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电器学原理(高等学校电气工程及自动化专业的教材) [平装] |  |
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电器学原理(高等学校电气工程及自动化专业的教材) [平装] | |
![电器学原理(高等学校电气工程及自动化专业的教材) [平装]](http://img.reader8.net/uploadfile/2012/0921/20120921033049336.jpg)
《电器学原理》为高等学校电气工程及自动化专业的教材，也可供从事高、低压电器设计、制造和运行方面工作的工程技术人员参考。
前言
第1章 绪论
1.1 电器的定义和分类
1.2 典型电器的结构原理
1.2.1 电磁式继电器
1.2.2 接触器
1.3 电器学的主要理论范畴
1.3.1 电器发热和电动力理论
1.3.2 电弧理论
1.3.3 电接触理论
1.3.4 电磁机构理论
1.4 开关电器技术的发展简史
1.5 我国电器制造事业的发展
第2章 电器导体的热计算
2.1 电器中的热源
2.1.1 电阻损耗
2.1.2 铁磁损耗
2.1.3 介质损耗
2.2 电器中的散热形式
2.2.1 热传导
2.2.2 热对流
2.2.3 热辐射
2.3 电器的允许温升及电器热稳定性
2.3.1 电器的允许温升及相关标准
2.3.2 电器的热稳定性
2.4 电器表面稳定温升计算及分布
2.4.1 电器表面稳定温升计算—牛顿公式
2.4.2 电器典型部件的稳定温升分布
2.5 不同工作制下电器的热计算
2.5.1 长期工作制
2.5.2 短时工作制
2.5.3 反复短时工作制
2.6 短路电流下的热计算
思考题与习题
第3章 电器中的电动力计算
3.1 电器中的电动力
3.2 电器电动力计算基本理论
3.2.1 能量平衡法计算电动力
3.2.2 毕奥-萨伐尔定律计算电动力
3.3 电器中典型结构的
电动力计算
3.3.1 导体回路对电动力的影响及回路因数
3.3.2 导体截面对电动力的影响及截面因数
3.3.3 载流导体与导磁体间的电动力
3.4 正弦交流下的电动力
3.4.1 单相正弦交流下的电动力
3.4.2 三相正弦交流下的电动力
3.5 短路电流下的电动力
3.5.1 单相短路时导体承受的电动力
3.5.2 三相对称短路时导体承受的电动力
3.6 电器的电动稳定性
思考题与习题
第4章 电弧基础理论
4.1 气体放电的物理基础
4.1.1 电离和激励
4.1.2 气体电离方式
4.1.3 气体消电离及其主要形式
4.1.4 气体放电的几个阶段
4.1.5 气体间隙的击穿理论
4.2 真空放电的物理基础
4.2.1 真空间隙的电击穿与真空绝缘破坏机理
4.2.2 真空击穿的主要影响因素
4.3 电弧物理特性
4.3.1 电弧的产生
4.3.2 电弧的伏安特性
4.3.3 电弧外观
4.3.4 电弧的组成
4.3.5 弧柱温度
4.3.6 弧柱直径
4.3.7 电弧的弧根和斑点
4.3.8 电弧的等离子流
4.3.9 电弧的能量平衡
4.4 直流电弧特性
4.5 交流电弧的介质恢复过程与电压恢复过程
4.5.1 交流电弧的伏安特性
4.5.2 电弧电压对交流电路电流的影响
4.5.3 交流电弧能量的计算
4.6 交流电弧弧隙中的介质恢复
4.6.1 弧隙中的介质恢复过程
4.6.2 开关电器弧隙的介质恢复强度特性
4.7 交流电弧弧隙中的电压恢复过程
4.7.1 恢复电压组成部分和工频恢复电压
4.7.2 理想弧隙时弧隙上的电压恢复过程
4.7.3 电弧参数对电压恢复过程的影响
思考题与习题
第5章 开关电弧的熄灭原理
5.1 直流电弧的熄灭原理
5.1.1 直流电路中的电弧能量和燃弧时间
5.1.2 直流电弧的熄灭原理
5.1.3 直流电弧的熄灭方法
5.1.4 电流转移原理
5.1.5 直流电弧开断时的过电压
5.2 交流电弧熄灭原理和熄灭条件
5.2.1 交流电弧的熄灭原理
5.2.2 交流电弧的熄灭条件
5.3 开关电器典型灭弧装置的工作原理
5.3.1 简单灭弧
5.3.2 磁吹灭弧装置
5.3.3 纵缝灭弧室
5.3.4 栅片灭弧室
5.3.5 固体产气灭弧装置
5.3.6 石英砂灭弧装置
5.3.7 油吹灭弧装置
5.3.8 压缩气体灭弧装置
5.3.9 真空灭弧装置
5.4 提高灭弧装置开断能力的辅助方法
5.4.1 弧隙两端并联低值电阻
5.4.2 附加同步开断装置
5.4.3 机械与半导体混合式开关
思考题与习题
第6章 开关电弧数学模型
6.1 电弧模型概述
6.2 气体介质电弧数学模型
6.2.1 气体介质电弧数学模型的分类
6.2.2 黑盒模型
6.2.3 经典的电弧模型
6.2.4 两种用于SF6断路器内的气体电弧模型
6.3 真空电弧数学模型
6.3.1 真空电弧的概述
6.3.2 真空电弧数学模型概述
6.3.3 真空电弧经典数学模型
思考题与习题
第7章 电接触理论
7.1 概述
7.1.1 电接触内表面的物理图景
7.1.2 电接触的基本结构类型
7.2 接触电阻
7.2.1 接触电阻理论
7.2.2 接触电阻计算
7.2.3 接触电阻的影响因素
7.3 接触导体温升
7.3.1 触头的发热
7.3.2 接触电阻与接触电压降
7.4 触头间的电动力
7.5 触头闭合过程的振动分析
7.6 触头熔焊
7.7 触头的质量转移和电磨损
7.8 电接触材料
7.8.1 触头材料的要求和分类
7.8.2 触头材料的选用原则
7.8.3 栓接触头材料的选用原则
7.8.4 触头材料的发展趋势
思考题与习题
第8章 电磁系统磁路计算基础
8.1 概述
8.1.1 电磁系统的典型结构和基本特性
8.1.2 电磁系统计算的基本任务及其计算方法
8.2 磁路的基本概念及磁路方程
8.2.1 磁路的基本概念
8.2.2 磁路的基本定律及磁路方程
8.2.3 拉普拉斯场量的对偶关系
8.3 气隙磁导计算
8.3.1 气隙的磁导定义
8.3.2 气隙磁导的计算方法
8.4 直流磁路计算
8.4.1 直流磁路特点及其求解方法
8.4.2 直流磁路方程的建立
8.4.3 不计漏磁通的无分支磁路计算
8.4.4 考虑漏磁时的U形磁路
8.4.5 复杂磁路的计算
8.5 含有永久磁铁的磁路计算
8.5.1 永久磁铁的工作曲线
8.5.2 永久磁铁的工作点及其等效处理
8.6 交流磁路计算
8.6.1 交流磁路的特点
8.6.2 交流磁路的基本概念
8.6.3 交流磁路分析与计算
思考题与习题
第9章 电磁系统的吸力计算
9.1 磁场能量与电磁力的基本关系
9.1.1 磁场的能量
9.1.2 能量转换与电磁力的普遍公式
9.1.3 电磁能量的图解表示
9.1.4 计算电磁力的实用能量公式
9.1.5 对漏磁力的分析
9.2 麦克斯韦电磁吸力公式
9.2.1 麦克斯韦公式的导出
9.2.2 麦克斯韦公式与能量平衡公式
9.3 恒磁动势与恒磁链条件下的吸力特性
9.4 交流电磁系统电磁吸力的特点与分磁环原理
9.4.1 交流电磁系统电磁吸力的特点
9.4.2 分磁环的概念
9.4.3 分磁环工作的分析
9.4.4 分磁环和磁极端面参数的设置
9.4.5 三相交流电磁系统的吸力
9.5 静态吸力特性与反力特性的配合
9.6 动态吸力特性的分析计算
9.6.1 直流并励电磁系统的动态特性
9.6.2 交流电磁系统的动态特性
思考题与习题
第10章 电器中场的计算基础
10.1 电器中电场计算基础及应用
10.1.1 电器中的电场问题
10.1.2 泊松方程的有限元离散格式
10.1.3 空间单元分析
10.1.4 代数方程的合成
10.1.5 边界条件的处理
10.2 电器中磁场计算基础及应用
10.2.1 电器中的磁场问题
10.2.2 三维静磁场矢量位有限元分析
10.3 电器中温度场计算基础及应用
10.3.1 电器中的温度场问题
10.3.2 热传导方程和边界条件
10.3.3 稳态温度场有限元方法
思考题与习题
第11章 电器试验技术
11.1 电器温升试验
11.1.1 温升试验的试验要求和方法
11.1.2 温升的测量
11.2 动热稳定试验
11.3 电器电弧试验
11.3.1 电弧形态的观测
11.3.2 电弧等离子体参数的诊断
11.4 动作特性试验
11.4.1 低压电器的动作特性试验
11.4.2 高压开关的动作特性试验
11.5 电器的通断能力试验
11.6 绝缘试验
思考题与习题
参考文献
版权页： 
插图： 
1.1 电器的定义和分类
电器是指用于对电路进行接通、分断，对电路参数进行变换，以实现对电路或用电设备的控制、调节、切换、检测和保护等作用的电工装置、设备和器件。例如用于分断或接通电路中工作电流或故障电流的断路器，调节电路参数的电阻器，用于切换多路电源或负载的转换开关，检测电压电流的电压互感器、电流互感器，用于保护线路的熔断器等都是典型的电器。
电器的用途广泛，种类纷繁，样式规格不一。因此电器的分类方法也是多种多样的。
1.按功能分类
（1）用于接通和分断电路的电器，如接触器、刀开关、负荷开关、隔离开关、断路器等。
（2）用于控制电路的电器，如电磁起动器、自耦减压起动器、变阻器、控制继电器等。
（3）用于切换电路的电器，如转换开关、主令电器等。
（4）用于检测电路系数的电器，如互感器、传感器等。
（5）用于保护电路的电器，如熔断器、保护继电器、避雷器等。
2.按用途分类
（1）配电电器：用于电能的输送和分配的电器，例如高压断路器、隔离开关、刀开关、低压断路器等。
（2）控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器，例如接触器、继电器、电动机起动器等。
（3）主令电器：用于自动控制系统中发送动作指令的电器，例如按钮、行程开关、万能转换开关等。
（4）保护电器：用于保护电路及用电设备的电器，如熔断器、热继电器、各种保护继电器、避雷器等。
（5）执行电器：用于完成某种动作或传动功能的电器，如电磁铁、电磁离合器等。
3.按动作原理分类
（1）手动电器：用手或依靠机械力进行操作的电器，如手动开关、控制按钮、行程开关等主令电器。
（2）自动电器：借助于电磁力或某个物理量的变化自动进行操作的电器，如接触器、各种类型的继电器、电磁阀等。
4.按电压等级分类
（1）低压电器，按功能可分为：
1）开关电器：接通和分断电路并有一定通断能力的电器，如转换开关、起动器、接触器等。
2）熔断器：分断过载或短路状态下电路的电器，如高分断能力熔断器、自复熔断器等。
3）继电器：用于控制和保护的电器。
4）电阻器和变阻器：改变电路参数或将电能转换为热能的电器，如起动电阻、调节电阻、起动变阻器和励磁变阻器等。
5）调节器：使电路中某些量保持不变或使其按预定方式变化的电器。
6）电磁铁。
（2）高压电器，按功能可分为：
1）开关电器：主要有高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器、高压负荷开关和接地断路器等。
2）量测电器：主要包括电压互感器、电流互感器。
3）限电流限电压电器：主要包括电抗器、避雷器等。
5.按元件与使用系统的关系分类
（1）电力网系统用电器：例如高压断路器、高压熔断器、低压断路器、低压熔断器以及电抗器和避雷器。除电抗器和避雷器外，对这类电器的主要技术要求是通断能力强，限电流效应好，动稳定性和热稳定性高，操作过电压低以及保护性能完善等。
（2）电力拖动自动控制系统用电器：例如接触器、起动器、继电器等。对这类电器的主要技术要求是转换能力强，动作时间快，操作效率高，电气和机械寿命长等。
（3）自动化通信用弱电电器：微型继电器、舌簧管、磁性或晶体管逻辑器件等。对这类自动化器件，主要要求是动作时间快，灵敏度高，抗干扰能力强，特性误差小，寿命长和工作绝对可靠。
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