船舶電機與拖動

前言
上篇船舶電機學
第一章磁場與電磁感應1
第一節(jié)磁場基本物理量1
第二節(jié)鐵磁材料及鐵損4
第三節(jié)磁路8
第四節(jié)電磁感應11
第五節(jié)電磁鐵19
復習與思考題23
第二章直流電機24
第一節(jié)直流電機的工作原理24
第二節(jié)直流電機的運行特性28
第三節(jié)直流電動機的起動、調(diào)速、
制動及反轉(zhuǎn)32
第四節(jié)無刷直流電動機38
復習與思考題44
第三章變壓器45
第一節(jié)變壓器的基本結(jié)構(gòu)和銘牌
數(shù)據(jù)45
第二節(jié)變壓器的基本工作原理和
運行特性46
第三節(jié)三相變壓器54
第四節(jié)自耦變壓器和儀用互感器58
復習與思考題61
第四章異步電動機63
第一節(jié)三相異步電動機的結(jié)構(gòu)與銘牌
數(shù)據(jù)63
第二節(jié)三相異步電動機的工作
原理66
第三節(jié)三相異步電動機的工作
特性69
第四節(jié)三相異步電動機的起動73
第五節(jié)三相異步電動機的調(diào)速76
第六節(jié)三相異步電動機的制動80
第七節(jié)單相異步電動機83
復習與思考題85
第五章同步電機86
第一節(jié)三相交流同步發(fā)電機的構(gòu)造與
工作原理86
第二節(jié)同步發(fā)電機的空載運行及空載
特性88
第三節(jié)同步發(fā)電機的負載運行及電樞
反應90
第四節(jié)同步發(fā)電機的外特性及調(diào)節(jié)
特性95
第五節(jié)同步電動機102
復習與思考題106
第六章特種電機107
第一節(jié)伺服電動機107
第二節(jié)測速發(fā)電機及電動
轉(zhuǎn)速表110
第三節(jié)自整角機及其應用 113
第四節(jié)步進電動機121
復習與思考題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(jié)常用控制電器的結(jié)構(gòu)、原理及
功能125
第二節(jié)異步電動機的基本保護
電路142
第三節(jié)異步電動機的基本控制
環(huán)節(jié)146
復習與思考題149
第八章電機的典型控制電路150
第一節(jié)電動機的直接起動控制150
第二節(jié)三相異步電動機的星－三角
起動控制150
第三節(jié)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的
轉(zhuǎn)子串電阻起動控制151
第四節(jié)籠型異步電動機的起動
控制152
第五節(jié)電機的調(diào)速控制153
復習與思考題166
第九章機艙電力拖動控制系統(tǒng)167
第一節(jié)機艙電機的典型控制
電路167
第二節(jié)船舶電梯控制系統(tǒng)176
復習與思考題183
第十章甲板機械電力拖動控制
系統(tǒng)184
第一節(jié)錨機、絞纜機電力拖動控制
系統(tǒng)184
第二節(jié)船舶電動起貨機的控制
系統(tǒng)193
第三節(jié)船用液壓起貨機的控制
系統(tǒng)203
第四節(jié)船用變頻調(diào)速起貨機的控制
系統(tǒng)213
復習與思考題219
第十一章船舶舵機控制系統(tǒng)221
第一節(jié)舵機電力拖動與控制的基本
要求221
第二節(jié)舵機的操縱方式228
第三節(jié)自動舵的調(diào)節(jié)規(guī)律233
第四節(jié)自動舵的控制系統(tǒng)235
第五節(jié)自適應自動舵操舵儀243
第六節(jié)Kongsberg 的自動導航航跡舵
原理247
復習與思考題250
參考文獻251
第1章概述$1
11船舶電力推進系統(tǒng)概述$1
111電力推進系統(tǒng)的構(gòu)成$1
112電力推進系統(tǒng)的分類$1
113電力推進的特點$3
12船舶電力推進的應用$4
13船舶電力推進發(fā)展趨勢$6
131電力推進發(fā)展概況$6
132電力推進現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢$8
第2章船舶電力推進系統(tǒng)的機槳
特性$15
21螺旋槳的基礎(chǔ)知識$15
211螺旋槳的外形和名稱$15
212螺旋面及螺旋線$16
213螺旋槳的幾何特性$17
22螺旋槳的推力和阻轉(zhuǎn)矩$20
23螺旋槳的工作特性$21
24船體的阻力$22
25螺旋槳與船體的相互作用$22
251船體對螺旋槳的影響$22
252螺旋槳對船體的影響$23
26螺旋槳特性$23
261自由航行特性$23
262系纜（拋錨）特性$24
263螺旋槳反轉(zhuǎn)特性$25
27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
31船舶推進電動機概述$30
311推進電動機的特點$30
312船舶推進電動機的要求$31
32船舶直流推進電動機$33
321直流電動機的基本原理$33
322他勵直流電動機數(shù)學模型$35
323直流電動機的運行特性$39
324船舶直流推進電動機特點$40
33交流推進電動機$42
331多相異步電動機數(shù)學模型$43
332多相同步電動機數(shù)學模型$47
333交流電動機的運行特性$50
334船舶交流推進電動機特點$53
34船舶永磁推進電動機$55
341基本原理、分類$55
342多相永磁電動機通用數(shù)學模型$55
343多相正弦波永磁同步電動機數(shù)學
模型$58
344船舶永磁推進電動機特點$60
第4章船舶直流電力推進$64
41主電路連接方式$64
411主發(fā)電機并聯(lián)接法與主發(fā)電機串
聯(lián)接法的比較$64
412一般串聯(lián)接法與交互串聯(lián)接法的
比較$65
413主電動機采用單電樞或雙電樞的
比較$65
414主電路連接法舉例$66
42簡單的G-M系統(tǒng)$67
421工作原理和機械特性$67
422G-M系統(tǒng)的工作狀態(tài)$69
423G-M系統(tǒng)的優(yōu)點$70
424G-M系統(tǒng)的缺點$70
43帶蓄電池組的G-M系統(tǒng)$71
431調(diào)速方式及工作特性$71
432系統(tǒng)的優(yōu)缺點$73
44恒功率系統(tǒng)$73
441理想恒功率特性和發(fā)電機電動機
特性的自動調(diào)節(jié)方法$73
442三繞組發(fā)電機系統(tǒng)$76
45恒電流系統(tǒng)$77
451基本原理$77
452恒電流系統(tǒng)的靜特性$79
453恒電流系統(tǒng)的應用范圍$79
46帶整流輸出的交流發(fā)電機—直流電動機
推進系統(tǒng)$80
461交流發(fā)電機的設(shè)計特點$80
462十二相發(fā)電機整流橋連接方式及
整流特性$82
463采用交—直系統(tǒng)的優(yōu)點$83
47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(tǒng)及其
變頻器$86
51交流電力推進系統(tǒng)概述$86
52推進變頻器用大功率電力電子器件$88
521電力二極管$88
522晶閘管$90
523門極關(guān)斷晶閘管（GTO）$93
524絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)$94
525集成門極換流晶閘管(IGCT)$95
526電子注入增強柵晶體管（IEGT）$96
53交-直-交變頻器分類$99
54H橋型逆變器$100
541單相半橋電壓型逆變電路$100
542單相H橋逆變器$100
543多相H橋逆變器$101
55兩電平逆變器$103
551三相兩電平逆變電路$103
552多相兩電平逆變電路$105
56多電平逆變器$106
57交-交變頻器$111
571單相交-交變頻電路$111
572三相交-交變頻電路$116
第6章船舶交流電力推進系統(tǒng)PWM
控制技術(shù)$118
61正弦PWM(SPWM)控制技術(shù)$118
611基本原理$118
612過調(diào)制操作$120
613載波與調(diào)制波頻率的關(guān)系$120
614死區(qū)效應及補償$121
62空間矢量PWM（SVPWM）控制
技術(shù)$122
621靜止空間矢量$123
622矢量作用時間計算$124
623Vref位置與作用時間之間的
關(guān)系$126
624開關(guān)順序設(shè)計$126
63特定諧波消除PWM（SHEPWM）控制
技術(shù)$130
64滯環(huán)PWM控制技術(shù)$132
第7章船舶交流電力推進系統(tǒng)調(diào)速
控制技術(shù)$134
71電力推進系統(tǒng)標量控制技術(shù)$134
711開環(huán)恒壓頻比（V/F）標量
控制$134
712帶轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)的速度控制$136
72電力推進系統(tǒng)矢量控制技術(shù)$137
721矢量控制與直流電動機控制的
相似性$137
722等效電路和相量圖$138
723矢量控制原理$139
724直接矢量控制$140
725磁鏈矢量的估計$141
726間接或前饋矢量控制$144
73電力推進系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制$146
731基于定子和轉(zhuǎn)子磁鏈的轉(zhuǎn)矩
表達式$146
732直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理$147
74交流電力推進系統(tǒng)示例$150
741某液化天然氣運輸船電力推進
系統(tǒng)$150
742某350t自航起重船電力推進
系統(tǒng)$152
第8章船舶側(cè)推裝置$155
81船舶側(cè)推裝置概述$155
811船舶側(cè)推裝置的工作原理$155
812船舶側(cè)推裝置的作用和要求$156
82船舶側(cè)推裝置控制系統(tǒng)的組成和
原理$156
821定距槳側(cè)推裝置$157
822調(diào)距槳側(cè)推裝置$158
83船舶側(cè)推裝置的典型控制系統(tǒng)$162
84船舶側(cè)推裝置的選用要點及其應用$164
841船舶側(cè)推裝置的選用要點$164
842船舶側(cè)推裝置的應用$164
85船舶側(cè)推裝置設(shè)計舉例$167
第9章船舶吊艙式電力推進$169
91船舶吊艙式電力推進概述$169
911吊艙式推進器$169
912吊艙電力推進系統(tǒng)$175
913吊艙電力推進中的幾項關(guān)鍵
技術(shù)$175
92船舶吊艙式電力推進的性能和特點$178
93吊艙式對轉(zhuǎn)螺旋槳（CRP）系統(tǒng)的
結(jié)構(gòu)原理和特點$181
第10章輪緣驅(qū)動電力推進$184
101輪緣驅(qū)動電力推進概述$184
1011輪緣驅(qū)動電力推進的基本
概念$184
1012輪緣驅(qū)動電力推進的主要
特點$185
102輪緣驅(qū)動電力推進的發(fā)展$186
103輪緣驅(qū)動電力推進的關(guān)鍵技術(shù)$188
104輪緣驅(qū)動推進電動機$189
105輪緣驅(qū)動電力推進案例$191
第11章船舶超導電力推進$194
111超導技術(shù)概述$194
1111超導材料的發(fā)展$194
1112超導材料的性質(zhì)$196
1113超導技術(shù)應用$198
112船舶超導電力推進裝置的發(fā)展$198
113超導電力推進系統(tǒng)$200
1131超導電力推進的特點$200
1132適用范圍及主要組成設(shè)備$202
1133推進方式與特征$203
1134低溫冷卻方案$203
114超導推進電動機$204
1141低溫超導直流單極電動機$204
1142高溫超導交流同步電動機$205
115船舶超導電力推進系統(tǒng)方案設(shè)計
示例$207
1151液化天然氣破冰船超導直流電力
推進系統(tǒng)方案$207
1152直流超導電力推進試驗船$208
1153小水線面雙體船、水翼艇等的
超導交流電力推進系統(tǒng)方案$208
第12章船舶磁流體電力推進$210
121磁流體推進概述$210
1211磁流體推進基本概念$210
1212磁流體推進原理$211
1213船舶總體構(gòu)成$213
122磁流體推進的性能和特點$214
123超導磁流體關(guān)鍵技術(shù)與總體概念$215
1231推進器總體設(shè)計$215
1232超導磁體系統(tǒng)$215
1233低溫制冷系統(tǒng)$217
1234海水通電電極$217
1235推進用電力系統(tǒng)$218
1236超導磁流體推進船設(shè)計概要$218
124發(fā)展應用$219
1241發(fā)展歷程及前景$219
1242潛在應用示例$223
第13章船舶電力推進的監(jiān)測與
控制$227
131船舶電力推進監(jiān)控概述$227
1311船舶電力推進監(jiān)測與控制技術(shù)
現(xiàn)狀$227
1312船舶電力推進監(jiān)測與控制技術(shù)的
發(fā)展$228
132船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)通信
技術(shù)$229
133船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)設(shè)計
要求$231
1331環(huán)境要求$231
1332安裝要求$231
1333絕緣耐壓要求$232
1334工作電源要求$232
1335主要功能性能要求$232
1336監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的要求$233
1337監(jiān)控系統(tǒng)用傳感器的要求$233
1338控制軟件基本要求$233
134船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)
設(shè)計$234
1341方案的初步制訂$234
1342監(jiān)測與控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計$234
1343監(jiān)測與控制系統(tǒng)設(shè)計$234
1344監(jiān)測與控制系統(tǒng)軟件設(shè)計$237
1345人機界面設(shè)計$238
135船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)方案
實例$239
1351某船電力推進監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計$239
1352采用CAN總線的多相推進電動機
控制系統(tǒng)$244
參考文獻$246