| 作者 |
| 邹积岩 陈军平 刘晓明 董恩源 |
| 丛书名 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社* |
| ISBN |
| 9787111685920 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介 随着现代电力系统的飞速发展，真空开关以其优异的特性在电力设备中的占比越来越高。伴随着工业4.0时代的到来，真空开关技术本身也在快速发展。 《真空开关技术》从真空开关基本原理人手，以电力应用为主要参数背景，从工程技术视角描述真空开关设计、制造与使用中涉及的理论与技术问题，并给出了对下一代真空开关的展望。 《真空开关技术》内容共分三部分，首部分（第1、2章）是真空开关概论及其工作任务；第二部分（第3-6章）为真空开关主体技术以及相关理论，包括真空灭弧室技术、真空开关开断过程的物理描述与仿真、高压真空绝缘以及真空开关的操动机构及其控制；第三部分（第7、8章）为真空开关新应用与发展，包括直流真空开关和真空开关的智能化。 《真空开关技术》可作为高等学校电气工程相关专业本科生或研究生选修课教材、教学参考书，也可作为电力工程领域的科技人员与电器制造行业产品研发人员的参考书。 |
| 目录 |
| 前言 第1章真空开关概论1 11真空开关的基本结构与工作原理1 12真空开关的分类4 13真空开关的发展历史与现状7 14下一代真空开关展望9 参考文献17 第2章真空开关的工作任务18 21电力系统的短路及断路器关合短路18 22真空开关开断短路电流的物理过程19 221真空开关短路开断零区的介质恢复 与电压恢复19 222暂态恢复电压的表征20 23不同负荷常规电流的合分24 231空载长线的合分24 232电容器组的投切25 233开断小电感电流27 24电力系统的常规应力与频繁操作28 241绝缘要求与环境28 242受力29 243频繁操作与寿命29 25真空开关的型式试验30 251绝缘试验30 252机械性能试验30 253短路试验31 254操动机构与辅助回路32 255控制系统的电磁兼容试验33 参考文献35 第3章真空灭弧室技术36 31真空灭弧室的历史、现状与发展36 32真空灭弧室的结构与原理37 321真空灭弧室的结构37 322真空灭弧室的工作原理39 33电弧控制技术42 331真空电弧的形态42 332横向磁场触头结构及熄弧原理43 333纵向磁场触头结构及熄弧原理43 34焊接与封接技术45 341对封接金属的要求45 342封接结构46 35触头材料与动密封47 351触头材料47 352动密封48 36老炼与真空测试49 361真空灭弧室的老炼49 362真空测试50 参考文献51 第4章真空开关开断过程的物理描述与 仿真52 41真空电弧的基本特性52 411真空电弧的伏安特性52 412阴极斑点53 413真空电弧的形态58 42真空电弧零区现象60 421低气压等离子体鞘层发展60 422弧后金属蒸气密度衰减规律61 423真空电弧的弧后电流63 424真空开关的截流现象64 43真空电弧的磁场调控67 431触头结构及其磁场分布67 432TMF-AMF组合磁场触头图像 分析68 参考文献69 第5章高压真空绝缘70 51真空间隙的静态绝缘70 511真空间隙的静态绝缘强度70 512影响真空绝缘的设计与工艺 因素73 513击穿弱点与电极材料74 514基于电场数值分析的126kV双断口 真空断路器灭弧室内绝缘设计75 52真空灭弧室弧后动态绝缘78 521暂态恢复电压79 522真空介质强度恢复与TRV79 523多断口串联高压真空开关的动态 绝缘80 53真空中的固体介质81 531真空中固体介质表面闪络机理及其 影响因素81 532真空开关外绝缘分析82 参考文献83 第6章真空开关的操动机构及其 控制84 61真空开关的运动特性与操动机构 参数84 611真空开关对操动机构运动特性及机 械参数的需求84 612操动机构的工作参数87 613运动特性与开断能力88 62弹簧操动机构90 621弹簧机构的构成90 622弹簧机构的工作原理91 63永磁机构与磁力机构92 631永磁操动机构的结构原理93 632磁力操动机构的结构原理93 633永磁与磁力机构的电磁场分析94 634永磁机构的有限元分析与设计97 635影响永磁与磁力机构出力特性的 因素101 64斥力机构102 641快速斥力机构的工作原理102 642斥力机构特性分析103 643影响斥力机构运动特性的因素104 644三种电磁机构的比较105 65电磁类操动机构的调控105 651基本控制105 652调速控制107 参考文献111 第7章直流真空开关112 71机械式直流真空断路器113 711基本原理113 712拓扑电路分析115 713高压直流真空开关的典型结构116 714高压直流真空开关的参数试验117 72真空开关的中频开断119 721中频换流参数119 722临界开断参数120 723系统剩余能量的消纳122 73直流真空开关模块的串联122 731模块结构设计案例123 732多断口直流真空断路器的同步 控制124 733同步控制系统及冗余设计125 74混合式直流断路器中的快速真空隔离 开关127 741混合式直流断路器拓扑127 742快速开关的工作条件129 743快速真空开关的运动参数130 75中低压直流真空开关135 751直流配电断路器135 752轨道牵引与舰船直流真空开关139 753双电源快速切换开关140 参考文献144 第8章真空开关的智能化145 81智能真空开关的信号检测系统145 811现场参量及植入传感器146 812电量传感器146 813非电量传感器149 814开关量检测方法152 82相控真空开关154 821相控开关的基本结构155 822短路故障的相控开断156 823相控真空开关的应用实例158 83多断口真空开关的同步补偿160 831多断口真空断路器的基本操作 控制160 832多断口真空断路器的主动异步 开断162 833实施案例166 84真空开关的电磁兼容与可靠性167 841电磁干扰源168 842电磁干扰的抑制168 843电磁兼容试验170 844智能真空开关的可靠性评价171 参考文献176第1章绪论1 11矿井提升机1 111背景1 112摩擦式提升机2 113缠绕式提升机3 12我国矿井提升机的现状4 13现代设计方法在矿井提升机设计 中的应用5 14数值计算方法在矿井提升机设计 中的应用6 第2章矿井提升机钢丝绳的动力学 建模方法9 21基于集中参数离散模型的钢丝绳 纵向振动力学方程10 22基于分布参数连续模型的钢丝绳 横向振动力学方程11 23基于绝对节点坐标法的钢丝绳 动力学模型13 231绝对节点坐标方程14 232绝对节点坐标方程约束的 添加20 233基于绝对节点坐标法的钢丝绳 多体动力学方程22 24基于相对节点方程的钢丝绳 建模方法25 241单元的划分25 242相对节点方程26 243节点弹性力的计算31 244钢丝绳接触模型34 245系统运动方程求解36 第3章钢丝绳动力学建模方法在 矿井提升机设计中的 应用41 31矿井提升机设计与钢丝绳相关的 动力学问题41 32钢丝绳的提升能力41 321单绳缠绕式提升机提升方式的 极限提升能力41 322钢丝绳公称抗拉强度对提升 能力的影响42 323钢丝绳结构对提升能力的 影响43 33与钢丝绳承载性能有关的结构 设计实例44 331结构设计方案选择的应用 实例44 332钢丝绳缠绕过程的运动耦合 特征的应用实例47 333摩擦提升机的动力学特性及 影响因素50 334超深井多绳摩擦式提升机的 极限提升能力54 335大尺度强时变柔性提升系统的 纵振、横振和扭振特性59 第4章矿井提升机振动特性的 建模及仿真实例75 41摩擦式提升机的纵向振动75 411摩擦式提升机的结构75 412摩擦式提升机的纵向振动 模型76 413摩擦式提升机的纵向 振动模型参数分析77 414摩擦式提升机的纵向振动 方程79 415摩擦式提升机纵向振动 方程的求解82 42摩擦式提升机的横向振动83 421摩擦式提升机的横向振动 模型84 422摩擦式提升机的横向振动 方程84 423摩擦式提升机的横向振动 能量分析86 424摩擦式提升机横向振动 方程的求解87 43JKM45×6 (Ⅳ)摩擦式提升机的 振动特性仿真分析90 431JKM45×6 (Ⅳ)摩擦式提 升机的纵向振动分析91 432JKM45×6 (Ⅳ)摩擦式提 升机的横向振动分析100 44摩擦式提升机的摩擦传动 动力学模型109 441平面梁单元的绝对节点 坐标方程109 442平面梁单元的绝对节点坐标方程的修正114 443钢丝绳与摩擦轮的摩擦接触 模型117 444摩擦式提升机的摩擦传动动 力学方程120 445摩擦式提升机的摩擦传动动 力学方程求解122 446JKM45×6 (Ⅳ)摩擦式提升 机的摩擦传动仿真分析124 第5章有限元法和虚拟样机 技术133 51有限元法133 511概述133 512有限元法的思想134 513有限元建模135 514有限元常用软件137 515ANSYS Workbench的 介绍137 516ANSYS Workbench的 分析步骤138 52虚拟样机技术139 521虚拟样机139 522虚拟样机技术的理论 基础140 53RecurDyn软件145 531概述145 532RecurDyn V8R1的基本 模块145 533建模和仿真的步骤147 第6章有限元法在矿井提升机 设计中的应用148 61引言148 62有限元法在矿井提升机主轴装置 设计中的应用148 621矿井提升机的主轴装置148 622主轴装置建模149 623计算结果及分析151 63有限元法在钢丝绳张力耦合变化 特性分析中的应用157 631钢丝绳缠绕模型的建模157 632不同包角下钢丝绳股内各 丝张力分布的仿真分析162 64矿井提升机制动过程的热-结构 耦合分析168 641分析内容168 642制动过程中的载荷及边界 条件施加168 643紧急制动工况下制动器的热- 结构仿真计算与分析169 65有限元法在钢丝绳-提升容器作业 过程力学分析中的应用174 651钢丝绳-提升容器有限元 建模174 652钢丝绳-提升容器作业过程的 动力学分析176 66有限元法在缠绕式提升机主轴装置 分析中的应用180 661卷筒结构的受力分析180 662主轴结构的受力分析183 663承载结构作业过程中的动 态应力分析185 67有限元法在卷筒部分的结构优 化中的应用187 671卷筒的优化设计189 672卷筒支轮的优化设计190 68有限元法在承载结构疲劳寿命分析 中的应用192 681矿井提升机卷筒的疲劳 寿命192 682矿井提升机主轴的疲劳 寿命194 683矿井提升机天轮的疲劳 寿命194 第7章虚拟样机技术在矿井 提升机设计中的应用197 71柔性体建模技术197 711基于模态坐标的柔性体 建模方法197 712有限元多柔性体建模 原理200 713多柔性体技术中柔性体的 描述200 72摩擦式提升机的虚拟样机 仿真205 721主轴装置的建模205 722钢丝绳的建模209 723提升容器及配重的建模209 724外部载荷的输入209 725虚拟样机模型209 726数值仿真及结果分析209 727钢丝绳受力不平衡的 分析214 73缠绕式提升机的虚拟样机 仿真216 731虚拟样机模型216 732双提升电动机作用下钢丝绳 高速缠绕过程的运动耦合 特征224 74矿井提升机虚拟样机建模与紧急 制动动力学仿真227 741分析对象227 742矿井提升机模型的简化与 建立227 743双卷筒矿井提升机的边界条件 施加和虚拟样机建模228 744双卷筒矿井提升机的紧急制 动特性仿真229 745满载提升容器的紧急 制动229 746满载提升容器在井底附近时的 紧急制动232 第8章数值仿真技术在矿井提升机 分析中的应用237 81分析目的237 82疲劳设 |