2018北京交通大学电气工程学院考试大纲.pdf
电气工程学院硕士研究生入学考试自命题科目考试范围 一、 970 电路 1. 电路模型和电路定律 ( 1) 电路和电路模型,理想元件与电路模型概念,线性与非线性的概念 ( 2) 电压、电流及其参考方向的概念 ( 3) 基本元件的电压电流关系:电阻元件,电感元件,电容元件,电压源、电流源和受控源 ( 4) 功率的计算 ( 5) 基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律 2. 电阻电路的等效变换 ( 1) 电阻的三角形联结与星形联结的等效互换 ( 2) 电压源、电流源的串联和并联 ( 3) 实际电源的两种模型及其等效变换 ( 4) 输入电阻 3. 电阻电路的一般分析 ( 1) 电路的图 ( 2) 支路电流法 ( 3) 网孔电流法 ( 4) 回路电流法 ( 5) 结点电压法 4. 电路定理 ( 1) 替代定理 ( 2) 叠加定理 ( 3) 戴维宁和诺顿定理 ( 4) 最大功率传输定理 5. 相量法 ( 1) 正弦量、相量的概念及相互对应 ( 2) 有效值和相位差的概念 ( 3) 电路定律的相量形式 6. 正弦稳态电路的分析 ( 1) 阻抗与导纳 ( 2) 正弦稳态电路的分析 ( 3) 正弦稳态电路的瞬时功率 ( 4) 正弦稳态电路的有功功率、无功功率、视在功率的概念及计算 ( 5) 功率因数的概念及计算 ( 6) 复功率的概念 ( 7) 最大功率传输 ( 8) 电路的相量图 7. 含耦合电感的电路 ( 1) 互感、互感系数、耦合系数的概念 ( 2) 同名端的概念 ( 3) 含耦合电感电路的分析与计算 ( 4) 理想变压器的模型及伏安关系 ( 5) 理想变压器的阻抗变换作用 ( 6) 含理想变压器电路的分析 ( 7) 含空心变压器电路的分析 8. 电路的频率响应 ( 1) 网络函数 ( 2) 串联电路的谐振 ( 3) 并联电路的谐振 9. 三相电路 ( 1) 对称三相电源、三相负载的联接方式 ( 2) 三相对称、不对称电路的概念 ( 3) 三相电路相和线之间的关系 ( 4) 三相对称电路的计算 ( 5) 三相功率的计算和测量 ( 6) 不对称三相电路电压、电流和功率的计算 10. 非正弦周期电流电路和信号的频谱 ( 1) 非正弦周期信号的分解、频率特性 ( 2) 非正弦周期信号的有效值、平均值和平均功率的计算 ( 3) 非正弦周期信号稳态电路的分析与计算 11. 一阶电路和二阶电路的时域分析 ( 1) 换路的概念 ( 2) 动态分析与稳态分析的概念 ( 3) 换路定则、初始值的求法 ( 4) 一阶电路微分方程的列写和求解 ( 5) 时间常数的概念及计算 ( 6) 一阶电路全响应的三要素法 ( 7) 二阶电路微分方程的列写和时域分析法 ( 8) 阶跃响应和冲激响应 12. 线性动态电路的复频域分析 ( 1) 拉氏变换、反变换的概念 ( 2) 拉氏变换的性质 ( 3) 拉氏反变换的部分分式展开 ( 4) 运算电路 ( 5) 用运算法分析动态电路 ( 6) 网络函数的定义 ( 7) 网络函数的极点、零点与频率响应、冲激响应的关系 13. 电路方程的矩阵形式 ( 1) 关联矩阵、回路矩阵的含义和列写 ( 2) 回路电流方程的矩阵形式 ( 3) 结点电压方程的矩阵形式 14. 二端口网络 ( 1) 二端口网络的概念 ( 2) 二端口网络的方程和参数 ( 3) 二端口网络的连接 ( 4) 回转器和负阻抗变换器 ( 5) 二端口网络的等效电路 ( 6) 含二端口网络的电路计算 15. 非线性电路 ( 1) 非线性电阻、电容和电感的含义 ( 2) 非线性电路的方程的建立 ( 3) 小信号分析法 ( 4) 分段线性化方法 二、 07106 电气工程综合 包含电机学、电力电子学、高电压工程、电力系统分析、自动控制原理 电机学 1. 直流电机 ( 1) 直流电机的结构 ( 2) 直流电机的工作原理、电枢绕组的构成、励磁方式、磁场分布、电枢反应的基本概念 ( 3) 电枢感应电势和电磁转矩的计算 ( 4) 直流电机的电压、功率和转矩平衡方程,电磁功率的概念 ( 5) 他励 (并励 )和串励直流电动机的工作特性 ( 6) 直流发电机的运行特性 ( 7) 直流电机的可逆原理及换向的基本概念 2. 变压器 ( 1) 变压器的结构和分类 ( 2) 变压器的工作原理、空载和负载运行时的电磁关系、绕组折算的基本概念 ( 3) 变压器的基本方程、等效电路、相量图和参数测定 ( 4) 变压器稳态运行时的外特性和效率特性 ( 5) 变压器并联运行基本概念,三相变压器的电路和磁路系统、联结组别的判定和验证方法 3. 交流电机的共同理论 ( 1) 交流绕组的构成 ( 2) 交流绕组感应电势的概念和计算 ( 3) 单相交流绕组的脉振磁势、短距系数和分布系数的概念和计算 ( 4) 三相交流绕组的基波旋转磁势和高次谐波磁势的概念和计算 4. 感应电机 ( 1) 三相感应电动机的工作原理和结构 ( 2) 感应电机的三种运行状态与转差率 ( 3) 三相感应电动机运行的电磁过程、电压、功率和转矩方程 ( 4) 三相感应电动机绕组折算和频率折算、等效电路、相量图、参数测定 ( 5) 三相感应电动机工作特性与转矩转差率特性(机械特性) 5. 同步电机 ( 1) 同步电机的结构、工作原理和分类 ( 2) 同步发电机的电压和功率方程、矢量图、功角关系 ( 3) 同步发电机的功角特性、静态稳定性、有功和无功功率的调节 ( 4) 同步电动机的起动方法 电力电子学 1. 电力电子器件 ( 1) 电力电子器件的基本特点,电力电子器件的主要损耗以及开关器件的开关过程损耗(Switching loss)和通态损耗 (On-state loss)的基本计算方法; ( 2) 二极管的分类及特点,反向恢复、软恢复等概念,普通二极管和快速二极管的区别; ( 3) 晶闸管 (SCR)、电力场效应晶体管 (电力 MOSFET)和绝缘栅双极晶体管 (IGBT)等常用电力电子器件的工作原理、特点、主要参数的含义; ( 4) 电路中 dv/dt、 di/dt 参数对晶闸管器件的影响,晶闸管额定电流的计算方法; ( 5) 电力电子器件的驱动技术、缓冲吸收技术和串、并联技术。 2. DC/DC 变换电路 ( 1) Buck、 Boost、 Buck-boost 和 Cuk 四种电路的工作原理 (Operation principle )和特点; ( 2) Buck、 Boost、 Buck-boost 三种电路的输入输出电流电压关系(连续工况),以及开关器件、二极管、电感和滤波电容的选择计算; ( 3) Forward、 Fly-back、 Push-pull、 Full bridge 和 Half bridge 电路的工作原理和特点、电路开关器件选择、隔离变压器的磁通复位; ( 4) 理解软开关的基本概念; ( 5) 滤波电感和电容的参数计算和高频变压器的设计。 3. DC/AC 变换电路(无源逆变电路) ( 1) 无源逆变电路的分类,电压型 逆变电路的电路结构、工作原理和特点; ( 2) SPWM 的相关概念、术语和基本原理; ( 3) DC-AC Converter 输出方波和输出 SPWM 波时,各自的优缺点; ( 4) AC/DC 变换电路(包括二极管整流电路、相控整流电路、有源逆变电路和 PWM 整流器)工作原理和波形分析方法; ( 5) 电容滤波的二极管整流电路的基本原理,交流侧电流波形及电流波形改善方法,减小合闸冲击 (Inrush)电流的方法。 ( 6) 交流侧电抗对整流电路的影响; ( 7) 电压型 PWM 整流电路的电路、工作原理和特点 (AC 侧电流, DC 侧电压 ), AC 侧电感的作用; AC 侧基波电压电流相量图和相量方程; ( 8) 电压型 PWM 整流器在无功补偿和谐波抑制等方面的应用; ( 9) 功率因数校正电路的作用和工作原理; ( 10) 单相、三相晶闸管有源逆变电路的工作原理,实现有源逆变的条件,理解逆变失败的含义及造成逆变失败的原因,逆变失败带来的后果和预防逆变失败的措施。 4. AC/AC 变换电路(包括交流电力控制电路和交 交变频电路) ( 1) 交流 交流电力控制电路的分类及特点; ( 2) 单相电路 On-off 控制, phase-angle 控制电路,输出电压、电流有效值和功率因数的计算,两种控制方式特点的比较; ( 3) 交交变频电路的结构、 工作原理,理解其特点。 高电压工程 1. 气体的绝缘强度 ( 1) 持续电压作用下均匀电场气体放电理论 ( 2) 不均匀电场中的气体放电特性 ( 3) 冲击电压下的气体放电特性 ( 4) 大气条件对气隙击穿电压的影响 ( 5) 提高气隙击穿电压的具体措施 ( 6) 沿面放电和干闪、湿闪与污闪放电 2. 固体和液体介质的击穿 ( 1) 电介质的极化、电导和损耗 ( 2) 液体和固体介质的击穿击穿机制 ( 3) 提高液体和固体介质击穿电压的措施 ( 4) 局部放电的概念和改善措施 ( 5) 多层绝缘的电场分布 3. 电气设备的绝缘预防性试验 ( 1) 电气设备绝缘电阻和吸收比或极化指数测量与泄漏电流测量 ( 2) 介质损耗角正切值 tg 测量 ( 3) 局部放电测量 ( 4) 绝缘油试验等非破坏性试验的原理和方法 ( 5) 破坏性试验的主要试验设备 ( 6) 交流和直流高电压的测量方法 4. 线路和绕组中的波过程 ( 1) 单根无损导线中行波动方程及其解 ( 2) 行波的折射与反射 ( 3) 行波通过串联电感和并联电容时的分析方法 ( 4) 行波在多导线系统中的传输 ( 5) 变压器绕组波过程的基本概念 5. 雷电、防雷设备及防雷措施 ( 1) 雷电放电过程和雷电参数 ( 2) 避雷针(线)和避雷器的工作原理及其保护特性 ( 3) 防雷接地 ( 4) 发变电所及进线保护段的防雷措施 ( 5) 变压器与旋转电机防雷措施 6. 内部过电压 ( 1) 工频电压升高 ( 2) 谐振过电压 ( 3) 切 、 合空载线路过电压 ( 4) 切空载变压器过电压 ( 5) 间歇电弧接地过电压产生的机理和限制措施 ( 6) 电力系统的绝缘配合 ( 1) 绝缘配合的基本概念 ( 2) 绝缘配合的基本原则 ( 3) 绝缘配合的基本方法 电力系统分析 1. 电力系统的基本概念 ( 1) 理解并掌握电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求 ( 2) 理解电力系统的组成及其功能 ( 3) 电力系统主要设备额定电压的确定 ( 4) 电力系统的接线方式 2. 电力系统各元件的参数和等值电路 ( 1) 掌握电力线路结构、等值电路及其参数计算 ( 2) 变压器的等值电路和参数计算 ( 3) 发电机及负荷的等值电路和参数计算 ( 4) 标幺制的基本概念,不同基准值的标幺值的换算 ( 5) 掌握同步发电机的等值隐极机模型和参数计算 3. 电力网的潮流计算 ( 1) 掌握网络元件的电压降落和功率损耗的计算 ( 2) 开式网络的电压和功率分布计算 ( 3) 简单闭式网络的电压和功率分布计算 ( 4) 节点导纳矩阵的基本概念、物理意义和特点 ( 5) 用追加支路法修改节点导纳矩阵的方法 4. 电力系统的无功功率和电压调整 ( 1) 了解电力系统的中枢点、无功功率平衡的概念 ( 2) 重点掌握三种调压方式、四种调压措施的基本原理 ( 3) 掌握改变变压器分接头调压和并联无功补偿调压的计算 5. 电力系统的有功功率和频率调整 ( 1) 了解电力系统的频率特性和频率调整 ( 2) 画图说明一次调频、二次调频的原理 ( 3) 有功功率的平衡和系统负荷在各类电厂间合理分配。 6. 短路计算的基本知识 ( 1) 掌握短路的基本概念、分类和危害 ( 2) 恒定电势源电路的三相短路计算 ( 3) 掌握短路冲击电流、短路电流的有效值、短路功率和转移阻抗的基本概念和计算方法 7. 电力系统元件的序阻抗和等值电路 ( 1) 掌握对称分量法和序阻抗的基本概念 ( 2) 对称分量法在不对称短路计算中的应用原理 ( 3) 电力系统元件的序阻抗(发电机、变压器、输电线路、综合负荷)和等值电路 ( 4) 电力系统正、负、零序网络的制定 8. 电力系统简单不对称故障的分析和计算 ( 1) 掌握正序等效定则 ( 2) 简单不对称短路的复合序网 ( 3) 不对称短路时故障点和非故障点的电流和电压的计算 ( 4) 非全相断线的分析和计算。 9. 电力系统运行稳定性的基本概念 ( 5) 了解电力系统运行稳定性的分类和特点 ( 6) 功角稳定、静态稳定、暂态稳定、电压稳定、频率稳定的基本概念 ( 7) 掌握简单电力系统的电磁功率特性 10. 电力系统的静态稳定性 ( 1) 理解利用小扰动法分析简单电力系统静态稳定 ( 2) 掌握简单电力系统的静态稳定判据 ( 3) 静态稳定储备系数的计算 ( 4) 提高电力系统静态稳定的措施 11. 电力系统的暂态稳定性 ( 1) 理解简单电力系统暂态稳定的定性分析 ( 2) 掌握简单电力系统的等面积法则 ( 3) 极限切除角的定义及其计算 ( 4) 提高电力系统暂态稳定性的措施。 自动控制原理 1. 基本概念 ( 1) 自动控制的概念; ( 2) 反馈控制系统的基本工作原理及基本构成;开环控制和闭环控制的结构特点 ( 3) 自动控制系统的基本要求 2. 控制系统的数学描述 ( 1) 控制系统的传递函数定义,解析法求解系统传递函数 ( 2) 控制系统的方框图表示及其化简 ( 3) 梅森公式求系统传递函数 ( 4) 开环传函,闭环传函的定义 3. 控制系统时域分析 ( 1) 典型一阶、二阶系统的时域响应分析;性能指标的计算 一阶系统、典型二阶系统欠阻尼动态性能指标的计算 。 ( 2) 闭环主导极点的概念,用途,等效方法。 ( 3) 系统稳定性定义,稳定的条件; Routh判据判断闭环系统稳定性 ( 4) 系统稳态误差的定义。稳态误差系数、稳态误差的概念及计算方法 ( 5) PID控制的基本概念,微分、积分控制器的作用。 4. 复频域分析(根轨迹法) ( 1) 掌握 1800根轨迹的绘制规则,并绘制根轨迹 ( 2) 利用根轨迹分析系统的稳态、动态性能和稳定性 5. 频域分析 ( 1) 典型环节的 Bode图,开环系统的 Bode图 ( 2) 最小相位系统开环 Bode图,列写系统开环传递函数 ( 3) Nyquist图的绘制; Nyquist稳定判据 ( 4) 控制系统的相对稳定性:相角裕度与幅值裕度的概念 ( 5) 时域、频域系统性能指标及其相互定量、定性关系 6. 控制系统的综合 ( 1) 校正的基本方式 ( 2) 超前校正,滞后校正,滞后 -超前校正及其适用规律 ( 3) 复合校正的设计及计算 7. 线性离散系统的分析与校正 ( 1) 离散系统数学模型的求取方法 ( 2) 离散系统的稳定性分析方法 ( 3) 离散系统的动态性能分析 ( 4) 典型信号最少拍系统设计