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出版者:哈尔滨工程大学出版社

作者:宋谦

出品人:

页数:274

译者:

出版时间:2006-8

价格:28.00元

装帧:平装

isbn号码:9787810738668

丛书系列:

图书标签:

• 船舶电力系统
• 电力拖动
• 电气工程
• 船舶工程
• 电力电子
• 电机控制
• 推进系统
• 电力推进
• 船舶电气设备
• 自动化

《航海的脉搏：动力系统解析与优化》 引言： 在浩瀚的海洋上，一艘艘巨轮如同移动的钢铁岛屿，承载着人类的贸易、探索与梦想。它们穿越风浪，跨越经纬，其背后是无数精密的工程技术在默默运转。其中，为船舶提供源源不断动力的电力系统，无疑是这艘“海上巨兽”的跳动心脏。本书记载的，便是对现代船舶电力系统进行深入的剖析与前瞻性的优化研究，旨在揭示其复杂运作的奥秘，探索提升效率、保障安全、实现可持续发展的创新路径。 第一章：现代船舶动力系统概述 本章将首先勾勒出当前主流船舶动力系统的全景图。我们将从最基础的发电机组布局入手，详细介绍不同类型船舶（如集装箱船、油轮、客滚船、特种船舶等）在动力需求上的差异性，以及由此衍生的发电机组选型原则。这包括对柴油发电机组、燃气轮机发电机组、混合动力系统乃至未来可能出现的燃料电池等多种动力源的性能特点、优缺点进行客观评述。 接着，我们将重点聚焦于船舶电力系统的核心——配电网络。这不仅仅是简单的电缆连接，而是一个高度智能化、冗余化、分布式的复杂网络。我们将解析船用发电机组如何通过主配电板接入整个系统，不同电压等级的划分，以及各个用电设备（如推进电机、舵机、起居舱照明、通讯导航设备、空调系统等）的功率需求和接入方式。本章将强调配电系统的可靠性设计，包括单极接地、双极接地、接地电阻的选择，以及接地故障的检测与隔离策略。 此外，我们还将探讨船舶电力系统的负荷特性。船舶的运行工况千变万化，从港口停泊到远洋航行，从低速巡航到全速前进，负荷的变化范围极大。我们将分析不同工况下负荷的动态变化规律，预测峰值负荷，并讨论如何通过合理的系统设计来应对这些变化，确保系统稳定运行。 第二章：推进动力系统的电能转化与控制 船舶的动力最终要转化为推动船体前进的机械能，而电力系统在其中扮演着至关重要的角色。本章将深入探讨电力推进系统，这是当前船舶动力发展的重要趋势。我们将详细解析电能是如何通过电机转化为机械能的，重点介绍不同类型的电力推进电机，如直流电机、交流同步电机、交流异步电机以及永磁同步电机，并对比分析它们在效率、功率密度、调速性能、维护成本等方面的优劣。 特别地，我们将对变频调速技术在电力推进中的应用进行深入阐述。通过先进的变频器，我们可以实现对推进电机转速的精确控制，从而在各种航速下都能达到最佳的能效比。本章将详细介绍变频器的基本工作原理、拓扑结构，以及在船舶环境下的特殊设计考量，如电磁兼容性、防水防潮、抗震动等。 我们还将讨论电力推进系统的控制策略。这包括对电机的启停控制、转速控制、功率限制、扭矩控制等。我们还将介绍先进的动力定位系统（DP）中，电力推进系统是如何与传感器、计算单元协同工作的，以实现船舶在特定位置的精确保持。 第三章：辅助电力系统的设计与管理 除了直接驱动船体前进的推进动力，船舶上还需要为大量的辅助设备提供电力。本章将聚焦于这些辅助电力系统的设计、运行与优化。我们将从船舶的生命线——照明系统入手，分析不同区域对照明的需求，如甲板、机舱、居住区、救生设备区等，并讨论LED照明等节能技术的应用。 接着，我们将详细探讨空调与通风系统。这对于保障船员的生活质量和舱室设备的正常运行至关重要。本章将分析不同海域、不同季节对制冷与制热能力的需求，以及如何通过优化通风管道设计、选择高效能的制冷压缩机和风扇电机来降低能耗。 此外，我们还将深入研究船舶上的各种泵系统。从淡水泵、压载水泵到污水泵，这些看似不起眼的设备，却在船舶的正常运行中发挥着不可替代的作用。本章将分析不同泵的工作原理，探讨如何通过变频调速等手段来优化泵的运行效率，减少不必要的能源浪费。 我们还将涵盖起重设备、舵机、锚绞机等电力驱动设备的供电与控制。这些设备往往是间歇性使用，但其功率需求可能很高。本章将讨论如何根据这些设备的特点，设计合理的供电回路，并采用先进的控制技术，提高其操作的平稳性和安全性。 第四章：能源效率优化与节能技术 在日益严峻的环保压力和能源成本上升的背景下，提高船舶电力系统的能源效率已成为当务之急。本章将系统性地探讨各种行之有效的节能技术。 首先，我们将聚焦于发电机组的优化运行。通过对不同发电机组的功率曲线进行分析，研究如何合理分配负荷，使发电机组始终运行在经济运行区域。我们将讨论负荷预测技术，以及如何基于预测结果对发电机组进行启停和负荷调度。 其次，我们将深入研究电力电子器件在节能方面的潜力。除了前文提到的变频调速，我们还将探讨软启动器、功率因数补偿装置等。这些装置能够有效减小启动电流，提高功率因数，从而降低线路损耗和电费支出。 本章还将介绍余热回收利用技术。例如，柴油发电机组的废气和冷却水蕴含着大量的热能，通过热交换器将其回收，可以用于海水淡化、生活热水供应甚至辅助加热。我们将分析不同余热回收方案的经济性和技术可行性。 此外，我们还将探讨新能源在船舶电力系统中的应用。太阳能电池板、风力发电机等可再生能源装置，虽然目前在大型船舶上的应用还面临挑战，但其在小型船舶、辅助供电方面的潜力不容忽视。本章将对其未来发展趋势进行展望。 第五章：船舶电力系统的安全性与可靠性设计 船舶的航行环境复杂多变，电力系统的安全性与可靠性是保障船舶和人员生命财产安全的关键。本章将重点关注这一核心问题。 我们将详细解析船舶电力系统的保护机制。这包括过载保护、短路保护、接地故障保护、过电压/欠电压保护等。本章将详细介绍各种保护继电器、断路器、熔断器的选型原则和应用方式，以及它们的整定计算方法。 接着，我们将深入探讨电力系统的冗余设计。对于关键的电力回路，如推进电机供电回路、导航通讯设备供电回路，往往需要采用双回路甚至多回路设计，以确保在某一回路发生故障时，能够迅速切换到备用回路，保障不间断供电。我们将分析不同冗余方式的优缺点，以及如何通过自动切换装置来实现快速可靠的切换。 本章还将关注船舶电力系统的电磁兼容性（EMC）设计。船舶上充斥着各种电磁干扰源，如电机、变压器、无线电设备等。不当的设计可能导致相互干扰，影响设备的正常工作，甚至引发安全事故。我们将探讨EMC设计的基本原则，如接地、屏蔽、滤波等。 此外，我们还将讨论船舶电力系统的接地方式与防雷击设计。合理的接地系统能够有效地将故障电流导入大地，保护设备和人员安全。而防雷击设计则能有效避免雷电对船载电力系统的损害。 第六章：智能化与未来发展趋势 随着信息技术的飞速发展，船舶电力系统正朝着智能化、网络化、集成化的方向迈进。本章将对这些前沿技术进行探讨。 我们将介绍船舶电力系统的监控与诊断技术。通过安装各种传感器，实时监测发电机组的运行状态、电压电流参数、温度振动等，并利用先进的算法进行数据分析，及时发现潜在的故障隐患，提前进行维护，避免突发事故。 接着，我们将探讨船舶电力系统的自动化与远程控制。未来，船舶电力系统将能够实现更高级别的自动化运行，例如自动启停发电机组、自动分配负荷、自动应对故障等。远程监控与控制技术，则能够使陆地上的专家团队实时了解船舶的电力系统运行状况，提供远程支持和指导。 本章还将展望船舶电力系统的未来发展趋势。这包括更加高效的电力电子器件的应用、更加先进的能量管理系统、以及与物联网（IoT）和人工智能（AI）的深度融合。例如，基于AI的预测性维护，将能够更准确地预测设备故障，大大降低停船维修的风险和成本。 结论： 《航海的脉搏：动力系统解析与优化》一书，通过对船舶电力系统的多维度、深层次的剖析，不仅梳理了当前主流的技术现状，更着眼于未来，探索了提升效率、保障安全、实现可持续发展的创新路径。本书旨在为船舶设计、建造、运营以及相关研究领域的专业人士提供一本全面、深入、实用的参考。我们相信，随着技术的不断进步，船舶电力系统必将更加高效、可靠、智能，为人类征服海洋的伟大事业提供更加坚实的动力保障。

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这本《船舶电力拖动》的书，初看名字还挺硬核的，估计是给专业人士看的教科书或者参考手册吧。我作为一个业余爱好者，抱着学习点皮毛的心态翻开了它，结果发现，嗯，内容深度完全超出了我的想象。它对电机理论的讲解细致入微，每一个公式的推导都像是带着你一步步走过迷宫，让你不仅知道“是什么”，更能明白“为什么是这样”。尤其是在分析不同工况下拖动系统的响应特性时，作者似乎把一个工程师的严谨和一丝不苟都融入到了文字之中。什么瞬态过程、励磁控制，这些词汇对我来说原本是天书，但通过书中大量的图表和实例分析，我居然能大致勾勒出一个清晰的脉络。比如，书中对变频调速在船舶推进系统中的应用进行了深入探讨，详述了矢量控制的原理和实际操作中的注意事项。对于那些正在设计或维护船舶动力系统的人来说，这本书无疑是一本极其宝贵的案头工具书，它不会容忍任何模糊不清的描述，力求精确到每一个参数的量化影响。我猜，这本书的内容绝对不会是泛泛而谈的介绍性文字，更像是技术规范的细化和理论的实践验证合集。

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读完（或者说，试图消化完）这本书的一部分内容后，我深刻体会到，这绝对是一本需要反复研读的工具书，它的价值在于其信息密度和知识体系的完整性。它似乎对船舶电力系统的能效优化有着近乎苛刻的要求，书中必定包含了大量关于能量回收、并网运行以及复杂电力网络优化的章节。我猜测，它可能还会涉及最新的船舶电气化趋势，比如全电力推进（EFP）系统中，如何平衡电力系统的谐波抑制和冗余设计。这本书的语言风格是那种高度凝练、直指核心的工程语言，没有多余的修饰词，每一个词都承载着明确的技术含义。对于读者来说，这既是挑战，也是巨大的收获——因为它提供的知识是即插即用的、可验证的。它可能详细阐述了如何利用先进的功率半导体器件来实现更小的体积和更高的效率，并对这些新器件在海洋环境下的长期可靠性给出了评估标准。这本书的内容，完全聚焦于如何将先进的电力电子技术，严谨、可靠地应用于船舶这一特殊载体之上，其专业深度毋庸置疑。

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我朋友是个在船厂工作的工程师，他向我大力推荐了这本据说是业内标配的《船舶电力拖动》，他强调这本书的价值在于其极强的实用性和前瞻性。他提到，书中对于系统稳定性分析的部分，简直是教科书级别的示范。不是那种空洞地说“要保证稳定”，而是详细列举了可能导致系统不稳定的各种因素，比如负载突变、电源电压波动等，然后针对性地给出了各种补偿策略和设计准则。特别是关于电能质量和电磁兼容性的章节，非常贴合现代船舶对信息化、自动化要求的提高。我光听他描述，都能感觉到那份沉甸甸的专业感了。他告诉我，书里好多关于高压直流输电在船舶中的应用案例，那些复杂的网络拓扑结构和保护逻辑，清晰地展示了如何在高可靠性要求下实现高效的能量分配。这本书显然不是为外行准备的“科普读物”，它更像是需要你带着计算器和电磁学知识才能啃下来的“硬骨头”。我想，随便翻开一页，里面大概率都是密密麻麻的公式、复杂的系统框图，以及对不同控制算法优劣的辩证分析，完全是站在工程实现的最前沿在撰写。

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接触过一些技术书籍的我，能明显感觉到《船舶电力拖动》在案例丰富度和深度上达到了一个极高的水准。它不是那种只停留在原理层面的理论书籍，而是仿佛带着你在模拟驾驶舱或者机舱内进行实际操作。比如，在讨论故障诊断与隔离策略时，书中不会只是给出流程图，而是可能结合一个实际发生的短路或接地故障场景，一步步剖析保护回路的动作时序、继电器的闭合顺序，甚至是故障发生时对全船电力系统的连锁影响。这种“场景化”的教学方法，极大地增强了读者的代入感和对风险的认知。这本书里的每一章节，似乎都凝聚了作者长年累月积累下来的实践教训。那些关于电缆敷设规范、屏蔽层处理的细微之处，看似不起眼，实则决定了系统在长期运行中的可靠性。我可以断言，这本书记载的内容，远不止于基础的电动机原理，它更关乎如何在高压、高可靠性、高动态要求的海洋工程环境中，确保动力系统“永不掉链子”的工程哲学。

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说实话，我原本以为《船舶电力拖动》这名字听起来就干燥乏味，肯定充满了枯燥的理论推导，但朋友让我借阅后，我才发现它的叙事逻辑非常流畅，尽管内容专业，但结构组织却显得异常清晰。它似乎遵循了一种由宏观到微观的递进方式来构建知识体系。开篇可能先宏观地介绍了电力拖动系统在现代船舶中的地位和重要性，然后迅速切入到核心的电机选型和驱动技术。我尤其欣赏它对不同类型电机——比如永磁同步电机、异步电机等——在特定船舶场景下（如主推进、舵机、泵浦）的性能对比。这种对比不是简单的罗列参数，而是深入到效率曲线、功率密度和维护成本的综合考量中去。这本书的作者显然对船舶环境的特殊性有着深刻理解，对防腐蚀、抗振动、应对海洋环境带来的温度湿度变化等方面都有所涉及，这些细节处理，使得这本书的“船舶”特性远超一般电机驱动教材。我可以想象，这本书里详细描述了各种直流斩波器和逆变器的拓扑结构，以及它们在实现精准转矩控制时的差异化表现。

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