954《电路(电气工程)》~2016年启用

发布时间:2016-06-17

全国统考硕士研究生入学954《电路(电气工程)》课程复习与考试大纲

第一部分 考试说明

  1. 考试性质

全国硕士研究生入学考试是为高等学校招收硕士研究生而设置的。电路(电气工程)是电气工程学科最重要的基础理论知识,为报考本学科硕士研究生的一门必考专业课,以满分150分计入入学初试总分。通过该课程的考试以保证被录取者有扎实的专业基础知识和较强的分析问题能力。

二、考试的学科范围

《电路(电气工程)》考试内容分为两个部分:第一部分为电路基础(占120分);第二部分为电力系统、电机或电力电子三门课程的基本理论知识(占30分),考试时,考生在电力系统、电机或电力电子三门课程中仅限于选一门进行答题,多选无效。

考试要点见本大纲第二部分。

三、评价目标

主要考查考生对电路基本理论、基础知识的掌握情况,运用各种方法分析电路的能力。要求考生应掌握以下有关知识:

1、明确电路的基本概念,理解电路中的两类约束关系。

2、熟悉电路的常用定理,并能灵活应用。

3、掌握分析电路的主要方法。

4、正确使用电工仪表和具备相关的电工测量知识。

5、掌握电力系统、电机或电力电子的基本理论,熟练使用电路相关分析方法解决实际应用问题。

四、考试形式与试卷结构

1、答卷方式:闭卷,笔试。

2、答题时间:180分钟。

3、题型:填空题、简答题和计算题。

                             

第二部分 考查要点

一、电路基础考试内容范围 

1、电路模型和电路定律:电路基本概念、电压与电流的参考方向、常用的电路元件(电阻元件、电感元件、电容元件、电压源、电流源、受控源、运算放大器等)、基尔霍夫定律

2、直流电路:电阻串联、并联、星形和三角形联结的等效变换、求解等效电阻的方法;用支路电流法、节点(结点)电压法、回路电流法列写方程,求解电路;灵活应用叠加定理、替代定理、戴维宁(诺顿)定理、互易定理、特勒根定理对电路进行分析和计算;含运算放大器电路的分析。

3、正弦交流稳态电路:正弦量的相量表示法、电路定律的相量形式、相量图、阻抗、导纳;能对一般正弦交流电路、含互感和变压器元件的交流电路、三相交流电路、非正弦交流电路等进行分析和计算;能计算正弦电路的瞬时功率、有功功率、无功功率、视在功率和复功率;电路的功率因素及其提高方法;串联、并联电路的谐振。

4、动态电路:掌握一阶、二阶电路的时域分析法和拉普拉斯变换分析法。掌握贮能元件换路时的性质,会求电路初始值、稳态值、时间常数,会应用三要素法对一阶电路进行分析。电路状态方程的列写,一阶及二阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应的计算,一阶电路三要素法的运用;阶跃函数与阶跃响应;冲激函数及冲激响应。

5、非线性电阻电路:非线性电阻元件、非线性电阻电路的图解法、小信号分析法、分段线性化法。

6、主要参考书目

1)邱关源主编. 电路(第四版). 高等教育出版社

2)黄学良主编. 电路基础. 机械工业出版社. 2007

  1. 电力系统考试内容范围

1、电力系统概论:建立电力系统的基本概念,了解电力系统运行特点及要求,电力系统的运行方式及电压等级。了解发电厂、变电所、电力网的作用和分类。掌握电力系统负荷的概念、负荷曲线的作用及基本参数计算。掌握电力系统不同电压等级的划分及三相交流电网和电力设备的额定电压间关系。掌握电力系统接线方式和特点,中性点运行方式的特点和适用的电压等级。掌握电力系统运行特点及要求。

2、电力系统元件及基本参数:发电机、变压器、线路及负荷的参数及等值电路,标幺值和多电压等级网络的等值电路的建立。重点电力线路、变压器主要参数的物理概念和计算,各元件的等值电路及应用场合。掌握标幺值计算的特点、基准值的选取和多电压等级网络的等值电路的建立。

3、电力系统稳态分析:电力系统潮流的概念和计算方法。掌握电压损耗的功率损耗计算方法。掌握简单电力网的前推回推潮流计算,电力网潮流计算的计算机模型,导纳矩阵的形成与修改,节点阻抗矩阵与节点导纳矩阵的关系及各自的特点,电力网节点性质的分类,牛顿—拉夫逊潮流算法及快速解耦潮流算法的特点和基本步骤,以及环网潮流计算方法。

4、电力系统的运行管理:电力系统运行管理的基本内容和方法。掌握有功功率与频率调整的概念,备用容量,一次调频、二次调频和互联系统调频计算;无功功率与电压调整的概念,无功电源及特点,中枢点电压控制方式,常用的调压方式及调压计算;有功功率与无功功率的经济分配的概念、目标和约束条件,微增率法则的概念和计算。

5主要参考书目:

1)电能系统基础,单渊达,机械工业出版社,20031月。

2)电力系统稳态分析,陈珩,中国电力出版社,20076月。

  1. 电机考试内容范围

1、基本理论:磁场、磁感应强度,磁场强度、磁导率,全电流定律,磁性材料的B-H曲线,铁心损耗与磁场储能,电感,电磁感应定律,电磁力与电磁转矩。 掌握上述基本概念和基本定律。

2、变压器:额定值,感应电动势、电压变比,励磁电流,电路方程、等效电路、相量图,绕组归算,标幺值,空载实验、短路实验及参数计算,电压变化率与效率。三相变压器的连接组,并联运行的条件与负载分配。对称分量法,负序阻抗与负序等效电路,零序阻抗与零序等效电路。自耦变压器,电流互感器与电压互感器。熟练掌握变压器的基本电磁关系,变压器的各种平衡关系。 三种分析手段:基本方程式、等效电路和相量图。正方向确定,基本方程式、相量图和等效电路间的一致性。 理解变压器绕组的归算原理与计算。熟练掌握标幺值的计算及数量关系。熟悉变压器参数的测量方法,运行特性分析方法与计算。 掌握三相变压器的连接组表示与确定。 掌握变压器并联运行的条件,熟悉并联运行时的负载分配。 掌握三相变压器不对称运行的分析方法。熟悉对称分量法。  

3、交流电机的共同问题:三相电机工作原理模型,交流绕组的各概念,绕组的基波感应电动势和谐波电动势,单相绕组的脉动磁动势,对称电流下的圆形磁动势,不对称电流下的椭圆形磁动势,三相绕组磁动势的空间谐波和时间谐波。掌握旋转电机的基本作用原理。 熟练掌握电角度的概念,交流绕组各量的分析,绕组因数的计算。 掌握交流绕组电动势的分析和计算方法。 掌握交流绕组磁动势的性质及其表示和分析方法。分清脉动磁动势、圆形磁动势和椭圆性磁动势的区别及相互关系。 理解绕组的谐波电动势和谐波磁动势,了解其削弱方法,主要指绕组因数及对交流绕组电动势和磁动势的影响。

4、异步电机:异步电机的转子绕组型式,基本原理,转差率与电机运行状态,主磁通与漏磁通,转子归算与异步电机的等效电路,空载实验、短路实验及参数计算,异步电机的功率平衡与转矩平衡,电磁转矩、稳定运行及机械特性,工作特性及分析。启动电流与启动转矩,启动方式,调速原理,制动概念。 熟练掌握三相异步电机的运行原理。 理解转差率概念,熟悉等效电路,着重掌握转子绕组的相数、有效匝数和频率的归算方法。 理解异步电机的参数,掌握参数测量方法和计算。 掌握异步电机的功率平衡与转矩平衡过程,熟练掌握其机械特性和工作特性及其测定。 熟悉异步电机的启动方法,异步电机的启动转矩、启动电流的分析。  

5、同步电机:同步电机的结构特点,励磁的基本方式,空载磁动势及其波形,空载电动势及波形畸变,内功率因数角概念,对称运载时的电枢反应,双反应理论,电枢反应电抗与同步电抗,等效电路与相量图,绕组漏抗概念,空载特性、短路特性、负载特性及参数计算,电压变化率与调整特性。同步发电机的并联运行条件与方法,功角特性,转矩特性,有功功率的调节与静态稳定,无功功率的调节与V形曲线,同步电动机的基本运行分析及启动。各相序阻抗与等效电路,稳定短路分析,突然短路的物理过程,瞬态电抗的物理意义,三相突然短路时的物理过程与特点。 要求理解内功率因数角概念,熟练掌握同步电机的电枢反应,相量图及时间-空间量及相互关系。 着重理解同步电机气隙磁场的形成、电枢反应与负载性质的关系及其对电机运行的影响。双反应理论与凸极电机分析特点。 着重掌握同步反应电抗、同步电抗、漏电抗及短路比的概念与测定。明确各量间的时间-空间关系。 熟悉同步发电机对称运行特征及其计算。 理解电压变化率,熟悉电压变化率及额定励磁电流的磁势法分析计算方法。 掌握同步发电机与大电网并列运行的条件和方法。熟练掌握同步电机的功角特性、并联运行时有功和无功功率的调节及相互影响。 掌握同步电机各序阻抗的物理概念。熟悉运用对称分量法分析三相同步发电机的不对称运行的步骤。 理解三相突然短路的瞬态过程,理解瞬态和超瞬态电抗及各种时间常数的意义。

6、直流电机:直流电机的励磁方式,直流电机绕组参数与特点,空载磁场,负载时的直轴和交轴电枢反应分析,电枢绕组的感应电动势,电压和功率平衡,电枢绕组的电磁转矩,转矩平衡。自励发电机的电压建立条件和建起过程,直流发电机的空载、调节和外特性,不同励磁方式下电机特性的比较,直流电动机的机械特性和工作特性,直流电动机的稳定运行,直流电动机的启动过程、调速原理和制动概念。要求理解直流电机的磁场和电枢反应。了解空载及负载时气隙磁场的空间分布,掌握电枢反应对直流电机运行的影响。掌握电动势和电磁转矩的计算方法。掌握直流发电机的自励条件,自励发电机的电压建立过程。熟悉不同励磁方式对直流电机特性的影响。不同励磁方式下电机的外特性差异及不同应用特点。掌握直流电动机的工作特性和机械特性。熟悉其启动和调速方法。

7主要参考书目:

1)胡虔生,《电机学》,中国电力出版社,2005

2)胡虔生,《电机学试题分析与习题》,中国电力出版社,2002

  1. 电力电子考试内容范围

1、电力电子器件:了解主要电力电子器件的特征;掌握电力电子器件的分类;电力二极管、晶闸管及基本的全控型器件(GTOGTRMOSFETIGBT)的结构、电气图形符号、工作原理、基本特性、主要参数;器件的保护电路、缓冲电路及驱动电路的工作原理;晶闸管的基本保护措施及电力电子器件的串并联特点。

2、整流电路:了解各种整流电路的结构、移相控制范围,有源逆变失败的原因;可逆直流拖动系统。掌握变流电路在整流和逆变工作状态时的原理及波形分析;有源逆变的条件;变压器漏感对整流电路的影响。重点掌握单相和三相半波整流电路及单相和三相全控桥式整流电路在不同性质负载下的波形分析及计算。

3、逆变电路:了解单相全桥电压型逆变电路、多相多重逆变电路及多电平逆变电路。掌握无源逆变电路的工作原理及换流方式。重点掌握电压型和电流型逆变电路的特点;单相半桥和全桥电压型逆变电路的结构、工作原理、输出波形及不同时间段各器件的工作状态的分析;单相电流型逆变电路(并联谐振逆变电路)的结构、工作原理及换流过程的分析。

4、直流-直流变换电路:掌握6种基本斩波电路的工作原理及输入/输出关系的推导。重点掌握升降压斩波电路的结构、输出波形、输入/输出关系推导及电路计算;电流可逆和桥式可逆斩波电路工作原理。

5、交流-交流变流电路:了解单相、三相交流调压电路的电路结构和工作特点、交流调功电路、交流电力电子开关。重点掌握单相交流调压电路在电阻和阻感负载下的工作特点、波形分析、移相范围及电路中各物理量的计算。

6PWM控制技术:了解PWM跟踪控制技术及PWM整流电路及其控制方法;SPWM逆变电路的谐波特点。掌握PWM控制的基本原理;单相SPWM逆变电路的结构、工作原理、控制方法及输入/输出波形;单极性、双极性调制工作原理及特点;同步调制及异步调制原理。

7、软开关技术:了解软开关的分类及典型软开关电路的工作原理。掌握软开关的基本概念。

8、主要参考书目:

1)《电力电子技术》(第二版)贺益康,科学出版社 2012

2)《电力电子技术》(第四版)王兆安、黄俊主编,机械工业出版社 2002

6