船舶电力推进系统
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广东广州
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作者汤天浩,韩朝珍 主编
出版社机械工业出版社
ISBN9787111496304
出版时间2015-06
装帧平装
开本其他
定价79元
货号1201126933
上书时间2024-06-30
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目录
电力电子新技术系列图书序言
前言
常用符号表
第1章 概述
1.1 船舶电力推进的发展历史
1.2船舶电力推进技术的国内外现状
1.3 存在问题与未来发展趋势
1.4 本书的编排
参考文献
第2章 船舶电力推进系统的基本结构与分析
2.1船舶电力推进系统的基本组成
2.1.1 系统组成结构
2.1.2 船舶电力推进系统的分类
2.2 电力推进系统的效率与性能分析
2.2.1系统功率链与效率分析
2.2.2 电力推进船舶的特性分析
2.2.3 船舶电力推进系统的综合指标
参考文献
第3章船舶电力系统的结构与控制
3.1 船舶电力系统组成与功能
3.1.1 船舶电力系统的发展
3.1.2船舶电力系统基本结构与功能
3.1.3 船舶电力系统电压等级
3.2船舶发电机组
3.2.1 船舶发电原动机组
3.2.2 船舶同步电机及其励磁方式
3.2.3 船舶同步发电机工作原理与特性
3.3 船舶发电机组控制
3.3.1 船舶发电机组控制结构与模型
3.3.2 船舶发电机组控制方法
3.3.3船舶电力系统电压与无功功率控制
3.3.4船舶电力系统频率与有功功率控制
3.3.5船舶发电机组的并联运行与调载控制
3.4船舶电网与配电系统
3.4.2 船舶配电系统
3.5 船舶电力系统稳定性分析
3.5.1 电力系统稳定概念与分类
3.5.2 转子角稳定分析
3.5.3电压稳定分析
3.5.4 频率稳定分析
3.6船舶电力系统保护与短路电流计算
3.6.1 船舶电力系统保护的要求
3.6.2 船舶电力系统保护的措施
3.6.3船舶电力系统保护装置
3.6.4 船舶电力系统短路电流的计算
3.7船舶综合电力系统
3.7.1 船舶综合电力系统结构与组成
3.7.2 船舶综合电力系统冗余结构
3.7.3 船舶综合电力系统应用举例
参考文献
第4章 船舶电力推进系统组成与装置
4.1 船舶推进器及其特性
4.1.1 轴驱式电力推进器
4.1.2回转式推进器
4.1.3导管式推进器
4.1.4吊舱式推进器
4.1.5 轮毂式推进器
4.1.6螺旋浆推进器的运行特性
4.2 电力变压器
4.2.1 变压器的结构与类型
4.2.2 整流变压器
4.2.3变压器的绝缘与冷却
4.2.4变压器的容量选择
4.2.5变压器的接法
4.3船舶推进电动机
4.3.1 船舶推进电动机的一般分类
4.3.2 推进电动机的基本结构与原理
4.3.3 永磁电动机
4.3.4超大功率电动机
4.4船用电源变换器
4.4.1 电源变换器的技术发展
4.4.2 船用电源变换器一般分类
4.4.3直流整流器
4.4.4 交流变频器
4.4.5中压变频器
4.4.6多相变频器
4.5典型的船舶电力推进装置
4.5.1整流模块
4.5.2 直流母线模块
4.5.3 逆变模块（INU）
参考文献
第5章 船舶电力推进自动控制系统
5.1 船舶电力推进系统的基本结构与控制要求
5.1.1 船舶电力推进控制系统基本结构
5.1.2 船舶电力推进系统控制原理与方法
5.1.3 船舶电力推进控制系统的要求
5.1.4船舶电力推进系统的控制方法
5.2 船舶电力推进系统的数学模型
5.2.1直流推进电动机的模型
5.2.2 交流异步电动机的模型
5.2.3 交流同步电动机的模型
5.2.4 交流电动机的稳态模型
5.2.5变流器的稳态模型
5.2.6推进器的稳态模型
5.2.7 控制器模型
5.3船舶直流推进控制系统
5.3.1 直流电动机推进的控制方法
5.3.2 船舶的直流推进系统的组成
5.3.3 船舶的直流推进系统的闭环控制
5.3.4 船舶直流推进系统的可逆运行
5.4 船舶交流推进系统
5.4.1交流电动机的调速特性
5.4.2 船舶交流推进的控制方法
5.4.3交流异步电动机船舶推进系统
5.4.4交流同步电动机船舶推进系统
5.4.5 多相电动机的推进控制系统
5.5 船舶系统自动监控
5.5.1 船舶监控系统的结构和组成
5.5.2船舶监控系统的设计
5.5.3 船舶电能管理系统
5.5.4船舶监控技术的发展
参考文献
第6章 船舶电能质量控制
6.1 船舶电能质量要求
6.1.1 船舶供电质量与用电质量
6.1.2 船舶电力系统电能质量的评估
6.1.3 船舶电力系统电能质量指标
6.2 船舶电能质量的问题与原因
6.2.1 船舶直流推进系统谐波分析
6.2.2 船舶交流电力推进系统的谐波分析
6.2.3 船舶电力推进系统对电网的干扰与损害
6.3 谐波的检测与分析方法
6.3.1 船舶电气测量系统
6.3.2 谐波的测量方法
6.3.3 谐波分析方法
6.3.4 船舶电力系统谐波测量系统
6.4 电能质量控制方法与装置
6.4.1 控制船舶电力系统电能质量的意义
6.4.2 船舶电能质量控制方法
6.4.3 谐波滤波器方法
6.4.5船舶电力系统电能质量控制举例
参考文献
第7章 船舶电力推进系统的设计与实践
7.1 船舶电力推进系统的技术要求与设计
7.1.1 船舶电力推进系统的组成部分与技术要求
7.1.2 船舶推进电动机设计
7.1.3 船舶推进变频器设计
7.1.4冷却系统
7.1.4 供电系统
7.1.5保护及报警系统
7.2 船舶电力推进系统设计案例
7.2.1烟大铁路轮渡渡船的设计要求
7.2.2 船舶电力推进系统方案分析
7.2.3 发电柴油机电站容量确定
7.2.5综合电力系统
7.2.6综合电力系统故障分析计算
7.2.7 中/高压系统接地技术
7.2.8 电力系统保护设定
7.2.9 电力推进船舶的设计理念
7.3 船舶推进控制系统设计与仿真试验
7.3.1 船舶电力系统仿真
7.3.2 烟－大火车渡船电力仿真系统
参考文献
第8章 船舶电力推进系统的应用
8.1电力推进系统的船舶应用
8.1.1客运船舶
8.1.2工程船舶
8.2 海洋工程应用--动力定位系统及其控制
8.2.1动力定位系统控制原理与方法
8.2.2动力定位系统基本要求
8.2.3电力与推进系统
8.2.4 动力定位系统设计案例
8.3 AUV推进系统
8.4 船舶的故障冗余和容错控制
8.4.1 船舶航向容错控制系统结构及工作原理
8.4.2 自适应模糊神经网络控制器
8.4.3 故障检测与诊断子系统
8.4.4 系统辨识子系统
8.4.5 仿真实验
参考文献
第9章 船舶电力推进系统的新技术和新发展
9.1 全电船的发展和应用
9.1.1 全电船的概念和结构
9.1.2 超导电动机
9.1.3 电力电子变流器的PEBB构造
9.1.4 电能存储技术
9.1.5直流电站与输电技术
9.2 混合动力船
9.2.1 混合动力船的概念和分类
9.2.2 混合动力船舶的结构与控制模式
9.2.3 混合动力船舶的能量管理与能效分析
9.2.4 混合动力船舶的应用
9.3 清洁能源船
9.3.1 太阳能光伏电池驱动电动船
9.3.2风力驱动船舶
9.3.3 燃料电池船
9.4 中国燃料电池实验船的研制
9.5 未来船舶发展趋势
参考文献
内容摘要
本书是国内第一部全面系统论述现代船舶电力推进技术的学术专著。全书从理论和实践两个方面详细分析了船舶电力推进系统的组成结构、数学模型和控制方法；根据设计规范和技术要求，给出了实际船舶电力推进系统设计案例和仿真结果；详尽介绍了目前靠前优选的技术方法和设计理念；还探讨了未来新的技术发展趋势。为读者全面了解和掌握船舶电力推进系统的国内外进展、关键技术和研究设计方法提供学习和借鉴。
精彩内容
我站在法国最西端的Brest海边，夕阳正缓缓沉落到大西洋滚滚波涛中，灿烂的晚霞映红了天边。这里是法国重要的造船基地，也是法国海军的摇篮。曾经的坚船利炮轰开了腐朽王朝闭关锁国的大门，也唤醒了沉睡千年的东方雄狮。现今这里是法国乃至欧洲主要的海洋科技中心，我受邀在此做访问教授，利用闲暇之余来完成《船舶电力推进系统》全书的最后修饰。
回想到2010年，受机械工业出版社"电力电子新技术系列图书"编委会的委托编撰《船舶电力推进系统》，深感肩负的重任和艰难。当时，中国已跃升为世界第二造船大国，但主要的船舶电气设备大都依赖进口。特别是，船舶电力推进系统的核心技术和关键设备仅有少数几个靠前有名公司提供。国内外的研究论文和专著也不多，国内早先由大连海事大学樊映海教授编著过《船舶电力推进》一书，但其主要内容是源于苏联的技术，并以直流调速系统为主，现已不能适应如今船舶主要采用交流电力推进技术的需求。国外也鲜有能反映当前船舶优选电力推进技术的专著可供借鉴。因此，编写本书的困难重重。好在编写过程中召集了来自涉海高校、船舶设计院和造船单位的专业技术人员，经过4年的艰苦努力，全体参编人员不辞辛劳，攻坚克难，终于完成了本书的撰写。
全书是集体智慧的结晶，上海海事大学的施伟锋教授，以他在船舶电力系统方面长期的教学和研究为基础，编写了第3章；许晓艳教授师从靠前船舶电能质量控制专家、波兰格旦尼亚海事学院的Mindykowski教授，深得真传，编写了第6章；谢卫教授原从西安交通大学引进到我校，现担任电气自动化系主任，长期从事电机理论的教研工作，编写了第4章和第7章中有关电机结构、设计与制造等方面的内容。韩朝珍教授级高工作为本书的主编之一，从清华大学毕业后长期从事电力推进船舶的设计和建造工作，主持了国内艘电力推进船"中铁渤海"火车客渡轮的设计，她率领上海船舶研究设计院和佳豪船舶工程设计股份有限公司的陈雪峰、万芳高工，以及金坚鸿等工程师编写了第7、8章的主要内容。他们以丰富的工程实践经历，提供了实际案例和设计数据，使本书能够更好的体现理论与实际相结合，既有学术价值，也增强了实用性。本书还得到许多青年才俊的加盟，韩金刚副教授参与了中国条燃料电池电力推进试验船的研发，此后在法国海军学院继续做博士后研究，撰写了第9章中有关燃料电池船舶的章节；姚刚博士在法国中央理工大学做博士后期间从事船舶电力系统仿真建模研究，撰写了第7章中有关电力系统仿真的章节；王天真副教授在法国海军学院做博士后期间及此后，一直从事船舶信息技术与故障诊断研究，并获得国家自然基金资助，撰写了第5章中有关船舶智能信息处理方法的内容；高迪驹博士获得国家自然基金资助，进行船舶混合动力系统研究，撰写了第9章关于船舶混合动力系统的章节。本人撰写了、2、4、5章的主要内容，并负责全书的统稿。书中还吸收了本人许多研究生的研究成果，他们是：窦金生、王天真、韩金刚、姚刚、周福娜、李继方、郑慧、陈雯洁、闻春红、杜婷婷、陈菁、周晶晶等。由此可见，本书是长期研究积累的总结，凝聚了众人的心智和成果。在此，对所有编者的辛勤付出和贡献表示衷心的感谢。
本人应特别感谢ABB公司，作为靠前主要的船舶电力推进系统制造商，始终引领着该领域的靠前发展前沿，也一直以各种方式孜孜不倦的普及船舶电力推进知识。该公司的原技术总监Alf博士曾应邀到我校讲学，为本书提供了丰富的素材和优选的知识。ABB公司中国船舶部的许多同仁也为本书提供了极有价值的参考资料。本书引用了ABB，以及西门子、阿尔斯通等靠前有名公司的系统和案例，已在书中表明。他们优选的技术和理念代表了当前靠前船舶电力推进系统的现状和发展趋势，使本书能够体现当代精神并与时俱进。对他们为本书的支持和对中国造船业的发展和技术进步所作的贡献表示由衷的感谢。
许多国内的研究机构也在船舶电力推进系统的研发方面不懈努力并取得成果。很好感谢武汉712所对本书的支持，他们提供的资料和研究成果为本书增色添彩。本书还要感谢英飞凌（上海）有限公司、美尔森电气保护（上海）有限公司和上海兆启新能源公司等国内外企业提供的技术资料。
陈伯时教授是我国电力传动技术的开拓者和引领者，他一直关注电力传动在船舶中的应用。陈坚教授最早在华中科技大学建立了船电系，为船舶电气工程的发展培养人才。正是他们在丛书编委会极力推荐编撰本书，并提请我担任主编。本人对前辈的举荐和厚爱深表敬意和感谢。他们不仅是我的恩师和学术领路人，也是我永远学习的榜样和楷模。
还需感谢机械工业出版社为本书的编辑和出版提供了大力支持和帮助，特别是本书的责任编辑，正是她的宽容和耐心，给我们极大的创作空间和自由，并允许编写过程的滞后与拖延，为本书能够提高质量提供了保障。在此，我也对本书的延迟出版表示歉意。
最后，应特别感谢我们的家人，正是由于父母的养育，妻儿的理解和支持，才能全身心的投入到工作和写作中。为了国家富强和民族复兴，我们浪迹天涯，奋勇攀登，无怨无悔。谨以此书来回报他们伟大无私的爱。
但由于本人的学识有限和时间仓促，本书还有许多不足和廖误，恳请读者批评指正。
搁笔之时，已是深夜。相隔6小时的时差，那轮红日应正在我故乡的东海之滨冉冉升起，就像中国蓬勃发展的时代，生机无限。我们正在从造船大国向造船强国跨越，期待本书的出版能为从事船舶和海洋电气工程的专业技术人员提供借鉴和帮助。让我们共同努力，为中国早日实现海洋强国的梦想而奋斗。
汤天浩于2014.6.8
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