列车传动与控制

1. 简述高速列车传动系统的组成及各部分基本作用。答：高速列车传动系统主要是：交-直牵引传动系统和交-直-叫牵引传动系统。交-直传动：指机车或动车组采用交流供电而采用直流电动机驱动动车组运行的传动系统。为 了能够用电网提供的交流电驱动直流电动机工作，系统采用变流器，将交 流电转换成直流电，并通过对变流器的控制来调整直流电动机的工作速度。交流传动：指由各种变流器供电的异步或同步电动机作为动力的机车或动 车组传动系统。目前 变流器主要有直接式变流器（即交交变流器）和带有中间直流环节 的间接式变流器（即交直-交变流器）两大类。2. 简述动车组的动力集中和动力分散牵引方式各有何特点？答：动车组的动力集中和动力分散牵引方式的特点可从以下几个方面做比较：（1）牵引总功率和轴功率：就单轴功率而言，动力分散方式的小，目前最大为550kw;动力集中方式的大，目前最大可达1200kw 。就总功率而言，由于动力分散凡是的动轴多，可以超过lOOOOkw ；动力集中方式目前尚未超过lOOOOkw。动力集中方式也可以张动力车相邻的中间车 转向架上加牵引电动机的办法来增加总功率， 但总的来说， 只要站线长度允 许，动力分散方式可以增加动力单元其总功率比动力集中方式大，从而可 以牵引更多的旅客。（2）最大轴重和簧下质量：在速度和簧下质量一定是，轨道下沉量随着轴重 增加而增加。就最大轴重而言，动力集中方式比动力分散方式对线路不利。 但对轨道的破坏不只看轴重，簧下质量也起着重要作用，如果簧下质量不变，即使减轻 轴重，对轨道的破坏不会有太大的好转，簧下质 量必须与轴重一起减少。（3）黏着利用：动力分散方式一般轴重较轻，单轴黏着力较小，但由于动轴 多，可以发挥的黏着牵引力大， 而动力集中方式虽然轴重大， 单轴黏着力大， 但由于动轴少，单轴黏着利用接近极限，可以发挥的总黏着牵引力小。就 启动加速度而言，低速区段动力分散方式可以充分利用黏着重量大的特点， 动力集中方式黏着重量小，低速时采用恒流控制。（4）制动：动力分散方式的一个主要优点是动轴多， 对每个动轴都可以施加电 力制动和盘形制动，制动功率大，甚至可以超过牵引功率，是列车迅速停车。动力集中方式 动轴少，制动功率没有动力分散那么大。（5）制造成本：采用动力分散方式动车组，电气设备分散、总重大、造价 高。动力集中方式电动车组造价比分散方式电动车组低得多。（6）维修费用：由于动力分散方式电动车组的每辆动力车均装有一套电气 设备，维修工作量大，维修费用也比动力集中方式电动车组高得多。3简要分析串励电动机的机械特性。答：无论是采用直流电源还是交流电源，单相串励电动机的机械特性都与普通串励直流电动 机的机械特性类似。单相串励电动机有很大的启动转矩和软的机械特性，如图d所示。当 电动机负载增加时，电枢电流la增大，因为励磁绕组与电枢绕组串联，故励磁绕组也是la, 因而使主磁通0也加大。由于电机的电磁转矩T=CT3a,在电动机正常运行时，其磁路未 饱和，0与la成正比变化，故电磁转矩可写成T=CT0la=C'TI2a。随着负载的加大，即la 加大，就极大地增加了电机的电磁转矩T （与I2a成正比）；另一方面由于负载反力矩增加, 使电机的转速降低。这种机械特性，对电钻等电动工具的要求，极为适用，如钻直径较大的 孔时（负载大），要求力矩大，转速低些；钻较小直径的孔时（负载小），则要求力矩小些， 但转速高些。由于单相串励电动机的空载转速非常高，可达20000r/min,所以，电钻等使 用串励电机的电动工具，在修复后，一般不可拆下减速机构等进行校车，以防止飞车而损坏电枢绕组。4.分析直流电动机有哪些调速方式及各自的特点答：1、调节电枢供电电压U。改变电枢电压主要是从额定电压往下降低电枢电压，从电动 机额定转速向下变速，属恒转矩调速方法。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说， 这种方法最好。电枢电流变化遇到的时间常数较小，能快速响应，但是需要大容量可调直流 电源。2、改变电动机主磁通©。改变磁通可以以实现无级平滑调速，但只能减弱磁通，从电动机 额定转速向上调速、属恒功率调速方法。电枢电流变化时遇到的时间常数要大很多，响应速 度较慢.但所需电源容量小。3、改变电枢回路电阻R。在电动机电枢回路外串电阻进行调速的方法，设备简单，操作方 便。但是只能有级调速，调速平滑性差，机械特性较软；在调速电阻上消耗大量电能。改变 电阻调速缺点很多，目前很少采用。