電氣工程概論課后習題答案

./第一章1．電氣工程和電工科學的關(guān)系是什么？電氣工程的理論基礎是電氣科學.2．與"現(xiàn)代五大工程"的其他工程相比,電氣工程的突出特點是什么？與其他工程相比,電氣工程的特點在于：他的出現(xiàn)首先不是來源與文明發(fā)展的自發(fā)需要,而是來源于科學發(fā)現(xiàn).他以全新的能量形態(tài)開辟出一個人類文明的新領(lǐng)域.他的發(fā)展又伴生了電子工程,從而孕育出通信,計算機,網(wǎng)絡等工程領(lǐng)域,為信息時代的出現(xiàn)奠定了基礎.3．為什么說第二次工業(yè)革命是以電氣化為主要特征的？在這一時期,發(fā)電,輸電,配電已形成了一氣輪機,水輪機為原動機,以交流發(fā)電機為核心,以變壓器與輸配電線路等組成的輸配點系統(tǒng)為"動脈"的輸電網(wǎng),使電力的生產(chǎn),應用達到較高的水平,并具有相當大的規(guī)模.在工業(yè)生產(chǎn),交通運輸中電力拖動,電力牽引,電動工具,點加工,點加熱等得到普遍應用.4．根據(jù)自己了解,電氣工程有哪些應用？多電飛機,線控汽車,全電艦船.5．20世紀哪些科學技術(shù)的進步對電器工程的發(fā)展起到了重要作用？超導材料,半導體材料,永磁材料,超導磁體技術(shù),電磁技術(shù).6.電氣科學與電氣工程的發(fā)展史給你哪些啟發(fā)?今天電能的應用已經(jīng)滲透到人類社會的生產(chǎn),生活的各個領(lǐng)域,他不僅創(chuàng)造了極大的生產(chǎn)力,而且促進了人類文明的極大進步,徹底改變了人類社會生活方式,電氣工程也應次被譽為"現(xiàn)代文明之輪"7.21世紀電器工程科學的發(fā)展趨勢是什么?將電氣科學與工程和近代數(shù)學,物理學,化學,生命科學,材料科學以及系統(tǒng)科學,信息科學等前沿融合,加強從整體上對大型復雜系統(tǒng)的研究,加深對微觀現(xiàn)象及過程規(guī)律性的認識,同時用信息科學的成就改造與提升本學科并開創(chuàng)新的研究方向.8.為什么說21世紀電器工程與其他科學融合交叉是他的顯著特點?21世紀的電氣工程科學將在與信息科學,材料科學,生命科學及環(huán)境科學等學科的交叉和融合中獲得進一步發(fā)展,創(chuàng)新和飛躍往往發(fā)生在學科的交叉點上,9電氣工程科學的基礎理論包括那些?電路藜蘆,電磁理論,電磁計量理論等.10你認為今后電氣工程還會有哪些新應用?電力大系統(tǒng),電力傳動系統(tǒng)及電力電子變流系統(tǒng)中各問題基于新材料,新原理成為開拓新應用領(lǐng)域的電機,電器,電能質(zhì)量的理論及其測量控制,現(xiàn)代測量傳感技術(shù).11你認為還有那些計算機軟件可以用于今后的專業(yè)學習?MATLAB,PSPICE,EMTP,SABER,ANSOFT.第二章1.什么是電機的可逆原理?發(fā)電機和電動機是同一種機器的兩種不同的功能,用其作為電流輸出裝置就是發(fā)電機,用其作為動力供給裝置就是發(fā)電機.這就是電機的可逆原理.2.電機有哪些不同的分類方法?按照所應用的電流種類,按照在應用中的功能,按功率的大小.3為什么用電動機驅(qū)動車船可以簡化機械傳動系統(tǒng)?可以簡化生產(chǎn)機械中的結(jié)構(gòu),提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,能實現(xiàn)自動控制和遠距離操作,講情繁重的體力勞動.4.為什么交流電機調(diào)速系統(tǒng)必將取代直流電機調(diào)速系統(tǒng)?交流電機主要應用于功率較大,不需調(diào)速,長期工作的各種機械.隨著電力電子技術(shù)的進步.交流電機將占主導地位.5.為什么有人說永磁無刷直流電動機實際上是一種交流電動機?因為其生產(chǎn)的交流正弦波實際上與交流電動機產(chǎn)生的正弦波類似/6為什么磁懸浮列車要用直線電動機驅(qū)動?由于不能通過輪子將轉(zhuǎn)矩傳遞給鋼軌,磁懸浮列車都是由直線電動機驅(qū)動的7電動汽車常用的電動機是哪幾種,各有什么優(yōu)缺點?目前電動汽車的驅(qū)動電動機主要是有直流電動機,異步電動機,永磁無刷電動機,開關(guān)磁阻電動機等.這些電動機的優(yōu)缺點：從發(fā)展來看,永磁無刷電動機體積小,重量輕,節(jié)能效果好,可以作成特殊形狀,因此一般認為前景最好.目前永磁電動機還存在成本高,容易退磁的缺點.無軌電車,有軌電車,電瓶車,電動自行車目前多數(shù)是靠直流電動機驅(qū)動的,今后也將逐步改為更可靠的交流電動機驅(qū)動8.電動機的選用要考慮那些因素?選擇電機的種類是從交流或直流,機械特性,調(diào)速去起動性能,維護及價格幾個方面考慮的.9我國高壓電器和低壓電器是如何劃分的?在我過,工作交流電壓在1000V及以下,直流電壓在1500V及以下的屬于低壓電器.工作交流電壓在1000V以上,直流電壓在1500V以上的屬于高壓電器.10隔離開關(guān)與斷路器有什么區(qū)別?斷路器是正常電路條件下或規(guī)定的異常電路條件下〔如短路,在一定時間內(nèi)接通,分斷線路承載電流的機械式開關(guān)電器,由導電回路,可分觸頭,滅弧裝置,底座,傳動機構(gòu)及操作機構(gòu)等組成的.隔離開關(guān)是沒有專門滅弧裝置的電器開關(guān),一面次一般不能帶負荷操作.隔離開關(guān)主要用于設備或線路的檢修和分段進行電氣隔離,使檢查人員能清晰的判斷隔離開關(guān)處于分閘位置,達到安全操作和安全檢修的目的.11.繼電器的共同特點是什么?當輸入的物理量達到規(guī)定值時,其電器輸出電路被接通或阻斷的自動電器.12.在電機學中哪幾方面的內(nèi)容最重要?物理模型,數(shù)學模型,實際運行,實驗測試.第三章1.為什么電力工業(yè)必須優(yōu)先與其他工業(yè)部門的發(fā)展?電力工業(yè)是生產(chǎn)和銷售電能的行業(yè).電力工業(yè)的任務是為社會提供能源,既向用戶提供安全,可靠,方便,優(yōu)質(zhì),經(jīng)濟的電能.它是現(xiàn)代社會不可缺的一種功用事業(yè).是國民經(jīng)濟重要的基礎產(chǎn)業(yè),也是國民經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的重點和先行行業(yè).電力工業(yè)必須優(yōu)先與其他工業(yè)部門的發(fā)展而發(fā)展,其建設和發(fā)展的速度必須適應國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的增長速度,只有這樣,國民經(jīng)濟各部門才能夠快速而穩(wěn)定地發(fā)展,這是社會的進步,綜合國力的增強及人民物質(zhì)文化生活現(xiàn)代化的需要.2.電力系統(tǒng)由哪幾部分構(gòu)成?電力系統(tǒng)是由發(fā)電,變電,輸電,配電,用電等設備和相應的輔助系統(tǒng),按規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟要求組成一個同意系統(tǒng).3.現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特點是什么?電力系統(tǒng)技術(shù)上發(fā)展的特征可用"大機組,大電網(wǎng),高電壓"來描述,可靠性也成為電力系統(tǒng)規(guī)劃,設計,運行考慮的首要因素.20世紀60年代以來,以控制,通信和計算機技術(shù)的引進與廣泛應用為標志,數(shù)字化,網(wǎng)絡化,信息化,智能化技術(shù)日益提高了電力系統(tǒng)的自動化水平.以電力電子技術(shù)為基礎,直流輸電技術(shù)成為成熟技術(shù),靈活交流輸電技術(shù)也得到了重視和發(fā)展.以上這些構(gòu)成了現(xiàn)代電力系統(tǒng)技術(shù)的新特征.4發(fā)電設備最基本的控制是那些?發(fā)電設備最基本的控制主要是頻率調(diào)節(jié)〔簡稱調(diào)頻,主要實現(xiàn)電力系統(tǒng)有功功率控制和電壓調(diào)節(jié)〔簡稱調(diào)壓,主要實現(xiàn)電力系統(tǒng)的無功功率控制.5考核電能質(zhì)量的指標有哪些?一般用頻率,電壓,波形,電壓和電流的不對稱來衡量.6.為什么目前世界上的發(fā)電站以火電站為主?火電發(fā)電包括燃氣輪機發(fā)電和燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等,其中前者發(fā)電廠是一種清潔電源切啟動快速,可作為調(diào)峰電源承擔負荷曲線上的尖峰負荷,后者可顯著提高熱效率.7.你認為還有哪些能源可以用于發(fā)電?8既然歷史上交流輸電取代了支流輸電,為什么現(xiàn)在有的電網(wǎng)又采用高壓支流輸電?①因為交流系統(tǒng)中的同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性問題也是一個重要的技術(shù)問題.為徹底解決問題,工程師的思想又轉(zhuǎn)向直流輸電.②直流輸電線路造價低于交流輸電線路.9電力市場的基本原則是什么?電力市場是采用經(jīng)濟,法律等手段,本著公平競爭,自愿互利的原則.10.靈活交流輸電技術(shù)的作用是什么?與其他電力設備組成靈活交流通電系統(tǒng),以實現(xiàn)更靈活的調(diào)整,從而大幅度提高輸電線路的傳輸能力,提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平,降低輸電損耗.11從可持續(xù)發(fā)展的角度來看,電力發(fā)展應注意哪些問題?對于電力生產(chǎn)來說,總的要求是要在實現(xiàn)發(fā)展條件下保證高質(zhì)量,高效率,低污染的電能供應,以達到保護生態(tài)環(huán)境,節(jié)約資源,與經(jīng)濟社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展內(nèi)相適應.第四章1.為什么說晶閘管的誕生開啟了電力電子技術(shù)的新紀元?晶閘管于1960年正式供應市場,由于晶閘管是PNPN結(jié)構(gòu),具有更低的導通降壓,又是可控的器件,因此他的發(fā)明被稱為電子學的第二次革命,從現(xiàn)代角度來理解電力電子技術(shù)的內(nèi)涵,晶閘管可以說是第一種電力電子半導體器件,它開啟了電力電子技術(shù)的新紀元.2.電力電子技術(shù)與哪些技術(shù)的關(guān)系最為緊密?電力電子變換技術(shù)和電力電子軟件開發(fā)技術(shù).3.電力電子技術(shù)的主要內(nèi)容?⑴電力半導體器件⑵變換器電路結(jié)構(gòu)與設計⑶控制與調(diào)節(jié)⑷電力電子技術(shù)中的儲能元件⑸電子電路的封裝與制造⑹電磁干擾和電磁兼容⑺點饑控制⑻電力質(zhì)量控制.4常見的功率半導體器件及主要特點是什么?二極管,晶閘管,GTO,VDMOS,BJT,IGBT,IGCT.從這些功率半導體器件的開關(guān)特性來說,分為三類.第一類是二極管,加上正向電壓就接通,加上反向電壓就斷開,稱為不控型器件,第二類是晶閘管,加上正向電壓時,能控制接通,不能控制斷開,稱為半控型器件.第三類是后面5種器件,加上正向電壓時,能控制接通,也能控制斷開,稱為全控型器件.5.為什么同一類電力電子開關(guān)器件也會有不同的外觀?根據(jù)不同的電力電子應用領(lǐng)域,電子開關(guān)需要與其功能器件相兼容,所以外觀各不相同.6在電力電子技術(shù)中,根據(jù)電能變換的輸入輸出形式,可以分為哪四種形式?AC/DC〔交流到直流—整流,DC/AC〔直流到交流—逆變,DC/DC〔直流到直流—斬波,AC/AC〔交流到交流—交流調(diào)壓,或周波變換.7磁場定向控制系統(tǒng)的特點是什么?通過坐標轉(zhuǎn)換,把交流異步電動機在按轉(zhuǎn)子上磁鏈定向的同步旋轉(zhuǎn)坐標系上等效成直流電動機,從而模仿直流電動機進行控制,得到靜,動態(tài)性能上完全能夠與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的交流調(diào)速系統(tǒng).8試述今后電力電子技術(shù)的發(fā)展方向.集成化,模組化,智能化,高頻化,不斷提高裝置效率,不斷拓展電壓應用范圍.9為什么近20年來交流傳動才開始取代直流傳動?在20世紀的大部分年代里,鑒于直流電動機具有對速度進行完全和便利的控制能力,高性能的傳動都采用直流電機,結(jié)構(gòu)簡單,維護量少的交流電機由于轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)困難,只能用在大量的不需要調(diào)速的傳動系統(tǒng),20世紀80年代后,由于矢量控制技術(shù)和直接力矩控制技術(shù)的發(fā)展為交流電機調(diào)速提供了理論依據(jù),加之電力電子可關(guān)斷器件的實用化,交流傳動技術(shù)開始走向成熟,其優(yōu)越性開始得到顯現(xiàn).到1995年左右,歐洲停止了維修大量的直流傳動系統(tǒng)的機車,開始全部生產(chǎn)交流傳動機車.我國也于1998年提出了用10年左右時間實現(xiàn)從直流傳動到交流傳動的轉(zhuǎn)換的產(chǎn)業(yè)政策.10.根據(jù)你的觀察,你身邊還有那些設備采用了電力電子技術(shù)?第五章1.為什么范德格拉夫高壓靜電起電機很少用于電力系統(tǒng)的高壓測試?它一般應用于正離子加速器或告訴穿透性X射線發(fā)生器的電源.2.為什么電力系統(tǒng)要盡可能提高輸電電壓?因為電流大的時候,在輸電線電阻R上引起的熱耗將增大.提高輸電電壓,可以提高輸電功率,降低損耗.3當前我國最高的交,直流輸電電壓是多少?當前我國的交,直流輸電電壓已高達750KV和±500KV4.隔離開關(guān)與斷路器各起什么作用?斷路器是能接通,分斷線路正常工作電流,并在電路異常時分斷故障電流的機械式開關(guān).5電器設備絕緣試驗的目的和主要內(nèi)容是什么?目的：通過實驗,掌握電氣設備絕緣的情況,保證產(chǎn)品的質(zhì)量或盡早發(fā)現(xiàn)絕緣缺陷,從而進行相應的維護與檢修,防患于未然,以保證設備的安全進行.內(nèi)容：電氣設備絕緣試驗包括以下方面：絕緣電阻及吸收比的測量,泄露電流的測量,介質(zhì)損失角正切值tana的測量值,局部放電的測量,絕緣油的色譜分析,工頻交流耐壓試驗,直流耐壓試驗,沖擊高壓試驗,反擊高壓試驗,電氣設備的在線監(jiān)測技術(shù).6避雷針與避雷器有何區(qū)別避雷針是防止雷直擊電氣設備的保護裝置,但由于各種原因,如繞擊,反擊或受條件限制未裝置避雷針,電氣設備仍會有被雷擊的可能.此外當雷擊線路和線路附近的大地時,在輸電線路上有過電壓產(chǎn)生,它將一流動波的形式,沿線路傳到變電站內(nèi),危機絕緣薄弱的地方或變電站內(nèi)的貴重設備.因此為了保護電氣設備必須安設防止流動過電壓的裝置,這種保護設備就是避雷器.當系統(tǒng)中出現(xiàn)過電壓時,避雷器的作用是既要限制過電壓以保護電氣設備不受過電壓的損害,又要保證不會跳閘停電保證可靠運行.7電力系統(tǒng)過電壓是怎樣分類的?P171第六章1為什么說電工新技術(shù)的分支常常是由多種基礎技術(shù)的交叉融合產(chǎn)生的?電工新技術(shù)是由各種新理論,新原理,新材料,新技術(shù)交叉融合產(chǎn)生的綜合性學科.2采用高溫超導體的電器設備有哪些?超導電機,超導懸浮軸承,超導磁懸浮列車,超導變壓器等.3日本高速磁懸浮列車為什么采用超導電動機?利用超導線圈的零電阻特性制成同步電機的勵磁線圈,除了維持低溫所需的能量外,超導線圈的巨大電流一經(jīng)形成就不用外加電源,因此可以減小電機勵磁線圈的體積,也可以節(jié)能.由于不必擔心能耗,氣隙可以比普通惦記大幾十倍以上,電機定子甚至可以做成無鐵心的空心線圈.4核聚變發(fā)電與核裂變發(fā)電相比有哪些優(yōu)越性?與