本書重點分析了船舶交流電力推進系統(tǒng)各關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)組成, 運行原理及其設(shè)備操作維護等相關(guān)技術(shù), 主要介紹了船舶電力推進的基本概念、構(gòu)成、特點、分類、應(yīng)用及發(fā)展?fàn)顩r, 介紹了船舶綜合電力系統(tǒng)組成、特征、基本要求, 參數(shù)以及典型應(yīng)用, 分析推進中的螺旋槳基本理論, 工作特征及螺旋槳對推進電動機的機械特性要求; 介紹了船舶電力推進系統(tǒng)中所采用的各種推進電機: 直流推進電機、多相同步推進電機和多相永磁推進電機、介紹了交流電力推進系統(tǒng)所采用的大功率電力電子器件等。
船舶電力推進技術(shù)的應(yīng)用歷史悠久,隨著控制理論、電力電子、電機和材料等技術(shù)的發(fā)展,電力推進由原來直流推進為主演變到以交流推進為主,過去一直只局限于專用船只的電力推進系統(tǒng),目前已擴展到幾乎所有的民船領(lǐng)域。對于從事船舶動力行業(yè)設(shè)計、制造和使用的技術(shù)人員來說,船舶電力推進系統(tǒng)的相關(guān)知識已經(jīng)成為必須要了解和掌握的專門知識。本書可作為普通高等院校船舶行業(yè)電氣專業(yè)、輪機專業(yè)和高職高專相關(guān)專業(yè)教材,也可作為船舶設(shè)計研究單 位和船廠技術(shù)人員的參考書。
船舶電力推進系統(tǒng)是指采用電動機直接驅(qū)動推進器 (螺旋槳、噴泵等)推動船舶行進的 系統(tǒng),可廣泛用于各種民用船舶和軍用船舶。與傳統(tǒng)的機械推進方式相比,電力推進系統(tǒng)具 有噪聲低、調(diào)速性能好、效率高、可靠性好、重量體積小、布置靈活等優(yōu)點。
船舶電力推進技術(shù)的應(yīng)用歷史悠久,隨著控制理論、電力電子、電機和材料等技術(shù)的發(fā) 展,電力推進由原來直流推進為主演變到以交流推進為主,過去一直只局限于專用船只的電 力推進系統(tǒng),目前已擴展到幾乎所有的民船領(lǐng)域。歐美各國已把電力推進作為新一代艦船的 推進方式,采用電力推進已成為船舶動力發(fā)展的必然趨勢。因此,對于從事船舶動力行業(yè)設(shè) 計、制造和使用的技術(shù)人員來說,船舶電力推進系統(tǒng)的相關(guān)知識已經(jīng)成為必須要了解和掌握 的專門知識。
本書注重理論聯(lián)系實際,體系完整,內(nèi)容新穎,突出 “以人為本”的理念,培養(yǎng)學(xué)生的 應(yīng)用能力和創(chuàng)新精神。書中論述力求清晰準(zhǔn)確,深入淺出,為便于學(xué)生學(xué)習(xí)和拓展,主要章 節(jié)都列舉了典型裝 (設(shè))備,每章末有思考題與習(xí)題。
本書的第1、2、3章由喬鳴忠編寫,第4、5章由于飛和魏永清共同編寫,第6章由張 曉鋒和曾海燕共同編寫,第7、8章由朱鵬和曾海燕共同編寫,全書的文字編排和繪圖由徐 建霖負責(zé)。全書由喬鳴忠統(tǒng)稿,張曉鋒審閱。本書的部分內(nèi)容來自課題組培養(yǎng)的博士研究生 論文,他們是葉志浩博士、杜承東博士、宋慶國博士、魏永清博士、張成勝博士、蔡巍博 士、梁京輝博士,在此向他們表示感謝。
本書由武漢理工大學(xué)李維波教授主審。同時,本書受到了國家自然科學(xué)基金項目(51277177、51407188、51307180)支持。在此一并致謝。
由于作者水平有限,同時船舶電力推進技術(shù)的發(fā)展還在不斷深入,許多技術(shù)問題本書沒 有涉及,書中難免有不足之處,敬請廣大讀者批評指正。
喬鳴忠：近年來，圍繞船舶綜合電力推進系統(tǒng)，在永磁電機設(shè)計、多相電機運行理論及調(diào)速控制技術(shù)等領(lǐng)域，開展了深入的研究工作，先后主持國家自然科學(xué)基金、軍隊、海軍等重點科研項目15項。獲軍隊科技進步三等獎1項，國防科學(xué)技術(shù)進步三等獎1項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，其中核心刊物以上43篇，SCI、EI（檢索28篇。獲國家發(fā)明專利2項。出版教材12部，參與了《中國電氣工程大典》、《中國軍事百科全書》、《人民海軍艦船史》的編寫工作。2006年被評為海軍高科技人才工程培養(yǎng)對象，2011年獲海軍課堂授課質(zhì)量獎。
前言
常用符號表
第1章概述 1
第2章1.1 船舶電力推進系統(tǒng)概述 1
1.2 船舶電力推進系統(tǒng)的應(yīng)用 4
1.3 船舶電力推進技術(shù)發(fā)展趨勢 6
小結(jié) 8
思考題與習(xí)題 9
第2章船舶綜合電力系統(tǒng) 10
2.1 船舶綜合電力系統(tǒng)的組成 10
2.2 船舶綜合電力系統(tǒng)的特征和基本要求 18
2.3 船舶電力系統(tǒng)的基本參數(shù) 19
2.4 船舶綜合電力系統(tǒng)典型應(yīng)用 23
小結(jié) 29
思考題與習(xí)題 29
第3章船舶電力推進系統(tǒng)的機槳特性 31
3.1 螺旋槳的基礎(chǔ)知識 31
3.2 螺旋槳的推力和阻轉(zhuǎn)矩 36
3.3 螺旋槳的敞水特性 37
3.4 船體的阻力 38
3.5 螺旋槳與船體的相互作用 38
3.6 螺旋槳負載特性 39
第4章3.7 螺旋槳對推進電機機械特性的要求 42
小結(jié) 44
思考題與習(xí)題 44
第4章船舶推進電機及其控制策略 46
4.1 船舶推進電機概述 46
4.2 船舶直流推進電機及其控制 49
4.3 船舶交流推進電機及其控制 59
4.4 1RN57127-6型推進電機及其應(yīng)用 86
小結(jié) 91
思考題與習(xí)題 91
第5章船舶推進變頻器及其調(diào)制技術(shù) 93
5.1 船舶變頻器的主要類型及特點 93
5.2 逆變器調(diào)制技術(shù) 106
5.3 推進變頻器工程應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)問題 121
5.4 船舶電力推進變頻器的選擇 125
5.5 SIMOVERT MASTERDRIVE變頻器及其應(yīng)用 125
小結(jié) 132
思考題與習(xí)題 132
第6章 船舶主推進裝置 134
6.1 直接軸系推進裝置 134
6.2 間接軸系推進裝置 140
6.3 全回轉(zhuǎn)舵槳推進器 141
6.4 吊艙推進器 146
6.5 AZP120/M-300主推進裝置 149
小結(jié) 172
思考題與習(xí)題 173
第7章船舶側(cè)推裝置 174
7.1 船舶側(cè)推裝置概述 174
7.2 船舶側(cè)推裝置控制系統(tǒng)的組成和原理 175
7.3 船舶側(cè)推裝置的選用要點及其應(yīng)用 180
7.4 TT2000側(cè)推系統(tǒng) 183
小結(jié) 200
思考題與習(xí)題 201
第8章 船舶電力推進監(jiān)控系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng) 202
8.1 船舶電力推進監(jiān)測與控制統(tǒng) 202
8.2 能量管理統(tǒng) 211
小結(jié)229
思考題與習(xí)題229
參考文獻 230
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