电器理论基础

工厂、学校、医院、宾馆中随处可见各式各样的开关设备,其与人们的生活休戚相关。但是,人们对开关的内部结构、工作原理、性能特征知之甚少。本课程从开关电器的结构特征出发,对开关中涉及的基础理论、物…

国家精品电子
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福州大学
中国大学MOOC
  • 完成时间大约为 20
  • 初级
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

课程系统描述了开关电器中的发热理论、电动力理论、电接触器理论、电弧理论和电磁机构理论的基本概念、基本原理、分析计算方法以及各种影响因素。在介绍基础理论的同时,增加了有限元温度场计算、触头弹跳分析、电器电极材料喷溅侵蚀计算、三维电磁场计算、电磁机构动态计算、零电流分断技术等相关内容,这些内容都是近年来行业关注的热点问题。课程还结合本人科研团队的研究成果介绍了电器技术的发展以及电器的智能化问题。对于从事电器设计、制造、试验、运行方面的工程技术人员是一个良好的学习平台。

课程教材 

电器理论基础. 许志红编著. 机械工业出版社,2014.1

课程大纲

第1讲 概论
1 电器的定义和分类
2 典型电器的结构原理
3 电器涉及的主要理论
4 低压电器相关新技术的发展

第1讲  选择题

第2讲 电器的发热理论
1 电器在工作中为什么会发热?
2 电器允许温升的确定原则
3 电器稳定温升的计算
4 典型电器的温升计算
5 不同工作制下的温升计算
6 电器的热稳定性与采用有限元法计算电器的温升

第2讲 选择题

第2讲作业

第3讲 电器的电动力理论
1 电器中的电动力现象
2 电器中的电动力计算
3 典型导体间的电动力
4 交流电动力计算
5 触头间电动力计算与电器的电动稳定性

第3讲  选择题

第3讲作业

第4讲 电器的电接触理论
1 电器中的电接触现象
2 接触电阻的理论与计算
3 影响接触电阻的主要因素
4 接触区域的热效应
5 触头的振动
6 触头主要参数与触头弹跳
7 触头的熔焊、磨损、材料转移

第4讲 选择题

第4讲作业

第5讲 气体放电与电弧
1 气体放电
2 气体放电特性
3 电弧物理特性
4 直流电弧的特性
5 直流电弧的熄灭原理

第5讲 选择题

第5讲作业

第6讲 交流电弧
1 交流电弧的基本特性
2 交流电弧对电路的影响
3 交流电弧的介质恢复过程
4 交流电弧的介质恢复特性计算与分析
5 交流电弧的电压恢复过程
6 交流电弧的电压恢复过程计算
7 交流电弧的熄灭原理

第6讲  选择题

第6讲作业

第7讲 开关电器的典型灭弧装置
1 磁吹与金属栅片灭弧原理
2 纵缝灭弧与熔断器
3 真空灭弧与SF6灭弧原理
4 零电流分断控制原理

第7讲 选择题

第7讲作业

第8讲 电器中的电磁机构
1 电器中的电磁机构
2 电磁场的基本概念与基本定律
3 典型电磁系统的结构原理与分类
4 电磁系统的基本特性分析
5 磁路的基本概念
6 磁路中气隙磁导的分析
7 磁路中气隙磁导的计算

第8讲 选择题

第8讲作业

第9讲 交直流电磁系统
1 典型直流电磁系统的特性分析
2 直流电磁系统的等效计算
3 典型直流电磁系统的计算举例
4 交流电磁系统的特性分析
5 交流电磁系统的磁路计算
6 交流电磁系统的计算实例

第9讲 选择题

第9讲作业

第10讲 电磁吸力计算与分析
4 电磁系统中短路环的工作原理与吸力特性计算分析
5 含永久磁铁的磁路分析
6 含永久磁铁的磁路计算
7 电磁机构动态特性简介

第10讲 选择题

第10讲作业
1 电磁系统的吸力计算方法
2 电磁系统静态吸力特性分析
3 不同情况电磁系统静态吸力特性比对

预备知识

电路、高等数学、电子技术、电磁场理论等。

参考资料

1.       常用低压电器原理及其控制技术. 王仁祥编著. 机械工业出版社,2010.
2.        低压电器技术手册. 尹天文主编. 机械工业出版社,2014.
3.        现代高压电器技术. 林莘编著,2011.
4.     输配电系统电力开关技术。 勒内.斯梅茨, 等著,刘志远,王建华等译,机械工业出版社,2019。

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