本书详细讲述了电器设计基本原理，针对电器的分析、设计和计算提供了必要的理论基础和计算方法。

本书包括电磁系统的磁路计算、电磁系统静态特性、电磁系统动态特性、电器发热理论及热计算、直流磁系统设计、永磁磁路和极化永磁机构、交流磁系统、电接触与电动力理论和电器电弧理论。同时，还介绍了电磁系统有限元温度场计算、动态特性仿真分析等计算机分析方法，以及应用于全电和多电飞机的航空电器设计技术。

本书可作为高等学校电气工程及其自动化、自动化等专业的本科生教材或教学参考书，也可作为电器相关专业研究生的教材和教学参考书；对于从事电器设计、制造、运行方面工作的电气工程技术人员，本书也具有一定的参考价值，可作为培训教材使用。

目录

Contents

前言

第1章概论

1.1电器定义

1.1.1电器应用

1.1.2电器的分类

1.1.3电器应用环境及特征

1.1.4对航空电器等特殊应用的要求

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

1.4电器技术的发展简史及其展望

第2章电磁系统的磁路计算

2.1磁场

2.1.1磁感应强度

2.1.2磁力线、磁通量及磁通管

2.1.3高斯定理

2.1.4磁导率及磁场强度

2.1.5安培环路定律

2.1.6标量磁位、等磁位面及磁场的图形

2.2磁路

2.2.1磁动势、磁通、磁阻和磁压降

2.2.2等效磁路图

2.2.3磁路的基尔霍夫二定律

2.2.4算例

2.3磁性材料

2.3.1软磁材料

2.3.2永磁材料的主要特性、种类和性能参数

2.4几种典型直流磁系统及其磁通分布

2.4.1拍合式

2.4.2吸入式

2.4.3旋转式

2.5气隙磁导计算

2.5.1磁极之间磁力线的分布规律

2.5.2解析法计算气隙磁导

2.5.3分割磁场法计算气隙磁导

2.5.4经验公式(曲线)法

2.6不计漏磁时的简单磁路计算

2.7磁系统的磁通分布及漏磁系数

2.7.1磁系统的微分方程

2.7.2铁心中的磁通和漏磁系数

2.8考虑漏磁时的简单磁路的计算

2.9复杂磁路计算

小结

习题与思考题

电器设计基础

目录

第3章电磁系统静态特性

3.1磁场的能量

3.2电磁铁的能量转换和吸力计算公式

3.2.1吸力计算的一般公式

3.2.2实用的吸力计算公式

3.3麦克斯韦吸力公式

3.4典型电磁铁的静吸力特性

3.4.1拍合式电磁铁

3.4.2吸入式电磁铁

3.4.3旋转式电磁铁

3.4.4具有磁分路器的磁系统

小结

习题与思考题

第4章电磁系统动态特性

4.1返回装置、触头系统及反力特性

4.1.1触头处于闭合状态

4.1.2触头的断开过程

4.1.3触头的闭合过程

4.1.4开关电器的反力特性

4.2静吸力特性与反力特性的配合

4.3电磁铁的吸合过程和吸合时间

4.3.1吸合触动时间

4.3.2吸合运动时间

4.4减少吸合时间的方法

4.4.1优储备系数

4.4.2合理配合吸力和反力特性

4.4.3加速运动的方法

4.5电磁铁的释放过程和释放时间

4.5.1释放触动时间

4.5.2释放运动时间

4.6延缓释放时间的方法和计算

4.6.1延时电路

4.6.2阻尼套筒式延时电磁铁

4.6.3释放延时的调整方法

4.6.4释放延时的计算方法

小结

习题与思考题

第5章电器发热理论及热计算

5.1电器的发热和允许温升

5.1.1电阻损耗

5.1.2电器导体变频交流电阻和磁系统涡流磁滞损耗

5.1.3允许温度及温升

5.2电器的散热方式

5.2.1热传导

5.2.2对流

5.2.3热辐射

5.2.4牛顿散热公式和综合散热系数

5.2.5大气压力对航空电器温升的影响

5.3线圈的作用和结构特点

5.4线圈的热计算

5.4.1线圈的热平衡方程式

5.4.2长期工作制

5.4.3短时工作制

5.4.4反复短时工作制

5.4.5线圈温升的实际情况

5.5线圈的设计方法

5.5.1基本计算公式

5.5.2线圈设计方法

5.5.3线圈参数改变时的换算

*5.6利用仿真软件分析电器热场

5.6.1热特性仿真软件介绍

5.6.2接触器热特性模型建立

5.6.3灭弧系统通电导体发热分析

5.6.4操动机构线圈发热分析

5.6.5接触器散热特性

5.6.6热量传递分析及参数计算

5.6.7热特性结果分析

小结

习题与思考题

本章附录

附录A漆包线的品种、规格和性能特点

附录B漆包线规格及参数表

第6章直流磁系统设计

6.1电磁铁的磁效率、机械效率和重量经济性指标

6.1.1电磁铁每次动作所做的机械功

6.1.2磁效率

6.1.3有效功和机械效率

6.1.4重量经济性指标

6.2直流电磁铁的设计步骤

6.2.1初步计算

6.2.2复算

6.3双绕组电磁铁的设计特点

6.3.1起动绕组

6.3.2保持绕组

6.3.3电子控制双绕组线圈

6.4PWM控制单绕组设计

6.5灵敏磁系统的设计特点

6.5.1功率经济性指标的关系式

6.5.2影响功率经济性指标的因素

6.5.3灵敏磁系统的设计步骤

6.6电磁铁设计中的相似法

6.7利用仿真软件进行磁路分析

6.7.1参数的确定与静态电磁场的仿真

6.7.2模型参数设置

6.7.3激励设置

6.7.4求解设置

6.7.5运动区域的设置

6.7.6仿真结果

小结

习题与思考题

第7章永磁磁路和极化永磁机构

7.1永磁磁路的计算方法

7.1.1永磁磁路第一类任务

7.1.2永磁磁路第二类任务

7.1.3永磁磁路开路工作点确定

7.2极化电磁机构的作用原理、特点及基本类型

7.3极化电磁机构的特性分析

7.4永磁机构工作原理及特性分析

7.4.1双稳态永磁机构原理及特性分析

7.4.2单稳态永磁机构原理及特性分析

小结

习题与思考题

第8章交流磁系统

8.1交流磁系统的特点

8.1.1磁链守恒

8.1.2涡流和磁滞损耗

8.1.3电磁吸力脉动现象

8.2交流磁系统的等效磁路图

8.2.1无短路环且不考虑铁损及漏磁

8.2.2有短路环且不考虑铁损及漏磁

8.2.3导磁体的铁损

8.2.4等效磁路图

8.3交流磁路计算

8.3.1第一类任务的计算

8.3.2第二类任务的计算

8.4交流电磁铁的吸力

8.4.1加短路环后的吸力

8.4.2三相交流电磁铁的吸力

小结

习题与思考题

第9章电接触与电动力理论

9.1电接触种类

9.2接触电阻

9.2.1接触电阻物理本质

9.2.2收缩电阻

9.2.3膜电阻

9.2.4接触电阻的经验公式

9.3触头的发热和熔焊

9.3.1触头的温升

9.3.2接触压降

9.4电器电动力

9.4.1通电导体电动力

9.4.2触头电动力

小结

习题与思考题

第10章电器电弧理论

10.1气体放电的物理基础

10.1.1游离和激励的概念

10.1.2游离方式与去游离方式

10.1.3固定间隙气体放电的几个阶段

10.1.4电弧的物理特性

10.2直流电弧

10.2.1直流电弧的伏安特性

10.2.2直流电弧的稳定燃烧与熄灭

10.2.3直流电弧的灭弧机理

10.2.4直流电弧的熄弧方法

*10.2.5航空直流电弧的灭弧问题

10.3交流电弧

10.3.1交流电弧的伏安特性

10.3.2交流电弧的熄灭与重燃

10.3.3交流电弧的熄弧方法

10.3.4交直流触头系统工作条件比较

*10.3.5航空交流电弧特性

10.4触头的磨损及材料选择

10.4.1触头磨损的几种形式

10.4.2触头电磨损的综合分析

10.4.3触头材料的选择

10.5触头系统参数设计

10.6故障电弧的检测与分析

10.6.1交直流故障电弧的特征

10.6.2故障电弧的检测分析方法

小结

习题与思考题

参考文献