本書根據(jù)交通運(yùn)輸部海事局《海船船員培訓(xùn)大綱（2016版）》的相關(guān)要求而編寫。
全書分為11章，主要介紹了磁場與電磁感應(yīng)、直流電機(jī)、變壓器、異步電動(dòng)機(jī)、同步電機(jī)、特種電機(jī)、常用控制電器及控制電路、電機(jī)的典型控制電路、機(jī)艙電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)、甲板機(jī)械電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)和船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)。
本書內(nèi)容豐富、取材新穎、深淺適度、側(cè)重應(yīng)用、多方面和多層次地反映了船舶電機(jī)與拖動(dòng)的技術(shù)。
本書可作為航海類高等學(xué)校船舶電子電氣工程專業(yè)和輪機(jī)工程專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)（航海技術(shù)、船舶與海洋工程）師生和船舶電氣技術(shù)人員的參考用書。
前言
上篇船舶電機(jī)學(xué)
第一章磁場與電磁感應(yīng)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(yīng)11
第五節(jié)電磁鐵19
復(fù)習(xí)與思考題23
第二章直流電機(jī)24
第一節(jié)直流電機(jī)的工作原理24
第二節(jié)直流電機(jī)的運(yùn)行特性28
第三節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、調(diào)速、
制動(dòng)及反轉(zhuǎn)32
第四節(jié)無刷直流電動(dòng)機(jī)38
復(fù)習(xí)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(yùn)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(fù)習(xí)與思考題61
第四章異步電動(dòng)機(jī)63
第一節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與銘牌
數(shù)據(jù)63
第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作
原理66
第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作
特性69
第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)73
第五節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速76
第六節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)80
第七節(jié)單相異步電動(dòng)機(jī)83
復(fù)習(xí)與思考題85
第五章同步電機(jī)86
第一節(jié)三相交流同步發(fā)電機(jī)的構(gòu)造與
工作原理86
第二節(jié)同步發(fā)電機(jī)的空載運(yùn)行及空載
特性88
第三節(jié)同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載運(yùn)行及電樞
反應(yīng)90
第四節(jié)同步發(fā)電機(jī)的外特性及調(diào)節(jié)
特性95
第五節(jié)同步電動(dòng)機(jī)102
復(fù)習(xí)與思考題106
第六章特種電機(jī)107
第一節(jié)伺服電動(dòng)機(jī)107
第二節(jié)測速發(fā)電機(jī)及電動(dòng)
轉(zhuǎn)速表110
第三節(jié)自整角機(jī)及其應(yīng)用 113
第四節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)121
復(fù)習(xí)與思考題124下篇船舶電力拖動(dòng)
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(dòng)機(jī)的基本保護(hù)
電路142
第三節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的基本控制
環(huán)節(jié)146
復(fù)習(xí)與思考題149
第八章電機(jī)的典型控制電路150
第一節(jié)電動(dòng)機(jī)的直接起動(dòng)控制150
第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的星－三角
起動(dòng)控制150
第三節(jié)三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的
轉(zhuǎn)子串電阻起動(dòng)控制151
第四節(jié)籠型異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)
控制152
第五節(jié)電機(jī)的調(diào)速控制153
復(fù)習(xí)與思考題166
第九章機(jī)艙電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)167
第一節(jié)機(jī)艙電機(jī)的典型控制
電路167
第二節(jié)船舶電梯控制系統(tǒng)176
復(fù)習(xí)與思考題183
第十章甲板機(jī)械電力拖動(dòng)控制
系統(tǒng)184
第一節(jié)錨機(jī)、絞纜機(jī)電力拖動(dòng)控制
系統(tǒng)184
第二節(jié)船舶電動(dòng)起貨機(jī)的控制
系統(tǒng)193
第三節(jié)船用液壓起貨機(jī)的控制
系統(tǒng)203
第四節(jié)船用變頻調(diào)速起貨機(jī)的控制
系統(tǒng)213
復(fù)習(xí)與思考題219
第十一章船舶舵機(jī)控制系統(tǒng)221
第一節(jié)舵機(jī)電力拖動(dòng)與控制的基本
要求221
第二節(jié)舵機(jī)的操縱方式228
第三節(jié)自動(dòng)舵的調(diào)節(jié)規(guī)律233
第四節(jié)自動(dòng)舵的控制系統(tǒng)235
第五節(jié)自適應(yīng)自動(dòng)舵操舵儀243
第六節(jié)Kongsberg 的自動(dòng)導(dǎo)航航跡舵
原理247
復(fù)習(xí)與思考題250
參考文獻(xiàn)251
第1章概述$1
11船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)概述$1
111電力推進(jìn)系統(tǒng)的構(gòu)成$1
112電力推進(jìn)系統(tǒng)的分類$1
113電力推進(jìn)的特點(diǎn)$3
12船舶電力推進(jìn)的應(yīng)用$4
13船舶電力推進(jìn)發(fā)展趨勢$6
131電力推進(jìn)發(fā)展概況$6
132電力推進(jìn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢$8
第2章船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)的機(jī)槳
特性$15
21螺旋槳的基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(zhuǎn)特性$25
27螺旋槳對推進(jìn)電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的
要求$27
第3章船舶推進(jìn)電動(dòng)機(jī)$30
31船舶推進(jìn)電動(dòng)機(jī)概述$30
311推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)$30
312船舶推進(jìn)電動(dòng)機(jī)的要求$31
32船舶直流推進(jìn)電動(dòng)機(jī)$33
321直流電動(dòng)機(jī)的基本原理$33
322他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型$35
323直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性$39
324船舶直流推進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)$40
33交流推進(jìn)電動(dòng)機(jī)$42
331多相異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型$43
332多相同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型$47
333交流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性$50
334船舶交流推進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)$53
34船舶永磁推進(jìn)電動(dòng)機(jī)$55
341基本原理、分類$55
342多相永磁電動(dòng)機(jī)通用數(shù)學(xué)模型$55
343多相正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)
模型$58
344船舶永磁推進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)$60
第4章船舶直流電力推進(jìn)$64
41主電路連接方式$64
411主發(fā)電機(jī)并聯(lián)接法與主發(fā)電機(jī)串
聯(lián)接法的比較$64
412一般串聯(lián)接法與交互串聯(lián)接法的
比較$65
413主電動(dòng)機(jī)采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(tǒng)$67
421工作原理和機(jī)械特性$67
422G-M系統(tǒng)的工作狀態(tài)$69
423G-M系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)$70
424G-M系統(tǒng)的缺點(diǎn)$70
43帶蓄電池組的G-M系統(tǒng)$71
431調(diào)速方式及工作特性$71
432系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)$73
44恒功率系統(tǒng)$73
441理想恒功率特性和發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)
特性的自動(dòng)調(diào)節(jié)方法$73
442三繞組發(fā)電機(jī)系統(tǒng)$76
45恒電流系統(tǒng)$77
451基本原理$77
452恒電流系統(tǒng)的靜特性$79
453恒電流系統(tǒng)的應(yīng)用范圍$79
46帶整流輸出的交流發(fā)電機(jī)—直流電動(dòng)機(jī)
推進(jìn)系統(tǒng)$80
461交流發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)$80
462十二相發(fā)電機(jī)整流橋連接方式及
整流特性$82
463采用交—直系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)$83
47船舶直流電力推進(jìn)控制案例$84
第5章船舶交流電力推進(jìn)系統(tǒng)及其
變頻器$86
51交流電力推進(jìn)系統(tǒng)概述$86
52推進(jìn)變頻器用大功率電力電子器件$88
521電力二極管$88
522晶閘管$90
523門極關(guān)斷晶閘管（GTO）$93
524絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)$94
525集成門極換流晶閘管(IGCT)$95
526電子注入增強(qiáng)柵晶體管（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(jìn)系統(tǒng)PWM
控制技術(shù)$118
61正弦PWM(SPWM)控制技術(shù)$118
611基本原理$118
612過調(diào)制操作$120
613載波與調(diào)制波頻率的關(guān)系$120
614死區(qū)效應(yīng)及補(bǔ)償$121
62空間矢量PWM（SVPWM）控制
技術(shù)$122
621靜止空間矢量$123
622矢量作用時(shí)間計(jì)算$124
623Vref位置與作用時(shí)間之間的
關(guān)系$126
624開關(guān)順序設(shè)計(jì)$126
63特定諧波消除PWM（SHEPWM）控制
技術(shù)$130
64滯環(huán)PWM控制技術(shù)$132
第7章船舶交流電力推進(jìn)系統(tǒng)調(diào)速
控制技術(shù)$134
71電力推進(jìn)系統(tǒng)標(biāo)量控制技術(shù)$134
711開環(huán)恒壓頻比（V/F）標(biāo)量
控制$134
712帶轉(zhuǎn)差率調(diào)節(jié)的速度控制$136
72電力推進(jìn)系統(tǒng)矢量控制技術(shù)$137
721矢量控制與直流電動(dòng)機(jī)控制的
相似性$137
722等效電路和相量圖$138
723矢量控制原理$139
724直接矢量控制$140
725磁鏈?zhǔn)噶康墓烙?jì)$141
726間接或前饋矢量控制$144
73電力推進(jìn)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制$146
731基于定子和轉(zhuǎn)子磁鏈的轉(zhuǎn)矩
表達(dá)式$146
732直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理$147
74交流電力推進(jìn)系統(tǒng)示例$150
741某液化天然氣運(yùn)輸船電力推進(jìn)
系統(tǒng)$150
742某350t自航起重船電力推進(jìn)
系統(tǒng)$152
第8章船舶側(cè)推裝置$155
81船舶側(cè)推裝置概述$155
811船舶側(cè)推裝置的工作原理$155
812船舶側(cè)推裝置的作用和要求$156
82船舶側(cè)推裝置控制系統(tǒng)的組成和
原理$156
821定距槳側(cè)推裝置$157
822調(diào)距槳側(cè)推裝置$158
83船舶側(cè)推裝置的典型控制系統(tǒng)$162
84船舶側(cè)推裝置的選用要點(diǎn)及其應(yīng)用$164
841船舶側(cè)推裝置的選用要點(diǎn)$164
842船舶側(cè)推裝置的應(yīng)用$164
85船舶側(cè)推裝置設(shè)計(jì)舉例$167
第9章船舶吊艙式電力推進(jìn)$169
91船舶吊艙式電力推進(jìn)概述$169
911吊艙式推進(jìn)器$169
912吊艙電力推進(jìn)系統(tǒng)$175
913吊艙電力推進(jìn)中的幾項(xiàng)關(guān)鍵
技術(shù)$175
92船舶吊艙式電力推進(jìn)的性能和特點(diǎn)$178
93吊艙式對轉(zhuǎn)螺旋槳（CRP）系統(tǒng)的
結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)$181
第10章輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)$184
101輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)概述$184
1011輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)的基本
概念$184
1012輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)的主要
特點(diǎn)$185
102輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)的發(fā)展$186
103輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)的關(guān)鍵技術(shù)$188
104輪緣驅(qū)動(dòng)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)$189
105輪緣驅(qū)動(dòng)電力推進(jìn)案例$191
第11章船舶超導(dǎo)電力推進(jìn)$194
111超導(dǎo)技術(shù)概述$194
1111超導(dǎo)材料的發(fā)展$194
1112超導(dǎo)材料的性質(zhì)$196
1113超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用$198
112船舶超導(dǎo)電力推進(jìn)裝置的發(fā)展$198
113超導(dǎo)電力推進(jìn)系統(tǒng)$200
1131超導(dǎo)電力推進(jìn)的特點(diǎn)$200
1132適用范圍及主要組成設(shè)備$202
1133推進(jìn)方式與特征$203
1134低溫冷卻方案$203
114超導(dǎo)推進(jìn)電動(dòng)機(jī)$204
1141低溫超導(dǎo)直流單極電動(dòng)機(jī)$204
1142高溫超導(dǎo)交流同步電動(dòng)機(jī)$205
115船舶超導(dǎo)電力推進(jìn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
示例$207
1151液化天然氣破冰船超導(dǎo)直流電力
推進(jìn)系統(tǒng)方案$207
1152直流超導(dǎo)電力推進(jìn)試驗(yàn)船$208
1153小水線面雙體船、水翼艇等的
超導(dǎo)交流電力推進(jìn)系統(tǒng)方案$208
第12章船舶磁流體電力推進(jìn)$210
121磁流體推進(jìn)概述$210
1211磁流體推進(jìn)基本概念$210
1212磁流體推進(jìn)原理$211
1213船舶總體構(gòu)成$213
122磁流體推進(jìn)的性能和特點(diǎn)$214
123超導(dǎo)磁流體關(guān)鍵技術(shù)與總體概念$215
1231推進(jìn)器總體設(shè)計(jì)$215
1232超導(dǎo)磁體系統(tǒng)$215
1233低溫制冷系統(tǒng)$217
1234海水通電電極$217
1235推進(jìn)用電力系統(tǒng)$218
1236超導(dǎo)磁流體推進(jìn)船設(shè)計(jì)概要$218
124發(fā)展應(yīng)用$219
1241發(fā)展歷程及前景$219
1242潛在應(yīng)用示例$223
第13章船舶電力推進(jìn)的監(jiān)測與
控制$227
131船舶電力推進(jìn)監(jiān)控概述$227
1311船舶電力推進(jìn)監(jiān)測與控制技術(shù)
現(xiàn)狀$227
1312船舶電力推進(jìn)監(jiān)測與控制技術(shù)的
發(fā)展$228
132船舶電力推進(jìn)監(jiān)測與控制系統(tǒng)通信
技術(shù)$229
133船舶電力推進(jìn)監(jiān)測與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
要求$231
1331環(huán)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(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的要求$233
1337監(jiān)控系統(tǒng)用傳感器的要求$233
1338控制軟件基本要求$233
134船舶電力推進(jìn)監(jiān)測與控制系統(tǒng)
設(shè)計(jì)$234
1341方案的初步制訂$234
1342監(jiān)測與控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)$234
1343監(jiān)測與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)$234
1344監(jiān)測與控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)$237
1345人機(jī)界面設(shè)計(jì)$238
135船舶電力推進(jìn)監(jiān)測與控制系統(tǒng)方案
實(shí)例$239
1351某船電力推進(jìn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)$239
1352采用CAN總線的多相推進(jìn)電動(dòng)機(jī)
控制系統(tǒng)$244
參考文獻(xiàn)$246
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