保研经验分享之「清华大学」电机系

现在正值保研的时间，就从保研系列开始吧。由于各个学校都会照顾自己的同学，本校学生基本成绩够了想保研留在本校很容易，除了绩点搞好也不需要什么保研过程的经验，所以这个系列主要分享外校学生如何保研上岸。

#01 学院简介

清华大学电机工程与应用电子技术系 （简称电机系 ）创立于1932年，是清华大学最早成立的3个工程系之一。1989年率先将原电力系统自动化、高电压技术、电机三个专业合并为一个宽口径的“电气工程及其自动化”专业，列入了全国专业推荐目录。本学科是首批国家一级重点学科和一级学科博士点，在历次学科评估中保持全国第一或A+ 。电机系拥有电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室。

电机系现有专职教师103人，其中正高35人，副高55人，包括中国科学院和工程院院士各1位，IEEE Fellow 8位。电机系始终坚持既瞄准国际前沿基础研究、又面向国民经济建设重大需求的理念，面向电气和电工两大行业进行科学攻关，近二十年共获国家科技三大奖27 项。

以上文字来源清华大学电机系官网，其实无需多言，清北在国人心中有独一档 的地位，清华大学电机系在一众电气院校中也是冠绝群雄 ，所以想保研清华，难度也独一档 的。

清华本部的保研申请和录取工作是在九月份，也就是只有九推 ，过程分为申请-笔试-面试-录取 ，下面分享一下每个过程的经验。

#02 保研申请

由于清华No.1的地位加上是众多学子梦寐以求的学校，竞争自然相当激烈。本科学校越硬越好 ，末流985和211难度就很大，最多可能只有一个人能通过申请。同时，想通过清华九推申请需要前六学期持之以恒的充分努力，让自己的成绩排名非常靠前才可以 ，年级第一最好。科研和竞赛或者其他特长都可以锦上添花 ，但不是没有不行，相反如果很水可能会起反作用，老师们深耕电气专业这么些年，对论文或者竞赛的成果的含金量一清二楚。

总之，想要保研清华的同学需要提前下定决心认真努力 ，如果能过了清华九推的申请，那你真的已经非常优秀了。

#03 笔试准备

清华的笔试同样也是难度很大，内容涵盖电气工程本科所有专业基础课和专业核心课 ，基本本科学的专业课都在考试范围内，都是大题，非常综合 ，具体包括电路原理、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、电磁场、信号与系统、电机学、自动控制原理、电力系统分析、电力电子技术基础和高电压工程。

参考书目如下

(1) 《电路原理(第2版)》，江辑光、刘秀成编著，清华大学出版社:2007

(2) 《模拟电子技术基础》(第5版)，童诗白，华成英，高等教育出版社:2015

(3) 《数字电子技术基础》(第6版)，阎石，王红，高等教育出版社:2016

(4) 《电磁场基础》，马信山等，清华大学出版社:2003

(5) 《信号与系统分析基础》。刘卫东，清华大学出版社:2008

(6) 《电机学》，孙旭东、王善铭，清华大学出版社:2006

(7) 《自动控制原理》，苏鹏声编著，电子工业出版社:2011

(8) 《电力系统分析》(上、下册)第四版，何仰赞等，华中科技大学出版社:2016

(9) 《电力电子技术》，王兆安、黄俊，机械工业出版社:2005

(10) 《高电压工程(第2版)》，梁曦东、周远翔、曾嵘主编，清华大学出版联-2004号大

不知道大家对待考试会不会觉得，当单拎出一门的时候会觉得还好，但n门一起出在一张试卷上，即使每道题很简单，综合在一块让你做你也会觉得难度很大，这也是清华笔试难的原因。所以大家如果想尝试清华，那就要从大三下课程结束后就开始认真准备 ，而不是申请过了之后，而且很多学得比较早的课程比如电路，可能都已经忘干净了，需要静下心来认认真真复习。

#04 面试准备

清华面试也是各个学校保研面试比较普遍采用的多面一，形式 就是自我介绍+提问 ，自我介绍3min，一定要提前练习好，进去后自信从容的介绍自己。提问 就是专业问题和非专业问题 ，专业问题在复习笔试的过程中就会复习到，也是我们电气工程专业课程的重点知识。其实不会也很正常，不用紧张，会就是会不会就是不会，一专业课老师曾经刚面试完学生，给我们上课时就说，他觉得电气学生面试时都很紧张，表达能力也不好。大家可以针对性地练一下自信从容地表达，不卑不亢 。

#05 其他事项

关于导师 -其实对于要不要提前联系导师这个问题，我的观点一直是联不联系都可以，除非学校要求必须联系，能不能过看的是你的实力 ，而不是碰瓷。

关于直博 -清华给外校的offer是直博 ，这里多说两句 ，大家一定要想清楚，我不知道国家设立直博政策是否有它的考虑，但一个大三的本科生可能对科研还没有什么概念的情况下做这个决定，还是要认真考虑的，实话说其实大部分人不适合科研，考试考得好和科研能力强是两码事 ，这也是有些外校的大佬能去清华也不考虑的原因。再加上我们电气工程专业自己的原因，博士可能找工作比硕士更受限了，读完博再去电网性价比很低，总之直博更适合真正想搞学术的人 。

写在最后

保研是人生的一个重大选择，希望大家都能获得自己想要的offer，做出对自己而言正确的决定。

直流电机是如何制造的，发展历程又是什么，在生活中该如何应用

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文 |普朗鸣

编辑 |普朗鸣

前言

直流电机是一种广泛应用于工业、交通、家用电器等领域的电动机，本论文旨在科普关于直流电机的原理、应用和发展历程，从基本的工作原理和结构开始介绍，然后深入探讨其在不同领域中的应用，并最后回顾其发展历史和未来趋势，通过全面介绍直流电机的知识，本文旨在帮助读者更好地了解直流电机的重要性和作用。

直流电机的基本原理

直流电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律，当通电导体放置在磁场中时，磁场的磁力线将与导体内的电流相互作用，产生力矩。这个力矩使电机开始旋转，直流电机的转子是由导体组成的，其两端与电刷连接，通过电刷传递电流。当电流通过电枢绕组时，导体在磁场中受到力矩，根据牛顿第二定律，力矩与转子的转动惯量和转速之间存在直接关系。

直流电机中，通常有两个主要部分：固定的磁场部分和可以旋转的电枢。磁极可以是永久磁铁或由电流产生的电磁磁场。当电枢中的电流通过电刷和电枢绕组时，电流产生的磁场与固定磁场之间发生相互作用，导致电枢受到扭矩，并开始转动。

直流电机有两种工作方式：作为直流电动机和直流发电机。当直流电源给电枢绕组提供电流时，电机会旋转，将电能转换为机械能。另一方面，当外部力驱动电机旋转时，它可以充当发电机，将机械能转化为电能。

直流电动机的基本原理涉及电流与磁场相互作用，产生力矩以推动电机旋转。电枢绕组和磁极之间的互动使得直流电动机在许多应用中具有重要地位。它的简单结构和可调控性使其在众多领域广泛应用。

直流电机的类型和分类

永磁材料被应用于磁极，无需外部励磁电源，具有结构简单和高效率的特点。电枢和励磁绕组分别供电，通过调节励磁电流可以控制电机的性能。电枢绕组与励磁绕组串联连接，共享相同的电流，从而产生高起动转矩，适用于高负载起动和大负载应用。

电枢绕组和励磁绕组之间并联连接，使电流能够在两者之间分流，适用于需要稳定转速和较宽速度范围的应用。这种连接方式具有串联和并联的特点，既可以在起动时提供较高的转矩，又可以保持相对稳定的转速。

电机内部有电枢和磁极绕组，其中电枢位于内部，而磁极位于外部。通常，较小功率的应用只需一个接点连接电枢绕组和磁极绕组。然而，若需要更大功率和转矩输出，电枢绕组和磁极绕组之间可以有两个接点。

不使用传统的电刷和电刷环，通过电子控制实现转子的换向，降低摩擦和损耗，提高效率和寿命。使用传统的电刷和电刷环进行转子的换向，结构相对简单，但摩擦和磨损较大。直流电机的不同类型和分类可以根据不同的应用需求和性能要求进行选择。每种类型的直流电机都有其独特的优点和局限性，因此在实际应用中需要综合考虑多个因素来选择合适的电机类型。

直流电机的应用领域

直流电机广泛用于工业传动系统中，如输送带、提升机、卷筒等，提供可靠的动力和控制。手持式电动工具如电钻、电动螺丝刀、磨光机等使用直流电机，因为它们需要高转矩和可调速性。直流电机被广泛应用于各种类型的机器人，包括工业机器人、服务机器人、医疗机器人等，用于提供精确的运动和控制。

直流电机在电动汽车和电动自行车中常被用作驱动电动车辆的动力源，提供高效的动力输出和可调速性。直流电机在船舶中用于推进和操纵，尤其在小型和中型船只中应用较广。直流电机曾广泛用于铁路牵引系统，但随着技术的发展，无刷直流电机和交流电机在这个领域中的应用越来越多。

直流电机在洗衣机中提供驱动力，并且由于其高效率和低噪音，得到广泛应用。直流电机用于冰箱的压缩机，提供冷却功能。许多厨房小电器，如搅拌机、榨汁机等，使用直流电机，因为它们需要较大的转矩和可调速性。

直流电机被广泛应用于各种自动化设备，如自动门、自动窗帘等。此外，许多电动玩具如遥控车辆、飞机模型等也采用直流电机作为动力源。直流电机在工业、交通和家用电器等多个领域中都扮演着重要的角色。随着技术的不断进步，直流电机的应用范围将继续扩展。

直流电机的发展历程

1820年，丹麦物理学家汉斯·克里斯蒂安·厄斯泰德发现了电流通过导体时产生磁场的现象，这是电磁感应的首次发现，奠定了电动机工作原理的基础。1834年，美国科学家托马斯·达文波特发明了第一个直流电动机，采用了可旋转的电磁体和永久磁铁。

1856年，德国物理学家威廉·西尔斯发明了直流电动机，采用了电枢绕组和磁极绕组之间的相互作用。1873年，美国物理学家鲍尔·吕斯特发明了直流电动机中的分段式换向器，使电枢绕组在旋转过程中能够与电刷交替接触，实现了可持续旋转。

1888年，美国工程师弗兰克·斯普雷格尔发明了直流电动机中的环形电刷环，取代了之前的多段电刷，提高了电动机的效率和可靠性。20世纪中期，随着电子技术的发展，直流电机得到了更广泛的应用。直流电机开始与各种电子控制系统结合，实现了更精确的速度控制和转矩控制。

20世纪后期，随着交流电机和无刷直流电机技术的发展，直流电机在某些领域的地位受到一定冲击。交流电机的简单结构和无刷直流电机的高效率逐渐在一些应用中替代了传统的直流电机。

尽管直流电机在某些领域的地位受到挑战，但它在许多应用中仍然有着独特的优势，如可控性、高转矩启动等。未来，随着新材料、电子技术和控制技术的发展，直流电机有望在某些领域继续发挥重要作用。

直流电机经过多个世纪的发展和优化，已经成为工业、交通、家用电器等多个领域中不可或缺的电动机种类之一。随着科技的进步和创新，直流电机在未来仍将继续发展，并且可能在更多领域发挥重要作用。

直流电机的可持续发展与环保问题

直流电机的可持续发展与环保问题是当前工程技术发展的重要议题之一。虽然直流电机在许多领域中发挥着重要作用，但其使用和制造过程中也面临一些环境挑战。直流电机的能源效率通常较高，但仍有改进的空间。提高电机的效率可以减少能源消耗，降低碳排放，对环境友好。

直流电机的制造涉及大量的金属和矿产资源。为了实现可持续发展，需要优化材料使用，推动回收和再利用，减少资源浪费。在直流电机的运行过程中，可能会产生电机本身的损耗和电器系统的能量损耗。同时，电机的运转还可能产生一定的电磁辐射和噪音排放。因此，减少这些损耗和排放对环境保护至关重要。

直流电机的制造过程需要考虑减少对环境的负面影响。采用环保材料、绿色生产技术和清洁能源供应等做法，有助于降低生产过程中的环境污染。使用可再生能源来驱动直流电机是一种环保的选择。通过使用太阳能、风能或其他可再生能源来供电，可以减少对传统化石能源的依赖，减少温室气体排放。

直流电机在可持续发展和环保方面有许多改进的机会。通过提高电机的能源效率、优化材料使用、采用环保制造技术、使用可再生能源等措施，可以使直流电机在未来更加环保和可持续。同时，政府、产业界和消费者也应共同努力，共建绿色电机的未来。

直流电机的维护与故障排除

定期清洁电机表面和通风孔，防止灰尘和污垢积聚，影响散热和运行效率。定期检查电机轴承和滑动部件的润滑情况，保证充足的润滑，减少摩擦和磨损。检查电刷的磨损情况，定期更换磨损严重的电刷，以保证电机的正常运行。

定期检查电刷的磨损情况，及时更换磨损严重的电刷，避免电刷磨损影响电机性能。定期清洁电刷和电刷环，防止灰尘和杂质积聚导致电刷接触不良。确保电机不超过其额定负载，过载可能导致电机损坏或过热。频繁启停可能增加电机的磨损和损坏风险，尽量避免频繁启停。

定期进行电机的调试和校准，确保电机的控制系统和传感器工作正常。如果出现严重故障或无法自行解决问题，建议寻求专业的维修和技术支持。正规的维修服务可以确保电机的安全和可靠运行。

对直流电机未来发展的展望

未来的直流电机发展将专注于提高能源转换效率。通过改进电机设计、采用高效材料和新的制造技术，可以实现更高的能源利用率，降低电能损耗，减少碳排放，提高电机的环境友好性。随着数字化技术的发展，未来的直流电机将越来越智能化和自动化。

未来的直流电机可能会朝着轻量化和紧凑设计的方向发展。采用新型材料和结构设计，减少电机的体积和重量，可以在有限空间内提供更强大的动力输出，适用于更多场景。超导技术是一种具有极高能量转换效率的技术，未来可能应用于直流电机领域。通过使用超导材料制造电机，可以显著提高电机的能效，减少能源损耗。

未来的直流电机可能配备智能节能控制系统，根据实际需求自动调节电机的运行状态，最大限度地减少不必要的能耗。在未来的发展中，环保和可持续性将是直流电机的重要考虑因素。制造过程中采用环保材料和绿色制造技术，降低资源消耗和环境污染，符合绿色能源发展的趋势。

直流电机在未来将继续保持其重要地位，并通过技术创新和智能化发展，不断提高其性能和应用范围。同时，环保和可持续发展将是直流电机未来发展的重要方向，以满足社会对节能环保的日益增长的需求。

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