2025年《電力機車牽引與控制》考試復習題庫(含答案)一、選擇題1.電力機車的牽引動力來源是（）A.汽油B.柴油C.電能D.天然氣答案：C。電力機車是利用電能作為牽引動力，通過受電弓從接觸網獲取電能驅動牽引電機工作。2.下列不屬于電力機車牽引系統(tǒng)主要組成部分的是（）A.受電弓B.牽引變壓器C.空氣壓縮機D.牽引變流器答案：C?？諝鈮嚎s機主要用于提供機車制動等系統(tǒng)所需的壓縮空氣，不屬于牽引系統(tǒng)主要組成部分。牽引系統(tǒng)主要包括受電弓獲取電能、牽引變壓器進行電壓變換、牽引變流器實現(xiàn)電能轉換等。3.電力機車的調速方式中，以下哪種調速范圍最寬（）A.變阻調速B.調壓調速C.調頻調速D.串并聯(lián)調速答案：C。調頻調速可以在較寬的頻率范圍內調節(jié)牽引電機的轉速，調速范圍最寬。變阻調速通過改變電阻來調速，范圍有限；調壓調速主要是改變電壓，調速范圍不如調頻調速；串并聯(lián)調速主要用于改變電機繞組連接方式來調速，范圍也相對較窄。4.牽引變壓器的主要作用是（）A.升高電壓B.降低電壓C.改變電流方向D.隔離電源答案：B。接觸網提供的電壓較高，牽引變壓器將其降低到適合牽引電機等設備使用的電壓等級。5.電力機車的制動方式中，哪種制動方式可以將列車的動能轉化為電能回饋給電網（）A.電阻制動B.再生制動C.空氣制動D.盤形制動答案：B。再生制動時，牽引電機工作在發(fā)電狀態(tài)，將列車的動能轉化為電能并回饋給電網。電阻制動是將動能轉化為熱能消耗在電阻上；空氣制動是利用壓縮空氣產生制動力；盤形制動是通過制動盤和閘片的摩擦產生制動力。6.電力機車的受電弓與接觸網之間的接觸壓力一般要求在（）A.50-70NB.70-90NC.90-110ND.110-130N答案：C。合適的接觸壓力能保證受電弓與接觸網良好接觸，一般要求在90-110N之間。7.下列關于牽引變流器的說法，錯誤的是（）A.可以將直流電轉換為交流電B.可以調節(jié)輸出電壓和頻率C.主要由整流器和逆變器組成D.只能工作在一種模式下答案：D。牽引變流器可以工作在整流模式（將交流電轉換為直流電）和逆變模式（將直流電轉換為交流電），并且可以調節(jié)輸出電壓和頻率，主要由整流器和逆變器組成。8.電力機車的粘著系數(shù)與下列哪個因素無關（）A.機車速度B.軌面狀況C.輪軌材料D.機車重量答案：D。粘著系數(shù)與機車速度、軌面狀況、輪軌材料等有關。機車速度增加，粘著系數(shù)會下降；軌面有水、油等會降低粘著系數(shù)；不同的輪軌材料粘著性能也不同。而機車重量主要影響粘著重量，不是直接影響粘著系數(shù)。9.電力機車的控制電路主要實現(xiàn)（）A.牽引和制動的控制B.照明和通風的控制C.信號和通信的控制D.以上都是答案：D。電力機車的控制電路不僅要實現(xiàn)牽引和制動的控制，還包括照明、通風、信號、通信等各種輔助系統(tǒng)的控制。10.當電力機車發(fā)生空轉時，應該（）A.增加牽引電流B.減少牽引電流C.提高機車速度D.降低接觸網電壓答案：B。當發(fā)生空轉時，減少牽引電流可以降低輪軌間的切向力，使車輪恢復正常粘著狀態(tài)。增加牽引電流會加劇空轉；提高機車速度和降低接觸網電壓都不能有效解決空轉問題。二、填空題1.電力機車的牽引特性是指牽引電機的（）、（）與機車速度之間的關系。答案：牽引力、功率2.受電弓按結構可分為（）受電弓和（）受電弓。答案：單臂、雙臂3.牽引變壓器的冷卻方式主要有（）冷卻和（）冷卻。答案：油浸自冷、強迫油循環(huán)風冷4.電力機車的制動方式主要有（）制動、（）制動和（）制動。答案：再生、電阻、空氣5.牽引變流器的整流器將（）電轉換為（）電，逆變器將（）電轉換為（）電。答案：交流、直流、直流、交流6.電力機車的調速方法主要有（）調速、（）調速和（）調速。答案：變阻、調壓、調頻7.機車的粘著重量是指（）的輪對所承擔的機車重量。答案：參與產生粘著牽引力8.電力機車的控制電路可分為（）控制電路和（）控制電路。答案：有觸點、無觸點9.電力機車的輔助電路主要為（）、（）、（）等輔助設備提供電源。答案：通風機、空氣壓縮機、油泵10.當電力機車進行電阻制動時，牽引電機工作在（）狀態(tài)，將列車的動能轉化為（）能消耗在電阻上。答案：發(fā)電、熱三、判斷題1.電力機車的受電弓可以在任何速度下可靠地從接觸網獲取電能。（）答案：錯誤。受電弓在高速運行時，由于空氣動力等因素影響，可能會出現(xiàn)接觸不良等問題，不能保證在任何速度下都可靠獲取電能。2.牽引變壓器的容量越大，電力機車的牽引能力就越強。（）答案：正確。牽引變壓器容量大，能提供更多的電能，從而使電力機車的牽引電機可以輸出更大的功率，牽引能力更強。3.電力機車的再生制動和電阻制動可以同時使用。（）答案：錯誤。再生制動和電阻制動一般不會同時使用，因為它們的工作原理和目的有相似之處，通常根據(jù)實際情況選擇其中一種制動方式。4.粘著系數(shù)越大，電力機車的牽引性能越好。（）答案：正確。粘著系數(shù)大，輪軌間能產生更大的粘著牽引力，有利于電力機車的牽引和加速。5.電力機車的控制電路只負責控制牽引和制動系統(tǒng)。（）答案：錯誤。如前面所述，電力機車的控制電路還負責照明、通風、信號、通信等各種輔助系統(tǒng)的控制。6.受電弓的接觸壓力越大越好。（）答案：錯誤。接觸壓力過大可能會導致接觸網和受電弓的磨損加劇，甚至損壞接觸網設備，所以需要保持合適的接觸壓力。7.牽引變流器只能將交流電轉換為直流電。（）答案：錯誤。牽引變流器具有整流和逆變兩種功能，既可以將交流電轉換為直流電，也可以將直流電轉換為交流電。8.電力機車的調速范圍只取決于牽引電機的性能。（）答案：錯誤。電力機車的調速范圍不僅取決于牽引電機的性能，還與調速方式、牽引變流器的調節(jié)能力等因素有關。9.當軌面有油污時，電力機車的粘著系數(shù)會增大。（）答案：錯誤。軌面有油污會使輪軌間的摩擦力減小，粘著系數(shù)會降低。10.電力機車的輔助電路與牽引電路沒有關系。（）答案：錯誤。輔助電路和牽引電路都屬于電力機車的電氣系統(tǒng)，輔助電路為牽引電路及其他設備的正常運行提供必要的輔助功能，它們相互關聯(lián)、相互影響。四、簡答題1.簡述電力機車的工作原理。答：電力機車通過受電弓從接觸網獲取高壓交流電，然后經過牽引變壓器將電壓降低到合適的等級。牽引變流器將交流電轉換為直流電（整流），再將直流電轉換為頻率和電壓可調的交流電（逆變），供給牽引電機。牽引電機將電能轉換為機械能，通過傳動裝置驅動車輪轉動，從而使機車運行。在制動時，牽引電機可以工作在發(fā)電狀態(tài)，實現(xiàn)再生制動或電阻制動。2.說明受電弓的工作過程。答：受電弓升起時，通過傳動機構使弓頭上升，與接觸網接觸。受電弓內部的氣囊或彈簧等裝置提供一定的接觸壓力，保證弓頭與接觸網良好接觸。在機車運行過程中，受電弓跟隨接觸網的起伏和波動，保持穩(wěn)定的接觸狀態(tài)，將接觸網上的電能引入機車電氣系統(tǒng)。當需要降下受電弓時，通過傳動機構使弓頭下降，脫離接觸網。3.分析電力機車粘著系數(shù)的影響因素。答：（1）機車速度：隨著機車速度的增加，粘著系數(shù)會下降。這是因為高速時輪軌間的動作用力和振動加劇，破壞了輪軌間的粘著狀態(tài)。（2）軌面狀況：軌面有水、油、霜、雪等污染物時，會使粘著系數(shù)顯著降低。干凈、干燥的軌面粘著系數(shù)相對較高。（3）輪軌材料：不同的輪軌材料具有不同的摩擦性能，會影響粘著系數(shù)。例如，采用特殊的輪軌材料可以提高粘著性能。（4）車輪直徑差：車輪直徑不一致會導致各輪對的線速度不同，使輪軌間的粘著狀態(tài)不均勻，降低粘著系數(shù)。4.比較電力機車的再生制動和電阻制動的優(yōu)缺點。答：再生制動的優(yōu)點：（1）節(jié)能：能將列車的動能轉化為電能回饋給電網，實現(xiàn)能量的回收利用，降低運營成本。（2）環(huán)保：減少了制動過程中的能量損耗和熱量產生，對環(huán)境友好。缺點：（1）依賴電網：需要電網能夠吸收回饋的電能，在某些情況下可能無法實現(xiàn)。（2）控制復雜：需要精確的控制技術來保證再生制動的穩(wěn)定運行。電阻制動的優(yōu)點：（1）可靠性高：不受電網條件的限制，在任何情況下都能正常工作。（2）控制相對簡單：制動過程易于控制和調節(jié)。缺點：（1）耗能：將動能轉化為熱能消耗在電阻上，造成能量的浪費。（2）散熱問題：電阻制動會產生大量的熱量，需要良好的散熱裝置。5.簡述牽引變流器的主要作用。答：牽引變流器主要有以下作用：（1）整流功能：將從牽引變壓器輸出的交流電轉換為直流電，為后續(xù)的逆變環(huán)節(jié)提供穩(wěn)定的直流電源。（2）逆變功能：將直流電轉換為頻率和電壓可調的交流電，供給牽引電機，實現(xiàn)對牽引電機轉速和轉矩的控制。（3）調節(jié)輸出：可以根據(jù)機車的運行需求，精確調節(jié)輸出電壓和頻率，以適應不同的牽引和制動工況。（4）保護功能：具有過流、過壓、欠壓、過熱等保護功能，確保牽引變流器和牽引電機的安全運行。五、論述題1.論述電力機車牽引與控制技術的發(fā)展趨勢。答：（1）高效節(jié)能技術：隨著能源問題的日益突出，電力機車將更加注重高效節(jié)能。一方面，采用更先進的牽引電機和牽引變流器技術，提高電能轉換效率，減少能量損耗。例如，研發(fā)新型的永磁同步牽引電機，具有更高的功率密度和效率。另一方面，優(yōu)化再生制動技術，提高能量回收利用率，將列車制動時的動能更多地回饋給電網。（2）智能化控制：利用先進的傳感器、計算機和通信技術，實現(xiàn)電力機車的智能化控制。通過實時監(jiān)測機車的運行狀態(tài)、牽引電機的參數(shù)、輪軌粘著情況等，自動調整牽引和制動策略，提高運行的安全性和舒適性。例如，采用智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)線路條件和列車負載自動調整牽引功率，實現(xiàn)最佳的運行效率。（3）輕量化設計：減輕電力機車的自重可以降低能耗，提高牽引效率。采用新型的材料，如鋁合金、碳纖維等，用于機車車體和零部件的制造，在保證強度和剛度的前提下，降低機車重量。同時，優(yōu)化機車的結構設計，減少不必要的部件和重量。（4）網絡化通信：實現(xiàn)電力機車與地面控制中心、其他列車之間的網絡化通信。通過車地通信系統(tǒng)，地面控制中心可以實時掌握機車的運行狀態(tài)，進行遠程監(jiān)控和調度。列車之間的通信可以實現(xiàn)列車的協(xié)同運行，提高鐵路運輸?shù)男屎桶踩?。例如，實現(xiàn)列車的自動追蹤和編組。（5）可靠性和安全性提升：進一步提高電力機車的可靠性和安全性是重要的發(fā)展方向。采用冗余設計、故障診斷和預測技術，及時發(fā)現(xiàn)和處理機車的故障隱患。加強對牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等關鍵部件的可靠性研究，提高其在復雜環(huán)境下的運行穩(wěn)定性。例如，建立故障診斷專家系統(tǒng)，對機車的故障進行快速準確的診斷和定位。2.分析電力機車牽引系統(tǒng)故障對列車運行的影響及應對措施。答：影響：（1）牽引能力下降：如果牽引變壓器、牽引變流器或牽引電機等關鍵部件出現(xiàn)故障，可能導致電力機車的牽引功率下降，列車的加速能力和爬坡能力減弱，運行速度降低，影響列車的正點運行。（2）制動功能失效：當制動相關的部件如再生制動裝置、電阻制動裝置或空氣制動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，列車的制動能力會受到影響，可能無法及時停車，危及行車安全。（3）運行穩(wěn)定性變差：牽引系統(tǒng)故障可能導致機車的輪對出現(xiàn)空轉或滑行現(xiàn)象，破壞輪軌間的粘著狀態(tài)，使列車運行不穩(wěn)定，甚至可能導致脫軌等嚴重事故。（4）通信和控制異常：如果控制電路或通信系統(tǒng)出現(xiàn)故障，機車的各種控制指令無法正常傳達和執(zhí)行，列車的運行狀態(tài)無法準確反饋，可能導致列車失去控制。應對措施：（1）故障診斷和監(jiān)測：在電力機車的牽引系統(tǒng)中安裝各種傳感器和監(jiān)測設備，實時監(jiān)測關鍵部件的運行參數(shù)和狀態(tài)。一旦發(fā)現(xiàn)異常，及時發(fā)出報警信號，并通過故障診斷系統(tǒng)進行故障定位和分析。（2）冗余設計：對于關鍵部件采用冗余設計，當一個部件出現(xiàn)故障時，能夠自動切換到備