘着状态，使列车运行不稳定，甚至可能导致脱轨等严重事故。（4）通信和控制异常：如果控制电路或通信系统出现故障，机车的各种控制指令无法正常传达和执行，列车的运行状态无法准确反馈，可能导致列车失去控制。应对措施：（1）故障诊断和监测：在电力机车的牵引系统中安装各种传感器和监测设备，实时监测关键部件的运行参数和状态。一旦发现异常，及时发出报警信号，并通过故障诊断系统进行故障定位和分析。（2）冗余设计：对于关键部件采用冗余设计，当一个部件出现故障时，能够自动切换到备