船舶电力推进技术(第2版)

本书重点分析了船舶交流电力推进系统的相关技术及特种电力推进技术，同时也兼顾了直流电力推进系统。全书共分13章，第1章简单介绍了船舶电力推进的基本概念、构成、特点、分类、应用及发展状况。第2章介绍了船舶电力推进中的螺旋桨基本理论、工作特性及螺旋桨对推进电动机的机械特性要求。第3章介绍了船舶电力推进系统中所采用的各种推进电动机，包括直流推进电动机、多相异步推进电动机、多相同步推进电动机和多相永磁推进电动机。第4章介绍了船舶直流电力推进系统，包括直流推进系统的主电路连接方式、简单的G-M系统、带蓄电池组的G-M系统、恒功率系统、恒电流系统以及带整流输出的交流发电机-直流电动机推进系统。第5章介绍了交流电力推进系统中所采用的大功率电力电子器件及其构成的交-交变频器、多电平变频器、H桥型变频器和电流源型变频器。第6章介绍了交流推进变频器所采用的PWM技术，包括正弦PWM、空间矢量PWM、特定谐波消除PWM及电流滞环PWM。第7章介绍了交流电力推进系统所采用的调速控制技术，包括标量控制技术、矢量控制技术及直接转矩控制技术以及特种推进电动机的控制技术，并举例分析了交流电力推进系统的构成及技术特点。第8章介绍了船舶侧推装置的组成、原理、典型控制系统及其应用。第9章介绍了吊舱式电力推进系统的组成、结构、原理及特点。第10章介绍了轮缘驱动电力推进系统组成、原理、技术特点、关键技术及应用案例。第11章介绍了超导电力推进系统的组成、原理与特点，并分析了超导推进电动机及超导电力推进系统方案设计。第12章介绍了船舶磁流体电力推进系统的构成、原理、性能特点及发展应用。第13章介绍了船舶电力推进的监测技术与控制技术以及电力推进监测与控制系统的设计，并进行了实例分析。

前言第1章概述1.1船舶电力推进系统概述1.1.1电力推进系统的构成1.1.2电力推进系统的分类1.1.3电力推进的特点1.2船舶电力推进的应用1.3船舶电力推进发展趋势1.3.1电力推进发展概况1.3.2电力推进现状及发展趋势第2章船舶电力推进系统的机桨特性2.1螺旋桨的基础知识2.1.1螺旋桨的外形和名称2.1.2螺旋面及螺旋线2.1.3螺旋桨的几何特性2.2螺旋桨的推力和阻转矩2.3螺旋桨的工作特性2.4船体的阻力2.5螺旋桨与船体的相互作用2.5.1船体对螺旋桨的影响2.5.2螺旋桨对船体的影响2.6螺旋桨特性2.6.1自由航行特性2.6.2系缆（抛锚）特性2.6.3螺旋桨反转特性2.7螺旋桨对推进电动机机械特性的要求第3章船舶推进电动机3.1船舶推进电动机概述3.1.1推进电动机的特点3.1.2船舶推进电动机的要求3.2船舶直流推进电动机3.2.1直流电动机的基本原理3.2.2他励直流电动机数学模型3.2.3直流电动机的运行特性3.2.4船舶直流推进电动机特点3.3交流推进电动机3.3.1多相异步电动机数学模型3.3.2多相同步电动机数学模型3.3.3交流电动机的运行特性3.3.4船舶交流推进电动机特点3.4船舶永磁推进电动机3.4.1基本原理、分类3.4.2多相永磁电动机通用数学模型3.4.3多相正弦波永磁同步电动机数学模型3.4.4船舶永磁推进电动机特点第4章船舶直流电力推进4.1主电路连接方式4.1.1主发电机并联接法与主发电机串联接法的比较4.1.2一般串联接法与交互串联接法的比较4.1.3主电动机采用单电枢或双电枢的比较4.1.4主电路连接法举例4.2简单的G-M系统4.2.1工作原理和机械特性4.2.2G-M系统的工作状态4.2.3G-M系统的优点4.2.4G-M系统的缺点4.3带蓄电池组的G-M系统4.3.1调速方式及工作特性4.3.2系统的优缺点4.4恒功率系统4.4.1理想恒功率特性和发电机电动机特性的自动调节方法4.4.2三绕组发电机系统4.5恒电流系统4.5.1基本原理4.5.2恒电流系统的静特性4.5.3恒电流系统的应用范围4.6带整流输出的交流发电机—直流电动机推进系统4.6.1交流发电机的设计特点4.6.2十二相发电机整流桥连接方式及整流特性4.6.3采用交—直系统的优点4.7船舶直流电力推进控制案例第5章船舶交流电力推进系统及其变频器5.1交流电力推进系统概述5.2推进变频器用大功率电力电子器件5.2.1电力二极管5.2.2晶闸管5.2.3门极关断晶闸管（GTO）5.2.4绝缘栅双极型晶体管(IGBT)5.2.5集成门极换流晶闸管(IGCT)5.2.6电子注入增强栅晶体管（IEGT）5.3交-直-交变频器分类5.4H桥型逆变器5.4.1单相半桥电压型逆变电路5.4.2单相H桥逆变器5.4.3多相H桥逆变器5.5两电平逆变器5.5.1三相两电平逆变电路5.5.2多相两电平逆变电路5.6多电平逆变器5.7交-交变频器5.7.1单相交-交变频电路5.7.2三相交-交变频电路第6章船舶交流电力推进系统PWM控制技术6.1正弦PWM(SPWM)控制技术6.1.1基本原理6.1.2过调制操作6.1.3载波与调制波频率的关系6.1.4死区效应及补偿6.2空间矢量PWM（SVPWM）控制技术6.2.1静止空间矢量6.2.2矢量作用时间计算6.2.3Vref位置与作用时间之间的关系6.2.4开关顺序设计6.3特定谐波消除PWM（SHEPWM）控制技术6.4滞环PWM控制技术第7章船舶交流电力推进系统调速控制技术7.1电力推进系统标量控制技术7.1.1开环恒压频比（V/F）标量控制7.1.2带转差率调节的速度控制7.2电力推进系统矢量控制技术7.2.1矢量控制与直流电动机控制的相似性7.2.2等效电路和相量图7.2.3矢量控制原理7.2.4直接矢量控制7.2.5磁链矢量的估计7.2.6间接或前馈矢量控制7.3电力推进系统直接转矩控制7.3.1基于定子和转子磁链的转矩表达式7.3.2直接转矩控制的基本原理7.4交流电力推进系统示例7.4.1某液化天然气运输船电力推进系统7.4.2某350t自航起重船电力推进系统第8章船舶侧推装置8.1船舶侧推装置概述8.1.1船舶侧推装置的工作原理8.1.2船舶侧推装置的作用和要求8.2船舶侧推装置控制系统的组成和原理8.2.1定距桨侧推装置8.2.2调距桨侧推装置8.3船舶侧推装置的典型控制系统8.4船舶侧推装置的选用要点及其应用8.4.1船舶侧推装置的选用要点8.4.2船舶侧推装置的应用8.5船舶侧推装置设计举例第9章船舶吊舱式电力推进9.1船舶吊舱式电力推进概述9.1.1吊舱式推进器9.1.2吊舱电力推进系统9.1.3吊舱电力推进中的几项关键技术9.2船舶吊舱式电力推进的性能和特点9.3吊舱式对转螺旋桨（CRP）系统的结构原理和特点第10章轮缘驱动电力推进10.1轮缘驱动电力推进概述10.1.1轮缘驱动电力推进的基本概念10.1.2轮缘驱动电力推进的主要特点10.2轮缘驱动电力推进的发展10.3轮缘驱动电力推进的关键技术10.4轮缘驱动推进电动机10.5轮缘驱动电力推进案例第11章船舶超导电力推进11.1超导技术概述11.1.1超导材料的发展11.1.2超导材料的性质11.1.3超导技术应用11.2船舶超导电力推进装置的发展11.3超导电力推进系统11.3.1超导电力推进的特点