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译者序
原书前言与致谢
第1章电力系统1
11电网2
111输电系统4
112配电系统5
12传统输电系统6
121变电站组成7
122变电站和设备8
123气体绝缘开关设备15
124电力系统稳态运行17
125电力系统动态运行(瞬态情况)17
13传统配电系统18
131配电馈线18
132住宅电气连接20
14智能电网22
141智能高压输电系统23
142智能配电网24
15练习24
16习题25
第2章发电站26
21火力发电厂29
211燃料储藏与处理29
212蒸汽锅炉30
213涡轮机36
214发电机与电气系统37
215燃气涡轮机41
216联合循环发电厂41
22核电厂42
221核反应堆43
222压水反应堆46
223沸水反应堆47
23水力发电厂48
231低水头水电厂51
232中与高水头水电厂52
233抽水蓄能设施54
24风力发电厂55
25太阳能发电厂57
251光伏发电57
252太阳能热电厂61
26地热发电厂62
27海洋发电63
271海洋潮汐64
272海流65
273海浪65
274海洋热能66
28其他发电66
29电能经济性67
291运营和维护成本68
292燃料成本68
293固定资本成本69
294总成本70
210负荷特性与预测71
211环境因素73
212练习74
213习题75
第3章单相电路77
31电路分析基础77
311基本概念与术语77
312电压与电流相量78
313功率79
32交流电路80
33阻抗82
331串联85
332并联85
333阻抗计算实例88
34负载92
341功率因数94
342电压调整率97
35基本定律与分析方法98
351基尔霍夫电流定律98
352基尔霍夫电压定律102
353戴维南定理与诺顿定理106
36单相电路分析应用106
37小结115
38练习116
39习题117
第4章三相电路120
41三相分量120
42星形联结发电机125
43星形联结负载128
431对称星形联结负载(四线制系统)129
432不对称星形联结负载(四线制系统)130
433三线制星形联结负载132
44三角形联结电路134
441三角形联结发电机134
442对称三角形联结负载135
443不对称三角形联结负载137
45小结138
46三相功率测量143
461三相四线制电路144
462三相三线制电路144
47标幺值146
48对称分量150
481相序分量的相电压计算150
482相电压的相序分量计算151
483负载阻抗的相序分量151
49应用实例155
410练习168
411习题168
第5章输电线与电缆171
51结构172
52输电线的组件178
521杆塔和杆塔基础178
522导线178
523绝缘子181
53电缆184
54输电线的电气参数185
55输电线电磁场188
551磁场能量190
552单个导线产生的磁场190
553复数空间矢量的数学运算193
554三相输电线产生的磁场194
56输电线电感199
561外部磁通量199
562内部磁通量200
563导体的总磁通量202
564三相导线电感202
57输电线电容206
571电场的产生206
572导线周围的电场208
573三相输电线产生的电场212
574三相输电线电容225
58输电线网络227
581对称系统的等效回路227
582长距离输电线229
59传输线保护234
591输电线故障234
592保护方法236
593熔断保护237
594过电流保护237
595远程保护239
510应用实例240
5101Mathcad实例240
5102PSpice:输电线中的暂态短路电流251
5103PSpice:输电线通电254
511练习256
512习题257
第6章机电能量转换261
61磁路261
611磁路理论262
612磁路分析264
613磁场能量268
614磁化曲线269
615磁化曲线模型272
62磁场和电场产生的力278
621电场产生的力278
622磁场产生的力279
63机电系统283
631电场284
632磁场285
64电磁力的计算286
65应用290
651驱动器290
652换能器293
653永磁铁电动机和发电机299
654微机电系统300
66小结303
67练习303
68习题304
第7章变压器309
71结构309
72单相变压器314
721理想变压器315
722实际变压器322
723变压器等效电路参数的确定328
73三相变压器335
731-联结337
732-△联结340
733△-联结343
734△-△联结344
735小结344
736三相变压器分析344
737三相变压器等效电路的参数350
738计算变压器参数的通用程序353
739应用实例356
7310变压器保护的概念366
74练习369
75习题370
第8章同步电机373
81结构373
811隐极转子发电机374
812凸极转子发电机377
813励磁机379
82工作原理381
821主旋转磁场381
822电枢磁通383
83发电机的应用386
831负载386
832无功功率调节386
833同步并网387
834静态稳定性388
84感应电动势和电枢反应电抗的计算399
841感应电动势的计算400
842电枢反应电抗的计算406
85发电机保护414
86应用实例418
87练习438
88习题439
第9章感应电机443
91简介443
92结构444
921定子445
922转子447
93三相感应电动机448
931工作原理448
932等效电路453
933电动机的运行状况455
934电动机的最大输出456
935运行分析458
936电动机参数的试验确定466
94单相感应电动机485
941工作原理485
942单相感应电动机的运行分析489
95感应发电机495
951感应发电机的分析496
952双馈感应发电机498
96电动机保护概述499
97练习501
98习题503
第10章直流电机507
101结构507
102工作原理510
1021直流电动机510
1022直流发电机513
1023等效电路515
1024励磁方式516
103运行分析518
1031他励电机519
1032并励直流电机523
1033串励直流电动机530
1034小结535
104应用实例536
105练习550
106习题551
第11章电力电子与电机控制553
111直流电机控制的概念553
112交流感应电机控制的概念556
113半导体开关562
1131二极管562
1132晶闸管564
1133门极关断晶闸管569
1134金属氧化物半导体场效应晶体管571
1135绝缘栅双极型晶体管571
1136小结572
114整流器572
1141简单不可控二极管整流器572
1142单相可控整流器583
1143触发和缓冲电路597
1144三相整流器600
115逆变器601
1151脉冲宽度调制的电压源逆变器603
1152有源可控晶闸管逆变器606
1153高压直流输电609
116柔性交流输电610
1161静态无功补偿器610
1162静止同步补偿器613
1163可控晶闸管串联电容615
1164统一的潮流控制器616
117DC-DC变换器618
1171升压变换器618
1172降压变换器623
118应用实例626
119练习639
1110习题639
附录643
附录AMathcad介绍643
A1工作表和工具栏644
A11文本区644
A12计算646
A2函数648
A21迭代计算650
A22定义一个函数650
A23绘制函数651
A24最小和最大函数值652
A3方程求解器653
A31根方程解算器653
A32找出方程的求解器653
A4矢量和矩阵654
附录BMATLAB介绍656
B1桌面工具657
B2运算符、变量和函数658
B3矢量和矩阵659
B4冒号运算符660
B5方程的迭代估算661
B6绘图661
B7基本的程序设计664
附录C基本单位和常数665
C1基本单位665
C2基本的物理常数669
附录DPSpice介绍669
D1获取并安装PSpice软件670
D2PSpice软件的使用方法670
D21创建电路670
D22电路仿真671
D23分析仿真结果673
答案675
参考文献682
本书提供关于电力传输、发电和应用方面基本知识的相关资料。全书共分11章,分别为电力系统、发电站、单相电路、三相电路、输电线与电缆、机电能量转换、变压器、同步电机、感应电机、直流电机及电力电子与电机控制。
本书附录提供了人工计算分析方法和基于利用计算机软件Mathcad、MATLAB以及PSpice计算来分析和解决问题的方法。
原书第2版是针对电能的转换和传输对当前环境产生的影响,并联系当前的工业发展而进行的全新修订。
本书的阅读对象是电气及相关专业本科生和教师,也可作为电气及相关专业工程师的参考用书。
主要进行的教学活动有:对课件的批注,这是最主要的,交互式电子白板的批注功能强大,修改存储方便,而且具有过程的回放功能,使用效果理想。我就是.......
计算机绘图是用点、线、符号、文字和数字描述机械和建筑物等空间物体的形状、大小、位置和特性的表达形式。工程图学是研究工程技术领域中有关图、图的绘制及其应用的科学,其内容包含画法几何、土木工程制图和计算机...
有互动的设计例如,点击了一个按钮,应该有什么样的反映,就算是按钮的交互吧。
《工程制图》和《计算机绘图基础》课程交互式教学模式探索
本文针对《工程制图》和《计算机绘图基础》课程的一系列共性问题及学生学习兴趣不高的状况,提出两门课程交互式教学的新模式,互相补充,互相渗透,以达到最佳的教学效果。
一个通用交互式计算机辅助工艺设计系统的开发研究
本文围绕作者开发的一个通用交互式计算机辅助工艺设计系统-InteCAPP,介绍了系统的结构,功能及其特点,详细阐述了实现InteCAPP的一些关键技术。
不同的转换器产品由于转换接口的不同,传输速率也不同,典型接口传输速率如下:
《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统(第2版)》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书全面论述控制系统计算机仿真的基本概念和原理,系统介绍了当前国际控制界最为流行的面向工程与科学计算的高级语言MATLAB及其动态仿真集成环境Sirraalink,并以最新版MATLAB为平台,详细阐述控制系统的数学模型及其转换、连续系统和离散系统的仿真方法、控制系统的计算机辅助分析与设计;最后特别介绍基于图形界面的MA"n.,AB工具箱的线性和非线性控制系统设计方法。《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统(第2版)》取材先进实用,讲解深入浅出,各章均有大量的例题,并提供了相应的仿真程序,便于读者掌握和巩固所学知识。
福州大学电气工程与自动化学院、古田溪水力发电厂的研究人员陈政、闫海、毛行奎等,在2018年第3期《电气技术》上撰文,阐述了磁谐振无线电能传输的工作原理,从电路角度对系统进行建模分析。
针对磁谐振无线电能传输系统满足最大输出功率时效率比较低的情况,提出以最大功效积为优化函数。针对线圈设计过程中各参数之间的制约关系,提出了在尺寸有限的情况下的PCB线圈优化设计方法。以最大功效积为目标函数,运用理论与仿真分析结合的手段,解决了在尺寸有限的情况下的PCB线圈优化设计问题。
最后根据优化结果,制作出一组线圈,并对发射和接收线圈间的互感及交流电阻进行测试,测试结果与理论计算和仿真结果基本一致,验证了所提优化方法的可行性。
将电能进行无线传输,是人类一直以来的梦想,自从法国物理学家赫兹发现电磁波后,美籍科学家特斯拉便提出利用电磁波携带能量实现无线电能传输的构想[1] ,多年来国外的一些科学家坚持开展着这项研究,但是进展缓慢[2],直到2007年MIT的科学家们成功在1.9m距离外“隔空”点亮一盏60W的灯泡[3]以来,全世界范围内掀起了一股研究无线电能传输的热潮[4-5]。
在许多应用场合,对于无线电能传输系统的PCB线圈尺寸有一定的限制,因此在有限空间下对其进行优化是很有必要的,文献[6]提出以最大效率为目标,以强耦合系数为优化函数,对PCB线圈进行优化。但优化后的线圈在效率最优的情况下,功率往往较低。文献[7]针对磁耦合谐振系统满足最大输出功率时效率比较低的情况,提出了功效积指标。
首先,本文通过对磁谐振无线电能传输系统进行建模分析,通过分析系统的输出功率和传输效率与负载、互感、频率之间的关系,得出系统无法实现对同一负载同时兼顾最大输出功率与最大传输效率两种特性。提出了以功效积为优化函数,优化PCB线圈。
之后,运用Mathcad数学软件作出功效积优化函数随线圈各参数变化的曲线,通过找这些曲线的最优点初步确定线圈参数。随后,在此基础上,采用电磁场有限元分析软件Ansoft进行仿真优化设计。最后,根据优化结果制作了一组线圈,并对互感和交流电阻进行了测试,验证了该方法的正确性。
图17理论优化的线圈实物
图18 仿真优化的线圈实物
结论
本文通过对四线圈结构的磁谐振无线传输系统进行建模分析,得出了影响系统传输效率和输出功率的因素,以线圈的参数为变量对系统传输特性进行分析,发现Po和η无法实现同时达到两者的最佳值。
因此提出以最大功效积为优化目标,提出了一种在有限尺寸空间下的PCB 线圈优化设计方法,通过理论和仿真的优化方法,寻找最优功效积下的线圈各参数,最后,根据优化结果,制作了两组线圈,分别对两组线圈的互感和交流电阻进行了测试,测试结果与理论计算和仿真结果基本一致,从而验证了所提方法的可行性与正确性。
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