鉛酸蓄電池科學(xué)與技術(shù)（原書第2版）

目錄

譯者序

原書第2版前言

原書第1版前言

致謝

第1部分鉛酸蓄電池基本原理

第1章鉛酸蓄電池的發(fā)明與發(fā)展

1.1前奏

1.2普朗特——鉛酸蓄電池的發(fā)明家

1.2.1科學(xué)家普朗特

1.2.2普朗特其人

1.3鉛酸蓄電池艱苦的發(fā)展歷程

1.3.1初期的普朗特技術(shù)

1.3.2鉛酸蓄電池生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

1.3.3鉛酸蓄電池在人類生活中的首次應(yīng)用

1.420世紀(jì)的鉛酸蓄電池——發(fā)展的第二階段

1.4.1鉛粉的制備過程

1.4.2鉛酸蓄電池生產(chǎn)中的新材料與新工藝

1.4.3失水與免維護難題的解決方案

1.4.4早期容量損失與解決方案

1.4.5硫酸鉛鉛膏

1.4.6蓄電池活性物質(zhì)的骨架與結(jié)構(gòu)

1.4.7二氧化鉛活性物質(zhì)的凝膠-晶體結(jié)構(gòu)

1.4.8PbPbOPbSO4H2SO4電極

1.4.9負(fù)極活性物質(zhì)中膨脹劑的3種成分

1.5鉛酸蓄電池的應(yīng)用

1.5.1鉛酸蓄電池的類型

1.5.2鉛酸蓄電池在電化學(xué)二次電池中的位置

1.6鉛酸蓄電池發(fā)展新階段所面臨的挑戰(zhàn)

1.6.1混合動力汽車

1.6.2鉛酸蓄電池在混合動力汽車應(yīng)用的主要問題

參考文獻

第2章鉛酸蓄電池原理

2.1鉛酸蓄電池?zé)崃W(xué)

2.1.1概要

2.1.2硫酸鉛電極（PbPbSO4）電勢

2.1.3二氧化鉛電極（PbO2PbSO4）的電勢

2.1.4鉛酸蓄電池的電動勢ΔE

2.1.5鉛酸蓄電池在生產(chǎn)和使用期間所涉及鉛化合物的簡介

2.1.6PbH2SO4H2O體系

2.1.7PbH2SO4H2O體系的電勢/pH圖

2.1.8溫度對鉛酸蓄電池電動勢的影響

2.2鉛在硫酸溶液中的陽極極化期間所形成的電極體系

2.3PbPbSO4H2SO4電極

2.3.1鉛表面的電極過程

2.3.2鉛陽極氧化的基本過程和硫酸鉛晶體層的形成

2.3.3PbSO4層孔內(nèi)溶液的堿化過程

2.3.4作為選擇性滲透膜的PbSO4層——PbPbOPbSO4電極電勢

2.4鉛表面的H2H 電極

2.5PbPbOPbSO4電極體系

2.5.1PbO的形成機理

2.5.2鉛的中間氧化物

2.5.3PbPbOPbSO4體系轉(zhuǎn)化為PbPbOnPbSO4體系的光電化學(xué)

氧化反應(yīng)

2.5.4PbPbOPbSO4電極轉(zhuǎn)化為PbPbO2電極的電化學(xué)氧化

反應(yīng)

2.6PbPbO2PbSO4電極體系

2.6.1PbO2的物理-化學(xué)性質(zhì)

2.7MePbO2電極的電化學(xué)制備

2.7.1α-PbO2層的制備

2.7.2β-PbO2的制備

2.8PbPbO2H2SO4電極的電化學(xué)行為

2.8.1平衡電勢

2.8.2溫度相關(guān)性

2.8.3硫酸的吸附

2.9活性物質(zhì)PbO2顆粒的水化過程和無定形過程，及其對

放電反應(yīng)的影響

2.9.1正極活性物質(zhì)的凝膠-晶體結(jié)構(gòu)

2.9.2PbO2顆粒晶體區(qū)、凝膠區(qū)、PAM凝聚體以及外部溶液離子

之間的平衡

2.9.3PAM放電的質(zhì)子-電子機理

2.9.4PbPbO2PbSO4（O2H2O）電極陽極極化期間的反應(yīng)

2.10H2OO2電極體系

2.10.1二氧化鉛的氧過電壓

2.10.2氧在二氧化鉛層的覆蓋和擴散

2.10.3氧析出機理

2.11鉛酸蓄電池正極和負(fù)極在充電和放電期間的電化學(xué)反應(yīng)

2.11.1電池放電期間的基本反應(yīng)

2.11.2電池充電期間的基本反應(yīng)

2.11.3充電和放電期間兩個電極的反應(yīng)示意圖

2.11.4鉛酸蓄電池中的電流轉(zhuǎn)移

2.12鉛及鉛合金在二氧化鉛電勢區(qū)的陽極腐蝕

2.12.1腐蝕層的生長

2.12.2PbPbO2PbSO4H2SO4電極電勢對鉛氧化局部電流、氧析出

局部電流以及其陽極層成分的依賴關(guān)系

2.12.3鉛在PbO2電勢區(qū)的陽極腐蝕機理

2.12.4α-PbO2和β-PbO2的穩(wěn)定性

2.13鉛酸蓄電池簡介

2.13.1鉛酸蓄電池的比能量

2.13.2有關(guān)鉛酸蓄電池設(shè)計的一般注意事項

2.13.3鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝

2.13.4鉛酸蓄電池的電極結(jié)構(gòu)

2.13.5二氧化鉛活性物質(zhì)制備正極板的主要技術(shù)要點

2.13.6鉛活性物質(zhì)制備負(fù)極板的主要技術(shù)要點

參考文獻

第2部分鉛酸蓄電池生產(chǎn)用原材料

第3章H2SO4電解液——鉛酸蓄電池的一種活性物質(zhì)

3.1電池行業(yè)中作為電解液使用的硫酸溶液

3.2鉛酸蓄電池所用H2SO4的純度

3.3硫酸的離解

3.4H2SO4溶液的電導(dǎo)率

3.5溫度對鉛酸蓄電池性能的影響

3.5.1溫度對鉛酸蓄電池水損耗的影響

3.5.2低溫條件下H2SO4溶液的特性

3.6電解液濃度對鉛酸蓄電池電動勢以及充電電壓的影響

3.7硫酸在電池極群中的分布情況

3.8鉛酸蓄電池活性物質(zhì)利用率及電池性能

3.9PbO2PbSO4電極的電化學(xué)活性和硫酸電解液的濃度之間的

相互關(guān)系

3.10PbSO4晶體溶解度與電解液濃度之間的關(guān)系

3.11H2SO4電解液濃度對電池性能的影響

3.12電解液添加劑

3.12.1無機化合物

3.12.2碳懸浮液

3.12.3高分子制劑

3.13電解液中的污染物（雜質(zhì)）

3.14引起電解液分層的原因以及電解液分層對電池性能的影響

參考文獻

第4章鉛合金和板柵及板柵設(shè)計準(zhǔn)則

4.1電池行業(yè)對鉛合金的要求

4.2電池行業(yè)用鉛的純度標(biāo)準(zhǔn)

4.3Pb-Sb合金

4.3.1一些歷史背景

4.3.2Pb-Sb合金體系的平衡相圖和微觀結(jié)構(gòu)

4.3.3不同銻含量的Pb-Sb合金特性

4.3.4Pb-Sb合金的添加劑

4.3.5板柵合金中的銻對水分解速率的影響

4.3.6板柵熱裂機理

4.3.7成核劑（細(xì)化劑）

4.3.8Sb、As和Bi對PbO2活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)可逆性的影響

4.3.9銻對PbO2電勢區(qū)所形成的Pb-Sb電極腐蝕層的成分

本書基于詳實的研究結(jié)論，系統(tǒng)介紹了鉛酸蓄電池的基本原理，重點論述了鉛酸蓄電池生產(chǎn)工藝流程，以及各工藝流程對電池性能參數(shù)的具體影響。全書分為鉛酸蓄電池基本原理、原材料、生產(chǎn)制造、混合動力汽車用鉛酸蓄電池、鉛-碳電極以及設(shè)計計算等內(nèi)容。本書的主干內(nèi)容為生產(chǎn)制造部分，該部分理論結(jié)合實際，在介紹當(dāng)代生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了各個關(guān)鍵工序的控制要點，以確保生產(chǎn)期望的負(fù)極鉛和正極二氧化鉛活性物質(zhì)結(jié)構(gòu)。本書引用和提煉了大量原始技術(shù)資料和實驗數(shù)據(jù)，論述了電化學(xué)反應(yīng)機理、VRLAB中封閉氧氣循環(huán)相關(guān)反應(yīng)，并介紹了鉛-碳電極等業(yè)內(nèi)*新研究進展。

本書可以指導(dǎo)鉛酸蓄電池生產(chǎn)廠的工程師和技術(shù)人員控制工藝過程，也可以作為大學(xué)教師的工具書，用于在課堂上深入淺出地講解鉛酸蓄電池技術(shù)。

譯者序

原書第2版前言

原書第1版序言

原書第1版前言

原書致謝

第1章變壓器基本原理1

1.1概述1

1.2變壓器的應(yīng)用和分類4

1.3變壓器原理和等效電路8

1.4標(biāo)幺制16

1.5空載試驗和短路試驗17

1.6電壓調(diào)整率和變壓器的效率20

1.7變壓器的并聯(lián)運行26

參考文獻27

第2章磁特性28

2.1鐵心構(gòu)造29

2.2磁滯損耗、渦流損耗和雜散損耗33

2.3勵磁特性36

2.4過勵磁性能37

2.5空載損耗試驗38

2.6制造過程的影響44

2.7涌流45

2.8空載諧波對鐵心和繞組的影響53

2.9變壓器噪聲54

2.10旋轉(zhuǎn)損耗57

參考文獻58

第3章阻抗特性63

3.1電抗計算63

3.2電抗計算的不同方法69

3.3電抗計算的解析法71

3.4電抗計算的數(shù)值法73

3.5三繞組變壓器的阻抗特性78

3.6曲折形聯(lián)結(jié)變壓器的阻抗計算82

3.7零序電抗87

3.8穩(wěn)定繞組96

參考文獻98

第4章渦流和繞組雜散損耗100

4.1場方程式100

4.2坡印廷矢量104

4.3渦流損耗和磁滯損耗107

4.4飽和效應(yīng)110

4.5變壓器繞組中的渦流損耗111

4.6變壓器繞組中的環(huán)流損耗121

參考文獻129

第5章結(jié)構(gòu)部件中的雜散損耗132

5.1雜散損耗的影響因素133

5.2雜散損耗估算方法概述141

5.3鐵心接縫損耗143

5.4夾件中的雜散損耗144

5.5拉板中的雜散損耗145

5.6油箱中的雜散損耗149

5.7套管安裝板中的雜散損耗154

5.8大電流引起的雜散損耗155

5.9雜散損耗的控制措施160

5.10經(jīng)驗值法166

5.11過勵磁時雜散損耗估算168

5.12負(fù)載損耗測量169

參考文獻173

第6章短路應(yīng)力與強度181

6.1短路電流181

6.2短路時的熱容量187

6.3短路力187

6.4短路時的動態(tài)特性193

6.5輻向力引起故障的模式197

6.6軸向力引起故障的模式202

6.7相互作用力（軸向和輻向組合）引起的故障模式207

6.8預(yù)壓緊力的影響208

6.9短路試驗209

6.10涌流的影響210

6.11分裂變壓器的短路210

6.12提高承受短路能力的措施211

6.13平行導(dǎo)體間的電磁力計算214

6.14壓緊結(jié)構(gòu)設(shè)計216

參考文獻217

第7章變壓器沖擊電壓分布222

7.1起始電壓分布222

7.2對地電容225

7.3繞組的電容226

7.4電感計算237

7.5駐波和行波238

7.6沖擊分布的解析法241

7.7用狀態(tài)變量法計算沖擊電壓分布243

7.8降低繞組內(nèi)部過電壓的設(shè)計250

參考文獻255

第8章絕緣設(shè)計260

8.1簡單結(jié)構(gòu)的場強計算261

8.2電場強度計算263

8.3影響絕緣強度的因素265

8.4試驗方法和設(shè)計絕緣水平（DIL）276

8.5繞組間的絕緣278

8.6繞組內(nèi)部絕緣279

8.7端部絕緣設(shè)計281

8.8高壓引線間隙284

8.9優(yōu)化和提高質(zhì)量的統(tǒng)計分析286

參考文獻287

第9章冷卻系統(tǒng)292

9.1熱量傳遞方式292

9.2冷卻方式294

9.3鐵心的散熱298

9.4繞組的散熱299

9.5老化與預(yù)期壽命301

9.6直接測量熱點305

ⅩⅦ9.7靜電帶電現(xiàn)象306

9.8計算的近期趨勢307

參考文獻308

第10章結(jié)構(gòu)設(shè)計311

10.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要性311

10.2荷載與強度試驗311

10.3變壓器油箱分類313

10.4油箱設(shè)計315

10.5分析方法317

10.6變壓器油箱過壓力現(xiàn)象320

10.7抗震分析321

10.8變壓器噪聲的特性與降低323

10.9運輸因素與振動327

參考文獻328

第11章特種變壓器330

11.1整流變壓器330

11.2高壓直流用換流變壓器335

11.3電爐變壓器340

11.4移相變壓器344

參考文獻347

第12章變壓器電磁場理論與計算350

12.1概述351

12.2變壓器工程電磁場基礎(chǔ)354

12.3位方程374

12.4有限元法384

12.5FEM方程394

12.6變壓器的耦合場401

12.7性能參數(shù)計算413

參考文獻422

第13章變壓器與系統(tǒng)之間的相互作用和建模427

13.1變壓器電力潮流分析427

13.2諧波分析435

13.3鐵磁諧振438

13.4電弧爐應(yīng)用440

13.5地磁干擾442

ⅩⅧ13.6和應(yīng)涌流現(xiàn)象442

13.7系統(tǒng)瞬變引起的內(nèi)部諧振443

13.8特快速瞬態(tài)過電壓444

13.9配電變壓器的瞬變現(xiàn)象445

13.10變壓器的低頻、中頻和高頻模型445

參考文獻454

第14章變壓器的監(jiān)測與診斷458

14.1常規(guī)試驗459

14.2溶解氣體分析461

14.3局部放電診斷462

14.4聚合度與呋喃分析469

14.5時域介質(zhì)響應(yīng)法469

14.6頻域介質(zhì)響應(yīng)法478

14.7繞組變形測量482

14.8附件490

14.9其他診斷測試491

14.10壽命評估與改進493

參考文獻493

第15章變壓器技術(shù)的發(fā)展趨勢499

15.1磁路499

15.2繞組500

15.3新型絕緣液體501

15.4優(yōu)化計算502

15.5可再生能源用變壓器503

15.6電力電子在變壓器中的應(yīng)用504

15.7其他技術(shù)506

15.8監(jiān)測和診斷趨勢507

參考文獻508

附錄511

附錄A設(shè)計示例511

附錄B聯(lián)結(jié)組526

附錄C故障電流計算528

附錄D電場強度和電容計算公式533

《三菱MELSEC系列·圖解繼電器與順序控制器(原書第2版)》是為初學(xué)繼電器順序控制、順序控制器以及傳感器使用方法的讀者而編寫的實用入門書?！度釳ELSEC系列·圖解繼電器與順序控制器(原書第2版)》基本按照“問題-電路設(shè)計-接線-實施”的步驟，利用豐富實例，通俗易懂地講解相關(guān)內(nèi)容?！度釳ELSEC系列·圖解繼電器與順序控制器(原書第2版)》內(nèi)容包括：順序控制基礎(chǔ)、繼電器順序控制、順序控制器的基礎(chǔ)知識、順序控制器的指令與基本電路、順序控制器的應(yīng)用電路等，并且每章后均給出實踐題，在最后給出相應(yīng)的答案。

本書是數(shù)據(jù)挖掘和機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的經(jīng)典暢銷教材，被國內(nèi)外眾多名校選用。第4版新增了關(guān)于深度學(xué)習(xí)和概率方法的重要章節(jié)，同時，備受歡迎的機器學(xué)習(xí)軟件Weka也再度升級。書中全面覆蓋了該領(lǐng)域的實用技術(shù)，致力于幫助讀者理解不同技術(shù)的工作方式和應(yīng)用方式，從而學(xué)會在工程實踐和商業(yè)項目中解決真實問題。本書適合作為高等院校相關(guān)課程的教材，同時也適合業(yè)內(nèi)技術(shù)人員閱讀參考。