电气工程导论论文-

电气工程导论论文

—电气工程在我国节能减排和环境保护工作中的作用

动xxx 学号：xxxxxxxx XX

内容摘要：

电气工程的主要发展历程和研究方向及其所关注的技术难点和热点问题；同时电气工程对我国社会经济可持续发展、节能减排和环境保护工作方面也起到了重要的作用，并且对大气污染的治理与能源的高效利用进行讨论。

关键词：电气工程；发展历程；研究方向；节能减排；环境保护；大气污染；

一：电气工程的主要发展历程：

电气工程学科是一门历史悠久的学科：从世界范围来看，早在第二次工业革命时期，英、法、美等许多国家就已经开设了这一学科；对于我国来说，电气工程学科也已经有了近百年的历史。同时，电气工程学科是一门涉及范围很广，与其他学科联系较为密切的学科。其中电子信息、通信工程等许多学科都是由电气工程学科派生出来的。可以说：“凡是用电的地方都能用到这一学科”。

电气工程是研究电磁领域的客观规律及其应用的科学技术，是以电工科学长得理论和方法为基础而形成的工程技术。

1820年，安培(A.M.Ampere)发现了电磁效应。1831年，法拉第(M.Faraday)发现电磁感应原理。奠定了电磁学基础。法拉第发明的第一台发电机是法拉第盘，虽然给城镇和工厂供电的现代发电机比法拉第发明的发电机要复杂得多，但是它们同样都是根据电磁感应原理设计的。19世纪60年代，麦克斯韦(J.C.Maxwell)建立了统一的经典电磁场理论和光的电磁理论，预言了电磁波的存在。1873年，麦克斯韦完成了他的巨著——电磁学通论》，奠定了广泛应用电磁技术的理论基础。1832年，法国科学家匹克斯发明了世界上第一台直流发电机。1866年，德国科学家西门子制成了第一台自励式发电机。1885年，意大利物理学家加利莱奥·费拉里斯提出了旋转磁场原理，并研制出了二相异步电动机。1888年，俄国工程师多利沃-多勃罗沃利斯基研制成功第一台实用的三相交流异步电动机，并逐渐得到普遍的应用。交流电机的研制和发展，特别是三相交流电机的研制成功为远距离输电创造了条件，同时把电工技术提高到了一个新的阶段。19世纪末期，由于电机制造技术的发展和实用变压器的出现，发电和输电事业得到了迅猛的发展。1883年在美国纽约建成了商业化的电厂、直流电力网系统和中心发电厂、水力发电站和火力发电站。当时发电厂、发电站最初都是从直流发电开始的。但直流发电厂的供电范围有限，扩大供电范围，直流电厂已不能胜任，于是代之而起的是交流发电站的建立。1892年，法国建成了第一座三相交流发电站，把交流发电站的发展向前推进了一步。

人类从古代就注意到电和磁的现象，经过不断的探索和创造，以严格的数学形式对电磁场及其运动作了科学的概括，正式建立了电工科学完整的科学基础。

所以说电气工程学科是一门历史悠久的学科。当今的电气工程是一个现代高科技综合应用的，多学科交叉的前沿学科专业，具有广阔的应用前景。是基础工业的支持技术，也是高新技术的重要组成部分。不论是民用还是军用，不论是上天还是深海，甚至宇宙太空，电气工程无处不散发着活力，推动着各个方面的进步，可以说电气技术是科技发展的助推剂。电气工程利用着电为社会的发展提供动力。电气工程学科现已形成了电灯与电器，电力系统及其自动化，高电压与绝缘技术，电力电子与电力传动，电工理论与新技术五门分学科。虽然分开五个学科，但这些学科之间存在着密不可分的联系，不仅能独立发展，在自己的天地施展才华，也能共同合作，对电气工程及其自动化整体的发展奠定基础，指引方向。

二：电气工程的研究方向：

以应用性基础研究为主的电气工程学科，随着支撑技术的迅猛发展，将在与信息科学，材料科学，生命科学以及环境科学等学科的交叉和融合中获得进一步发展。超导材料，半导体材料与永磁材料的最新发展对于电气工程领域有着特别重大的意义。

21世纪电气工程学科的发展趋势是：电器工程学科将与工程和近代数学，物理学，化学，生命科学，材料科学以及系统科学，信息科学的前沿技术相融合，加强从整体上对大型复杂系统的研究，加深对微观现象及过程规律性的认识，同时利用信息科学的成就提升本学科并开创新的研究方向。

电器工程学科将在电能高效安全转换传输及集约利用，工程电介质与高电压技术，脉冲功率与放电等离子体，电磁场理论与生物电磁学等几个优先技术领域，重点在以下几个方面开展更进一步的研究工作。

（1）电力大系统，电力传动及电力电子变流系统中的非线性，复杂性问题；

（2）生物、医学与健康领域中的电磁方法与新技术；

（3）气体放电及多相混合体放电问题；

（4）基于新材料、新原理开拓新应用领域的电机、电器；

（5）反映各类电气设备电气或绝缘性能演变的多因子规律及其观察和测量技术；

（6）电能质量的理论及其测量、控制；

（7）可再生能源发电、电能存储和电力变换技术；

（8）现代测量原理及传感技术；

（9）脉冲功率技术与低温等离子体应用基础；

（10）电力电磁兼容问题以及复杂电力系统的经济安全运行、控制理论及其应用等。

三：电气工程对我国社会经济可持续发展、节能减排和环境保护方面起的重要作用

电气工程对于我国社会经济可持续发展、节能减排和环境保护方面起的重要作用。比如说风力发电，讲就是电器工程的一种。风能是一种取之不尽、无任何污染的可再生能源。地球上的风能资源极其丰富，据专家估计，全世界风能资源总量为每年2*10^12KW。也就是说，仅1%的地面风力就能满足全世界对能源的需求。由于风力发电技术的不断发展，风力发电的成本已与火力发电相当，因此，电力发电越来越受到世界各国的重视。

德国是世界上风力发电规模最大的国家，其风力发电的装机容量已达

3000MW。德国的风力制造能力强、水平高，全国十大风机制造商中，德国占有两家。

可用于风力发电的变速恒频发电系统有多种，如交流-直流-交流风力发电系统、磁场调制发电机系统、交流励磁双馈发电机系统、无刷双馈发电机系统、爪极式发电机系统、开关磁阻发电机系统等，这些变速恒频发电系统有的是发电机与电力电子装置相结合实现变速恒频的，有的是通过改造发电机本身结构而实现变速恒频的。

我国有丰富的可再生能源资源，近年来其开发利用取得了较快发展。根据2004年的统计，我国可再生能源的利用总量已经达到4亿吨标准煤的效能，在我国的能源结构中占20%，其中太阳能、风电、现代技术生物质能的利用等可提供2500万吨标准煤的能源。

根据国家发展规划中提出的目标，到“十一五”末期，全国风电总装机容量将达到5*10^6KW。在我国东部沿海和西北、华北、东北等风能资源丰富的地区，将建设30个左右10^5KW等级的大型风电项目，预计到2010年累积总装机约

3*10^6到5*10^6KW;2030年累积总装机约8*10^7KW；2050年累积总装机约

2*10^8KW。

在“十一五”期间，将重点研制2MW到3MW大功率风电机组，建设近海试验风电场，形成海上风电技术；攻克2MW以下风电机组产业化关键技术；进行大型并网风电技术、无刷双馈电机、变桨调节方式、变速恒频方式、应用矩阵变换器等新兴变流器拓扑技术等方面的重点研究。

我国是1992年联合国环境与发展大会《联合国气候变化框架公约》和1997年《京都议定书》的签字国，将根据我国的可持续发展攻略，承担“共同但有区别的责任”，努力减缓温室气体排放的增长率，加快可再生能源发展。

由此可见，风力发电是我国非常重点发展的电气工程技术，它对我国社会经济可持续发展、节能减排和环境保护方面起着的重要作用。

同样，风力发电对于治理大气污染也有着很大的作用，毕竟它是一种取之不尽、无任何污染的可再生能源。不过不能因为它这种没有成本的特性就随意浪费它，我们要加快发展我们风力发电的技术，现在有一种高效永磁风力发电机的技术，由于采用了永磁体励磁，省去了碳刷、滑环及励磁绕组，避免了碳刷与滑环引起的火花放电，且工艺简单、维护方便、效率较高。在转速变化时，可保持输出电压恒定不变，从而保证在低风速时既可向负载供电，而在风速变大时，又可保证用电设备与蓄电池的安全，且具有效率高、体积小、重量轻、结构工艺简单等优点。这就是很好的一个发展方向。

我国与发达国家所处的历史阶段不同，电气工程专业在我国至今仍保持着强大的生命力。随着我国工业化进程的不断进步，电气工程专业发展迅猛，我们也要好好学习，为了发展我国奋斗。

参考文献：

[1] 贾文超. 电气工程导论[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.