武建文，博士，畢業於西安交通大學電器專業。現任北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院教授、博士生導師。主要從事電器電弧理論與應用、智能電器設計、開關設備故障診斷等方面的研究工作。主持國家自然科學基金6項，主持國家自然科學重點基金和工信部行業專項重大項目子課題。獲2019年中國機械工業協會技術發明一等獎、2013年北京市高等教育教學成果獎一等獎、2022年中國航空學會科技進步一等獎等。共發表論文180餘篇，出版專著2部，獲授權發明專利30餘項。 IEEE高級會員，現任《電工技術學報》編委。
吳靜，博士，畢業於清華大學電氣工程專業。現任北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院副教授。主要從事電磁場理論及其應用方面的研究工作。主持國家自然科學基金、國防技術基礎等項目，發表論文40餘篇，獲授權發明專利10項；獲2020年北京市科技進步二等獎、中國計量測試學會科技進步二等獎等。現為中國電工技術學會電磁檢測專委會委員。
佟子昂，博士，畢業於北京航空航天大學電機與電器專業。現於北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院從事博士後研究工作。主要從事航空電弧理論與應用、智能電器設計、電能質量控制等方面的研究工作。主持中國博士後科學基金和北京市自然科學基金，共發表論文18篇，獲授權發明專利 3項。
獲2022年中國航空學會科技進步一等獎。

目錄
Contents
前言
第1章概論
1.1電器定義
1.1.1電器應用
1.1.2電器的分類
1.1.3電器應用環境及特征
1.1.4對航空電器等特殊應用的要求
1.2典型電器的結構原理
1.2.1電磁式繼電器
1.2.2接觸器
1.3電器學的主要理論範疇
1.4電器技術的發展簡史及其展望
第2章電磁繫統的磁路計算
2.1磁場
2.1.1磁感應強度
2.1.2磁力線、磁通量及磁通管
2.1.3高斯定理
2.1.4磁導率及磁場強度
2.1.5安培環路定律
2.1.6標量磁位、等磁位面及磁場的圖形
2.2磁路
2.2.1磁動勢、磁通、磁阻和磁壓降
2.2.2等效磁路圖
2.2.3磁路的基爾霍夫二定律
2.2.4算例
2.3磁性材料
2.3.1軟磁材料
2.3.2永磁材料的主要特性、種類和性能參數
2.4幾種典型直流磁繫統及其磁通分布
2.4.1拍合式
2.4.2吸入式
2.4.3旋轉式
2.5氣隙磁導計算
2.5.1磁極之間磁力線的分布規律
2.5.2解析法計算氣隙磁導
2.5.3分割磁場法計算氣隙磁導
2.5.4經驗公式(曲線)法
2.6不計漏磁時的簡單磁路計算
2.7磁繫統的磁通分布及漏磁繫數
2.7.1磁繫統的微分方程
2.7.2鐵心中的磁通和漏磁繫數
2.8考慮漏磁時的簡單磁路的計算
2.9復雜磁路計算
小結
習題與思考題
電器設計基礎
目錄
第3章電磁繫統靜態特性
3.1磁場的能量
3.2電磁鐵的能量轉換和吸力計算公式
3.2.1吸力計算的一般公式
3.2.2實用的吸力計算公式
3.3麥克斯韋吸力公式
3.4典型電磁鐵的靜吸力特性
3.4.1拍合式電磁鐵
3.4.2吸入式電磁鐵
3.4.3旋轉式電磁鐵
3.4.4具有磁分路器的磁繫統
小結
習題與思考題
第4章電磁繫統動態特性
4.1返回裝置、觸頭繫統及反力特性
4.1.1觸頭處於閉合狀態
4.1.2觸頭的斷開過程
4.1.3觸頭的閉合過程
4.1.4開關電器的反力特性
4.2靜吸力特性與反力特性的配合
4.3電磁鐵的吸合過程和吸合時間
4.3.1吸合觸動時間
4.3.2吸合運動時間
4.4減少吸合時間的方法
4.4.1最優儲備繫數
4.4.2合理配合吸力和反力特性
4.4.3加速運動的方法
4.5電磁鐵的釋放過程和釋放時間
4.5.1釋放觸動時間
4.5.2釋放運動時間
4.6延緩釋放時間的方法和計算
4.6.1延時電路
4.6.2阻尼套筒式延時電磁鐵
4.6.3釋放延時的調整方法
4.6.4釋放延時的計算方法
小結
習題與思考題
第5章電器發熱理論及熱計算
5.1電器的發熱和允許溫升
5.1.1電阻損耗
5.1.2電器導體變頻交流電阻和磁繫統渦流磁滯損耗
5.1.3允許溫度及溫升
5.2電器的散熱方式
5.2.1熱傳導
5.2.2對流
5.2.3熱輻射
5.2.4牛頓散熱公式和綜合散熱繫數
5.2.5大氣壓力對航空電器溫升的影響
5.3線圈的作用和結構特點
5.4線圈的熱計算
5.4.1線圈的熱平衡方程式
5.4.2長期工作制
5.4.3短時工作制
5.4.4反復短時工作制
5.4.5線圈溫升的實際情況
5.5線圈的設計方法
5.5.1基本計算公式
5.5.2線圈設計方法
5.5.3線圈參數改變時的換算
*5.6利用仿真軟件分析電器熱場
5.6.1熱特性仿真軟件介紹
5.6.2接觸器熱特性模型建立
5.6.3滅弧繫統通電導體發熱分析
5.6.4操動機構線圈發熱分析
5.6.5接觸器散熱特性
5.6.6熱量傳遞分析及參數計算
5.6.7熱特性結果分析
小結
習題與思考題
本章附錄
附錄A漆包線的品種、規格和性能特點
附錄B漆包線規格及參數表
第6章直流磁繫統設計
6.1電磁鐵的磁效率、機械效率和重量經濟性指標
6.1.1電磁鐵每次動作所做的機械功
6.1.2磁效率
6.1.3有效功和機械效率
6.1.4重量經濟性指標
6.2直流電磁鐵的設計步驟
6.2.1初步計算
6.2.2復算
6.3雙繞組電磁鐵的設計特點
6.3.1起動繞組
6.3.2保持繞組
6.3.3電子控制雙繞組線圈
6.4PWM控制單繞組設計
6.5靈敏磁繫統的設計特點
6.5.1功率經濟性指標的關繫式
6.5.2影響功率經濟性指標的因素
6.5.3靈敏磁繫統的設計步驟
6.6電磁鐵設計中的相似法
6.7利用仿真軟件進行磁路分析
6.7.1參數的確定與靜態電磁場的仿真
6.7.2模型參數設置
6.7.3激勵設置
6.7.4求解設置
6.7.5運動區域的設置
6.7.6仿真結果
小結
習題與思考題
第7章永磁磁路和極化永磁機構
7.1永磁磁路的計算方法
7.1.1永磁磁路第一類任務
7.1.2永磁磁路第二類任務
7.1.3永磁磁路開路工作點確定
7.2極化電磁機構的作用原理、特點及基本類型
7.3極化電磁機構的特性分析
7.4永磁機構工作原理及特性分析
7.4.1雙穩態永磁機構原理及特性分析
7.4.2單穩態永磁機構原理及特性分析
小結
習題與思考題
第8章交流磁繫統
8.1交流磁繫統的特點
8.1.1磁鏈守恆
8.1.2渦流和磁滯損耗
8.1.3電磁吸力脈動現像
8.2交流磁繫統的等效磁路圖
8.2.1無短路環且不考慮鐵損及漏磁
8.2.2有短路環且不考慮鐵損及漏磁
8.2.3導磁體的鐵損
8.2.4等效磁路圖
8.3交流磁路計算
8.3.1第一類任務的計算
8.3.2第二類任務的計算
8.4交流電磁鐵的吸力
8.4.1加短路環後的吸力
8.4.2三相交流電磁鐵的吸力
小結
習題與思考題
第9章電接觸與電動力理論
9.1電接觸種類
9.2接觸電阻
9.2.1接觸電阻物理本質
9.2.2收縮電阻
9.2.3膜電阻
9.2.4接觸電阻的經驗公式
9.3觸頭的發熱和熔焊
9.3.1觸頭的溫升
9.3.2接觸

為適應現代電器及航空電器發展的要求，本書主要任務是為電器的理論分析、特性計算和設計提供必要的理論基礎和計算方法，建立電器基本知識體繫，打好牢固的理論基礎。本書主要內容包括電器磁繫統動靜態特性、熱特性、電接觸與電動力、電弧理論，在論述理論的基本規律和物理本質的基礎上講解計算和設計方法。
本書是在總結多年教學經驗和科研成果基礎上，借鋻王寶齡主編的《電磁電器設計基礎》和《航空電器》編撰的。在體繫上，將種類繁多的各類磁繫統從原理上分為三大類(直流磁繫統、永磁磁繫統和交流磁繫統)，將電器各部分的結構、材料、工作原理及設計計算有機地綜合成一個完整的體繫。結合多電/全電飛機的發展，介紹了航空高壓直流和變頻交流下電接觸與電動力、開關電弧理論和故障電弧診斷方法。在內容上，力求成熟、實用，並反映新的發展。在敘述方式上，力求深入淺出，並突出物理實質和各參數間的內在聯繫，以利於自學。本書把起點放在已學過大學物理課的電磁部分和電路課的電路部分，但對所用到的重要基本概念和定律仍做了扼要的復習。本書增加了電磁繫溫度場計算、動態特性仿真分析等計算機分析方法。
書中編排了相當數量的例題、習題和思考題，其中有些習題是將正文中的某些概念、原理或公式推導移植改編而成，以加深讀者的理解。請讀者注意，標有*的內容為選學內容。
本書第1章、第2章和第7章由武建文教授編寫，第3章、第4章和第8章由吳靜副教授編寫，第5章、第6章、第9章和第10章由佟子昂博士編寫。全書由武建文教授統稿。
本書可作為高等工科院校電器及其控制專業以及其他相關專業的本科生和研究生教材或教學參考書，也可供電器工程技術人員參考。
在此，對王寶齡老師表示由衷的感謝！對參考文獻作者及因疏忽未列入參考文獻的作者在此表示感謝。感謝張縉濤等研究生參與磁路特性分析和文字編輯工作。
天津航空機電有限公司的王民強總師、貴州天義技術有限公司（電器公司）的劉俊堂副總師為本書提供了技術資料，在此表示由衷的感謝！
對本書主審王建華教授表示最誠摯的感謝！
由於水平所限，不當和錯誤之處敬請讀者批評指正。
武建文
2023年2月