城市轨道交通电力牵引复习

城市轨道交通电力牵引复习资料第一章牵引理论基础、目前，绝大多数城市轨道交通车辆属于钢轮钢轨式，运行的任何一种工况，都依赖于车轮和钢轨1的相互作用力在钢轮钢轨式城市轨道交通车辆中，牵引动力由牵引电动机通过传动机构，传递给动车的动力轮对（动轮），由车轮和钢轨的相互作用，产生使车辆运动的反作用力、空转因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为空转〃

2、粘着由于正压力而保持动轮与钢轨接触处相对静止的现象称为“粘着”

3、蠕滑在动轮正压力的作用下，轮轨接触处产生弹性变形，形成椭圆形的接触面从微观上看,两4接触面是粗糙不平的由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面间出现微量滑动，即“蠕滑”、蠕滑速度由于蠕滑的存在，牵引时动轮的波动圆周速度将比其前进速度高，速度差称为蠕滑534一V速度，用蠕滑率表示°=式中〃一动轮的前进速度；3—动轮的转动角速度、论述粘着系数与改善粘着的方法（）6P5

（一）影响粘着系数的重要因素

①动轮踏面与钢轨表面状态；

②线路质量；

③车辆运行速度和状态；

④动车有关部件的状态

（二）改善粘着的方法

①修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；

②试法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响常用的措施撒沙、清洗轨道、打磨钢轨，改进匝瓦材料如用增粘匝瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移、制动方法分为三类

①摩擦制动包括闸瓦制动和盘式制动；

②电气制动包括电阻制动和再生7制动；

③电磁制动包括磁轨制动和涡流制动、电磁制动的最大优点是所产生的制动力不受轮轨间的粘着条件限制

8、摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的

9、当动轮对的牵引力大于最大粘着力时，轮对就发生空转

10、轨道交通车辆在设计时，充分考虑了轮轨之间的粘着利用，但是没有粘着控制系统的轨道车辆动11车只能靠其自然特性运行，难以运用到粘着极限、粘着控制分类按控制类型分类，目前国内常见的粘着控制系统主要是校正型和蠕滑率控制型两12大类、集中控制这种控制方式是一个粘着控制系统控制整辆动车

13、分散控制这种控制方式也是单轴控制，即每一动轴单独控制

14、城市轨道交通车辆的运行阻力包括基本阻力和附加阻力

15、城市轨道交通车辆的单位重量附加阻力主要取决于线路条件，例如坡道阻力、弯道阻力、隧道16空气阻力、增大异步电机的最大电磁转矩的方法有两种增大磁通和增大转子电流

8、直线异步电动机的分类按结构分类:平板形单边式、平板形双边式、圆筒形;按电源分类:三相电9源、二相电源;按动体分类:短初级方式、短次级方式、直线牵引电动机应用于城市轨道交通车辆时，初级可以设置在车上也可以设置在地面，分别称为10车载初级式和地面初级式o、的开通特性元件从断态到通态的过程中，电流、电压及功耗随时间变化的规律为元件的开11GTO通特性当阳极加上正电压，并给门极注入一定触发电流时，阳极电流大于擎住电流后完全GTO GTO导通开通时间由延迟时间和上升时间组成、的关断特性的关断过程中的阳极电压、阳极电流和功耗与时间的关系是的关断12GTO GTO GTO特性、的开通时间有开通延迟时间、电流上升时间和电压下降时间三者组成,开通时间约为（）13IGBT

0.2~

0.5uso、贮存时间的含义是从门极关断电流达到其峰值电流的侬的时刻起，到阳极电流下降到也跄时的时14刻为止的间隔、的关断时间由关断延迟时间、电压上升时间和电流下降时间三者组成,约为逅15IGBT、有四种电路形式有单管封装（型）;双管封装（型）,构成逆变器的一个桥臂；六合一封16IPM HD箜，构成三相逆变器（型）；七合一封装,构成三相逆变器和动态制动型C R、散热器的常用冷却方式分为四种直陵、区斑、液冷和沸腾冷却

17、车辆直流牵引电动机的调速有两种基本形式变阻控制和斩波调压控制车辆交流牵引电动机变18频调速则多采用转差频率控制或磁场定向式矢量控制,近年来也开始采取直接力矩控制、变阻控制主要有凸轮变阻控制和斩波调阻控制两种方式

19、电阻制动分为他励式电阻制动和串励式电阻制动

20、变阻控制属于能耗型,不能实现再生制动,相当部分的电能消耗在电阻上21导通比控制分为脉冲宽度控制（定频调宽）、频率控制（定宽调频）及脉宽和频率综合控制三种方式第一种方式易于设计滤波器消除高次谐波；第二种方式控制简单但滤波较难；第三种方式通常只用于要求在很大范围内调节的负载目前多数采用定频调宽的控制方式

22、斩波电流的控制方式

（1）时间比控制方式:（a）定频调宽控制（脉冲宽度调制），（b）定宽调频起刿（脉冲频率调制），（）调频调宽混合控制;（）瞬时值控制和平均值控制:（）瞬时值c2a控制,（）平均值控制b、无论降压斩波电路或升压斩波电路，它们的功率流向都是从电源到负载，因此负载的平均电压23ULD和电流都是正的，均位于直角坐标系的第一象限，故又称为第一象限斩波电路IA ULD-IA、通过适当调节导通比便可把负载电机的电压升到大于电源电压从而把负载电机产生的能量反24Ut,馈到电源中去此时功率流向是从电机到电源中去此时功率流向是从电机到电源，直流电动机工作于再生制动工况，电压跟电动机状态运行时的极性一致为正，但电枢电流改变了流向而负，ULD iA电机工作于第二象限，故也称为第二象限斩波电路、电力电子器件的缓冲电路又称吸收电路,是一种重要的保护电路，不仅用于半控型器件的保护,而25且在全控型器件如、、功率和等的应用技术中，起着更重要的作用GTR GTOMOSFET IGBT、故障诊断系统有部件诊断、车辆诊断及列车诊断三个方面26判断题、摩擦制动和电气制动都是通过轮轨粘着产生制动力的

1、当动轮对的牵引力大于最大粘着力时，轮对就发生空转

2、集中控制这种控制方式是一个粘着控制系统控制整辆动车

3、分散控制这种控制方式也是单轴控制，即每个动轴单独控制

4、城市轨道交通车辆各项牵引参数中，起动加速度的选择至关重要，因为它对轴功率和旅行速度都5有着直接的影响目前世界各国的城市轨道交通车辆起动加速度为适当地选择起动

0.69~

1.43m/s-2加速度，可以使城市轨道交通车辆以较小的轴功率得到符合需要的旅行速度、机械稳定性是指列车正常运行时，由于偶然的原因引起速度发生微量的变化后，动车本身能恢复6到原有的稳定运行状态可以用列车速度获得增量时，引起的反馈是负反馈还是正反馈来判断是Av否稳定一般来说，串励电动机有软特性，他励电动机有硬特性由空载损耗引起的制动转矩△M一般为电动机额定转矩的1%~3%左右、除差复励外的各种励磁方式下，直流牵引电动机的特性曲线都具有负斜率，均满足稳定性条件,在7列车牵引时具有机械稳定性、牵引电动机的电气稳定性是动车正常运行时，由于偶然的原因引起电流发生微量变化后，电动机8本身能恢复到原有的电平衡状态、牵引电动机的曲线斜率为正值时，就具有电气稳定性串励电动机在任何负载情况下，，斜率处处9为正值，具有电气稳定性、除粘着重量利用外其他性能，都是串励电动机优于他励电动机从粘着重量利用观点出发，他励10电动机优于串励电动机、对于由一台逆变器供给多台异步电机并联运行的城市轨道交通车辆，在检测空转时.应选取并联11电机中转速最低的作为基准信号;而检测滑行时,应选取其中转速最高的作为基难信号为了提高防止空转和滑行系统的灵敏度，通常还检测电机转速的变化率作为空转和滑行发生的信号、将直线异步电动机的推力-速度特性与旋转异步电动机的特性相比较，则滑差率为:12S S=Vs-V/Vs旋转异步电动机的转矩最大值发生处转差率较低，而直线异步电动机的最大推力在高滑差率处即s=l可见，直线异步电动机的起动推力大，高速区域的推力小，比较符合动车的驱动要求、一般旋转异步电动机的极距/气隙比为左右,而直线异步电动机为左右;因而的效率和131020LIM功率因数都较低、电力电子器件必须限制最高结温才能正常工作，通常整流管结温不超过度，不超过14150GTO125度，不超过度，功率不超过度所以必须采取冷却措施GTR150MOSFET

150、由于二只晶体管的电流放大倍数％+出仅稍大于且％比小得多,因此集电极电流占总阳极电流151,的比例较小，只要设法抽走这部分电流，即可使关断通常门极负脉冲电流的幅值约为被GTO GTO关断的最大阳极电流的（蜜~汨）20%~33%、电压定额的决定方法元件的电压定额由中间直流环节可能出现的最大值流电压的峰值16Udmax元件■定电用=■大亶横电作的绛信决定，故有,式中是直流中间环节在正常情况下再申.陨巾加值浪滑电压Udmax♦空载时所能达到的最大峰值电压，而不是中间环节的直流平均电压、城市轨道交通车辆均采用了电制动为主,空气制动为辅的空电联合制动电动车组主要有三种不17同的制动工况，即电阻制动、再生制动和空气制动车辆的电气制动首选再生制动、一般采用在电制动使车辆速度低于时,通过控制系统自动切除电制动，代之以空气制动,188-10km/h直至列车停止在预定位置、一般谁来，受电弓的静抬升力采用如下的限界值在正常工作高度的范围内，即距受电弓降落位19置时的滑板表面的高度,将受电弓滑板平稳地上升和下降，用测力计测量静抬高压力,400-1900mm静抬升力之差不应超过最大的抬高不应该超过2100mm、脉宽调制的调压方法是把逆变电路的输出电压斩波称为脉冲，通过改变脉冲的宽度、数量或者分20布规则，以改变输出电压的数值和频率、城市轨道交通车辆各项牵引参数中，起动加速度的选择至关重要，因为它对轴功率和旅行速度都17有着直接的影响目前世界各国的城市轨道交通车辆起动加速度为适当地选择起动

0.69~L43m/s-2加速度，可以使城市轨道交通车辆以较小的轴功率得到符合需要的旅行速度、对于各种不同的站距，起动加速度大于后，对缩短开行时间的作用都将越来越弱取不同的

180.9最高运行速度进行设计计算，也可以看到起动加速度大于后，对缩短开行时间的作用减弱这一现

0.9象、城市轨道交通车辆各项牵引参数中，起动加速度的选择对轴功率和旅行速度都有着直接的形响起19动加速度大于后，再用增加起动加速度的方法来缩短运行时间，其效果将越来越差，而轴功率却

0.9仍然成倍数增长必须适当选择起动加速度，以保证在得到规定旅行速度的同时，避兔不必要地增加轴功率，从而降低车辆和其他设施造价第二章牵引电动机与运行、牵引电动机是城市轨道交通车辆得以实现牵引及电制动的动力机械

1、直流电动机的特性与励磁方式有关，直流电机的励磁方式有串励、他2励、复励、一般来说，串励电动机有软特性，他励电动机有硬特性

3、加复励电动机，速率特性介于他励和串励电动机之间，其硬度由他励4E2-3直流电动机建率特性绕组磁势占总磁势的比例而定，他励绕组磁势比例越大，速率特性越接近他励电动机，反之则接近串励电动机的特性、由空载损耗引起的制动转矩一般为电动机额定转矩的左右51%~3%、调节直流串励牵引电动机转速的方法改变牵引电动机的端电压；改变牵引电动机的主极磁通

6、改变牵引电动机的端电压的方法

①改变牵引电动机的联接法；例如串并联的方式由于联接的7方式有限，所以可调的电压等级也有限，同时使电动机的连接复杂；

②在电动机回路中接电阻,通过凸轮成斩波方法调节电阻值实现调压，这种应用已久的方法要消耗电能，不经济；

③在电动机与电源之间串接斩波器，调节斩波器的导通比来改变电动机的端电压、判断机械稳定性是指列车正常运行时，由于偶然的原因引起速度发生微量的变化后，动车本身8能恢复到原有的稳定运行状态可以用列车速度获得增量时，引起的反馈是负反馈还是正反馈来判断是否稳定、除差复励外的各种励磁方式卜，直流牵引电动机的特性曲线都具有负斜率，均满足稳定性条件,在9列车牵引时具有机械稳定性、牵引电动机的电气稳定性是动车正常运行时，由于偶然的原因引起电流发生微量变化后，电动机10本身能恢复到原有的电平衡状态、牵引电动机的曲线斜率为正值时，就具有电气稳定性串励电动机在任何负载情况下，，斜率处11处为正值，具有电气稳定性、串励电动机负载分配不均匀程度比他励电动机小

12、从粘着重量利用观点出发，他励电动机优于串励电动机除粘着重量利用外其他性能，都是串励13电动机优于他励电动机、变阻控制是通过调节串入电机回路的电阻来改变直流牵引电动机端电压来达到调速目的，主要有14凸轮控制和斩波调阻控制两种方式、电阻制动分为他励式电阻制动和串励式电阻制动

15、直流牵引电动机只有优良的牵引利制动性能、调节端电压和励磁，就可以方便地进行调皮但是16直流牵引电动机酌换向器结构尚存在一系列缺点电机换向困难和电位条件恶化、结构复杂、工作可靠性较差、制造成本高和维修麻烦、异步电动机采用控制17VVVF、转矩裕量异步电机的最大电磁转矩取决于电机漏抗，最大电磁转矩与实际输出转矩的差值称为18转矩裕量、增大异步电机的最大电磁转矩的方法有两种增大磁通（磁负荷型）和增大转子电流（电负荷型）

19、牵引工况时，轮径大的负载偏大，轮径小的负载偏小；制动工况相反轮径大的负载偏小，轮径20小的负载偏大、对于由一台逆变器供给多台异步电机并联运行的城市轨道交通车辆，在检测空转时.应选取并联21电机中转速最低的作为基准信号；而检测滑行时，应选取其中转速最高的作为基难信号为了提高防止空转和滑行系统的灵敏度，通常还检测电机转速的变化率作为空转和滑行发生的信号、直线电机无旋转部件，呈扁平形，可降低车辆高度，从而缩小地铁隧洞直径，降低工程成本直22线电机运行不受粘着限制，可得到较高的加速度和减速度；噪音饺小，这都是适合城市轨道交通车辆应用的突出优点、直线异步电动机的分类按结构分类平板形单边式、平板形双边式、圆筒形；按电源分类:三23相电源、二相电源；按动体分类短初级方式、短次级方式%-s-、将直线异步电动机的推力-速度特性与旋转异步电动机的特性相比较，则滑差率为，24s旋转异步电动机的转矩最大值发生处转差率较低，而直线异步电动机的最大推力在高滑差率处即s=lo可见，直线异步电动机的起动推力大，高速区域的推力小，比较符合动车的驱动要求、一般旋转异步电动机的极距/气隙比为左右，而直线异步电动机为左右；因而的效率251020LIM和功率因数都较低、边缘效应的分类静态纵向边缘效应、动态纵向边缘效应和横向边缘效应

26、直线牵引电动机应用于城市轨道交通车辆时，初级可以设置在车上、也可以设置在地面，分别称27为车载初级式和地面初级式第三章电力电子器件的原理与应用、由于二只晶体管的电流放大倍数十%仅稍大于且内比小得多，且％比小得多，因此161,02集电极电流占总阳极电流的比例较小，只要设法抽走这部分电流，即可使关断GTO、的开通特性元件从断态到通态的过程中，电流、电压及功耗随时间变化的规律为元件的开2GTO通特性当阳极加上正电压，并给门极注入一定触发电流时，阳极电流大于擎住电流后完全GTO GTO导通开通时间由延迟时间和上升时间组成

3、简答P66对大功率电力电子元件正向特性的要求是通态电流大，通态电压低，因此在通态下就必须使元件具有足够多的载流子存贮量，这就给元件的关断带来了特殊困难门控电路的基本要GTO求就是从门极排出基中过剩的载流子，这就是说必须在门极加上足够大的反向电压，使基区中过P02剩的空穴通过门极流出，与此同时电子通过基区与发射极间的结从阴极排出随着电子和空穴P22的排出，在基区和结的地方形成逐渐向中心区扩大的耗尽层，其结果是从发射极没有电子02/3N2向区注入，在基区及基区中的过剩载流子一直复合到消灭为止，如结能维持反偏状态，0202N2’3就被关断由此可见，关断的前提是门控电路要有足够大的关断电流，以便从门极排出足GTOGTO够大的门极关断电荷，同时其关断功率又不能超过允许值、是以为驱动元件、为主导元件的达林顿电路结构器件，相当于一个由场效应管4IGBT MOSFET GTR驱动的厚基区MOSFET GTRo、的控制原理与基本相同，的开通和关断受栅极控制，沟道型的栅极上加5IGBT MOSFET IGBT N IGBT正偏置并且数值上大于开启电压时，内的的漏极与源极之间因此感应产生一条型导电IGBT MOSFETN沟道，使开通，从而使导通反之，如在沟道型上加反偏置，它内部的MOSFET IGBT N IGBT MOSFET漏源极间不能感生导电沟道，就截止IGBT、伏安特性分截止区即正向阻断区、放大区即线性区、饱和区和击穿区6IGBT、的开通时间有开通延迟时间、电流上升时间和电压下降时间三者组成，开通时间约为7IGBT

0.2〜

0.5uso、的关断时间由关断延迟时间、电压上升时间和电流下降时间三者组成，约为8IGBT lus、擎住效应结构内部存在一只型寄生晶体管，当漏极电流大于规定的临界值时,该9IGBT NPNIDM寄生晶体管因有过高的正偏置被触发导通，使管也饱和导通，结果的栅极失去控制作用，PNP IGBT这就是所谓擎住效应、静态擎住效应发生擎住效应后，漏极电流增大，造成过高的功耗，最后导致器件损坏为10IGBT此元件制造厂规定了漏极电流的最大值以及与此相应的栅源电压最大值，这种漏极电流超过引起/DM的擎住效应称为静态擎住效应、动态擎住效应在关断的过程中，若元件上的矶^也过大，则元件内部的结电容电流也会11IGBT5/很大，从而引起上述寄生晶闸管的开通，使栅极失控，形成动态擎住效应IGBT

12、针对IGBT等功率模块主要损坏原因，IPM采用如下修改措施

（1）桥臂短路短路电流保护、过载电流保护；

（2）温度异常温度保护；

（3）驱动条件不具备或不正常、静电破坏优化设计的专用驱动IC；

（4）控制电压或基极电流不足欠电压保护；

（5）基极振荡、栅极电压破坏、控制回路连线引入干扰驱动回路集成于模块中无外线连线

（6）RBSOA改进功率芯片；

（7）高频开关功率损耗绝缘基极采用热传导率高的材料-高效的热管散热、有四种电路形式有单管封装（型）双管封装（型），构成逆变器的一个桥臂；六合一13IPM HD封装，构成三相逆变器（型）；七合一封装，构成三相逆变器和动态制动型C R、电力电子器件必须限制最高结温才能正常工作，通常整流管结温不超过度，不超过14150GTO125度，不超过度，功率不超过度所以必须采取冷却措施GTR150MOSFET

150、散热途径有热传导、热辐射和热对流三种方式电力电子器件通过电流时产生的热量使管芯发热、15结温升高管芯发热后一般通过热传导方式向周围环境散热、散热器的常用冷却方式分为四种自冷、风冲、液冷和沸腾冷却16第四章斩波电路与逆变电路、斩波电路是把恒定直流电压变换成为负载所需的直流电压的变流电路它通过周期性地快速通、断，1把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可调节输出电压的平均值斩波电路还可以用来调节电阻的大小和磁场的强弱

2、斩波电流的控制方式

（1）时间比控制方式（a）定频调宽控制（脉冲宽度调制），（b）定宽调频控制（脉冲频率调制），（c）调频调宽混合控制；

（2）瞬时值控制和平均值控制（a）瞬时值控制，（b）平均值控制、无论降压斩波电路或升压斩波电路，它们的功率流向都是从电源到负载，因此负载的平均电压3ULD和电流都是正的，均位于直角坐标系的第一象限，故又称为第一象限斩波电路IA ULD-IA、通过适当调节导通比便可把负载电机的电压升到大于电源电压从而把负载电机产生的能量反馈4Ut,到电源中去此时功率流向是从电机到电源中去此时功率流向是从电机到电源，直流电动机工作于再生制动工况，电压跟电动机状态运行时的极性一致为正，但电枢电流改变了流向而负，电ULD iA机工作于第二象限，故也称为第二象限斩波电路、当斩波器工作在再生状态时，能够稳定工作的条件是发电机电压对电流的导数应小于外界电压对5电流的导数、为了斩波电路实现稳定的再生制动，需进行电流的闭环控制

6、性能良好的逆变电路包括三部分第一部分是电力电路及缓冲电路，第二部分是控制电路，第三7部分是电力电子器件的门控电路、脉宽调制的调压方法是把逆变电路的输出电压斩波称为脉冲，通过改变脉冲的宽度、数量或者分8布规则，以改变输出电压的数值和频率、在城市轨道交通车辆中，逆变电路的负载大多是感应电动机，要求可以调压、调频，而且输出时9正弦波形、自然采样与规则采样作为控制逆变器中各开关元件通断的依据，上述一系列脉冲波形的宽度可10以用自然采样与规则采样两种方法求得用硬件电路产生所期望的可以调频和调幅的正弦波信号和幅值不变的三角波信号，利用通讯技术中的调制概念，以正弦波作调制波，对它进行调制的等腰三角波称为载波；将它们进行比较，由两者的交点确定逆变电路开关切换点的方法称为自然采用用计算求出系列脉冲波形宽度的方法称为规则采样

11、（判断）电压定额的决定方法元件的电压定额由中间直流环节可能出现的最大值流电压的峰元件・定电压=・大克流电压的峰侑U j值与7碇%决定，故有■再牛.电压增加值.浪高电压,式中是直流中间环节在正常情况下空载时所能达到的最大峰值电压，而不是中间环节的直流平均电压、电力电子器件的缓冲电路又称吸收电路，是一种重要的保护电路，不仅用于半控型器件的保护,而12且在全控型器件（如、、功率和等）的应用技术中，起着更重要的作用、GTR GTOMOSFET IGBT13等全控型自关断器件运行中都必须配用开通和关断缓冲电路，但其作用于晶闸管的缓冲电路有所GTO不同，电路结构也有差别主要原因是全控型器件的工作频率要比晶闸管高得多，因此开通与关断损耗是影响这种开关器件正常运行的重要因素、的开通缓冲电路用来限制导通时的以免发生元件内的过热点，而且在逆变器中还14GTO di/dt,GTO起着抑制故障时贯穿短路电流的峰值及其的作用的关断缓冲电路不仅为限制关断时di/dt GTOGTO重加电压的及过电压，而且对降低的关断损耗，使发挥应有的关断能力，充分发挥dv/dt GTOGTO它的负荷能力起重要作用、的缓冲电路功能更侧重于开关过程中过电压的吸收与抑制15IGBT、综上所述，缓冲电路对于工作频率高的自关断器件，通过限压、限流、抑制、把开关16di/dt dv/dt,损耗从器件内部转移到缓冲电路中去，然后再消耗到缓冲电路的电阻上，或者由缓冲电路设法再反馈到电源中去，后一种是反馈型缓冲电路第五章控制与故障检测、城市轨道交通车辆主传动可分为直流传动和交流传动两种

1、车辆直流牵引电动机的调速有两种基本形式变阻控制和斩波调压控制车辆交流牵引电动机变2频调速则多采用转差频率控制或磁场定向式矢量控制，近年来也开始采取直接力矩控制、变阻控制主要有凸轮变阻控制和斩波调阻控制两种方式

3、变阻控制属于能耗型，不能实现再生制动，相当部分的电能消耗在电阻上

4、导通比控制分为脉冲宽度控制（定频调宽）、频率控制（定宽调频）及脉宽和频率综合控制三种方5式第一种方式易于设计滤波器消除高次谐波；第二种方式控制简单但滤波较难；第三种方式通常只用于要求在很大范围内调节的负载目前多数采用定频调宽的控制方式

6、论述直接转矩控制系统和矢量控制系统的比较（a）两者都采用转矩和磁链分别控制，符合异步电机数学模型所需要的控制要求；（b）性能上，矢量控制系统偏重于转矩与转子磁链的解耦，有利于分别设计转速与磁链调节器，实行连续控制，调速范围可达以上，但因按磁通定向，受电机1:100转子参数影响，降低了鲁棒性；（c）直接转矩控制系统直接进行转矩Band-Band控制，简化了控制器的结构；控制定子磁链而不是磁通，不受转子参数影响，但会产生转矩脉动，降低调速性能,适用于风机、水泵以及牵引传动等调速范围要求不高的场合、城市轨道交通车辆均采用了电制动为主，空气制动为辅的空电联合制动电动车组主要有三种不7同的制动工况，即电阻制动、再生制动和空气制动车辆的电气制动首选再生制动、一般采用在电制动使车辆速度低于时，通过控制系统自动切除电制动，代之以空气制动，88-10km/h直至列车停止在预定位置、故障诊断系统有部件诊断、车辆诊断及列车诊断三个方面9第六章车辆电器设备、一般谁来，受电弓的静抬升力采用如下的限界值在正常工作高度的范围内，即距受电弓降落位1置时的滑板表面400；900mm的高度，将受电弓滑板平稳地上升和下降，用测力计测量静抬高压力，静抬升力之差不应超过最大的抬高不应该超过2100mm、城市轨道交通车辆上采用的蓄电池有酸性的，也有碱性的2论述题影响粘着系数的主要因素与改善粘着的方法

（一）影响粘着系数的重要因素

①动轮踏面与钢轨表面状态；干燥清洁的动轮踏面与钢轨表面粘着系数高，冰、霜、雪等天气的冷凝作用或小雨使轨面轻微潮湿时轨面粘着系数低大雨冲刷、雨后生成薄锈使粘着系数增大;油垢使粘着系数减少在钢轨上撒砂则能较大地提高粘着系数

②线路质量；钢轨愈软或道硝的下沉量愈大，粘着系数愈小；钢轨不平或直线地段两侧钢轨顶不在同一水平，动轮所处位置的轨面状态不同，都会使粘着系数减小

③车辆运行速度和状态;车辆运行速度增高，加剧了动轮对钢轨的纵向和横向滑动及车辆振动,使粘着系数减小特别是轮轨表面被水污染情况下，粘着系数随速度增加而急剧下降车辆运行中由各种因素导致轴重转移，也影响着粘着系数如车辆过弯道时，造成车辆车轮一侧增载，另一侧减载，造成粘着系数大幅降低，曲线半径愈小，粘着系数降低愈多牵引与制动工况对粘着系数也有影响，牵引时的粘着系数比制动时要大一些

④动车有关部件的状态

（1）各动轴上牵引电动机的特性不完全相同，在同一运动速度下产生牵引力大的轮对将首先发生空转

（2）各个动轮的直径不同，直径小的动轮发出的牵引力大，容易首先发生空转⑶各个动轮的动负荷不同，运行中动负荷轻的动轮将首先空转空转必然导致动车的粘着系数减少

（二）改善粘着的方法:

①修正轮轨表面接触条件，改善轮轨表面不清洁状态；

②设法改善轨道车辆的悬挂系统，以减轻轮对减载带来的不利影响通常采用的措施从车辆往钢轨上撒干沙，用机械或化学等方法清洗轨道、打磨钢轨，改进闸瓦材料如用增粘闸瓦，改善车辆悬挂减少轴重转移简答题、调节直流串励牵引电动机转速的方法1答调节直流串励牵引电动机转速的方法改变牵引电动机的端电压；改变牵引电动机的主极磁通其中改变牵引电动机的端电压的方法

①改变牵引电动机的联接法，例如串并联的方式由于联接的方式有限，所以可调的电压等级也有限，同时使电动机的连接复杂；

②在电动机回路中接电阻，通过凸轮成斩波方法调节电阻值实现调压这种应用已久的方法要消耗电能，不经济；

③在电动机与电源之间串接斩波器，调节斩波器的导通比来改变电动机的端电压其中改变牵引电动机的主极磁通的方法普遍采用主极绕组上并联分路电阻，使电流的一部分流经分路电阻，从而减少励磁电流、磁势和磁通、的工作原理2IGBT答是以为驱动元件、为主导元件的达林顿电路结构器件，相当于一个由场效应管IGBT MOSFETGTR驱动的厚基区的控制原理与基本相同，的开通和关断受栅极控制，MOSFETGTRIGBT MOSFETIGBT沟道型的栅极上加正偏置并且数值上大于开启电压时，内的的漏极与源极之间NIGBTIGBTMOSFET因此感应产生一条型导电沟道，使开通，从而使导通反之，如在沟道型N MOSFETIGBTNIGBT上加反偏置，它内部的漏源极间不能感生导电沟道，就截止MOSFETIGBT名词解释（二选一）、蠕滑在动轮正压力的作用下，轮轨接触处产生弹性变形，形成椭圆形的接触面从微观上看,两1接触面是粗糙不平的由于切向力的作用，动轮在钢轨上滚动时，车轮和钢轨的粗糙接触面产生新弹性变形，接触面间出现微量滑动，即“蠕滑”、空转因驱动转矩过大，破坏粘着关系，使轮轨间出现相对滑动的现象，称为“空转”2（三选一）、静态纵向边缘效应铁心和绕组的不连续，使得各相的互感不相等，即使电源是对称的三相交流1电压，由于三相绕组在空间位置不对称，在各相绕组中也将产生不对称电流，利用对称分量法将得到顺序、逆序和零序电流因而在气隙中出现脉振磁场和反向行波磁场，运行过程中将产生阻力和增大附加损耗这种效应当初、次级相对静止时也存在，因而称为静态纵向边缘效应，纵向即磁场移动的方向、动态纵向边缘效应直线电机的初、次级相对运动时，次级导体板在行波磁场方向上的涡流分布2是不对称的这使得初级进入端的磁场削弱，离开端的磁场加强这种当初、砍级相对运动时的磁场和涡流分布的畸变称为动态纵向边缘效应运动速度越高，动态纵向边缘效应越显着，使行波磁场方向上的推力分布不均匀，起减小推力的作用、横向边缘效应城市轨道交通车辆应用的直线电机，大多是次级导体板的宽度小于初级铁心的宽3度，因而在横向的边缘区域磁场削弱，造成空载气隙磁场横向分布的不均匀，这是第一类横向边缘效应次级导体板对电流分布及气隙磁场密度沿横向分布的影响，称为第二类横向边缘效应（三选一）、擎住效应结构内部存在一只型寄生晶体管，当漏极电流大于规定的临界值时，该1IGBT NPN1DM寄生晶体管因有过高的正偏置被触发导通，使管也饱和导通，结果的栅极失去控制作用，PNP IGBT这就是所谓擎住效应、静态擎住效应发生擎住效应后，漏极电流增大，造成过高的功耗，最后导致器件损坏为2IGBT此元件制造厂规定了漏极电流的最大值以及与此相应的栅源电压最大值，这种漏极电流超过1DM,1DM引起的擎住效应称为静态擎住效应、动态擎住效应在关断的过程中，若元件上的（）过大，则元件内部的结电容电流也3IGBT dVDsdt会很大，从而引起上述寄生晶闸管的开通，使栅极失控，形成动态擎住效应IGBT（一选一）、斩波电路是把恒定直流电压变换成为负载所需的直流电压的变流电路它通过周期性地快速通、断，1把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压，改变这一脉冲列的脉冲宽度或频率就可调节输出电压的平均值斩波电路还可以用来调节电阻的大小和磁场的强弱填空题、目前，绝大多数城市轨道交通车辆属于钢轮钢轨式,运行的任何一种工况，都依赖于车轮和钢轨的1相互作用力、制动方法分为三类

①摩擦制动:包括闸瓦制动和盘式制动;

②电气制动:包括电阻制动和再生制2动;

③电磁制动:包括磁轨制动和涡流制动、粘着控制按控制类型分类主要是校正型和蠕滑率控制型两大类

3、城市轨道交通车辆的运行阻力包括基本阻力和附加阻力

4、城市轨道交通车辆的单位重量附加阻力主要取决于线路条件,例如坡道阻力、弯道阻力、隧道空气5阻力、直流电动机的特性与励磁方式有关，直流电机的励磁方式有更励、他勉、复励

6、异步电机的最大电磁转矩取决于电机漏抗，最大电磁转矩与实际输出转矩的差值称为转矩裕量7。