20xx年专业课作业一

1、结合本人工作经历，举出电气工程领域中需要对电能回收或电能回馈的案例。

答：当电机从高速运行而减速时，例如电梯、机床、电动车辆、行车等，在它们工作时，如果减速，则电机实际上被机械部分的惯性“反拖”，造成电机转变为发电机。 当电机带动重物向下运动时，例如电梯、油田抽油机、起重机、提升机等，在重物下降的过程中，重力势能转变为电能，形成发电。这些设备是用变频器来驱动的，那么在电机发电时，电机的电量就会通过续流二极管源源不断地整流，并向变频器内部充电，使变频器的直流母线电压升高。 此时，电能回馈装置，从变频器的直流母线吸收电量，并经过逆变和并网，让这部分电量回归到电网中，就可以实现发电能量的回收和利用。

2、电能回馈至电网要解决的关键技术是什么？

答：补偿电网负荷的无功功率；

有源电力滤波器改善电能中的谐波污染源；

三相电压不平衡的改善；

所馈送电能频率的恒定控制。

3、什么是无源逆变及有源逆变？二者存在于什么工程背景中？

答：如果将直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，则叫无源逆变。用于已有电源蓄电池、T电池、太阳能电池向交流负载供电，或者在交流电机调速变频器、不间断电源（UPS）等电力电子装置中均需使用无源逆变电路；如果把直流电逆变为电源同频率的交流电反送到电网中去，称为有源逆变。应用于两个方面，一为电子负载的研制，二为分布式能源并网系统的设计。

4、电子负载与太阳能发电和风力发电有何异同？

答：电子负载分为恒压模式，横流模式，横阻模式，恒功率模式是控制内率MOSFET或晶体管的导通量(量占空比大小),靠功率管的耗散功率消耗电能的设备它能够准确检测出负载电压,精确调整负载电流,同时可以实现模拟负载短路,模拟负载是感性阻性和容性,容性负载电流上升时间。一般开电源电源的调试检测是不可缺少的。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。

20xx年专业课作业二

6 为什么要组成太阳能电池阵列？

每块太阳能光伏组件一般为在175Wp~250Wp之间，而逆变器的输入电压一般在500V~900V之间，需要将很多光伏组件串联起来，通过直流汇流箱接入直流柜到逆变器。这样才能达到逆变器要求的电压，并且便于监控与管理。当然如果做

成 小的户用系统，也可以不组成太阳能电池组件阵列的。

5、简要说明有源逆变与并网发电的关系。

答：通过有源逆变器将直流电转换为可与电网并联的交流电，直流电源通过滤波器滤波后经逆变器转换为交流电，再经变压器隔离，通过锁相控制达到单位功率因数并网。

6、在电子负载中，可否采用相位控制方式的有源逆变进行电能回馈？为什么？

答：相位控制并联模式采用了多脉动逆变的方式，通过逆变侧变压器错开一定的角度可使各模块输出电流错开一定相位以减小总输出电流的谐波，但由于最小逆变角的限制不能满足电能以单位功率因数回馈电网，电路开关损耗低。

7、移相控制模式和PWM控制模式都能作为有源逆变的控制模式，就实现电能回馈而言，二者各有何优缺点？

答：相位控制只能控制50Hz的方波，这样谐波比较大，并且频率低，噪声也大，效率也低。

PWM逆变的载波频率高，谐波小，效率高，噪声也可控，但是开关损耗比较大。但是需要更多的功率器件，而且只能采用IGBT等全控器件，成本较高。目前在PWM逆变所能够实现的最大功率比相控逆变所能实现的最大功率要小。所以在超大功率逆变上，还要考可控硅相控逆变才能实现。

8、对有源逆变器并网发电的技术要求是什么？

答：逆变器要有以下功能：

1、自动运行和停机功能。

2、最大功率点跟踪控制（MPPT)。

3、防单独运行功能。

4、自动电压调整功能。

5、停电时的独立运行系统。

6、并网保护装置。

7、系统效率高。

电力质量和供电的稳定性：

1、电压要和电网一致。

2、噪音小。

3、谐波少。

4、启动和停机稳定。

发电量要一目了然。

20xx年公需课程作业

1、什么是创新？它的基本特性有哪些？举例说明。

答：创新是指通过创造或引入新的技术、知识、观念或创意创造出新的产品、服务、组织、制度等新事务并将之应用于社会以实现其价值的过程，价值经济价值、社会价值、学术价值、艺术价值等。

基本特性：第一，创新的起点在于问题，第二，创新的关键在于突破，第三，创新的本质在于新颖，第四，创新的基础在于继承，第五，创新的目的在于发展。 案例1、神舟飞船的创新。①定义上创新。神舟飞船原总设计师，中国工程院院士：“什么是创新？根据中国的需要，运用中国的办法解决中国问题，这就是创新”。 ②是模仿创新的典范。△是模仿但不是从头做起，节省大量人力、物力、财力。△实施跨越式发展，并有改进创新。△从中国国情出发，增强国家的地位。△神州飞船照片。△KM6的照片。（不但学，反而出口）。△强调模仿创新是大量使用的创新战略。

案例2、从定义引发的创新。△创新是人类借助于工具、手段和条件，改造客体，创造出原先客观没有的人造物质财富的创造活动。△扫描隧道显微镜（STM）发明人获诺贝尔物理奖。△把“观察世界手段”变为“改造世界手段”。△做出别人没有做出的工作，培养出国家百名优秀论文的博士研究生。

2、什么是创新能力？企业技术创新能力的组成

答：1、创新能力是在前人发现或发明的基础上，通过自身的努努力，创造性地提出新的发现、发明和新的改进、革新方案的能力。

2、企业创新能力的组成：（1）R&D 创新能力；（2）生产创新能力；（3）投入创新能力；（4）管理创新能力；（5）营销创新能力；（6）财务创新能力；（7）竞争创新能力。

3、什么是自主创新？举例说明

答：自主创新是指通过拥有自主知识产权的独特的核心技术以及在此基础上实现新产品的价值的过程。案例：冻土工程创新（1）长期细致艰苦的工作。（2）解决青芷铁路世界难题。（3）人才和团队建设

4、什么是模仿创新？举例说明

答：模仿创新是指企业通过学习模仿率先创新者的创新思路和创新行为，吸收其成功经验和失败教训，引进购买或破译率先者的成功核心技术和技术秘密，并在此基础上改进完善和进一步开发。例如：位列20xx年（第三届）《中国500最具价值品牌》前2名的海尔、联想集团，都曾是走过模仿创新的道路的。

5、什么是引进、消化吸收、再创新？举例说明

答：引进是（1）引领世界未来铁路目标的确定（2）统一领导市场换技术（3）转让技术必须本土化。消化吸收是①打破砂锅问到底②进口不了，就自己干③列车电弓的改设计④列车轴重的重新设计。再创新是（1）中国人创造的“等式”5年=40年3小时=11小时1种=4种（2）无砟轨道（3）五个世界之最的国家系统技术最全集成能力最强运营里程最长运行速度最高在建规模最大。案例：云南铜

材公司新型铜材的自主研发（1）引进技术的选择。（2）系统地消化吸收（3）自主创新的机会——引进技术的缺陷（4）创新团队建设（5）再创新。

答：引进消化吸收再创新即在广泛吸收全球科学成果,积极引进国外先进技术的基础上,充分利用全球科技存量，形成后发优势加快发展。为了提高自主创新能力，必须确立企业在自主创新中的作用，加快建设产学研相结合的技术创新体系，努力实现新技术的产业化。要发挥政府的战略导向、综合协调和服务功能，创造更好的创新环境。强有力的创新激励体系是增强自主创新能力的根本性制度保障，要深化科技体制改革，加快建立以保护知识产权为核心的激励体制框架，建立和完善创业风险投资，增强税收制度对创新的激励作用，努力吸引集聚高层次创新领军人才，为提高自主创新能力提供强大的动力来源。

6、什么是产学研合作创新？举例说明。

答：就是生产企业、高校和研究所合作开展的技术创新，可以利用大家的互补性资源。好处是：提高创新成功率，加快创新速度，分担创新成本等。比如RFID方面、新能源开发与应用方面就存在产学研合作。近年来，我国不少创新型企业活跃在国际合作舞台上。长安福田、奇瑞、吉利等汽车企业走全方位引进外国技术资源，提升自主创新能力之路，包括在全球范围内吸纳和聘用人才，委托国际著名专业设计公司开发车型，加快基础创新。清华大学与跨国公司合作成立并运行25个联合研究开发机构，上海中外联合实验室已达140多个。我国TD-SCDMA、AVS国际标准的战略联盟已经取得可喜成绩。以AVS（音频视频数字编码）为例，经过以我国产学研为主体的创新团队的努力，以开放的思维，兼容的思路，在国内国际互动中推进标准的建立和产业应用中发挥了作用。20xx年5月，AVS产业联盟成立大会在人民大会堂隆重召开。同年12月 “基于AVS标准的数字视频广播编码播出与接收系统”顺利通过鉴定，AVS标准完备性和可实现性得到了事实验证。

7、如何提高一个人的创新能力？

答：(1).启迪并激活自身的创新意识。

国际著名学术团体——罗马俱乐部在《回答未来的挑战》中指出，学习有两种类型：一种是维持性学习，它的功能在于获得已有的知识、经验，以提高解决当前已经发生问题的能力；一种是创新性学习，它的功能在于通过学习提高一个人发现、吸收新信息和提出新问题的能力，以迎接处理好社会日新月异发生的变化。试着把学习中的“记”向“问”的转化，勇于提出问题，摆脱思维定势，对问题保持一种敏感性和好奇心，通过批判性思维，形成自己的独立见解。

(2).培养自己的创新素质

健康的心理，对客观事物有正确的认知和良好的心态；良好的自信，对自己的能力与水平的恰当认同与相信；灵活的思维，在追求目标过程中不受思考角度的影响；强烈的创新意识，在思想系统中弥散浸润着思新求变的意向与冲动；明确的目标，对未来自我有清楚的设计与追求，理想目标要清晰、可行、有价值；恒久的耐心，在追求目标创新过程中，始终保持对目标实现的高度期待；坚强的意识，为达到目标而克服各种困难的心理状态；坦诚的合作意识；现身精神，对新事物中蕴含真理的无私热爱与忘我追求。

(3).丰富自己的业余生活

多看看意义深刻的电影、电视节目，并养成善于思考的习惯，使自己的思维不再局限于课本；坚持每天写日记，把自己的所见、所听、所感记录下来，相信生活不会亏待一个热爱它的人。 创新源于生活而又高于生活，各种创新层出不穷，所以我们必须不断地学习、不断的提升自己，了解各方面的信息来丰富自己的想象力，使自己的创新思维立足于更高的平台。

8、信息时代的基本特征是什么？

答：信息时代的基本特征是:

(1)社会经济结构以服务性行业为主

(2)专业和技术阶层逐渐成为职业主体

(3)知识创新成为社会发展的主要动力

(4)人们更加关注社会未来的发展趋势(5)信息技术的发展，为人类与自然和谐发展创造了有利条件。

9、人类能源危机面临的挑战与机遇是什么？

答：挑战：未来的能源安全无非依赖于以下4种模式：1、发掘现有的能源储量。2、海外开采。3、直接进口。4、能源替代技术。 这4种方案进行逐一分析后，我们觉得能源的可选择性更加有限了。 首先，已经没有多少人对于我们现有的储量再抱更多期望，这里我们强调的是石油，矛盾的焦点也在这里。未来20年内，中国的私人汽车饱有量将数以亿计，石油消费量毫无疑问会在不久的将来超过美国。据地矿部门分析，届时国内的开采量最多只能满足国内需求的1／3，可以说，寄希望于国内储量的开采是非常不现实的。国际油价持续运行于牛市轨道之中，高油价使得不少市场人士惊呼“能源危机”来临。

机遇：能源危机在客观上鼓励资本市场充分发掘能源危机主题下的投资机会，希望借助资本市场资源配置的功能，更有效率地支持中国整个社会产业结构与能源消费结构的调整与优化。能源危机并不可怕，面对能源危机，我们需要提高能效、节能减排领域的投资机会。在现有的分工条件下，人口增长，经济发展，特别是加工业制造业蓬勃发展，需要更多的有效能源。提高能源效率，不仅有利国家长久发展，也是对世界的伟大贡献。

10、学习本门课后心得体会及意见。

答：创新的理论与应用，作为一个体系，其中含有许多对于任何学科的设计与研究人员都普遍适用的知识与概念，如人的精神、心理素质、思维方式、创造方法等。历史上成功的科学家、实业家、艺术家无不具备了顽强的探索精神，敏锐的观察能力和百折不挠的意志力。凡创造有成者，他们都具有探索者的优秀心理品质，如捕捉新事物的求异之心；观察新事物的好奇之心；洞察新事物的智慧眼光。这样一些品质与能力才是具有决定意义的。

创新求发展，体现在我国现今社会发展的方方面面。自改革开放以来，中国在先进的共 产 党领导下，个个行业都积极努力，在继承先辈的先进文化和技术的基础上，大力发扬中华民族的光荣传统，不畏艰难，敢于迎难而上，在全球经济

大发展的背景下，勇于创新，敢于发展，很多领域都有了长足的进步和发展，社会经济处于一派极其繁荣的景象！

作为一名技术人员，不仅需要学会继承前辈的先进技术，结合现代社会的新环境、新需求，加以发展和改进，而且还要逐步加强自己的技术素养和个人修养，充分挖掘创新能力的潜力，拓宽知识面，锻炼自己在工作中的系统分析能力和综合分析能力，同时工作中加强学习，注重团队作战能力的培养，只有在团队能力建设中充分发挥自身的创造力，才能使自己成为一名合格的技术人员。

第二篇：20xx哈工大继续教育作业-电气工程专业初中级专业课作业全部

哈工大继续教育电气工程专业作业

1-6-题为初级，7-9中高级

直流拖动控制系统作业

1、试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的。 答：设ton为VT1的导通时间，则一个工作周期有两个工作阶段：

在制动状态中， id为负值，VT2就发挥作用了。这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。这时，先减小控制电压，使 Ug1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压Ud降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势E还来不及变化，因而造成 E ? Ud 的局面，很快使电流id反向，VD2截止， VT2开始导通。

制动状态的一个周期分为两个工作阶段：

在0 ≤ t ≤ ton 期间，VT2 关断，－id 沿回路 4 经 VD1 续流，向电源回馈制动，与此同时， VD1 两端压降钳住 VT1 使它不能导通。

在 ton ≤ t ≤ T期间， Ug2 变正，于是VT2导通，反向电流 id 沿回路 3 流通，产生能耗制动作用。

2、为什么 PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM—电动机系统与晶闸管—电动机系统相比具有以下优点

主电路线路简单，需用的功率器件少；开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，若与快速响应的电机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。；功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

所以PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能

3、调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？

答：调速范围是生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母 D D?nmax

nmin表示，即 ，其中nmin 和nmax 一般都指电动机额定负载时的转速，对于少数负载

很轻的机械。

静差率是当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落 ?nN ，与理想空载转速 n0 之比，称作静差率 s ，即s= ?nN / n0 ，或用百分数表示s= (?nN/ n0) ×100? 式中 ?nN = n0?nN

调速范围、静差率和额定速降之间的关系：假如电机额定转速nN为最高转速，转速降落为?nN，则按照

s??nN

n0min??nNnmin??nN上面分析的结果，该系统的静差率应该是最低速时的静差率，即

nmin??nNs??nN?(1?s)?nNs

D?D?nmnmaxin于是，最低转速为 ?nNnmin而调速范围为?nNs

?nN(1?s)，将上面的式代入 nmin，得D??nNs?nN(1?s) 。式表示调压调速系统的调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的

D??nNs

?nN(1?s)关系。对于同一个调速系统， ?nN 值一定，由式

s 值越小时，系统能够允许的调速范围也越小。 可见，如果对静差率要求越严，即要求

4、某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为nO min = 150r / min ，带额定负载时的速度降落nN = 15r / min ，且在不同转速下额定速降?nN不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ 解：调速范围D?

系统允许的静差率s??n

n0min?15150?10% nmaxnmin?n0max??nNn0min??nN?1500?15150?15?11

5、某闭环调速系统的开环放大倍数为 15 时，额定负载下电动机的速降为 8r/min，如果将开环放大倍数提高到 30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍?

解

K1?15;K2?30;

K1??ncl1;K2??ncl2

同样负载扰动的条件下?n与开环放大倍数加1成反比，

则（K1?1）（/K2?1）??ncl2/?ncl1

K1?1

K2?115?130?1?ncl2??ncl1??8?4.13r/min

同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比

Dcl2

Dcl1?K2?1K1?1?30?115?1?1.94

6、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？

答：转速单闭环调速系统有以下三个基本特点：①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统最突出的特 征之一。③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。

7、如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？

答：能够；如果测速发电机的励磁发生了变化， 它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是 被反馈环包围的前向通道上的扰动

8、在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？

答：系统对于上述各量中电网电压、负载转矩，电动机励磁电流，电枢电流、电枢电阻、有调节能力。因为它们在闭环系统的前向通道中，对于测速发电机励磁各量发生变化，没有调节能力。因为它不在闭环系统的前向通道中。

9、有一 V—M 调速系统。电动机参数为： PN = 2.2kW，U N = 220V，I N = 12.5 A，nN = 1500r / min ， 电枢电阻 Ra = 1.2? ，整流装置内阻 Rrec =

1.5? ，触发整流环节的放大倍数 K s = 35 。要求系统满足调速范围 D=20，静差率 s ≤ 10% 。

（1）计算开环系统的静态速降nop 和调速要求所允许的闭环静态速降?ncl 。

（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构框图。

（3）调整该系统参数，使当U?n = 15V 时， Id = IN，n=nN ，则转速负反馈系数?应该是多少？

（4）计算放大器所需的放大倍数。

解：（１）电动机的电动势系数

Ce?UN?INRanN?220?12.5?1.21500?0.1367V?min/r

开环系统静态速降

?nop?RIdNCe?12.5?(1.2?1.5)0.1367?246.9r/min

闭环静态速降

?ncl?nNsD(1?S)?1500?0.1

20(1?0.1)?8.33r/min

闭环系统开环放大倍数 K??nop

?ncl?1?246.98.33?1?28.64

（2）系统的原理图和静态结构框图如下

（3）因为n?

所以k

?kpksUn*Ce(1?k)p?RIdCe(1?k) ks=407.4288 =K

kpKS/Ce=0.01V?min/r

（4）运算放大器的放大倍数

Kp?K?KS/Ce?28.640.01?35/0.1367?11.64