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技術(shù)文章

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展情況簡(jiǎn)析
DQZHAN訊：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展情況簡(jiǎn)析，
電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學(xué)科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對(duì)比較成熟。已經(jīng)成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。電氣工程及其自動(dòng)化的觸角伸向各行各業(yè)，小到一個(gè)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，大到宇航飛機(jī)的研究，都有它的身影。能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運(yùn)行、自動(dòng)控制、電力電子技術(shù)、信息處理、試驗(yàn)技術(shù)、研制開(kāi)發(fā)、經(jīng)濟(jì)管理以及電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等領(lǐng)域的工作，是寬口徑“復(fù)合型”**工程技術(shù)人才。該領(lǐng)域?qū)Ω咚饺瞬诺男枨蠛艽?。?jù)估計(jì)，隨著國(guó)外大企業(yè)的進(jìn)入，在這一專業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)很大缺口，那時(shí)很可能出現(xiàn)人才供不應(yīng)求的現(xiàn)象?？刂评碚摵碗娏W(wǎng)理論是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)，電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)則為其主要技術(shù)手段，同時(shí)也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領(lǐng)域。

一、電工新技術(shù)和電機(jī)、電器的發(fā)展

20世紀(jì)下半葉電工新技術(shù)主要向著新原理、新理論、新材料、新技術(shù)方向發(fā)展。例如，如果常溫超導(dǎo)材料研發(fā)成功的話，這將使超導(dǎo)電機(jī)繞組的電阻損耗降為零，既解決了電樞繞組發(fā)熱、溫升問(wèn)題，又使電機(jī)效率大為提高。更重要的是超導(dǎo)線的臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度和臨界電流密度都很高，使超導(dǎo)電機(jī)的氣隙磁通密度和繞組的電流密度可比傳統(tǒng)常規(guī)電機(jī)提高數(shù)倍乃至數(shù)十倍。這就大大提高電機(jī)的功率密度，降低電機(jī)的重量、體積和材料消耗。

21世紀(jì)人類期望進(jìn)入一個(gè)持續(xù)發(fā)展的新時(shí)期，電工技術(shù)在20世紀(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，將會(huì)進(jìn)一步快速發(fā)展。除了對(duì)傳統(tǒng)電力、電機(jī)電器、電氣控制領(lǐng)域發(fā)展起深刻的變化外，還將對(duì)能源、交通、和其他工業(yè)發(fā)展起著重要推動(dòng)作用。比如在能源、電力方面，我們可以核能發(fā)電、磁流體發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電等等;在交通運(yùn)輸方面，磁浮列車、電動(dòng)車正在普及，磁流體推進(jìn)船也正在研究當(dāng)中。

更重要的是，電機(jī)的重要性在機(jī)器生產(chǎn)和發(fā)電中更加突出。而電機(jī)也從從前的單一電機(jī)變?yōu)榱斯δ芨鳟惖膶I(yè)性電機(jī)。在發(fā)電領(lǐng)域，如核能發(fā)電機(jī)，磁流體發(fā)電機(jī)，風(fēng)能發(fā)電機(jī)，太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)，潮汐能發(fā)電機(jī)。而在電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，如高性能永磁電機(jī)，交流異步電動(dòng)機(jī)，單相異步電動(dòng)機(jī)，罩極式電動(dòng)機(jī)，磁滯同步電動(dòng)機(jī)等。

電機(jī)的發(fā)展不僅極大的提高了人類的生產(chǎn)力，同時(shí)也極大的豐富了人類的生活。在我們的日常生活中，電機(jī)無(wú)處不在，我們的空調(diào)，我們的電冰箱，我們的微波爐，我們的電腦，或多或少都有電機(jī)的存在?？梢?jiàn)電機(jī)在我們生活中的重要性

二、電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等)轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過(guò)各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動(dòng)力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。由于電源點(diǎn)與負(fù)荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無(wú)法大量?jī)?chǔ)存，故其生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)都在同一時(shí)間內(nèi)完成，并在同一地域內(nèi)有機(jī)地組成一個(gè)整體，電能生產(chǎn)必須時(shí)刻保持與消費(fèi)平衡。因此，電能的集中開(kāi)發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應(yīng)與負(fù)荷的隨機(jī)變化，就制約了電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)其功能，就需在各個(gè)環(huán)節(jié)和不同層次設(shè)置相應(yīng)的信息與控制系統(tǒng)，以便對(duì)電能的生產(chǎn)和輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制、保護(hù)、通信和調(diào)度，確保用戶獲得**、經(jīng)濟(jì)、上等的電能。

建立結(jié)構(gòu)合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費(fèi)的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機(jī)容量，節(jié)省動(dòng)力設(shè)施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開(kāi)發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)日益增長(zhǎng)的用電需要。電力系統(tǒng)建設(shè)往往是國(guó)家及地區(qū)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。

電力系統(tǒng)的出現(xiàn)使高效、無(wú)污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域的變化，開(kāi)創(chuàng)了電力時(shí)代，發(fā)生了**次技術(shù)**。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術(shù)水準(zhǔn)已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。

三、高電壓與絕緣技術(shù)

以試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)。主要研究在高電壓作用下各種絕緣介質(zhì)的性能和不同類型的放電現(xiàn)象，高電壓設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，高電壓試驗(yàn)和測(cè)量的設(shè)備及方法，電力系統(tǒng)的過(guò)電壓、高電壓或大電流產(chǎn)生的強(qiáng)電場(chǎng)、強(qiáng)磁場(chǎng)或電磁波對(duì)環(huán)境的影響和防護(hù)措施，以及高電壓、大電流的應(yīng)用等。高電壓技術(shù)對(duì)電力工業(yè)、電工制造業(yè)以及近代物理的發(fā)展(如X射線裝置、粒子加速器、大功率脈沖發(fā)生器等)都有重大影響。高電壓與絕緣技術(shù)的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)性強(qiáng)，理論性強(qiáng)，交叉性強(qiáng)。

60年代后期以來(lái)，高電壓技術(shù)在電工以外的領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用;同時(shí)，也不斷采用新技術(shù)以發(fā)展自身。前者主要指高電壓技術(shù)在粒子加速器、大功率脈沖發(fā)生器、受控?zé)岷朔磻?yīng)研究、航空與航天領(lǐng)域的雷電和靜電控制與防護(hù)、磁流體發(fā)電、激光技術(shù)、等離子體切割、電水錘進(jìn)行海底探油、沖擊加工成型、人體內(nèi)結(jié)石的破碎，以及靜電除塵、靜電噴涂、靜電復(fù)印等方面的應(yīng)用。高電壓領(lǐng)域中采用的新技術(shù)則包括利用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程和變電所的波過(guò)程;采用激光技術(shù)進(jìn)行高電壓下大電流的測(cè)量;采用光纖技術(shù)進(jìn)行高電壓的傳遞和測(cè)量;采用信息技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等。這一切構(gòu)成了高電壓技術(shù)近年來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方面。

高壓輸電不僅能輸電，而且還具有明顯的經(jīng)濟(jì)性。就地發(fā)電要比運(yùn)輸發(fā)電更加節(jié)約資源，這也就造就了我國(guó)現(xiàn)在的高壓運(yùn)輸?shù)碾娏Σ呗浴?

四、電力電子與電氣傳動(dòng)

電力電子。電力


子技術(shù)是一門新興技術(shù)，它是由電力學(xué)、電子學(xué)和控制理論三個(gè)學(xué)科交叉而成的，已成為現(xiàn)代電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)專業(yè)人才中占有重要地位。電子技術(shù)包括信息電子技術(shù)和電力電子技術(shù)兩大分支。通常所說(shuō)的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)都屬于信息電子技術(shù)。電力電子技術(shù)是應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)。具體的說(shuō)，就是使用電力電子器件對(duì)電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。電力電子是研究弱電的學(xué)科，其與自動(dòng)化有著緊密的聯(lián)系，但其又經(jīng)常與強(qiáng)電打交道，因此被稱為是連接弱電與強(qiáng)電的橋梁。

電力電子技術(shù)在電機(jī)控制，電流控制，整流，自動(dòng)化和仿真方面有著重要的應(yīng)用。因此，電力電子以成為信息產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之間的重要接口。電力電子技術(shù)的應(yīng)用已深入到工業(yè)生產(chǎn)社會(huì)活動(dòng)的各個(gè)方面。

電氣傳動(dòng)。電氣傳動(dòng)，是指用電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，去帶動(dòng)各種類型的生產(chǎn)機(jī)械、交通車輛以及生活中需要運(yùn)動(dòng)的物品。自從人類發(fā)明并掌握各種機(jī)械幫助自己勞動(dòng)以來(lái)，就需要有推動(dòng)機(jī)械的原動(dòng)力，除人力本身外，*初使用的是畜力、水力和風(fēng)力，后來(lái)又發(fā)明了蒸汽機(jī)、柴油機(jī)、汽油機(jī)，19世紀(jì)才發(fā)明電動(dòng)機(jī)。

電機(jī)的效率高，運(yùn)轉(zhuǎn)比較經(jīng)濟(jì)，電能的傳輸和分配比較方便，電能容易控制，因此現(xiàn)在電氣傳動(dòng)已經(jīng)成為絕大部分機(jī)械的傳動(dòng)方式，成為工業(yè)化的重要基礎(chǔ)。傳動(dòng)方式的一種，有機(jī)械式如搖臂之類，有壓力如液壓傳動(dòng)，而通過(guò)控制電機(jī)來(lái)傳動(dòng)的方式就是電氣傳動(dòng)。大至一個(gè)國(guó)家，小至一個(gè)工廠，它所具有的電氣傳動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)水平直接反應(yīng)出了其現(xiàn)代化水平。

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