船舶電力推進技術（第2版）

前言

第1章概述

1.1船舶電力推進系統(tǒng)概述

1.1.1電力推進系統(tǒng)的構成

1.1.2電力推進系統(tǒng)的分類

1.1.3電力推進的特點

1.2船舶電力推進的應用

1.3船舶電力推進發(fā)展趨勢

1.3.1電力推進發(fā)展概況

1.3.2電力推進現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

第2章船舶電力推進系統(tǒng)的機槳特性

2.1螺旋槳的基礎知識

2.1.1螺旋槳的外形和名稱

2.1.2螺旋面及螺旋線

2.1.3螺旋槳的幾何特性

2.2螺旋槳的推力和阻轉矩

2.3螺旋槳的工作特性

2.4船體的阻力

2.5螺旋槳與船體的相互作用

2.5.1船體對螺旋槳的影響

2.5.2螺旋槳對船體的影響

2.6螺旋槳特性

2.6.1自由航行特性

2.6.2系纜（拋錨）特性

2.6.3螺旋槳反轉特性

2.7螺旋槳對推進電動機機械特性的要求

第3章船舶推進電動機

3.1船舶推進電動機概述

3.1.1推進電動機的特點

3.1.2船舶推進電動機的要求

3.2船舶直流推進電動機

3.2.1直流電動機的基本原理

3.2.2他勵直流電動機數(shù)學模型

3.2.3直流電動機的運行特性

3.2.4船舶直流推進電動機特點

3.3交流推進電動機

3.3.1多相異步電動機數(shù)學模型

3.3.2多相同步電動機數(shù)學模型

3.3.3交流電動機的運行特性

3.3.4船舶交流推進電動機特點

3.4船舶永磁推進電動機

3.4.1基本原理、分類

3.4.2多相永磁電動機通用數(shù)學模型

3.4.3多相正弦波永磁同步電動機數(shù)學模型

3.4.4船舶永磁推進電動機特點

第4章船舶直流電力推進

4.1主電路連接方式

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

4.1.2一般串聯(lián)接法與交互串聯(lián)接法的比較

4.1.3主電動機采用單電樞或雙電樞的比較

4.1.4主電路連接法舉例

4.2簡單的G-M系統(tǒng)

4.2.1工作原理和機械特性

4.2.2G-M系統(tǒng)的工作狀態(tài)

4.2.3G-M系統(tǒng)的優(yōu)點

4.2.4G-M系統(tǒng)的缺點

4.3帶蓄電池組的G-M系統(tǒng)

4.3.1調速方式及工作特性

4.3.2系統(tǒng)的優(yōu)缺點

4.4恒功率系統(tǒng)

4.4.1理想恒功率特性和發(fā)電機電動機特性的自動調節(jié)方法

4.4.2三繞組發(fā)電機系統(tǒng)

4.5恒電流系統(tǒng)

4.5.1基本原理

4.5.2恒電流系統(tǒng)的靜特性

4.5.3恒電流系統(tǒng)的應用范圍

4.6帶整流輸出的交流發(fā)電機—直流電動機推進系統(tǒng)

4.6.1交流發(fā)電機的設計特點

4.6.2十二相發(fā)電機整流橋連接方式及整流特性

4.6.3采用交—直系統(tǒng)的優(yōu)點

4.7船舶直流電力推進控制案例

第5章船舶交流電力推進系統(tǒng)及其變頻器

5.1交流電力推進系統(tǒng)概述

5.2推進變頻器用大功率電力電子器件

5.2.1電力二極管

5.2.2晶閘管

5.2.3門極關斷晶閘管（GTO）

5.2.4絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)

5.2.5集成門極換流晶閘管(IGCT)

5.2.6電子注入增強柵晶體管（IEGT）

5.3交-直-交變頻器分類

5.4H橋型逆變器

5.4.1單相半橋電壓型逆變電路

5.4.2單相H橋逆變器

5.4.3多相H橋逆變器

5.5兩電平逆變器

5.5.1三相兩電平逆變電路

5.5.2多相兩電平逆變電路

5.6多電平逆變器

5.7交-交變頻器

5.7.1單相交-交變頻電路

5.7.2三相交-交變頻電路

第6章船舶交流電力推進系統(tǒng)PWM控制技術

6.1正弦PWM(SPWM)控制技術

6.1.1基本原理

6.1.2過調制操作

6.1.3載波與調制波頻率的關系

6.1.4死區(qū)效應及補償

6.2空間矢量PWM（SVPWM）控制技術

6.2.1靜止空間矢量

6.2.2矢量作用時間計算

6.2.3Vref位置與作用時間之間的關系

6.2.4開關順序設計

6.3特定諧波消除PWM（SHEPWM）控制技術

6.4滯環(huán)PWM控制技術

第7章船舶交流電力推進系統(tǒng)調速控制技術

7.1電力推進系統(tǒng)標量控制技術

7.1.1開環(huán)恒壓頻比（V/F）標量控制

7.1.2帶轉差率調節(jié)的速度控制

7.2電力推進系統(tǒng)矢量控制技術

7.2.1矢量控制與直流電動機控制的相似性

7.2.2等效電路和相量圖

7.2.3矢量控制原理

7.2.4直接矢量控制

7.2.5磁鏈矢量的估計

7.2.6間接或前饋矢量控制

7.3電力推進系統(tǒng)直接轉矩控制

7.3.1基于定子和轉子磁鏈的轉矩表達式

7.3.2直接轉矩控制的基本原理

7.4交流電力推進系統(tǒng)示例

7.4.1某液化天然氣運輸船電力推進系統(tǒng)

7.4.2某350t自航起重船電力推進系統(tǒng)

第8章船舶側推裝置

8.1船舶側推裝置概述

8.1.1船舶側推裝置的工作原理

8.1.2船舶側推裝置的作用和要求

8.2船舶側推裝置控制系統(tǒng)的組成和原理

8.2.1定距槳側推裝置

8.2.2調距槳側推裝置

8.3船舶側推裝置的典型控制系統(tǒng)

8.4船舶側推裝置的選用要點及其應用

8.4.1船舶側推裝置的選用要點

8.4.2船舶側推裝置的應用

8.5船舶側推裝置設計舉例

第9章船舶吊艙式電力推進

9.1船舶吊艙式電力推進概述

9.1.1吊艙式推進器

9.1.2吊艙電力推進系統(tǒng)

9.1.3吊艙電力推進中的幾項關鍵技術

9.2船舶吊艙式電力推進的性能和特點

9.3吊艙式對轉螺旋槳（CRP）系統(tǒng)的結構原理和特點

第10章輪緣驅動電力推進

10.1輪緣驅動電力推進概述

10.1.1輪緣驅動電力推進的基本概念

10.1.2輪緣驅動電力推進的主要特點

10.2輪緣驅動電力推進的發(fā)展

10.3輪緣驅動電力推進的關鍵技術

10.4輪緣驅動推進電動機

10.5輪緣驅動電力推進案例

第11章船舶超導電力推進

11.1超導技術概述

11.1.1超導材料的發(fā)展

11.1.2超導材料的性質

11.1.3超導技術應用

11.2船舶超導電力推進裝置的發(fā)展

11.3超導電力推進系統(tǒng)

11.3.1超導電力推進的特點

11.3.2適用范圍及主要組成設備

11.3.3推進方式與特征

11.3.4低溫冷卻方案

11.4超導推進電動機

11.4.1低溫超導直流單極電動機

11.4.2高溫超導交流同步電動機

11.5船舶超導電力推進系統(tǒng)方案設計示例

11.5.1液化天然氣破冰船超導直流電力推進系統(tǒng)方案

11.5.2直流超導電力推進試驗船

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

第12章船舶磁流體電力推進

12.1磁流體推進概述

12.1.1磁流體推進基本概念

12.1.2磁流體推進原理

12.1.3船舶總體構成

12.2磁流體推進的性能和特點

12.3超導磁流體關鍵技術與總體概念

12.3.1推進器總體設計

12.3.2超導磁體系統(tǒng)

12.3.3低溫制冷系統(tǒng)

12.3.4海水通電電極

12.3.5推進用電力系統(tǒng)

12.3.6超導磁流體推進船設計概要

12.4發(fā)展應用

12.4.1發(fā)展歷程及前景

12.4.2潛在應用示例

第13章船舶電力推進的監(jiān)測與控制

13.1船舶電力推進監(jiān)控概述

13.1.1船舶電力推進監(jiān)測與控制技術現(xiàn)狀

13.1.2船舶電力推進監(jiān)測與控制技術的發(fā)展

13.2船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)通信技術

13.3船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計要求

13.3.1環(huán)境要求

13.3.2安裝要求

13.3.3絕緣耐壓要求

13.3.4工作電源要求

13.3.5主要功能性能要求

13.3.6監(jiān)控系統(tǒng)網絡的要求

13.3.7監(jiān)控系統(tǒng)用傳感器的要求

13.3.8控制軟件基本要求

13.4船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計234

13.4.1方案的初步制訂

13.4.2監(jiān)測與控制網絡設計

13.4.3監(jiān)測與控制系統(tǒng)設計

13.4.4監(jiān)測與控制系統(tǒng)軟件設計

13.4.5人機界面設計

13.5船舶電力推進監(jiān)測與控制系統(tǒng)方案實例

13.5.1某船電力推進監(jiān)控系統(tǒng)設計

13.5.2采用CAN總線的多相推進電動機控制系統(tǒng)

參考文獻