電器基礎理論

《電器基礎理論》是2020年機械工業出版社出版的圖書，作者是郭鳳儀，王智勇。

基本介紹

• 中文名：電器基礎理論
• 作者：郭鳳儀，王智勇
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111642039

內容簡介

機 械 工 業 出 版 社本書是“十三五”國家重點出版物出版規劃項目之一。全書共分9章，主要介紹開關電器的基礎理論、基本原理和基本計算方法，內容包括電器的發熱理論、電動力理論、電弧理論、電接觸理論、電磁系統理論及電器的機構理論等內容，並針對當前智慧型電器領域的研究熱點問題進行了簡要介紹。

本書從電氣工程及其自動化專業的教學實際出發，注重學生實踐能力的培養，可作為高等院校電氣工程及其自動化專業及相關專業本科生教材，也可供高職高專院校有關專業師生及從事高低壓電器設計、製造、試驗和運行方面的人員參考。

圖書目錄

序

前言

第1章緒論1

1.1電器的定義和分類1

1.1.1按電壓高低和工藝結構特點分類1

1.1.2按電器的執行機能分類2

1.1.3按電器的使用場合及工作條件

分類2

1.1.4按電器的用途分類2

1.1.5按電流種類分類3

1.2電器在電力系統中的作用3

1.3典型電器的基本原理4

1.3.1電磁繼電器4

1.3.2接觸器6

1.3.3電器基礎理論的範疇8

1.4電器技術的發展現狀及展望8

1.5中國電器製造業的發展概況10

第2章電器的發熱理論12

2.1概述12

2.2電器的極限允許溫升13

2.2.1表達形式13

2.2.2制定電器零部件極限允許溫升的

原則13

2.3電器的熱源14

2.3.1電阻損耗14

2.3.2鐵磁損耗16

2.3.3介質損耗17

2.4電器中的熱傳遞形式18

2.4.1熱傳導18

2.4.2熱對流20

2.4.3熱輻射21

2.5電器表面穩定溫升計算——牛頓

公式22

2.6不同工作制下電器的熱計算24

2.6.1長期工作制24

2.6.2短時工作制27

2.6.3反覆短時工作制28

2.7電器典型部件的穩定溫升分布29

2.7.1外包絕緣層的均勻截面導體29

2.7.2空心線圈30

2.7.3變截面導體31

2.8短路電流下的熱計算和電器的

熱穩定性34

習題35

第3章電器的電動力理論37

3.1電器的電動力現象37

3.1.1兩平行載流導體間的電動力37

3.1.2載流環形線圈或U形迴路所受的

電動力37

3.2電動力的計算方法38

3.2.1畢奧沙伐爾定律39

3.2.2能量平衡法39

3.2.3電動力的數值計算40

3.2.4迴路因數與截面因數的基本

概念41

3.2.5電動力沿導線的分布45

3.3交流穩態電流下的電動力46

3.3.1單相交流電流下的電動力46

3.3.2三相交流電流下的電動力47

3.4短路電流下的電動力49

3.4.1單相系統短路時的電動力49

3.4.2三相系統短路時的電動力50

3.5電器的電動穩定性51

習題52

第4章電弧的基本理論53

4.1概述53

4.2氣體放電的物理基礎53

4.2.1電離和激勵53

4.2.2電離方式54

4.2.3消電離方式56

4.2.4氣體放電的幾個階段58

4.2.5氣體間隙的擊穿理論60

4.3電弧的物理特徵63

4.3.1生弧條件63

4.3.2電弧的形成64

4.3.3電弧的分類66

4.3.4電弧的組成67

4.3.5電弧的表征方法70

4.3.6電弧的電漿噴流73

4.3.7電弧的能量平衡74

4.4直流電弧的特性和熄滅原理77

4.4.1直流電弧的伏安特性77

4.4.2直流電弧的熄滅原理80

4.4.3直流電弧熄滅時的過電壓84

電器基礎理論目錄4.5交流電弧的特性86

4.5.1交流電弧的伏安特性86

4.5.2交流電弧對電路的影響88

4.5.3交流電弧能量的計算96

4.6交流電弧的熄滅原理97

4.6.1弧隙的介質恢復過程98

4.6.2弧隙的電壓恢復過程104

4.6.3交流電弧的熄滅條件114

4.7交流電弧的滅弧方法116

4.7.1簡單開斷滅弧116

4.7.2磁吹滅弧116

4.7.3縱縫滅弧117

4.7.4柵片滅弧117

4.7.5固體產氣滅弧118

4.7.6石英砂滅弧119

4.7.7油滅弧119

4.7.8壓縮空氣滅弧121

4.7.9SF6氣體滅弧121

4.7.10真空滅弧125

4.7.11無弧分斷129

習題131

第5章電接觸理論132

5.1電接觸的分類和要求132

5.1.1電接觸的定義132

5.1.2電接觸的分類132

5.1.3電器對電接觸的要求136

5.2接觸電阻理論及其計算137

5.2.1接觸電阻的定義及組成137

5.2.2收縮電阻理論139

5.2.3表面膜電阻理論144

5.2.4接觸電阻的工程計算方法149

5.2.5接觸電阻的影響因素150

5.3電接觸的熱效應153

5.3.1φθ理論153

5.3.2收縮區中的溫度分布156

5.3.3焦耳熱對收縮電阻的影響157

5.3.4清潔對稱接觸的RjUj靜特性159

5.3.5收縮區的熱時間常數161

5.3.6接觸導體穩定溫升分布與接觸點

最高溫升計算162

5.4觸頭閉合過程的機械振動163

5.4.1觸頭機械振動的物理過程163

5.4.2觸頭機械振動參數的定量計算165

5.4.3減輕觸頭機械振動的方法167

5.5觸頭間的電動斥力168

5.5.1觸頭間電動斥力的產生168

5.5.2觸頭間電動斥力的計算168

5.5.3觸頭的動穩定性169

5.6觸頭熔焊與焊接力170

5.6.1觸頭的熔焊170

5.6.2觸頭的焊接力171

5.6.3減輕觸頭熔焊的方法172

5.7觸頭的磨損173

5.7.1觸頭磨損的種類173

5.7.2橋磨損173

5.7.3電弧磨損175

5.8滑動電接觸理論176

5.8.1滑動電接觸的特殊性176

5.8.2載流摩擦磨損概述177

5.8.3滑動電接觸的載流179

5.8.4滑動電接觸的摩擦180

5.8.5滑動電接觸的磨損180

5.8.6滑動電接觸的潤滑182

5.8.7滑動電接觸材料183

5.9電接觸材料184

5.9.1電接觸材料的分類184

5.9.2開關電器對觸頭材料的基本

要求184

習題187

第6章電磁系統的磁路計算188

6.1概述188

6.2磁路計算的基本原理188

6.3氣隙磁導的計算190

6.4直流磁路計算196

6.5交流磁路計算199

6.5.1交流磁路的特點199

6.5.2交流並勵電磁鐵的磁路計算200

6.6永磁磁路計算202

習題204

第7章電磁鐵的特性計算205

7.1電磁鐵的吸力計算205

7.1.1直流電磁鐵的吸力計算205

7.1.2交流電磁鐵的吸力計算206

7.2電磁鐵的吸力特性及其與反力特性的

配合207

7.2.1電磁鐵的吸力特性207

7.2.2電磁鐵的反力特性210

7.2.3吸力特性與反力特性的配合211

7.3電磁鐵的動態特性211

7.3.1直流電磁鐵的動態特性212

7.3.2交流電磁鐵的動態特性214

習題215

第8章電器的機構理論216

8.1高壓斷路器的結構及其工作原理216

8.2高壓斷路器機械操動系統的基本

結構218

8.3高壓斷路器的操動機構219

8.3.1高壓斷路器對操動機構的基本

要求219

8.3.2操動機構的分類及其工作原理221

8.4高壓斷路器的傳動機構與提升機構235

8.4.1高壓斷路器的傳動機構235

8.4.2高壓斷路器的觸頭提升機構241

8.5高壓斷路器觸頭的運動特性和緩衝

裝置243

8.5.1高壓斷路器觸頭的運動特性243

8.5.2高壓斷路器機構的緩衝器246

8.6操動機構的出力特性及其與斷路器

負載特性的配合250

8.6.1操動機構的出力特性250

8.6.2斷路器的負載特性251

8.6.3操動機構與斷路器的特性配合252

習題254

第9章智慧型電器255

9.1智慧型電器的基本概念255

9.1.1智慧型化是開關電器發展的必然

趨勢255

9.1.2智慧型電器的物理描述255

9.1.3智慧型電器的功能256

9.1.4智慧型電器的一般結構257

9.2智慧型電器領域的研究熱點及其發展

趨勢261

習題268

附錄電器電磁場的有限元分析269

一、電磁場的基礎理論270

二、電磁場有限元法的基本原理277

三、利用仿真軟體求解電磁場問題289

參考文獻295