书名：场路理论在电气工程中的应用
书号：978-7-5198-6181-0
定价：38元
作者：庄劲武
出版时间：2023-12-15
出版社：中国电力出版社
页码： 176    字数(千字)：273
开本：16开    版次：1    印次：1

品牌介绍

中国电力出版社成立于 1951 年，作为中国成立最早的中央科技出版社之一，曾隶属于水利电力部、能源部、电力工业部、国家电力公司，现为国家电网公司所属的科技出版社，在电气技术专业出版领域享有极高的声誉。该社作为以图书出版为主体，音像、电子出版物、期刊、网络出版共同发展的大型出版企业，以强大的出版资源和高素质的专业队伍，致力于向读者提供包括电力工程、电气工程、建筑工程、电子技术、信息技术、外语、大中专教材、家教等学科门类齐全的权威出版物，也竭力为广大师生提供精品教材，是教育部和北京市教委规划教材的出版基地之一。

产品特色

1、新能源的接入、轨道交通的发展以及舰船综合电力系统的应用，对系统保护要求越来越高，新型高速保护装置就是在这样的背景下孕育而生，而且具有很强的延续性。2、教材主编庄劲武教授长期致力于舰船电力系统安全运行方向的教学与研究工作，深入一项，取得了丰硕的成果，自行研制的新型高速保护装置已经列装部队。3、教材编写思路摒弃国产教材普遍存在的理论与实际相脱节问题，首先归纳了新型高速保护装置的八项关键技术，分八个专题逐个展开，由问题出发，分析问题及其涉及的基础理论，再提出问题的解决方法（数学模型建立），最后回归问题（模型分析与试验验证）。实用性非常强。4、教材除基本理论知识外，其他内容均引用课题组成员的大、小论文，原创性很强。

作者介绍

庄劲武，男，1967年出生，浙江省宁波人，博士学位，现为海军工程大学电气工程学院教授、博士生导师。主要研究方向为舰船电力系统自动化及其安全运行。主持了总装探索一代、十二五预研、国家自然科学基金资助的以应用基础研究为主的一批科研项目及海军武器装备研究项目。近年来发表学术论文60余篇，申请获批国家发明专利4项，出版专著1部。获国家科技进步二等奖1项，军队科技进步一等奖1项、二等奖两项。获第十二届全国发明展览会银奖。2007年度湖北省自然科学基金青年杰出人才资助，入选第二届武汉市科技新秀。享受国务院特殊津贴。

内容介绍

全书共4个专题、16个案例，融入28个仿真计算模型、22个设计性实验。电热场专题以熔断器设计为背景，重点讨论恒定电场，以及稳态、瞬态温度场等理论的综合应用；电磁场专题以霍尔电流传感器、线圈电感、电磁铁、永磁驱动机构设计为背景，重点讨论稳恒磁场、磁路、恒定电场等理论的综合应用；电路专题以多相交流整流系统短路电流计算、关断电路设计为背景，重点讨论电路的综合应用；复杂场路专题以石英砂电弧、狭缝电弧建模，以及晶闸管开通、火药辅助开断技术研究为背景，重点讨论电、热、磁等场路理论的综合应用。为方便读者学习，本书配套26个微视频、15个程序附录、5份案例研究报告，以及课堂讨论问题清单。 本书可作为高等学校电气工程专业和其他相关专业的教材，也可供有关科技人员作为参考用书。
本书适用于本书可作为高等学校电气工程专业和其他相关专业的教材，也可供有关科技人员作为参考用书。

前言

2006年至今，我们团队一直在开展直流系统快速保护方向的技术攻关与产品研发工作，为了解决一个又一个技术问题、工程问题，我们重新接触了电、热、磁、力、材、化等学科基础理论。在不断地学习实践中，我们对这些理论建立了新的认知，也逐步将这些理论有效贯通起来。多年的研究和教学经历让我们越来越深刻地体会到，学员对知识的建构必须与实际问题的解决结合起来。学员只有通过“做中思、思中学、学中用”，才能真正地理解知识从何而来、用于何处、何以致用。为此，我们团队开始了“学为中心”的教学改革探索与实践，将科技攻坚中的实际问题转化为教学案例引进课堂，将综合利用基础理论解决复杂问题的过程转化为教学方法，融入课堂。形成了“提出问题（认识问题）-理论分析-数学建模-理论计算-实验验证-分析总结”案例化教学内容设计链路。 以“电热场专题”为例，为了提升学员综合利用电气专业基础理论解决复杂工程问题的能力，我们将熔断器设计中的关键技术、工程问题转化为4个教学案例，形成以电、热场、路基础理论综合应用为主要内容的电热场专题。通常，熔断器设计需同时考虑两个性能指标，一是额定通流状态下，端盖温升不能超过70K；二是故障情况下，弧前时间（从故障发生到熔断器熔断）必须满足电力系统保护的快速性要求。为此，我们首先设计了3个教学案例，“L形银片冷态电阻计算”“通电矩形铜片稳态温升计算”“通电细铜丝弧前时间计算”，与其相应的基础理论分别是恒定电场、稳态电热场、瞬态电热场，案例由简至繁，由易到难。为了更加逼近复杂工程问题的真实场景，更好地呈现多目标优化设计问题，我们又设计了第4个案例，即“超快速熔断器综合设计”，进一步提高案例的复杂度与难度。每个教学案例均按照“提出问题（认识问题）—理论分析—数学建模—理论计算（解析、仿真）—实验验证—分析总结”的链路展开。以“L形银片冷态电阻计算”为例，该案例研究背景来自熔断器通态损耗分析及冷态电阻计算，案例研究的具体问题是辨识出熔断器单个狭颈1/4结构的冷态电阻，电阻辨识可采用理论计算与实际测量相结合的方法，案例求解融合了物理、数学、计算机等相关学科知识。 专题式、案例化教学内容中蕴含着丰富的马克思主义立场观点方法，在实验与理论计算结果对比分析环节，教员可以引导学员从对比中发现误差、认识问题，然后以问题为牵引，利用相关基础理论分析误差产生的原因，让学员既坚持了“一切从实际出发、实事求是”，又领会到“透过现象看本质”的深意，我们想以“润物无声”“如盐入水”的方式实现专业教育与思政教育的有机结合。 在教学改革过程中，我们孕育出一本全案例化的新形态教材，与其说是教材，它更像是一个剧本。在整个教学实施过程中，学员一边阅读剧本，一边建模、仿真、实验、讨论、思考、总结，在建构知识的同时，不断提升正确认识问题、分析问题、解决问题的能力。 本书共4个专题。电热场专题以熔断器设计为背景，重点讨论恒定电场，以及稳态、瞬态温度场等理论的综合应用；电磁场专题以霍尔电流传感器、线圈电感、电磁铁、永磁驱动机构设计为背景，重点讨论稳恒磁场、磁路、恒定电场等理论的综合应用；电路专题以多相交流整流系统短路电流计算、关断电路设计为背景，重点讨论电路的综合应用；复杂场路专题以石英砂电弧、狭缝电弧建模，以及晶闸管开通、火药辅助开断技术研究为背景，重点讨论电、热、磁等场路理论的综合应用。为方便读者学习，本书配套26个微视频、15个程序附录、16个课堂讨论问题清单、5份案例研究报告（报告主要内容选自海军工程大学本科学员的课程作业）。 本书的建设倾注了团队研究生、工程师的大量心血，特别感谢付雪、黎嘉浩、柯其琛、王帅、雷冉、董润鹏、周煜韬、潘宇立、尹凡、辛子越、曾雄、李思光、唐有东的辛苦付出。伴随着教材的建设完善，我们已经面向7个专业班次的本科学员完成了近200学时的教学改革实践，非常感谢这些学员提出的许多宝贵意见。最后，特别感谢一直帮助团队教学改革工作的各级领导及同行专家，有了你们长期的信任与支持，才有了我们长久的信心与坚持。 限于作者水平，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请广大读者批评指正。

目录

序言
前言
第一章电热场专题
第一节L形银片冷态电阻计算
第二节通电矩形铜片稳态温升计算
第三节通电细铜丝弧前时间计算
第四节超快速熔断器综合设计
第二章电磁场专题
第一节中高压直流系统大电流测量
第二节含铁芯线圈电感计算与测量
第三节线圈激励型电磁铁电磁吸力计算
第四节永磁驱动机构永磁力计算
第三章电路专题
第一节一阶、二阶电路计算
第二节关断电路计算
第三节多相交流整流系统短路电流计算
第四节超快速断路器综合设计
第四章复杂场路专题
第一节含石英砂熔体烧蚀过程建模及计算
第二节狭缝运动电弧建模及计算
第三节晶闸管开通电热过程建模及计算
第四节火药辅助开断过程建模及计算
附录A研究报告：L形银片冷态电阻计算
附录B研究报告：通电矩形铜片稳态温升计算
附录C研究报告：通电细铜丝弧前时间计算
附录D研究报告：线圈激励型电磁铁电磁吸力计算
附录E研究报告：多相交流整流系统短路电流计算

参考文献