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熱能工程及其自動化范文1

關鍵詞：電氣工程及其自動化；電能變換與控制方向；培養(yǎng)方案；課程設置；實踐環(huán)節(jié)

作者簡介：巫付專（1965-），男，河南安陽人，中原工學院電子信息學院，教授；王耕（1967-），男，河南鄭州人，中原工學院電子信息學院，副教授。（河南 鄭州 450007）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0018-02

近年來我國經濟持續(xù)高速增長，傳統(tǒng)能源消耗量大幅增長，引發(fā)的能源短缺和環(huán)境污染等問題成為制約我國經濟又好又快發(fā)展的瓶頸。為此，發(fā)展新能源產業(yè)勢在必行。《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出，至2015年底并網風電累計裝機容量要達到1億千瓦，年發(fā)電量要達到1900億千瓦時。光伏發(fā)電裝機要達到1400萬千瓦，光熱發(fā)電裝機100萬千瓦，太陽能熱水器推廣面積要達到4億平方米。政策上還首次提出地熱能、潮汐能和海洋能的發(fā)展目標。《中國新能源產業(yè)發(fā)展與安全報告（2011—2012）》指出，我國新能源產業(yè)總體而言對外依存度較高，風能產業(yè)、光伏產業(yè)、生物質能產業(yè)與地熱產業(yè)的關鍵設備及核心技術尚需從歐美輸入。

電能變換與控制技術作為新能源產業(yè)關鍵設備的核心技術之一，隨著我國新能源產業(yè)的迅速發(fā)展、國家科研投入的不斷加大，高校和科研院所近年來也研究出了大批科研成果。例如僅2012年11月19～20日在福州大學召開國家自然科學基金電工學科2008/2010 年度批準項目交流會就有研究成果120余項，其理論水平和實驗室級的成果已接近或達到歐美水平。然而這些成果工業(yè)化的過程中卻嚴重滯后于世界先進水平。造成這種局面固然有很多原因，但是人才培養(yǎng)“頻譜”的欠缺也是其中的原因之一。這些科研成果主要由教師、博士和碩士來完成，本科生很少涉足，國內高校開設相應本科專業(yè)方向的學校也很少，這就造成了將科研成果轉化為工業(yè)產品人才的匱乏。2012年11月16日《江南時報》報道：“能源動力類（就業(yè)率94.71%）、材料科學類（就業(yè)率93.71%）、電氣信息類（就業(yè)率92.70%）等與新能源、新材料、服務外包等新興產業(yè)相關專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)優(yōu)勢明顯。”“良好的產業(yè)發(fā)展不僅給相關專業(yè)畢業(yè)生帶來了就業(yè)底氣，也給薪資待遇提升留下了想象空間。”據(jù)統(tǒng)計，近兩年內電氣信息類畢業(yè)生的平均工資為3778元，仍有很大的上升空間。省內電氣信息類企業(yè)將傳統(tǒng)的電工技術與計算機、電子、自動控制、系統(tǒng)工程及信息處理等新技術相結合，具有廣闊的應用前景，規(guī)模正不斷壯大，就職畢業(yè)生對該類企業(yè)的發(fā)展趨勢充滿信心。”其他地區(qū)的招聘也有同樣信息出現(xiàn)。對于快速發(fā)展的新能源產業(yè)而言，應用型人才供應面臨嚴重不足。因此，亟待加大該產業(yè)人才的培養(yǎng)力度，以滿足新能源產業(yè)發(fā)展對應用型人才的迫切需求。

一、目前相關專業(yè)開設的現(xiàn)狀

近幾年國內僅有十幾所高校增設了核能相關專業(yè)，大多數(shù)高校是在原有熱能與動力工程等專業(yè)基礎上增設了部分與新能源有關的選修課程作為對新能源領域知識的一種補充，或進行了專業(yè)名稱的更改。所有這些無論是課程內容設置的科學性還是人才培養(yǎng)的專業(yè)性，尚不能適應完全國家對新能源領域專業(yè)人才的需求。對于新能源產業(yè)關鍵設備及核心技術之一的電能變換與控制更是涉及很少。

電氣工程及其自動化專業(yè)在1998年國家教育目錄合并前包括電力系統(tǒng)自動化、電機、絕緣技術等強電專業(yè)。由于其涉及的專業(yè)領域非常寬泛，所以各高校培養(yǎng)方案的設置通常分方向設置，即在專業(yè)課學習階段按專業(yè)目錄合并前的專業(yè)進行設置。與能源產業(yè)關鍵設備及核心技術之一電能變換與控制相對應的電力電子與電力傳動二級學科由于相對傳統(tǒng)電機電器、電力系統(tǒng)自動化等學科發(fā)展較晚等原因，開設電能變換與控制專業(yè)方向的高校很少。

由于新能源產業(yè)迅速發(fā)展，與之相適應的電力電子技術也得到了迅速發(fā)展與完善，為在電氣工程及其自動化專業(yè)本科階段開設電能變換與控制提供了理論基礎。

二、專業(yè)培養(yǎng)目標及規(guī)格

電氣工程及其自動化專業(yè)電能變換與控制方向面向新能源產業(yè)，根據(jù)能源領域的發(fā)展趨勢和國民經濟發(fā)展需要，需培養(yǎng)在新能源科學中電能變換與控制研究及其利用的技術開發(fā)與實施等方面既有扎實的理論基礎又有較強實踐和創(chuàng)新能力的專門人才，以滿足國家戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展對該領域教學、科研、技術開發(fā)、工程應用、經營管理等方面的專業(yè)人才需求。本專業(yè)培養(yǎng)掌握電路電子與電工技術、控制理論與系統(tǒng)、計算機與微處理器應用技術，強調強弱電點結合、元件系統(tǒng)結合、軟硬件結合和基礎知識，體現(xiàn)了強電與電力電子、自動控制、計算機等技術相結合的專業(yè)特點。

畢業(yè)生應獲得以下幾方面的知識與能力：具備較扎實的本專業(yè)領域必需的自然科學基礎理論知識和較好的外語綜合能力；系統(tǒng)掌握本專業(yè)技術基礎理論知識和必要的專業(yè)知識；掌握電能轉換與控制、信號分析與處理、電機學、新能源發(fā)電、電氣工程方面等方面的知識；了解本專業(yè)學科的前沿與發(fā)展趨勢；獲得電能變化與控制系統(tǒng)的分析、開發(fā)與研究方面的工程實踐訓練；能從事新綠色能源的研發(fā)工作（例如光伏發(fā)電、風力發(fā)電、混合動力汽車）；能從事電力系統(tǒng)的分析預測試；能從事電能質量分析與調節(jié)系統(tǒng)的研發(fā)與設計工作等；具有一定的人文社會科學、經濟管理知識及相關工程技術知識，掌握文獻檢索、資料查詢的一般方法；具有較強的工作適應能力；能從事新能源領域里的科學研究與管理工作。

三、專業(yè)課程體系

1.培養(yǎng)方案課程安排

針對本專業(yè)的特點，所以教學計劃安排應該使得在專業(yè)教學階段的理論與實踐并重。專業(yè)課階段課程安排的建議如下：

公共基礎課：“高等數(shù)學”、“大學物理”、“大學英語”等。

人文通識課：“原理”、“法律基礎”、“藝術鑒賞”等。

專業(yè)基礎課：“電路”、“模擬電子”、“數(shù)字電子”。

專業(yè)平臺課：“自動控制控原理”、“電機拖動基礎”、“單片機原理”、“自控原理”、“C語言”、“可編程控制器PLC及系統(tǒng)集成”、“信號分析與處理”等。

專業(yè)必修課：“電力工程”、“新能源發(fā)電”、“電能變換與控制（上、下）”、“DSP技術”等。

專業(yè)任選課：“微型電網工程”、“柔性輸配電技術”、“人工智能與智能控制”、“智能電網”、“電力系統(tǒng)網絡通訊”、“變配電運行自動化”、“電氣CAD”、“檢測技術與儀表”、“電動汽車概論”、“電能質量與諧波治理”等。

工具課：“MATLAB”、“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”等。

本培養(yǎng)方案將課程分為上述6個部分，其中公共基礎課、人文通識課、專業(yè)基礎課和專業(yè)平臺課的設置與目前的電氣工程及其自動化保持不變。專業(yè)必修課和專業(yè)任選課是電能變換與控制方向的主要專業(yè)課程。“新能源發(fā)電”主要講述太陽能光伏發(fā)電技術、太陽能熱發(fā)電技術、風力發(fā)電技術、生物質能發(fā)電技術的原理；“電能轉化與控制”（上）主要講述電能變換的基本原理，包括DC/DC、AD/DC和DC/AC變換，可采用傳統(tǒng)電力電子的教學內容與教材。“電能轉化與控制”（下）主要講述PWM的控制方法（包括SPWM、SVPWM、滯環(huán)控制和三角波比較控制以及瞬時無功理論等）以及在新能源（光伏發(fā)電、風力發(fā)電等）中的應用實例分析。DSP技術主要講述目前應用最為廣泛的TI公司TMS320LF2812的原理與應用。工具課“MATLAB”可在第二學期開設，“AotoCAD”、“protelXP”、“Proteus”、“multsim”放在期末實踐環(huán)節(jié)結合課程設計進行。專業(yè)課設置如表1所示。

2.實踐環(huán)節(jié)設置

實驗教學環(huán)節(jié)改革將注重培養(yǎng)學生的工程系統(tǒng)能力、實踐中運用知識的能力、解決較復雜工程問題的能力、管理決策能力，還有創(chuàng)新研發(fā)能力等。通過合理統(tǒng)籌優(yōu)化實踐教學部分激發(fā)學生的工程實踐興趣和勇于創(chuàng)新的精神，使學生的專業(yè)素質滿足電能變換與控制工程師培養(yǎng)標準。

（1）實踐教學環(huán)節(jié)改革將關注以下幾點：

1）加強綜合性、設計性實驗的開發(fā)，在統(tǒng)籌優(yōu)化、合理安排所有實驗課的基礎上提高實驗課質量，增加綜合性、設計性實驗，增強學生動手能力、分析問題、解決問題的能力。

2）增設企業(yè)中常用仿真軟件的教學實踐課程，提高學生多種仿真軟件的應用能力。

3）增設工程能力綜合訓練內容。

（2）本計劃實踐環(huán)節(jié)主要分兩個階段實施。

1）第一階段：工程能力基本訓練階段。內容：金工、電工實習、各門主要課程課內實驗、電子技術的課程設計、單片機課程設計、PLC的課程設計、工程制圖、制板及仿真軟件的應用等。目標：達到初步分析問題、解決問題的能力，具備實際工程所需的基本技能。

2）第二階段：工程能力綜合訓練階段。內容：取消單門專業(yè)課的課程設計，增設綜合課程設計，在第7學期期末進行，時間為3周，題目結合新能源發(fā)電所需的技術選定，要求學生按全國大學生電子設計大賽的型式提交作品及實驗報告。目標：使學生具備對所學知識和技能的綜合運用能力，具備初步電能變換與控制系統(tǒng)設計與調試能力。

3.校企聯(lián)合畢業(yè)設計

畢業(yè)設計是學生能力培養(yǎng)最后一個環(huán)節(jié)，主要鍛煉學生綜合運用所學科學理論方法和技術手段分析并解決工程實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和進行設計、技術改造與創(chuàng)新的初步能力。[2]畢業(yè)設計安排在第8學期進行，此環(huán)節(jié)時間為15周。采用校內指導教師和企業(yè)指導教師共同指導的方式。畢業(yè)設計題目的選取可以緊扣新能源發(fā)電中電能變換與控制關鍵技術，突出電能變換與控制常用控制策略、信號檢測方法等的應用，強調硬件電路的設計與調試、軟件的編程。目的是使學生在畢業(yè)設計的過程中初步掌握新能源發(fā)電中電能變換與控制的關鍵技術。

四、結論

我國新能源產業(yè)正在迅速發(fā)展，該方面專業(yè)技術人才的缺失已成為其進一步發(fā)展的瓶頸。高等學校應認真研究，及時培養(yǎng)出社會急需的人才，服務社會。本文就在電氣工程及其自動化專業(yè)基礎上開設電能變換與控制方向進行了分析；針對新能源發(fā)電所需的知識結構提出了主要課程的設置，并對實踐環(huán)節(jié)和畢業(yè)設計進行了詳細分析；給出了電氣工程及其自動化專業(yè)開設電能變換與控制方向的培養(yǎng)方案。要想將培養(yǎng)方案落實到實處還有很多工作要做，比如師資的建設、實驗室的建設、教材的建設等等。

參考文獻：

熱能工程及其自動化范文2

2011考研國家線：上海電力學院考研調劑信息

上海電力學院考研國家線已經公布，上海電力學院考研調劑正在進行，報考上海電力學院考研的考生請關注上海電力學院考研調劑專業(yè)：

電力系統(tǒng)及其自動化（080802）、熱能工程（080702）、應用化學（081704）

上海電力學院座落于上海市區(qū)東外灘，與浦東隔江相望，具有良好的育人環(huán)境和條件，是一所功能齊備、設施齊全、環(huán)境幽雅的現(xiàn)代化大學。學校為我國電力行業(yè)培養(yǎng)了大量高級專業(yè)人才，在全國享有一定的聲譽，今年我校研究生就業(yè)情況較好，絕大多數(shù)學生進入電力系統(tǒng)工作。

熱能工程及其自動化范文3

關鍵詞：熱能；動力機械；能源；環(huán)境

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

一、熱能動力機械專業(yè)的高技術性

大型的熱能動力設備，系統(tǒng)非常復雜，集機械、電力、電氣、電子、液壓、計算機等多學科于一體，自動化程度很高。從生產上來看，熱力設備的運行基本上實現(xiàn)了自動、遠動控制和計算機監(jiān)視。全計算機控制已基本實現(xiàn)，并是今后的發(fā)展方向。火電廠的鍋爐、汽輪機及其輔機的運行，早已是自動控制或遠動操作，新建的大型火力發(fā)電機組應用了計算機控制，如30MW汽輪發(fā)電機組，正常運行時鍋爐產蒸汽量在100t/h以上，鍋爐本體的高度超過som，燃煤達10t/11以上，若用人力來燒這樣的鍋爐是根本無法實現(xiàn)的，但是采用集散控制系統(tǒng)，實現(xiàn)全計算機控制，一臺鍋爐有兩名操作人員就夠了。對于工業(yè)鍋爐，亦采用機械進煤的方式，運用自動或遠動控制其運行。冶金、化工等行業(yè)的熱力設備，也具有相當高的自動化水平。可見，熱力設備的運行，采用了大量的高尖技術。熱力設備一般在高溫高壓的條件下工作，要搞好熱力設備的安全運行，必須經常地進行維護和定期的大小修，為了提高熱能利用效率，必須利用新技術對設備進行技術改造，利用先進管理手段進行管理，因此，需要既有理論知識又有豐富實踐經驗的工程技術人員。

二、常用的熱能動力機械

動力機械是把能量轉化為機械能而做功的機械裝置。其中，由熱能轉化為機械能的機械稱為熱能動力機械。常用的熱能動力機械有三種。一是燃氣輪機。燃氣輪機的工質是燃氣和空氣。這種機械的主要特點是運行平穩(wěn)，機動性好，噪音污染小。所以應用廣泛。未來燃氣輪機會向提高效率、利用核能發(fā)展燃煤技術的方向發(fā)展。二是蒸汽機。說到動力機械就不得不說蒸汽機。蒸汽機的工質是蒸汽，它是將內能轉化為功的裝置。蒸汽機的產生曾引起了世界上重要的“工業(yè)革命”。跨入21世紀之后，才漸漸被內燃機和汽輪機取代了領先地位。蒸汽機的使用之所以持續(xù)了兩個多世紀歸功于它對所有燃料都可以由熱能轉化成機械能。但是蒸汽機的運作依賴于笨重龐大的鍋爐，因此最終被輕巧靈活的內燃機所取代。三是內燃機。內燃機是將化學能轉化為機械能的裝置。因為燃料在機械內部直接燃燒，所以稱為內燃機。內燃機是目前運用最廣泛的熱機，它以汽油或輕柴油作燃料，雖然熱效率高，但熱料消耗率高，而且內燃機噪聲是動力設備噪聲的主要來源。因此，未來內燃機的發(fā)展將注重于提高機械效率，減少噪聲，降低排放量來嚴格要求燃料的清潔度，實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。

三、我國的熱能動力工程發(fā)展現(xiàn)狀

我國能源動力類熱能與動力工程專業(yè)形成于20世紀50年代。當時受蘇聯(lián)教育體制的影響，專業(yè)分割很細。在熱能與動力工程專業(yè)中就先后包括鍋爐、電廠熱能、內燃機、渦輪機、風機、壓縮機、制冷、低溫、供熱通風與空調工程、冷凍與冷藏、水能動力工程、水電站動力裝置、水電站動力設備、水能動力及其自動化、機電排灌工程、水能動力與提水工程以及工程熱物理等幾十個小專業(yè)，形成了以工業(yè)產品生產引導高等學校人才培養(yǎng)目標的基本格局，一定程度上與我國當時的發(fā)展相互適應。隨著改革開放，我國國民經濟體制發(fā)生很大的變化。社會對人的培養(yǎng)提出了新的要求。為了適應這種要求，1993年7月國家教委頒布的普通高等學校本科專業(yè)目錄，將幾十個小專業(yè)壓縮為9個專業(yè)，即熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發(fā)動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏。1998年教育部頒布的新專業(yè)目錄進一步將以上9個專業(yè)合并為1個，即熱能與動力工程專業(yè)。從原來的幾十個專業(yè)合并為1個專業(yè)，全國現(xiàn)在有120多所高校設有熱能與動力工程專業(yè)。熱動主要研究熱能與動力方面，是跨熱能與動力工程、機械工程等學科領域的工程應用型專業(yè)。熱動主要學習機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎理論，學習各種能量轉換及有效利用的理論和技術。本專業(yè)涵蓋的產業(yè)領域十分廣泛。能源動力產業(yè)既是國民經濟的基礎產業(yè)，又在各行各業(yè)中有特殊的應用，也是國家科技發(fā)展基礎方向之一。能源動力領域人才教育的成敗關系到國家的根本利益。隨著我國市場經濟的建立，社會需求和經濟分配狀態(tài)的變化、科技發(fā)展的趨勢、對本專業(yè)的生源、就業(yè)等形成了挑戰(zhàn)，更是熱能動力專業(yè)教的關鍵。同時，熱動還是現(xiàn)代動力工程師的基本訓練，可見熱動是現(xiàn)代力工程的基礎。

四、動力機械帶來的環(huán)境污染及解決辦法

動力設備引起的環(huán)境問題主要有熱污染、噪聲污染和空氣污染。熱污染是指工業(yè)生產和生活中排放的能量以熱能形式傳給環(huán)境，造成大氣和水被污染的現(xiàn)象。尤其是火力發(fā)電廠、核電站、造紙廠排放出來的含有大量廢熱的氣體和液體對水生植物和魚類生存繁衍造成了極大的威脅，各種有害成分還會隨著水資源的流動被陸地上的樹木，蔬菜吸收，進而被人類食用，引起重大的流行疾病等。要減少工業(yè)廢物的余熱對環(huán)境的影響，就要減少排放，并且充分利用余熱，或者尋找和開發(fā)新能源。使用清潔的水能，風能不僅降低了污染物的排放，還保護了環(huán)境。

1、空氣污染也叫大氣污染

從近年來的全國霧霾天氣可以看出，空氣質量與人們生活息息相關。空氣污染直接影響了人們的出行。大氣污染源來自于工業(yè)廢氣、汽車尾氣、居民生活供暖設備等。在大城市中，汽車、火車是不可或缺的交通工具，但它們消耗煤或石油產生的直接排放進空氣的廢氣，是霧霾天氣的主要“兇手”。而且近幾年的許多極端天氣也是因大氣污染引起的。空氣污染的防治要靠全國人民的共同努力，調整能源結構，植樹造林等都是目前比較流行的辦法。

2、噪聲污染

動力機械等設備運行時由于機械振動而形成噪聲。噪聲污染短期內或許沒有太大傷害，但處于這樣的環(huán)境一段時期后就會使生物的聽力受損，嚴重的還會誘發(fā)多種疾病。因此，防治噪聲也是刻不容緩的事情。對污染源來說需要降低聲源噪音，控制噪音傳播。而對于人們來說，可以采用吸音設備來阻擋噪聲的傳播。

六、熱能動力工程的發(fā)展方向

1、熱能動力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向)

主要掌握熱能與動力測試技術、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環(huán)境、動力機械設計、熱力發(fā)電廠、熱工自動控制、傳熱傳質數(shù)值計算、流體機械等知識。

2、熱力發(fā)動機及汽車工程方向

掌握內燃機(或透平機)原理、結構，設計，測試，燃料和燃燒，熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程，能源工程概論，內燃機電子控制，熱力發(fā)動機傳熱和熱負荷，汽車工程概論等方面的知識。

3、制冷低溫工程與流體機械方向

掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動化、暖通空調系統(tǒng)、低溫技術學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學生掌握該方向所涉及的制冷空調系統(tǒng)、低溫系統(tǒng)，制冷空調與低溫各種設備和裝置，各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。

結束語

熱能動力工程是社會生產力發(fā)展的一個重要組成部分，它推動了人類從人力勞動向機械生產的“進化”。作為國民生產的動力，能源已經成為了每家每戶的必需品。其中，熱能是能量傳遞和動力機械領域中使用得最多的一種能源形式之一。而現(xiàn)在隨著熱能轉化裝置以及動力機械的廣泛應用，已經出現(xiàn)了許多全球化的問題。本文針對熱能動力工程的相關設備和環(huán)境保護做一些基本介紹，僅供參考。

參考文獻

［1］黃益軍．淺談熱能動力設計研究［J］．城市建設理論研究(電子版)，2013(28)．

熱能工程及其自動化范文4

【關鍵詞】電氣自動化；控制設備；可靠性措施

一、電氣自動化控制設備的概述及其系統(tǒng)的控制功能

電氣自動化就是指能夠在人少或者無人參與的情況下，產品能夠按照提前設定好的程序，自主的完成產品的生產操作、質量控制、監(jiān)視等工作。電氣設備的發(fā)展趨勢是智能化、系統(tǒng)化和模塊化，開發(fā)電氣設備的新產品的速度正在加快，隨之而來的是其使用環(huán)境也變得異常惡劣，其所服務的系統(tǒng)也越來越昂貴和重要。國際上，通用的可靠性適用于一個單元或者一個系統(tǒng)。因為故障出現(xiàn)具有與隨機性質，所以常用數(shù)學方式來描述其可靠性，即用“概率”來表示。電氣工程及自動化專業(yè)是電氣信息領域中的新興學科，但是由于和工業(yè)生產以及人們的日常生活緊密相關，發(fā)展相當迅速，現(xiàn)在也日趨成熟，并且已經成為高新技術產業(yè)的非常重要的組成部分，廣泛應用于農業(yè)、工業(yè)以及國防等領域，在國民經濟中發(fā)揮著不可替代的作用。電氣工程及其自動化的觸角也開始伸向各行各業(yè)，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究。從事本專業(yè)的人員能夠接觸與電氣工程有關的信息處理、自動控制、電力電子技術、試驗技術、系統(tǒng)運行、研制開發(fā)、電子與計算機技術應用以及經濟管理等領域。

二、影響控制設備的可靠性的因素及研究的必要性

1、影響控制設備的可靠性的因素是多種多樣的，有外部環(huán)境的影響，例如：氣候條件、電磁干擾，有人為操作不合理的影響，也有元器件的質量低下的影響等等。詳細內容如下：

（1）氣候條件。溫度、氣壓、鹽度、濕度、大氣污染等氣候條件，能夠導致控制設備的積溫過高、結構損害、電氣性能降低等，進而影響控制設備的可靠性。

（2）電磁干擾。電磁干擾會導致控制設備的輸出噪音變大，從而造成設備不能夠正常穩(wěn)定的運行，可靠性不能保證。

（3）機械力作用力影響。機械作用力是指電氣設備在不同的運載方式中受到的震動、沖擊、離心加速度等機械損害，從而導致設備結構斷裂、原件變形或者元件疲勞，進而影響設備的可靠性。

（4）人為操作失誤。操作人員沒有嚴格按照控制設備安全使用規(guī)范進行操作，并且對設備的維修和保養(yǎng)不夠及時，這些因素都會影響設備的可靠性。

（5）元器件的質量不齊或者是質量不達標，導致生產出來的產品的可靠性不能保證。

2、控制設備的可靠性研究對國家來說，可以提升國家的電子發(fā)展水平；對一個企業(yè)來說，可以提升產品質量，增加市場競爭力、搶占市場份額獲得最大利潤回報。

（1）對國家來說，可以促進國家經濟的快速發(fā)展和國家電子行業(yè)的發(fā)展，能夠在世界經濟大舞臺上占據(jù)主動地位，提升世界地位和影響力。

（2）對企業(yè)來說，控制設備的可靠性可以提升產品的質量，產品的可靠性是產品質量的核心，只有提升可靠性才能減少故障的頻率、減少維修費用、降低工時耽擱以及提升產品的安全性能。

（3）控制設備的可靠性可以提升市場競爭力，增加市場份額，隨著用戶對產品要求的提高，只有具有良好可靠性的產品才是首選。因此只有具有高性能可靠性的產品，才能在日益激烈的市場競爭中勝出。

三、控制設備的可靠性測試的方法

可靠性測試是保證控制設備可靠性的重要步驟，同時要根據(jù)不同的情形選擇合適的電氣自動化控制設備的可靠性測試方法。常見的幾種控制設備的可靠性測試的方法如下：

1、實驗室測試方法。在實驗室內模擬現(xiàn)實場景，設定可以調節(jié)的工作條件和環(huán)境條件，然后通過調節(jié)不同的試驗參數(shù)，來檢測被檢測的設備，詳細的記錄每一個可靠性指標和數(shù)據(jù)。實驗室測試由于條件可控簡單，實驗結果可以再現(xiàn)和分析，而且實驗成本較高，與真實的情況還是有區(qū)別的。

2、保證性試驗方法。這項實驗需要花費較長時間，因為控制設備一般是由許多的元器件構成，每一個元器件出現(xiàn)故障的概率是隨機的，但是可以通過一定的技術方法改進產品，保證產品出廠之前失效率在規(guī)定的指標以內。

3、現(xiàn)場測試方法。真實的測試，得到真實的可靠性測試數(shù)據(jù)，并且不需要太多的控制設備進行測試，并且花費費用較低，同時實驗結束以后設備仍然能夠繼續(xù)使用。但是缺點也是很明顯的：受外界不確定因素影響較多，不可人為控制，同時實驗的再現(xiàn)性較差。在線測試、停機測試和脫機測試是現(xiàn)場測試的三種情形。控制設備的可靠性測試的最好方法就是現(xiàn)在實驗室進行一些模擬測試，然后將實驗室得到的數(shù)據(jù)與現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)進行對比，仔細分析以后再去確定控制設備的可靠性。

四、提升控制設備的可靠性的措施

明確各種影響控制設備的可靠性的因素以后，采用優(yōu)化的可靠性設計方法，根據(jù)每一個控制設備的特點、環(huán)境、原理，選擇正確的元器件和散熱防護裝置，使用熟練的操作者，從而提升控制設備的可靠性。

1、控制設備的設計階段。研究產品的生產技術，詳細的分析產品設計參數(shù)，制度出詳細正確的設計方案，保證產品的可靠性。同時產品的類型和結構能夠在保證可靠性的基礎上，選用經濟合理的原材料，設計出比較經濟的生產模式。設計同時應該考慮到操作的簡易性和維修的方便性。

2、控制設備的生產階段。使用專業(yè)生產廠家的產品，同時盡可能的減少設備中的元器件、零部件的規(guī)格和品種。要嚴格控制零部件的質量和可靠性能，盡量選擇物美價廉的國產材料，在保證產品性能的前提下，盡可能的降低精度等級，同時選配和修配的工作盡量減少或者杜絕，從而促進自動流水生產。

3、電子元器件的選用原則。嚴格控制元器件的選用，優(yōu)先選擇那些專業(yè)技術過硬、信譽高、技術服務好、供貨及時、價格公道的生產廠家，同時優(yōu)先選擇已經經過實踐證明過的性能穩(wěn)定、可靠性好的元器件。充分考慮工作的環(huán)境以及電路的性能，然后選擇不僅能夠滿足設備正常工作，而且還留有足夠的緩沖余量的元器件。最后應該詳細的記錄使用過程中每一種元器件展現(xiàn)出來的可靠性數(shù)據(jù)，為以后元器件的使用選擇提供依據(jù)。

4、控制設備的散熱防護。溫度是影響控制設備可靠性的重要因素，無論溫度過高還是過低都會對設備的可靠性產生影響。例如：電子設備的能量損失絕大部分是以熱能形式散發(fā)，如果散熱防護裝置不合理，熱能不能及時散發(fā)，設備的溫度將會過高，導致設備的運行速度減慢、故障頻發(fā)、可靠性下降。通常在散熱器上面多安裝幾個肋片，同時增加散熱器表面的粗糙度，提升輻射散熱的性能。

結束語

總而言之，電氣自動化控制技術逐漸成為促進國家經濟增長的重要因素，隨著電氣自動化控制技術的普及，在很大程度上提高了產品的可靠性和工作效率，標志著一個國家電子行業(yè)發(fā)展水平，并且也是當前經濟高速發(fā)展的必要條件。

參考文獻

熱能工程及其自動化范文5

上海交通大學

力學學科形成了各具特色、實力雄厚的四個二級學科：流體力學、固體力學、一般力學與力學基礎和工程力學。此外，生物力學是力學與生物、醫(yī)學相結合的交叉學科，其中研究與人類心血管疾病成因及診治相關的血流動力學是發(fā)展較快的領域之一，該方向屬于當前國際前沿。

材料科學與工程是上海交大的傳統(tǒng)優(yōu)勢學科，前身是冶金系，下設3個二級學科，其中材料學、材料加工工程被評為國家重點學科。

機械工程學科培養(yǎng)了數(shù)以萬計的專業(yè)技術人才，擁有機械制造及其自動化和機械設計及理論2個國家重點學科，整個學科的實力都非常強大。

控制科學與工程學科以其科研覆蓋面寬、綜合實力強、人才梯隊結構合理、培養(yǎng)高層次人才數(shù)量多、質量高而列居國內同類學科前茅。控制理論與控制工程、模式識別與智能系統(tǒng)2個學科從1987年開始就一直是國家重點學科。

創(chuàng)立于1943年的船舶與海洋工程學科，已形成了一批在全國乃至世界領先的優(yōu)勢學科，造就了一批以院士為核心的著名學科帶頭人，成為了我國學科門類齊全、綜合研究實力雄厚、獨具特色的船舶與海洋工程科研和教學基地，享有很高的學術聲譽。

西安交通大學

機械工程學院是西安交通大學歷史最悠久、實力最雄厚的學院之一，優(yōu)勢專業(yè)主要有機械制造及其自動化、機械設計及理論、機械電子工程等學科。

電氣工程學院是我國高校同類學科中創(chuàng)建最早、學科設置最全的學院之一，歷屆畢業(yè)生中有近30人成為院士，應屆畢業(yè)生一次性就業(yè)率非常高，學生知識能力強，頗受企業(yè)青睞。

能源與動力工程學院是西安交通大學的“品牌”學院，其能源動力學科實力強大，在全國都是數(shù)一數(shù)二的，擁有熱能工程、流體機械及工程、動力機械及工程、制冷及低溫工程4個優(yōu)勢專業(yè)，基本覆蓋了所有能源類專業(yè)方向。該學院的學生畢業(yè)后一般都進入電力、能源等企事業(yè)單位工作，收入高。

管理學院在全國同領域非常知名，工業(yè)工程專業(yè)具備了工科的扎實基礎和管理學的思維方式，頗受企業(yè)好評，出國率是同類高校中最高的。

電子與信息工程學院是涵蓋電子信息領域幾乎所有新興工程學科在內的一個學院，通信工程、自動化、計算機科學等專業(yè)每年都備受Google等知名跨國企業(yè)的青睞。

北京交通大學

北京交通大學原本屬于鐵道部，現(xiàn)劃歸教育部，運輸在全國排第一，源于和鐵路的淵源，交大可以說是目前全國僅有的和鐵路聯(lián)系密切的學校，全校各專業(yè)幾乎都和鐵路相關，所以一些原鐵道部企業(yè)最認可交大，交大每年有相當數(shù)量的畢業(yè)生會去這些企業(yè)。

交大的特色還在于和鐵路的相關專業(yè)，比如電信學院的通信、信號，土建學院的橋梁、隧道，機電學院的車輛工程，運輸學院的運輸、交規(guī)、物流，經管學院的企管、會計等。

電信、經管很知名，每年報名人數(shù)很多。理學院也有很不錯的學科。

西南交通大學

交通運輸學院擁有交通運輸工程國家重點學科，在地鐵、物流配送、人機和環(huán)境工程、智能交通技術等方面擁有不可代替的地位。上海磁懸浮列車、長江三角洲之間的子彈頭列車，這些先進的交通工具代表著未來鐵路交通發(fā)展的方向，而西南交大正是在這方面有著優(yōu)勢。

電氣工程學院主要從事電氣工程學科和電子信息學科的科學研究和人才培養(yǎng)工作，電力系統(tǒng)及其自動化是國家級重點學科，地鐵主要是依靠電力能源運行，因此許多電氣學院的學生被聘請到各地鐵運營大市。電氣學院的磁懸浮列車與懸浮技術研究所等重點研究所和實驗室可是幾塊金字招牌，磁懸浮列車的研究國內第一，世界領先。

西南交通大學的前身是我國高校最早成立土木工程系的，現(xiàn)在的西南交大土木工程學院有國家重點學科橋梁與隧道工程學，國家級特色學科土木工程等優(yōu)勢專業(yè)，結合西南地形復雜的特點正在發(fā)揮著不可替代的作用。

北京航空航天大學

航空科學與工程學院是北航最有名的學院，下設飛機系、人機與環(huán)境系、流體力學研究所、固體力學研究所4個系所，支撐起了北航的學術高峰。

材料科學與工程學院的學生主要是和飛機、航天材料打交道，擁有大量省部委材料學重點實驗室，如民航安全技術重點實驗室等。材料科學與工程專業(yè)還是國家一級重點學科。材料不僅應用在航空航天領域，還可以廣泛應用于建筑等民用行業(yè)，就業(yè)范圍非常廣闊。

能源與動力工程學院原名動力系，擁有一批獲得國內同行業(yè)公認的高級學術帶頭人作為學院的師資主體。

宇航學院堪稱航天人才的搖籃，有飛行器設計與工程、飛行器動力工程和探測制導與控制技術三個本科專業(yè)，課程設置的特點都是以“平臺課方向課”的模式構建，大大拓寬了學生的知識面，提高了學生的適應能力和專業(yè)能力。

計算機學院是一個特別鼓勵學生發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，展現(xiàn)自己才華的地方，其計算機科學與技術專業(yè)也是國家一級重點學科。

南京航空航天大學

飛行器設計是南京航天大學最著名的專業(yè)，也是歷年學校招聘會上最受矚目的熱門專業(yè)，建有我國直升機技術研究方向唯一的國家級(國防)重點實驗室，建有國內唯一專門從事航空智能材料與結構研究的航空重點實驗室以及CAD中心、結構振動兩個部門開放實驗室。

飛行員專業(yè)是這個學校最牛的專業(yè)，學校與多家航空公司聯(lián)合，對學生實行訂單式培養(yǎng)方式，共有“31”和“22”兩種招生模式，采取國內國外兩部教學，如“31”就是學員前三年在國內校本部進行飛行專業(yè)基礎理論知識學習和基本技能訓練，第四學年派送到國外飛行學校進行為期一年的飛行訓練，并取得中國民航總局認可的符合多發(fā)儀表等級要求的國外商業(yè)飛行員駕駛執(zhí)照。

電氣工程及其自動化專業(yè)雖然起步較晚，但發(fā)展十分迅速，且前景很好，擁有航空電源航空科技重點實驗室，建立了中航一集團和中航二集團技術工程中心，相關研究領域在國內也具有重要影響力。

中國海洋大學

海洋環(huán)境學院是中國海洋大學最具海洋特色的學院，包括國家級重點學科海洋科學和環(huán)境科學，其中海洋學本科專業(yè)是“國家理科基礎科學研究和教學人才培養(yǎng)基地”首批15個基地之一。

生物科學專業(yè)屬國家級特色專業(yè)。生物系是山東省重點學科和國家生物學一級學科的重要組成部分。聯(lián)合國教科文組織中國海洋生物工程中心也設在本系。

軍事海洋學是海洋學與軍事學相結合的新興學科。它以軍事作戰(zhàn)需求為牽引，以海洋學的基本知識和研究方法為基礎，研究如何利用海洋要素的變化規(guī)律為軍事作戰(zhàn)服務。

此外，中國海洋大學的水產、水產品加工及貯藏工程專業(yè)也是非常具有優(yōu)勢的專業(yè)，是國家級重點學科；水產養(yǎng)殖學、海洋技術、港口航道與海岸工程、會計學等專業(yè)屬國家級特色專業(yè)。

大連海事大學

大連海事大學的航海技術專業(yè)可謂久負盛名，實力非凡，1983年聯(lián)合國開發(fā)計劃署和國際海事組織在學校設立了亞太地區(qū)國際海事培訓中心，1985年設立世界海事大學大連分校。

如果說航海學的是開船，那么輪機學習的就是如何修船了。輪機管理（輪機工程）專業(yè)現(xiàn)設有輪機管理和船機修造兩個專業(yè)方向，屬于國家級重點學科。由于這個專業(yè)自身的特點――工程部件精確度要求較高，所以對所招收學生的要求也是格外高。

法學院是遼寧省人大常委會立法顧問單位，其中海商法專業(yè)在國內同類法律高校中是首屈一指的，也是大連海事大學進校要求分數(shù)最高的專業(yè)。它培養(yǎng)的學生不僅要求具有扎實的英語和法學基礎，而且還要求熟悉海運及相關業(yè)務，精通海商、海事法律，能夠將所學的知識運用于實踐中。

海事管理學科主要培養(yǎng)的是負責水上安全運輸監(jiān)督管理的專業(yè)人才，學生畢業(yè)后一般進入海事局、海上監(jiān)察、港口監(jiān)察等單位工作，是海上運輸?shù)牡谝坏婪谰€。

海上物流專業(yè)是解決港口運輸、海洋運輸?shù)母鞣N問題的學科，備受歡迎。

長安大學

公路學院是長安大學最好的學院，是我國公路交通建設行業(yè)學科最齊全、專業(yè)配套規(guī)模最大的公路交通學院。公路學院公路建設學科與技術學科均列入國家“211工程”重點建設行列，學院還是全國交通系統(tǒng)監(jiān)理工程師、造價工程師、檢測工程師和公路交通高新技術培訓基地。

汽車學院也是長安大學很牛的學院，載運工具運用工程是國內為數(shù)不多的幾個權威學科點之一，只有西南交通大學、北京交通大學可與之一爭高下。學院有自己唯一的汽車高速實驗環(huán)道和綜合測試場，給學生們提供了很多實驗機會，讓學生在賞車、鑒車、試車的樂趣中發(fā)現(xiàn)和學習。

資源學院、建筑學院、工程機械學院等都是在公路交通這一大學科的基礎上不斷細化而建立起來的，從地質勘探到建筑開發(fā)，與公路交通相關的各個方面都可以在這里找到強勢專業(yè)學科作支持。

熱能工程及其自動化范文6

【關鍵詞】風能利用 本科教育 風電教育

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）01-0010-01

一、前言

風能是目前世界上關注度最高的可再生能源之一。因為現(xiàn)今除水電之外，風電是開發(fā)技術最成熟、開發(fā)成本最小，也是未來最具有大規(guī)模開放價值的可再生能源。隨著化石能源的國際價格不斷上漲，風電成本已經與核電相當，遠低于太陽能、生物質能及其他可再生能源的發(fā)電成本。近年來，隨著設備制造水平的提高，風電設備的建設成本大幅度的降低，所以全世界主要經濟體不約而同地將風電發(fā)展列入國家能源優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略之一。目前，各國都投入精力致力于風能利用的產業(yè)。

一項產業(yè)能夠順利地發(fā)展，需要有相應的技術理論以及專業(yè)的人才隊伍支持。各國政府為了發(fā)展風能產業(yè)，在政策上給予傾向，資金上給予支持，相關科學技術研究和人才培養(yǎng)也非常重視。我國是全世界風電發(fā)展速度最快國家之一，截止2009年底中國風電裝機總容量已經是全世界第二的國家。風電建設的規(guī)模不斷擴大，風力發(fā)電市場管理逐步規(guī)范；風電設備的自主制造能力不斷加強；風電相關法律政策環(huán)境不斷改善，越來越多的科研單位也把目光投入到風能利用特別是風力發(fā)電相關技術的科研攻關上。2006年實施《中華人民共和國可再生能源法》第三章第十二條明確規(guī)定：國務院教育行政部門應當將可再生能源知識和技術納入普通教育、職業(yè)教育課程。在高校內設置獨立的新能源（特別是風能）利用的相關專業(yè)，為新能源事業(yè)培養(yǎng)高素質的儲備人才亦是迫在眉睫。

那么，如何建立針對風能利用產業(yè)的需要的專業(yè)呢？該專業(yè)的學生又應該如何培養(yǎng)？下面，筆者將對這些問題提出一些看法。

二、現(xiàn)有風能利用專業(yè)的教學現(xiàn)狀

筆者作為高校教師，在高校教授風力發(fā)電機組電氣與控制這門課程，該課程教授的學生是本校機電學院的熱能與動力專業(yè)風能方向的大四學生。熱能與動力專業(yè)的學生作為機電學院的學生，機械設計制造方面的專業(yè)知識準備充足，但是電氣工程方面的知識欠缺，尤其是當涉及到電機學、電力電子技術以及電力系統(tǒng)運行的課程內容的時候這種欠缺非常明顯。另外，電氣工程及其自動化專業(yè)的學生在本科階段學習風力發(fā)電相關課程，或是繼續(xù)深造進行風力發(fā)電相關研究時，對機械設計制造方面知識的欠缺也成為學習研究時的掣肘。

風能的利用，特別是風力發(fā)電是個復雜的、綜合性十分強的產業(yè)。從風力發(fā)電設備發(fā)出電能，到將電能傳輸上電網，整個過程涉及到多個領域、多門專業(yè)的知識和理論。

三、培養(yǎng)計劃的制定

首先，應確定好專業(yè)的培養(yǎng)目標。風能利用相關專業(yè)應該培養(yǎng)基礎扎實，知識面寬，具有較強的實踐能力和良好的發(fā)展?jié)摿Φ母呒墝ｉT人才。學生畢業(yè)后能夠從事風電場的規(guī)劃、設計、施工、運行與維護，風力發(fā)電機組設計與制造，風能資源測量與評估，風電機組的并網運行，風電機組調用，風力發(fā)電新技術開發(fā)等相關的技術與管理工作，對并能從事其它相關領域的專門技術工作。

四、基礎專業(yè)課程的設置

作為修讀風能利用專業(yè)的學生，要對風力發(fā)電設備、及其相關輔助設備、電力系統(tǒng)自動化、繼電保護、電器學、電機學等方面的知識有一定掌握，所以在課程設置上應兼具機械設計制造專業(yè)和電氣工程及其自動化專業(yè)的特點，不僅做到涉及面廣，針對不同的研究方向又能夠有極好的專業(yè)偏重性。所以，學生應主要學習流體、機械、電氣等學科的基礎理論，學習風資源測量與評估、空氣動力學、機械設計與制造、自動控制的理論和技術，電工電子、信息控制及計算機技術，電力系統(tǒng)（暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)）分析與電力系統(tǒng)繼電保護、發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)，高電壓技術，使學生具有進行風電機組及風電場的設計、制造、運行、試驗研究、項目投資與管理的基本能力，一定的創(chuàng)新能力，較強的實踐能力和良好的發(fā)展?jié)摿ΑＫ裕A專業(yè)課的設置方面，要全面地涵蓋到機械設計制造以及電氣工程相關的基礎內容，應包括以下課程：理論力學，材料力學，風力機空氣動力學，金屬工藝學，機械設計基礎，機械制造技術基礎，電路原理，模擬/數(shù)字電子技術，電機學，電力電子技術基礎，自動控制理論，電力系統(tǒng)分析，電力系統(tǒng)繼電保護原理，等等。

五、專業(yè)方向的設置

作為風能利用專業(yè)的學生，除了要全面地掌握了解機械設計制造和電氣工程的專業(yè)知識，在進入高年級之后還要有側重點地研究方向的選擇。筆者認為，研究方向大致可分為以下三個方面：

1.圍繞風力發(fā)電設備制造

主要研究方向是相關風力發(fā)電機組及其控制系統(tǒng)的，包括主體的風力機、發(fā)電機、偏航系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部分的設計和制造。目前風力發(fā)電市場上應用最廣泛的風電機組是雙饋異步風力發(fā)電機組，而應用前景最好的應是直驅永磁同步風力發(fā)電機組。選擇這個研究方向的學生在基礎的機械設計制造和電氣理論的基礎知識上，應對特種電機及其控制技術，直流/交流速控制系統(tǒng)，風電機組的控制優(yōu)化等方面有所掌握。

2.風電機組功率預測與并網技術

風力發(fā)電和傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，因為風速的不確定是風電場的出力預測也具有不確定性。隨著風電場的建設容量越來越大，風電場功率輸出的不確定對于電力系統(tǒng)的影響日益明顯，不能夠忽視。這一方向主要在于學習研究建立風電機組功率預測系統(tǒng)以及革新風電機組的并網技術，應對風電機組的控制技術、電力系統(tǒng)自動化運行、電力系統(tǒng)調度以及EMS等相關課程進行學習并掌握。

3.風電場運行管理

針對風電的并網技術以及網上運行時安全調度的問題都是目前風電產業(yè)領域需要研究的重點。目前來說，風電行業(yè)發(fā)展的“瓶頸”在于風電的市場消納問題。這一方向主要解決風電工程與電網工程建設進度不一致的實際的現(xiàn)狀以及風電相較傳統(tǒng)發(fā)電模式市場競爭力較弱的現(xiàn)狀，就應對電力市場調度、風電與火電聯(lián)合運行、風電與水電聯(lián)合運行等課題進行學習研究。

六、總結

相較于高職類風力專業(yè)的培養(yǎng)，風能利用本科專業(yè)應該著眼于培養(yǎng)高起點、高層次的風 力發(fā)電相關人才，不是培養(yǎng)一般的技術員。經過四年的教育，畢業(yè)生要具有進行風力發(fā)電機組和風電場的設計、制造、運行、試驗研究以及項目投資與管理的基本能力，成為有一定創(chuàng)新能力、較強實踐能力和良好發(fā)展?jié)摿Φ母呒墝ｉT人才。

參考文獻：

[1]肖創(chuàng)英.歐美風電發(fā)展的經驗與啟示[M].北京：中國林業(yè)出版社，2010.4.

[2]吳廣龍. 淺談風力發(fā)電的技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].裝備制造， 2010，（1）：115.

[3]祁和生，沈德昌.我國大型風力發(fā)電產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J].電氣時代，2010，（2）：29-31.