淺析我對(duì)電氣信息工程的理解

電氣信息工程學(xué)科涵蓋的主要內(nèi)容是研究電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用有關(guān)的基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)及工程技術(shù)的綜合。具體地講，電氣信息工程是與電能的生產(chǎn)和應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)，它是工程教育體系中的一個(gè)學(xué)科，研究電能的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、儲(chǔ)存和利用的專(zhuān)業(yè)。它是一個(gè)以電力工業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)為服務(wù)對(duì)象，同時(shí)輻射到國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他各部門(mén)，應(yīng)用十分廣泛的專(zhuān)業(yè)，主要包含電工理論，電工制造，電力系統(tǒng)三個(gè)領(lǐng)域。其主要特點(diǎn)是強(qiáng)電與弱電結(jié)合、軟件與硬件相結(jié)合、元件與系統(tǒng)相結(jié)合?？梢哉f(shuō)電氣信息工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門(mén)新興學(xué)科，它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。在未來(lái)的數(shù)十年中，他將與生命科學(xué)，材料科學(xué)，電氣驅(qū)動(dòng)與控制，樓宇智能化，數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，信息化，電工高新技術(shù)等發(fā)生越來(lái)越密切的聯(lián)系。我們有理由相信，電氣信息工程在未來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中將發(fā)揮不可或缺的作用。

電機(jī)學(xué)是電氣信息工程及其自動(dòng)化本科專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，電機(jī)學(xué)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟?，F(xiàn)如今隨著電工科學(xué)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與控制技術(shù)的發(fā)展，電機(jī)的發(fā)展又進(jìn)入了新的階段。主要體現(xiàn)在電能的傳輸生產(chǎn)和分配，驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械和裝備，控制電機(jī)等方面。電機(jī)大體上按應(yīng)用電流、功率、應(yīng)用功能、運(yùn)行速度和特種電機(jī)分類(lèi)。每一類(lèi)電機(jī)都是生活生產(chǎn)中必不可少的部分。如今電機(jī)被廣泛應(yīng)用到電力工業(yè)、建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、醫(yī)療辦公設(shè)備與家用電器、航空航天國(guó)防等方面。電機(jī)的運(yùn)行控制主要包括電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)三大方面。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，我們初步了解了各種電機(jī)的結(jié)構(gòu)、電磁關(guān)系、基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本運(yùn)行特性和一般分析方法，為學(xué)習(xí)后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程和將來(lái)從事專(zhuān)業(yè)工作打下了基礎(chǔ)。

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備和相應(yīng)的輔助系統(tǒng)，按規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求組成的一個(gè)同一系統(tǒng)。它的基本任務(wù)是安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)、輸送與分配電能，滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活需要。我國(guó)的電力工業(yè)始于1882年，經(jīng)過(guò)131年的發(fā)展，目前基本上進(jìn)入大電網(wǎng)、大電廠、大機(jī)組、高電壓輸電、高度自動(dòng)控制的新時(shí)代。一個(gè)具體的電力系統(tǒng)可以用總裝機(jī)容量，年發(fā)電量，額定頻率和最高電壓等級(jí)來(lái)描述。電力系統(tǒng)的核心組成部分是發(fā)電廠，它主要分為水力發(fā)電廠，火力發(fā)電廠，核電廠和新能源發(fā)電廠四大類(lèi)。發(fā)電廠發(fā)出的電由電力網(wǎng)進(jìn)行輸送和分配，并進(jìn)行電壓變換。而輸電網(wǎng)則是電力系統(tǒng)的主干網(wǎng)。由于目前電能不能夠大量存儲(chǔ)，我們還需要進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。照明則是電力的主要應(yīng)用之一，此外還有電加熱，電力拖動(dòng)等。由于電力也是一種商品，因此，電力也存在市場(chǎng)，電力市場(chǎng)主要采用經(jīng)濟(jì)、法律等手段，本著公平競(jìng)爭(zhēng)、自愿互利的原則，對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電、輸電、供電、用電等各組成員協(xié)調(diào)運(yùn)行進(jìn)行管理。電價(jià)則是電力市場(chǎng)的杠桿和核心內(nèi)容。同時(shí)電力市場(chǎng)的存在也給電力系統(tǒng)的科學(xué)研究、發(fā)展建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理等方方面面帶來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，存在的很多問(wèn)題等待我們?nèi)ソ鉀Q完善。

電力電子技術(shù)就是以電子器件為開(kāi)關(guān)，把能得到的電源變換為所需要的電源的一門(mén)科學(xué)應(yīng)用技術(shù)。它以控制理論為基礎(chǔ)、以微電子器件或計(jì)算機(jī)為工具、以電子開(kāi)關(guān)器件為執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的有效變換。由于電力電子技術(shù)是從電氣信息工程中3大學(xué)科領(lǐng)域（電力、控制、電子）發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新型交叉學(xué)科，所以其研究領(lǐng)域十分廣泛，主要包括電力半導(dǎo)體器件、變換器電路結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、控制與調(diào)節(jié)、電力電子技術(shù)中的儲(chǔ)能元件、電子電路的封裝與制造、電磁干擾和電磁兼容和電機(jī)控制電力質(zhì)量控制。因此想要學(xué)好這門(mén)學(xué)科需要我們進(jìn)行多學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)和綜合設(shè)計(jì)技術(shù)的提升。它未來(lái)的發(fā)展方向主要體現(xiàn)在集成化、模塊化、智能化、高頻化、不斷提高裝置效率、不斷拓展電壓應(yīng)用范圍上。電力電子技術(shù)研究的核心對(duì)象之一便是電力傳動(dòng)。電力傳動(dòng)就是利用電力電子變流裝置對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速兩個(gè)主要參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，以滿(mǎn)足控制對(duì)象負(fù)載的特性要求。主要分為交流、直流和特種電機(jī)的傳動(dòng)。因此熟練掌握電力傳動(dòng)知識(shí)對(duì)應(yīng)用電力電子技術(shù)有著舉足輕重的作用。

高電壓與絕緣技術(shù)是以試驗(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(lèi)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。它對(duì)電力工業(yè)、電工制造業(yè)以及近代物理的發(fā)展都有重大影響。其主要內(nèi)容可分為各類(lèi)電介質(zhì)在高電場(chǎng)下的特性，電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)技術(shù)，電力系統(tǒng)過(guò)電壓與絕緣配合，高電壓技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用四部分。其主要應(yīng)用領(lǐng)域有等離子體技術(shù)、激光發(fā)電、液電效應(yīng)、靜電技術(shù)、照明技術(shù)、材料冶金加工和環(huán)保領(lǐng)域。例如高壓輸電技術(shù)，它是一種新型的輸電技術(shù)，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?。因此，掌握并?yīng)用高電壓與絕緣技術(shù)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

所謂電工新技術(shù)，具體體現(xiàn)在三“新”上：理論新，材料新，技術(shù)新。新理論主要有放電物理，等離子體物理，電磁流體力學(xué)，直線(xiàn)電機(jī)等。超導(dǎo)材料，永磁材料，半導(dǎo)體材料為主要采用的新材料。而微電子和計(jì)算機(jī)則是研發(fā)出的新技術(shù)。由此產(chǎn)生的應(yīng)用代表了未來(lái)電氣行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，如超導(dǎo)電工技術(shù)，核聚變電工技術(shù)，磁流體發(fā)電技術(shù)，磁流體推進(jìn)技術(shù)，可再生能源發(fā)電技術(shù)，磁懸浮列車(chē)技術(shù)，燃料電池技術(shù)，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，脈沖功率技術(shù)，微電機(jī)技術(shù)等。這些新興領(lǐng)域的發(fā)展將決定未來(lái)電氣行業(yè)的發(fā)展方向。