- 高等教育出版社
- 9787040636277
- 1版
- 47263709-9
- 16开
- 450
- 工学
- 电气类
- 电气信息类
- 本科
内容简介
本书遵循“着眼国家战略需求培养高素质人才”的要求，把握电力设备和器件设计涉及知识点宽泛且基础的特点，建立设备结构与材料相结合，以及电、磁、热、力设计原理相结合的知识体系，融合通识教育与专业教育，为培养电力设备领域的创新型复合型人才提供支撑。本书第1章概述了电力设备的概念、设计原则和可靠性；第2章介绍了典型电力设备的工作原理和主要技术要求；第3～5章分别从电磁场设计、热设计、机械设计三个方面介绍了电力设计的基础理论和基本物理场计算方法；第6章阐述了电力设备基本物理场的耦合；第7章介绍了电力设备的绿色设计和全寿命设计的考虑与要求。
本书为新形态教材，将作者的讲义以二维码形式展现，拓展了教材内容。通过本书的学习，可以让读者以电力设备设计为背景或目标，集中学习和掌握电磁设计原理、热设计原理、机械设计原理；了解典型电力设备的工作原理与技术要求，并认识电力设备对可靠性、绿色性、经济性的需求。
本书可作为高等学校电气类相关专业的教材，也可供能源动力类、机械类、仪器类、电子信息类、自动化类等专业的师生、研究机构和制造企业的技术人员阅读参考，是相关从业者集中学习电力设备和器件设计所需原理的重要参考书。
目录
目录
前辅文
第1章 电力设备设计概论
1.1 电力设备的基本概念
1.2 电力设备的作用和地位
1.2.1 电力设备的作用
1.2.2 电力设备的地位
1.3 电力设备设计的基本原则
1.3.1 电力设备的运行环境及所承受的作用
1.3.2 电力设备结构的设计原则
1.3.3 电工材料的选型与设计
1.4 电力设备的试验与可靠性
1.4.1 电力设备的试验
1.4.2 电力设备的可靠性
1.4.3 电力设备可靠性模型与预测
习题1
第2章 电力设备的工作原理和主要技术要求
2.1 发电设备的工作原理和主要技术要求
2.1.1 发电机
2.1.2 太阳能光伏发电系统
2.1.3 燃料电池
2.2 输电设备的工作原理和主要技术要求
2.2.1 架空线路
2.2.2 电力电缆
2.2.3 气体绝缘高压输电线路
2.2.4 母线
2.3 变电设备的工作原理和主要技术要求
2.3.1 变压器
2.3.2 电抗器
2.3.3 互感器
2.3.4 高压套管
2.4 保护设备的工作原理和主要技术要求
2.4.1 断路器
2.4.2 避雷器
2.5 储能设备的工作原理和主要技术要求
2.5.1 电容器
2.5.2 超导磁储能系统
2.5.3 锂离子电池
习题2
第3章 电力设备的电磁场设计原理
3.1 电磁场设计的目标和原则
3.2 电磁场设计的控制方程和本构方程
3.2.1 麦克斯韦方程组和本构方程
3.2.2 麦克斯韦方程组的边界条件
3.3 典型结构电场分析和设计
3.3.1 交流和直流电场的分析方法
3.3.2 平板结构和同轴结构的电场分析
3.3.3 不均匀电场的解析计算分析
3.3.4 极不均匀电场的分析与设计
3.4 典型结构的磁场分析和设计
3.4.1 磁场分析方法
3.4.2 变压器的磁路分析
3.4.3 电机的磁路分析
3.4.4 漏磁与直流偏磁
习题3
第4章 电力设备的热设计原理
4.1 电力设备热设计的目标和原则
4.2 热场基本方程
4.2.1 热量传递的基本方式
4.2.2 热传导的数学描述
4.2.3 对流换热的数学描述
4.2.4 辐射换热的数学描述
4.2.5 发热、散热与热平衡
4.3 电力设备的传导换热
4.3.1 通过单层和多层平壁的传导
4.3.2 通过圆筒壁的传导
4.3.3 具有内热源的平壁传导和圆柱体传导
4.4 电力设备的对流换热
4.4.1 对流换热系数的影响因素
4.4.2 流动边界层及其动量方程
4.4.3 基本对流换热及相似理论
4.4.4 层流对流换热
4.4.5 湍流对流换热
4.5 电力设备的辐射换热
习题4
第5章 电力设备的机械设计原理
5.1 机械设计的目标和原则
5.2 电力设备的机械设计基础
5.2.1 构件变形的基本形式
5.2.2 构件的外力、内力及截面法
5.2.3 应力和应变
5.2.4 胡克定律
5.2.5 惯性矩
5.3 电力设备中典型结构的应力分析和设计
5.3.1 构件的拉伸和压缩
5.3.2 剪切和挤压
5.3.3 圆轴的扭专
5.3.4 直梁的弯曲
5.3.5 交变应力作用下构件的疲劳强度、冲击韧度
5.3.6 应力状态与强度理论
习题5
第6章 电力设备基本物理场的耦合
6.1 基本物理场的耦合分析原理
6.2 电-热耦合分析
6.2.1 典型结构的电-热耦合解析计算
6.2.2 典型结构的电-热耦合数值仿真
6.3 电力设备的热-力耦合分析
6.3.1 等直杆的热-力耦合计算
6.3.2 典型结构的热-应力耦合解析计算
6.3.3 典型结构的热-应力耦合数值仿真
6.4 电力设备的磁-热耦合分析
6.5 电力设备的电-磁-力耦合分析
6.5.1 换流变压器电-磁场耦合分析
6.5.2 绕组短路的电磁力计算
习题6
第7章 电力设备的绿色设计和全寿命设计
7.1 电力设备的绿色设计
7.1.1 绿色设计的目标和原则
7.1.2 绿色设计方法和分析
7.1.3 绿色设计的典型案例
7.1.4 绿色设计的评价
7.2 电力设备的全寿命设计
7.2.1 全寿命设计的目标和原则
7.2.2 全寿命设计的方法和分析
7.2.3 全寿命设计的典型案例
习题7
参考文献
前辅文
第1章 电力设备设计概论
1.1 电力设备的基本概念
1.2 电力设备的作用和地位
1.2.1 电力设备的作用
1.2.2 电力设备的地位
1.3 电力设备设计的基本原则
1.3.1 电力设备的运行环境及所承受的作用
1.3.2 电力设备结构的设计原则
1.3.3 电工材料的选型与设计
1.4 电力设备的试验与可靠性
1.4.1 电力设备的试验
1.4.2 电力设备的可靠性
1.4.3 电力设备可靠性模型与预测
习题1
第2章 电力设备的工作原理和主要技术要求
2.1 发电设备的工作原理和主要技术要求
2.1.1 发电机
2.1.2 太阳能光伏发电系统
2.1.3 燃料电池
2.2 输电设备的工作原理和主要技术要求
2.2.1 架空线路
2.2.2 电力电缆
2.2.3 气体绝缘高压输电线路
2.2.4 母线
2.3 变电设备的工作原理和主要技术要求
2.3.1 变压器
2.3.2 电抗器
2.3.3 互感器
2.3.4 高压套管
2.4 保护设备的工作原理和主要技术要求
2.4.1 断路器
2.4.2 避雷器
2.5 储能设备的工作原理和主要技术要求
2.5.1 电容器
2.5.2 超导磁储能系统
2.5.3 锂离子电池
习题2
第3章 电力设备的电磁场设计原理
3.1 电磁场设计的目标和原则
3.2 电磁场设计的控制方程和本构方程
3.2.1 麦克斯韦方程组和本构方程
3.2.2 麦克斯韦方程组的边界条件
3.3 典型结构电场分析和设计
3.3.1 交流和直流电场的分析方法
3.3.2 平板结构和同轴结构的电场分析
3.3.3 不均匀电场的解析计算分析
3.3.4 极不均匀电场的分析与设计
3.4 典型结构的磁场分析和设计
3.4.1 磁场分析方法
3.4.2 变压器的磁路分析
3.4.3 电机的磁路分析
3.4.4 漏磁与直流偏磁
习题3
第4章 电力设备的热设计原理
4.1 电力设备热设计的目标和原则
4.2 热场基本方程
4.2.1 热量传递的基本方式
4.2.2 热传导的数学描述
4.2.3 对流换热的数学描述
4.2.4 辐射换热的数学描述
4.2.5 发热、散热与热平衡
4.3 电力设备的传导换热
4.3.1 通过单层和多层平壁的传导
4.3.2 通过圆筒壁的传导
4.3.3 具有内热源的平壁传导和圆柱体传导
4.4 电力设备的对流换热
4.4.1 对流换热系数的影响因素
4.4.2 流动边界层及其动量方程
4.4.3 基本对流换热及相似理论
4.4.4 层流对流换热
4.4.5 湍流对流换热
4.5 电力设备的辐射换热
习题4
第5章 电力设备的机械设计原理
5.1 机械设计的目标和原则
5.2 电力设备的机械设计基础
5.2.1 构件变形的基本形式
5.2.2 构件的外力、内力及截面法
5.2.3 应力和应变
5.2.4 胡克定律
5.2.5 惯性矩
5.3 电力设备中典型结构的应力分析和设计
5.3.1 构件的拉伸和压缩
5.3.2 剪切和挤压
5.3.3 圆轴的扭专
5.3.4 直梁的弯曲
5.3.5 交变应力作用下构件的疲劳强度、冲击韧度
5.3.6 应力状态与强度理论
习题5
第6章 电力设备基本物理场的耦合
6.1 基本物理场的耦合分析原理
6.2 电-热耦合分析
6.2.1 典型结构的电-热耦合解析计算
6.2.2 典型结构的电-热耦合数值仿真
6.3 电力设备的热-力耦合分析
6.3.1 等直杆的热-力耦合计算
6.3.2 典型结构的热-应力耦合解析计算
6.3.3 典型结构的热-应力耦合数值仿真
6.4 电力设备的磁-热耦合分析
6.5 电力设备的电-磁-力耦合分析
6.5.1 换流变压器电-磁场耦合分析
6.5.2 绕组短路的电磁力计算
习题6
第7章 电力设备的绿色设计和全寿命设计
7.1 电力设备的绿色设计
7.1.1 绿色设计的目标和原则
7.1.2 绿色设计方法和分析
7.1.3 绿色设计的典型案例
7.1.4 绿色设计的评价
7.2 电力设备的全寿命设计
7.2.1 全寿命设计的目标和原则
7.2.2 全寿命设计的方法和分析
7.2.3 全寿命设计的典型案例
习题7
参考文献
前辅文
第1章 电力设备设计概论
1.1 电力设备的基本概念
1.2 电力设备的作用和地位
1.2.1 电力设备的作用
1.2.2 电力设备的地位
1.3 电力设备设计的基本原则
1.3.1 电力设备的运行环境及所承受的作用
1.3.2 电力设备结构的设计原则
1.3.3 电工材料的选型与设计
1.4 电力设备的试验与可靠性
1.4.1 电力设备的试验
1.4.2 电力设备的可靠性
1.4.3 电力设备可靠性模型与预测
习题1
第2章 电力设备的工作原理和主要技术要求
2.1 发电设备的工作原理和主要技术要求
2.1.1 发电机
2.1.2 太阳能光伏发电系统
2.1.3 燃料电池
2.2 输电设备的工作原理和主要技术要求
2.2.1 架空线路
2.2.2 电力电缆
2.2.3 气体绝缘高压输电线路
2.2.4 母线
2.3 变电设备的工作原理和主要技术要求
2.3.1 变压器
2.3.2 电抗器
2.3.3 互感器
2.3.4 高压套管
2.4 保护设备的工作原理和主要技术要求
2.4.1 断路器
2.4.2 避雷器
2.5 储能设备的工作原理和主要技术要求
2.5.1 电容器
2.5.2 超导磁储能系统
2.5.3 锂离子电池
习题2
第3章 电力设备的电磁场设计原理
3.1 电磁场设计的目标和原则
3.2 电磁场设计的控制方程和本构方程
3.2.1 麦克斯韦方程组和本构方程
3.2.2 麦克斯韦方程组的边界条件
3.3 典型结构电场分析和设计
3.3.1 交流和直流电场的分析方法
3.3.2 平板结构和同轴结构的电场分析
3.3.3 不均匀电场的解析计算分析
3.3.4 极不均匀电场的分析与设计
3.4 典型结构的磁场分析和设计
3.4.1 磁场分析方法
3.4.2 变压器的磁路分析
3.4.3 电机的磁路分析
3.4.4 漏磁与直流偏磁
习题3
第4章 电力设备的热设计原理
4.1 电力设备热设计的目标和原则
4.2 热场基本方程
4.2.1 热量传递的基本方式
4.2.2 热传导的数学描述
4.2.3 对流换热的数学描述
4.2.4 辐射换热的数学描述
4.2.5 发热、散热与热平衡
4.3 电力设备的传导换热
4.3.1 通过单层和多层平壁的传导
4.3.2 通过圆筒壁的传导
4.3.3 具有内热源的平壁传导和圆柱体传导
4.4 电力设备的对流换热
4.4.1 对流换热系数的影响因素
4.4.2 流动边界层及其动量方程
4.4.3 基本对流换热及相似理论
4.4.4 层流对流换热
4.4.5 湍流对流换热
4.5 电力设备的辐射换热
习题4
第5章 电力设备的机械设计原理
5.1 机械设计的目标和原则
5.2 电力设备的机械设计基础
5.2.1 构件变形的基本形式
5.2.2 构件的外力、内力及截面法
5.2.3 应力和应变
5.2.4 胡克定律
5.2.5 惯性矩
5.3 电力设备中典型结构的应力分析和设计
5.3.1 构件的拉伸和压缩
5.3.2 剪切和挤压
5.3.3 圆轴的扭专
5.3.4 直梁的弯曲
5.3.5 交变应力作用下构件的疲劳强度、冲击韧度
5.3.6 应力状态与强度理论
习题5
第6章 电力设备基本物理场的耦合
6.1 基本物理场的耦合分析原理
6.2 电-热耦合分析
6.2.1 典型结构的电-热耦合解析计算
6.2.2 典型结构的电-热耦合数值仿真
6.3 电力设备的热-力耦合分析
6.3.1 等直杆的热-力耦合计算
6.3.2 典型结构的热-应力耦合解析计算
6.3.3 典型结构的热-应力耦合数值仿真
6.4 电力设备的磁-热耦合分析
6.5 电力设备的电-磁-力耦合分析
6.5.1 换流变压器电-磁场耦合分析
6.5.2 绕组短路的电磁力计算
习题6
第7章 电力设备的绿色设计和全寿命设计
7.1 电力设备的绿色设计
7.1.1 绿色设计的目标和原则
7.1.2 绿色设计方法和分析
7.1.3 绿色设计的典型案例
7.1.4 绿色设计的评价
7.2 电力设备的全寿命设计
7.2.1 全寿命设计的目标和原则
7.2.2 全寿命设计的方法和分析
7.2.3 全寿命设计的典型案例
习题7
参考文献
前辅文
第1章 电力设备设计概论
1.1 电力设备的基本概念
1.2 电力设备的作用和地位
1.2.1 电力设备的作用
1.2.2 电力设备的地位
1.3 电力设备设计的基本原则
1.3.1 电力设备的运行环境及所承受的作用
1.3.2 电力设备结构的设计原则
1.3.3 电工材料的选型与设计
1.4 电力设备的试验与可靠性
1.4.1 电力设备的试验
1.4.2 电力设备的可靠性
1.4.3 电力设备可靠性模型与预测
习题1
第2章 电力设备的工作原理和主要技术要求
2.1 发电设备的工作原理和主要技术要求
2.1.1 发电机
2.1.2 太阳能光伏发电系统
2.1.3 燃料电池
2.2 输电设备的工作原理和主要技术要求
2.2.1 架空线路
2.2.2 电力电缆
2.2.3 气体绝缘高压输电线路
2.2.4 母线
2.3 变电设备的工作原理和主要技术要求
2.3.1 变压器
2.3.2 电抗器
2.3.3 互感器
2.3.4 高压套管
2.4 保护设备的工作原理和主要技术要求
2.4.1 断路器
2.4.2 避雷器
2.5 储能设备的工作原理和主要技术要求
2.5.1 电容器
2.5.2 超导磁储能系统
2.5.3 锂离子电池
习题2
第3章 电力设备的电磁场设计原理
3.1 电磁场设计的目标和原则
3.2 电磁场设计的控制方程和本构方程
3.2.1 麦克斯韦方程组和本构方程
3.2.2 麦克斯韦方程组的边界条件
3.3 典型结构电场分析和设计
3.3.1 交流和直流电场的分析方法
3.3.2 平板结构和同轴结构的电场分析
3.3.3 不均匀电场的解析计算分析
3.3.4 极不均匀电场的分析与设计
3.4 典型结构的磁场分析和设计
3.4.1 磁场分析方法
3.4.2 变压器的磁路分析
3.4.3 电机的磁路分析
3.4.4 漏磁与直流偏磁
习题3
第4章 电力设备的热设计原理
4.1 电力设备热设计的目标和原则
4.2 热场基本方程
4.2.1 热量传递的基本方式
4.2.2 热传导的数学描述
4.2.3 对流换热的数学描述
4.2.4 辐射换热的数学描述
4.2.5 发热、散热与热平衡
4.3 电力设备的传导换热
4.3.1 通过单层和多层平壁的传导
4.3.2 通过圆筒壁的传导
4.3.3 具有内热源的平壁传导和圆柱体传导
4.4 电力设备的对流换热
4.4.1 对流换热系数的影响因素
4.4.2 流动边界层及其动量方程
4.4.3 基本对流换热及相似理论
4.4.4 层流对流换热
4.4.5 湍流对流换热
4.5 电力设备的辐射换热
习题4
第5章 电力设备的机械设计原理
5.1 机械设计的目标和原则
5.2 电力设备的机械设计基础
5.2.1 构件变形的基本形式
5.2.2 构件的外力、内力及截面法
5.2.3 应力和应变
5.2.4 胡克定律
5.2.5 惯性矩
5.3 电力设备中典型结构的应力分析和设计
5.3.1 构件的拉伸和压缩
5.3.2 剪切和挤压
5.3.3 圆轴的扭专
5.3.4 直梁的弯曲
5.3.5 交变应力作用下构件的疲劳强度、冲击韧度
5.3.6 应力状态与强度理论
习题5
第6章 电力设备基本物理场的耦合
6.1 基本物理场的耦合分析原理
6.2 电-热耦合分析
6.2.1 典型结构的电-热耦合解析计算
6.2.2 典型结构的电-热耦合数值仿真
6.3 电力设备的热-力耦合分析
6.3.1 等直杆的热-力耦合计算
6.3.2 典型结构的热-应力耦合解析计算
6.3.3 典型结构的热-应力耦合数值仿真
6.4 电力设备的磁-热耦合分析
6.5 电力设备的电-磁-力耦合分析
6.5.1 换流变压器电-磁场耦合分析
6.5.2 绕组短路的电磁力计算
习题6
第7章 电力设备的绿色设计和全寿命设计
7.1 电力设备的绿色设计
7.1.1 绿色设计的目标和原则
7.1.2 绿色设计方法和分析
7.1.3 绿色设计的典型案例
7.1.4 绿色设计的评价
7.2 电力设备的全寿命设计
7.2.1 全寿命设计的目标和原则
7.2.2 全寿命设计的方法和分析
7.2.3 全寿命设计的典型案例
习题7
参考文献
