船舶電機與拖動 - 城邦阅读花园


	本書根據交通運輸部海事局《海船船員培訓大綱（2016版）》的相關要求而編寫。全書分為11章，主要介紹了磁場與電磁感應、直流電機、變壓器、非同步電動機、同步電機、特種電機、常用控制電器及控制電路、電機的典型控制電路、機艙電力拖動控制系統、甲板機械電力拖動控制系統和船舶舵機控制系統。本書內容豐富、取材新穎、深淺適度、側重應用、多方面和多層次地反映了船舶電機與拖動的技術。本書可作為航海類高等學校船舶電子電氣工程專業和輪機工程專業的教材，也可作為相關專業（航海技術、船舶與海洋工程）師生和船舶電氣技術人員的參考用書。



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	目錄上篇船舶電機學第一章磁場與電磁感應1 第一節磁場基本物理量1 第二節鐵磁材料及鐵損4 第三節磁路8 第四節電磁感應11 第五節電磁鐵19 複習與思考題23 第二章直流電機24 第一節直流電機的工作原理24 第二節直流電機的運行特性28 第三節直流電動機的起動、調速、制動及反轉32 第四節無刷直流電動機38 複習與思考題44 第三章變壓器45 第一節變壓器的基本結構和銘牌數據45 第二節變壓器的基本工作原理和運行特性46 第三節三相變壓器54 第四節自耦變壓器和儀用互感器58 複習與思考題61 第四章非同步電動機63 第一節三相非同步電動機的結構與銘牌數據63 第二節三相非同步電動機的工作原理66 第三節三相非同步電動機的工作特性69 第四節三相非同步電動機的起動73 第五節三相非同步電動機的調速76 第六節三相非同步電動機的制動80 第七節單相非同步電動機83 複習與思考題85 第五章同步電機86 第一節三相交流同步發電機的構造與工作原理86 第二節同步發電機的空載運行及空載特性88 第三節同步發電機的負載運行及電樞反應90 第四節同步發電機的外特性及調節特性95 第五節同步電動機102 複習與思考題106 第六章特種電機107 第一節伺服電動機107 第二節測速發電機及電動轉速表110 第三節自整角機及其應用 113 第四節步進電動機121 複習與思考題124 下篇船舶電力拖動第七章常用控制電器及控制電路125 第一節常用控制電器的結構、原理及功能125 第二節非同步電動機的基本保護電路142 第三節非同步電動機的基本控制環節146 複習與思考題149 第八章電機的典型控制電路150 第一節電動機的直接起動控制150 第二節三相非同步電動機的星－三角起動控制150 第三節三相繞線轉子非同步電動機的轉子串電阻起動控制151 第四節籠型非同步電動機的起動控制152 第五節電機的調速控制153 複習與思考題166 第九章機艙電力拖動控制系統167 第一節機艙電機的典型控制電路167 第二節船舶電梯控制系統176 複習與思考題183 第十章甲板機械電力拖動控制系統184 第一節錨機、絞纜機電力拖動控制系統184 第二節船舶電動起貨機的控制系統193 第三節船用液壓起貨機的控制系統203 第四節船用變頻調速起貨機的控制系統213 複習與思考題219 第十一章船舶舵機控制系統221 第一節舵機電力拖動與控制的基本要求221 第二節舵機的操縱方式228 第三節自動舵的調節規律233 第四節自動舵的控制系統235 第五節自我調整自動舵操舵儀243 第六節Kongsberg 的自動導航航跡舵原理247 複習與思考題250 參考文獻251 第1章概述＄1 11船舶電力推進系統概述＄1 111電力推進系統的構成＄1 112電力推進系統的分類＄1 113電力推進的特點＄3 12船舶電力推進的應用＄4 13船舶電力推進發展趨勢＄6 131電力推進發展概況＄6 132電力推進現狀及發展趨勢＄8 第2章船舶電力推進系統的機槳特性＄15 21螺旋槳的基礎知識＄15 211螺旋槳的外形和名稱＄15 212螺旋面及螺旋線＄16 213螺旋槳的幾何特性＄17 22螺旋槳的推力和阻轉矩＄20 23螺旋槳的工作特性＄21 24船體的阻力＄22 25螺旋槳與船體的相互作用＄22 251船體對螺旋槳的影響＄22 252螺旋槳對船體的影響＄23 26螺旋槳特性＄23 261自由航行特性＄23 262系纜（拋錨）特性＄24 263螺旋槳反轉特性＄25 27螺旋槳對推進電動機機械特性的要求＄27 第3章船舶推進電動機＄30 31船舶推進電動機概述＄30 311推進電動機的特點＄30 312船舶推進電動機的要求＄31 32船舶直流推進電動機＄33 321直流電動機的基本原理＄33 322他勵直流電動機數學模型＄35 323直流電動機的運行特性＄39 324船舶直流推進電動機特點＄40 33交流推進電動機＄42 331多相非同步電動機數學模型＄43 332多相同步電動機數學模型＄47 333交流電動機的運行特性＄50 334船舶交流推進電動機特點＄53 34船舶永磁推進電動機＄55 341基本原理、分類＄55 342多相永磁電動機通用數學模型＄55 343多相正弦波永磁同步電動機數學模型＄58 344船舶永磁推進電動機特點＄60 第4章船舶直流電力推進＄64 41主電路連接方式＄64 411主發電機並聯接法與主發電機串聯接法的比較＄64 412一般串聯接法與交互串聯接法的比較＄65 413主電動機採用單電樞或雙電樞的比較＄65 414主電路連接法舉例＄66 42簡單的G-M系統＄67 421工作原理和機械特性＄67 422G-M系統的工作狀態＄69 423G-M系統的優點＄70 424G-M系統的缺點＄70 43帶蓄電池組的G-M系統＄71 431調速方式及工作特性＄71 432系統的優缺點＄73 44恒功率系統＄73 441理想恒功率特性和發電機電動機特性的自動調節方法＄73 442三繞組發電機系統＄76 45恒電流系統＄77 451基本原理＄77 452恒電流系統的靜特性＄79 453恒電流系統的應用範圍＄79 46帶整流輸出的交流發電機—直流電動機推進系統＄80 461交流發電機的設計特點＄80 462十二相發電機整流橋連接方式及整流特性＄82 463採用交—直系統的優點＄83 47船舶直流電力推進控制案例＄84 第5章船舶交流電力推進系統及其變頻器＄86 51交流電力推進系統概述＄86 52推進變頻器用大功率電力電子器件＄88 521電力二極體＄88 522晶閘管＄90 523門極關斷晶閘管（GTO）＄93 524絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)＄94 525集成門極換流晶閘管(IGCT)＄95 526電子注入增強柵電晶體（IEGT）＄96 53交-直-交變頻器分類＄99 54H橋型逆變器＄100 541單相半橋電壓型逆變電路＄100 542單相H橋逆變器＄100 543多相H橋逆變器＄101 55兩電平逆變器＄103 551三相兩電平逆變電路＄103 552多相兩電平逆變電路＄105 56多電平逆變器＄106 57交-交變頻器＄111 571單相交-交變頻電路＄111 572三相交-交變頻電路＄116 第6章船舶交流電力推進系統PWM控制技術＄118 61正弦PWM(SPWM)控制技術＄118 611基本原理＄118 612過調製操作＄120 613載波與調製波頻率的關係＄120 614死區效應及補償＄121 62空間向量PWM（SVPWM）控制技術＄122 621靜止空間向量＄123 622向量作用時間計算＄124 623Vref位置與作用時間之間的關係＄126 624開關順序設計＄126 63特定諧波消除PWM（SHEPWM）控制技術＄130 64滯環PWM控制技術＄132 第7章船舶交流電力推進系統調速控制技術＄134 71電力推進系統標量控制技術＄134 711開環恒壓頻比（V/F）標量控制＄134 712帶轉差率調節的速度控制＄136 72電力推進系統向量控制技術＄137 721向量控制與直流電動機控制的相似性＄137 722等效電路和相量圖＄138 723向量控制原理＄139 724直接向量控制＄140 725磁鏈向量的估計＄141 726間接或前饋向量控制＄144 73電力推進系統直接轉矩控制＄146 731基於定子和轉子磁鏈的轉矩運算式＄146 732直接轉矩控制的基本原理＄147 74交流電力推進系統示例＄150 741某液化天然氣運輸船電力推進系統＄150 742某350t自航起重船電力推進系統＄152 第8章船舶側推裝置＄155 81船舶側推裝置概述＄155 811船舶側推裝置的工作原理＄155 812船舶側推裝置的作用和要求＄156 82船舶側推裝置控制系統的組成和原理＄156 821定距槳側推裝置＄157 822調距槳側推裝置＄158 83船舶側推裝置的典型控制系統＄162 84船舶側推裝置的選用要點及其應用＄164 841船舶側推裝置的選用要點＄164 842船舶側推裝置的應用＄164 85船舶側推裝置設計舉例＄167 第9章船舶吊艙式電力推進＄169 91船舶吊艙式電力推進概述＄169 911吊艙式推進器＄169 912吊艙電力推進系統＄175 913吊艙電力推進中的幾項關鍵技術＄175 92船舶吊艙式電力推進的性能和特點＄178 93吊艙式對轉螺旋槳（CRP）系統的結構原理和特點＄181 第10章輪緣驅動電力推進＄184 101輪緣驅動電力推進概述＄184 1011輪緣驅動電力推進的基本概念＄184 1012輪緣驅動電力推進的主要特點＄185 102輪緣驅動電力推進的發展＄186 103輪緣驅動電力推進的關鍵技術＄188 104輪緣驅動推進電動機＄189 105輪緣驅動電力推進案例＄191 第11章船舶超導電力推進＄194 111超導技術概述＄194 1111超導材料的發展＄194 1112超導材料的性質＄196 1113超導技術應用＄198 112船舶超導電力推進裝置的發展＄198 113超導電力推進系統＄200 1131超導電力推進的特點＄200 1132適用範圍及主要組成設備＄202 1133推進方式與特徵＄203 1134低溫冷卻方案＄203 114超導推進電動機＄204 1141低溫超導直流單極電動機＄204 1142高溫超導交流同步電動機＄205 115船舶超導電力推進系統方案設計示例＄207 1151液化天然氣破冰船超導直流電力推進系統方案＄207 1152直流超導電力推進試驗船＄208 1153小水線面雙體船、水翼艇等的超導交流電力推進系統方案＄208 第12章船舶磁流體電力推進＄210 121磁流體推進概述＄210 1211磁流體推進基本概念＄210 1212磁流體推進原理＄211 1213船舶總體構成＄213 122磁流體推進的性能和特點＄214 123超導磁流體關鍵技術與總體概念＄215 1231推進器總體設計＄215 1232超導磁體系統＄215 1233低溫製冷系統＄217 1234海水通電電極＄217 1235推進用電力系統＄218 1236超導磁流體推進船設計概要＄218 124發展應用＄219 1241發展歷程及前景＄219 1242潛在應用示例＄223 第13章船舶電力推進的監測與控制＄227 131船舶電力推進監控概述＄227 1311船舶電力推進監測與控制技術現狀＄227 1312船舶電力推進監測與控制技術的發展＄228 132船舶電力推進監測與控制系統通信技術＄229 133船舶電力推進監測與控制系統設計要求＄231 1331環境要求＄231 1332安裝要求＄231 1333絕緣耐壓要求＄232 1334工作電源要求＄232 1335主要功能性能要求＄232 1336監控系統網路的要求＄233 1337監控系統用感測器的要求＄233 1338控制軟體基本要求＄233 134船舶電力推進監測與控制系統設計＄234 1341方案的初步制訂＄234 1342監測與控制網路設計＄234 1343監測與控制系統設計＄234 1344監測與控制系統軟體設計＄237 1345人機界面設計＄238 135船舶電力推進監測與控制系統方案實例＄239 1351某船電力推進監控系統設計＄239 1352採用CAN匯流排的多相推進電動機控制系統＄244 參考文獻＄246