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技術文章

電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展情況簡析
DQZHAN訊：電氣工程及其自動化專業(yè)發(fā)展情況簡析，
電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領域的一門新興學科，但由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對比較成熟。已經(jīng)成為高新技術產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。電氣工程及其自動化的觸角伸向各行各業(yè)，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。能夠從事與電氣工程有關的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗技術、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的工作，是寬口徑“復合型”**工程技術人才。該領域對高水平人才的需求很大。據(jù)估計，隨著國外大企業(yè)的進入，在這一專業(yè)領域將出現(xiàn)很大缺口，那時很可能出現(xiàn)人才供不應求的現(xiàn)象?？刂评碚摵碗娏W(wǎng)理論是電氣工程及自動化專業(yè)的基礎，電力電子技術、計算機技術則為其主要技術手段，同時也包含了系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)開發(fā)以及系統(tǒng)管理與決策等研究領域。

一、電工新技術和電機、電器的發(fā)展

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

21世紀人類期望進入一個持續(xù)發(fā)展的新時期，電工技術在20世紀發(fā)展的基礎上，將會進一步快速發(fā)展。除了對傳統(tǒng)電力、電機電器、電氣控制領域發(fā)展起深刻的變化外，還將對能源、交通、和其他工業(yè)發(fā)展起著重要推動作用。比如在能源、電力方面，我們可以核能發(fā)電、磁流體發(fā)電、風能發(fā)電等等;在交通運輸方面，磁浮列車、電動車正在普及，磁流體推進船也正在研究當中。

更重要的是，電機的重要性在機器生產(chǎn)和發(fā)電中更加突出。而電機也從從前的單一電機變?yōu)榱斯δ芨鳟惖膶I(yè)性電機。在發(fā)電領域，如核能發(fā)電機，磁流體發(fā)電機，風能發(fā)電機，太陽能發(fā)電機，潮汐能發(fā)電機。而在電動機領域，如高性能永磁電機，交流異步電動機，單相異步電動機，罩極式電動機，磁滯同步電動機等。

電機的發(fā)展不僅極大的提高了人類的生產(chǎn)力，同時也極大的豐富了人類的生活。在我們的日常生活中，電機無處不在，我們的空調(diào)，我們的電冰箱，我們的微波爐，我們的電腦，或多或少都有電機的存在?？梢婋姍C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)與消費系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過發(fā)電動力裝置(主要包括鍋爐、汽輪機、發(fā)電機及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等)轉化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應到各負荷中心，通過各種設備再轉換成動力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟和人民生活服務。由于電源點與負荷中心多數(shù)處于不同地區(qū)，也無法大量儲存，故其生產(chǎn)、輸送、分配和消費都在同一時間內(nèi)完成，并在同一地域內(nèi)有機地組成一個整體，電能生產(chǎn)必須時刻保持與消費平衡。因此，電能的集中開發(fā)與分散使用，以及電能的連續(xù)供應與負荷的隨機變化，就制約了電力系統(tǒng)的結構和運行。據(jù)此，電力系統(tǒng)要實現(xiàn)其功能，就需在各個環(huán)節(jié)和不同層次設置相應的信息與控制系統(tǒng)，以便對電能的生產(chǎn)和輸運過程進行測量、調(diào)節(jié)、控制、保護、通信和調(diào)度，確保用戶獲得**、經(jīng)濟、上等的電能。

建立結構合理的大型電力系統(tǒng)不僅便于電能生產(chǎn)與消費的集中管理、統(tǒng)一調(diào)度和分配，減少總裝機容量，節(jié)省動力設施投資，且有利于地區(qū)能源資源的合理開發(fā)利用，更大限度地滿足地區(qū)國民經(jīng)濟日益增長的用電需要。電力系統(tǒng)建設往往是國家及地區(qū)國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分。

電力系統(tǒng)的出現(xiàn)使高效、無污染、使用方便、易于調(diào)控的電能得到廣泛應用，推動了社會生產(chǎn)各個領域的變化，開創(chuàng)了電力時代，發(fā)生了**次技術**。電力系統(tǒng)的規(guī)模和技術水準已成為一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的標志之一。

三、高電壓與絕緣技術

以試驗研究為基礎的應用技術。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，高電壓設備的絕緣結構設計，高電壓試驗和測量的設備及方法，電力系統(tǒng)的過電壓、高電壓或大電流產(chǎn)生的強電場、強磁場或電磁波對環(huán)境的影響和防護措施，以及高電壓、大電流的應用等。高電壓技術對電力工業(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。高電壓與絕緣技術的特點是實驗性強，理論性強，交叉性強。

60年代后期以來，高電壓技術在電工以外的領域得到廣泛應用;同時，也不斷采用新技術以發(fā)展自身。前者主要指高電壓技術在粒子加速器、大功率脈沖發(fā)生器、受控熱核反應研究、航空與航天領域的雷電和靜電控制與防護、磁流體發(fā)電、激光技術、等離子體切割、電水錘進行海底探油、沖擊加工成型、人體內(nèi)結石的破碎，以及靜電除塵、靜電噴涂、靜電復印等方面的應用。高電壓領域中采用的新技術則包括利用電子計算機計算電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和變電所的波過程;采用激光技術進行高電壓下大電流的測量;采用光纖技術進行高電壓的傳遞和測量;采用信息技術進行數(shù)據(jù)處理等。這一切構成了高電壓技術近年來發(fā)展的一個重要方面。

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

四、電力電子與電氣傳動

電力電子。電力


子技術是一門新興技術，它是由電力學、電子學和控制理論三個學科交叉而成的，已成為現(xiàn)代電氣工程與自動化專業(yè)不可缺少的一門專業(yè)基礎課，在培養(yǎng)專業(yè)人才中占有重要地位。電子技術包括信息電子技術和電力電子技術兩大分支。通常所說的模擬電子技術和數(shù)字電子技術都屬于信息電子技術。電力電子技術是應用于電力領域的電子技術。具體的說，就是使用電力電子器件對電能進行變換和控制的技術。電力電子是研究弱電的學科，其與自動化有著緊密的聯(lián)系，但其又經(jīng)常與強電打交道，因此被稱為是連接弱電與強電的橋梁。

電力電子技術在電機控制，電流控制，整流，自動化和仿真方面有著重要的應用。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。電力電子技術的應用已深入到工業(yè)生產(chǎn)社會活動的各個方面。

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

電機的效率高，運轉比較經(jīng)濟，電能的傳輸和分配比較方便，電能容易控制，因此現(xiàn)在電氣傳動已經(jīng)成為絕大部分機械的傳動方式，成為工業(yè)化的重要基礎。傳動方式的一種，有機械式如搖臂之類，有壓力如液壓傳動，而通過控制電機來傳動的方式就是電氣傳動。大至一個國家，小至一個工廠，它所具有的電氣傳動自動化技術水平直接反應出了其現(xiàn)代化水平。

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