Electrical Energy Conversion and Transport: An Interactive Computer-Based Approach (Hardcover)
暫譯: 電能轉換與傳輸:互動式電腦導向方法 (精裝版)

George G. Karady, Keith E. Holbert

  • 出版商: Wiley
  • 出版日期: 2004-11-01
  • 售價: $1,330
  • 語言: 英文
  • 頁數: 712
  • 裝訂: Hardcover
  • ISBN: 0471476528
  • ISBN-13: 9780471476528
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商品描述

Description:

A powerful new approach to learning a classical engineering subject: active learning

Electrical Energy Conversion and Transport presents a revolutionary computer-assisted teaching method designed to accelerate students’ mastery of basic concepts of electric energy conversion and transport through interactive involvement with the material.

The active-learning approach enables students to tackle and solve complicated problems previously thought too difficult at the introductory level. Computers provide immediate feedback enabling a seamless integration of theory and application. Freed from the need to deliver extensive lectures, instructors can now outline the steps of each analysis, then move about the classroom offering guidance, answering questions as students develop equations and reach conclusions.

Important features of this new learning system include:

  • An interactive approach using computers to develop operational parameters
  • Computer-assisted derivation of motor and transmission-line operation
  • Use of Mathcad, MATLAB, and PSpice throughout for problem solving
  • Thorough discussions of contemporary issues such as electronic control of motors and the environmental impact of power generation

An ideal self-study reference and introductory course textbook, Electrical Energy Conversion and Transport is essential for the training of engineers who will be able to use modern computational techniques to analyze electric systems. It is also an excellent guide for professionals who want to get up to speed with a computer-based analysis of electrical energy conversion and transport.

 

Table of Contents:

PREFACE.

1 ELECTRIC POWER SYSTEM.

1.1 Electrical Network.

1.2 Electric Generation Stations.

1.3 Fossil Power Plants.

1.4 Nuclear Power Plants.

1.5 Hydroelectric Power Plants.

1.6 Distribution System.

1.7 Exercises.

1.8 Problems.

2 SINGLE-PHASE CIRCUITS.

2.1 Circuit Analysis Fundamentals.

2.2 Impedance.

2.3 Power.

2.4 AC Circuits.

2.5 Basic Laws.

2.6 Applications of Single-phase Circuit Analysis.

2.7 Summary.

2.8 Exercises.

2.9 Problems.

3 THREE-PHASE CIRCUITS.

3.1 Three-phase Quantities.

3.2 Wye-connected Generators.

3.3 Wye-connected Loads.

3.4 Delta-connected System.

3.5 Summary.

3.6 Three-phase Power Measurement.

3.7 Mathcad Examples.

3.8 Per Unit System.

3.9 MATLAB Examples.

3.10 PSpice Example.

3.11 Exercises.

3.12 Problems.

4 TRANSMISSION LINES AND CABLES.

4.1 Construction.

4.2 Components of the Transmission Lines.

4.3 Cables.

4.4 Transmission Line Electrical Parameters.

4.5 Numerical Examples.

4.6 Exercises.

4.7 Problems.

5 TRANSFORMERS.

5.1 Construction.

5.2 Magnetic Circuits.

5.3 Single-phase Transformers.

5.4 Three-phase Transformers.

5.5 Exercises.

5.6 Problems.

6 SYNCHRONOUS MACHINES.

6.1 Construction.

6.2 Operating Concept.

6.3 Generator Application.

6.4 Induced Voltage and Synchronous Reactance Calculation.

6.5 Mathcad Analysis of a Synchronous Generator.

6.6 MATLAB Analysis of Static Stability.

6.7 MATLAB Analysis of Generator Loading.

6.8 PSpice Simulation of Generator Transients.

6.9 Exercises.

6.10 Problems.

7 INDUCTION MOTORS.

7.1 Introduction.

7.2 Construction.

7.3 Three-phase Induction Motor.

7.4 MATLAB Induction Motor Example.

7.5 MATLAB Motor-driven Fan.

7.6 Single-phase Induction Motor.

7.7 Exercises.

7.8 Problems.

8 DC MACHINES.

8.1 Construction.

8.2 Operating Principle.

8.3 Operation Analyses.

8.4 Mathcad Example of Battery Supplying DC Shunt Motor.

8.5 MATLAB Example of Battery Supplying Car Starter.

8.6 MATLAB Example of Series Motor Driving a Pump.

8.7 Mathcad Example of Series Motor with Brush and Copper Losses.

8.8 Exercises.

8.9 Problems.

9 INTRODUCTION TO MOTOR CONTROL AND POWER ELECTRONICS.

9.1 Concept of DC Motor Control.

9.2 Concept of AC Induction Motor Control.

9.3 Semiconductor Switches.

9.4 Rectifiers.

9.5 Inverters.

9.6 PSpice Simulation of Single-phase Bridge Converter.

9.7 DC Shunt Motor Control Example.

9.8 Single-phase Induction Motor Control Example.

9.9 Exercises.

9.10 Problems.

10 ELECTROMECHANICAL ENERGY CONVERSION.

10.1 Magnetic and Electric Field-generated Forces.

10.2 Calculation of Electromagnetic Forces.

10.2.1 Actuator.

10.3 Exercises.

10.4 Problems.

APPENDIX A: INTRODUCTION TO MATHCAD.

A.1 Worksheet and Toolbars.

A.2 Functions.

A.3 Equation Solvers.

A.4 Vectors and Matrices.

APPENDIX B: INTRODUCTION TO MATLAB.

B.1 Desktop Tools.

B.2 Operators, Variables and Functions.

B.3 Vectors and Matrices.

B.4 Colon Operator.

B.5 Repeated Evaluation of an Equation.

B.6 Plotting.

B.7 Basic Programming.

APPENDIX C: FUNDAMENTAL UNITS AND CONSTANTS.

C.1 Fundamental Units.

C.2 Fundamental Physical Constants.

APPENDIX D: INTRODUCTION TO PSPICE.

D.1 Obtaining and Installing PSpice.

D.2 Using PSpice.

PROBLEM SOLUTIONS.

BIBLIOGRAPHY.

INDEX.

 

 

 

商品描述(中文翻譯)

描述:

一種強大的新方法來學習傳統工程學科:主動學習

《電能轉換與傳輸》介紹了一種革命性的電腦輔助教學方法,旨在通過與材料的互動參與,加速學生對電能轉換與傳輸基本概念的掌握。

主動學習方法使學生能夠解決以前被認為在入門級別過於困難的複雜問題。電腦提供即時反饋,使理論與應用無縫整合。教師不再需要進行大量講授,而是可以概述每個分析的步驟,然後在教室中走動,提供指導,回答問題,幫助學生發展方程式並得出結論。

這種新學習系統的重要特點包括:

- 使用電腦開發操作參數的互動方法
- 電腦輔助推導馬達和傳輸線的運作
- 在整個過程中使用 Mathcad、MATLAB 和 PSpice 進行問題解決
- 對當代問題的深入討論,例如馬達的電子控制和發電的環境影響

《電能轉換與傳輸》是理想的自學參考書和入門課程教科書,對於培訓能夠使用現代計算技術分析電力系統的工程師至關重要。它也是希望掌握基於電腦的電能轉換與傳輸分析的專業人士的優秀指南。

目錄:

前言。

1 電力系統。

1.1 電氣網路。

1.2 電力發電廠。

1.3 化石燃料發電廠。

1.4 核能發電廠。

1.5 水力發電廠。

1.6 配電系統。

1.7 練習。

1.8 問題。

2 單相電路。

2.1 電路分析基礎。

2.2 阻抗。

2.3 功率。

2.4 交流電路。

2.5 基本定律。

2.6 單相電路分析的應用。

2.7 總結。

2.8 練習。

2.9 問題。

3 三相電路。

3.1 三相量。

3.2 星形連接發電機。

3.3 星形連接負載。

3.4 三角形連接系統。

3.5 總結。

3.6 三相功率測量。

3.7 Mathcad 範例。

3.8 每單位系統。

3.9 MATLAB 範例。

3.10 PSpice 範例。

3.11 練習。

3.12 問題。

4 傳輸線和電纜。

4.1 結構。

4.2 傳輸線的組件。

4.3 電纜。

4.4 傳輸線電氣參數。

4.5 數值範例。

4.6 練習。

4.7 問題。

5 變壓器。

5.1 結構。

5.2 磁路。

5.3 單相變壓器。

5.4 三相變壓器。

5.5 練習。

5.6 問題。

6 同步機械。

6.1 結構。

6.2 操作概念。

6.3 發電機應用。

6.4 感應電壓和同步反應計算。

6.5 同步發電機的 Mathcad 分析。

6.6 MATLAB 靜態穩定性分析。

6.7 MATLAB 發電機負載分析。

6.8 PSpice 發電機瞬態模擬。

6.9 練習。

6.10 問題。

7 感應馬達。

7.1 介紹。

7.2 結構。

7.3 三相感應馬達。

7.4 MATLAB 感應馬達範例。

7.5 MATLAB 馬達驅動風扇。

7.6 單相感應馬達。

7.7 練習。

7.8 問題。

8 直流機械。

8.1 結構。

8.2 操作原理。

8.3 操作分析。

8.4 Mathcad 直流分流馬達供電的範例。

8.5 MATLAB 汽車啟動器供電的範例。

8.6 MATLAB 串聯馬達驅動泵的範例。

8.7 Mathcad 帶刷和銅損的串聯馬達範例。

8.8 練習。

8.9 問題。

9 馬達控制與電力電子學導論。

9.1 直流馬達控制的概念。

9.2 交流感應馬達控制的概念。

9.3 半導體開關。

9.4 整流器。

9.5 逆變器。

9.6 PSpice 單相橋式轉換器模擬。

9.7 直流分流馬達控制範例。

9.8 單相感應馬達控制範例。

9.9 練習。

9.10 問題。

10 電機能量轉換。

10.1 磁場和電場產生的力。

10.2 電磁力的計算。

10.2.1 執行器。

10.3 練習。

10.4 問題。

附錄 A:Mathcad 簡介。

A.1 工作表和工具列。

A.2 函數。

A.3 方程式求解器。

A.4 向量和矩陣。

附錄 B:MATLAB 簡介。

B.1 桌面工具。

B.2 運算子、變數和函數。

B.3 向量和矩陣。