第1章 绪论 1
1.1 船舶电力推进的发展历史 1
1.2 船舶电力推进技术的国内外现状 3
1.3 存在问题与未来发展趋势 7
1.4 本书的编排 9
参考文献 9
第2章 船舶电力推进系统的基本结构与分析 11
2.1 船舶电力推进系统的基本组成 11
2.1.1 系统组成结构 11
2.1.2 船舶电力推进系统的分类 12
2.2 电力推进系统的效率与性能分析 13
2.2.1 系统功率链与效率分析 13
2.2.2 电力推进船舶的特性分析 17
2.2.3 船舶电力推进系统的综合指标 18
参考文献 19
第3章 船舶电力系统的结构与控制 20
3.1 船舶电力系统的组成与功能 20
3.1.1 船舶电力系统的发展 20
3.1.2 船舶电力系统的基本结构与功能 21
3.1.3 船舶电力系统的电压等级 21
3.2 船舶发电机组 22
3.2.1 船舶发电原动机 23
3.2.2 船舶同步发电机及其励磁方式 25
3.2.3 船舶同步发电机工作原理与特性 27
3.3 船舶发电机组控制 30
3.3.1 船舶发电机组控制结构与模型 30
3.3.2 船舶发电机组控制方法 32
3.3.3 船舶电力系统电压与无功功率控制 34
3.3.4 船舶电力系统频率与有功功率控制 40
3.3.5 船舶发电机组的并联运行与调载控制 44
3.4 船舶电网与配电系统 47
3.4.1 船舶电网的结构 48
3.4.2 船舶配电系统 49
3.5 船舶电力系统稳定性分析 54
3.5.1 电力系统稳定概念与分类 54
3.5.2 转子角稳定分析 55
3.5.3 电压稳定分析 57
3.5.4 频率稳定分析 58
3.6 船舶电力系统保护与短路电流计算 59
3.6.1 船舶电力系统保护的要求 59
3.6.2 船舶电力系统保护的措施 59
3.6.3 船舶电力系统保护装置 62
3.6.4 船舶电力系统短路电流的计算 66
3.7 船舶综合电力系统 76
3.7.1 船舶综合电力系统结构与组成 77
3.7.2 船舶综合电力系统冗余结构 77
3.7.3 船舶综合电力系统应用举例 79
参考文献 80
第4章 船舶电力推进系统组成与装置 82
4.1 船舶推进器及其特性 82
4.1.1 轴驱式电力推进器 82
4.1.2 回转式推进器 83
4.1.3 导管式推进器 83
4.1.4 吊舱式推进器 84
4.1.5 轮毂式推进器 86
4.1.6 螺旋桨推进器的运行特性 87
4.2 电力变压器 91
4.2.1 变压器的结构与类型 91
4.2.2 整流变压器 92
4.2.3 变压器的绝缘与冷却 94
4.2.4 变压器的容量选择 95
4.2.5 变压器的接法 96
4.3 船舶推进电动机 97
4.3.1 船舶推进电动机的一般分类 97
4.3.2 推进电动机的基本结构与原理 99
4.3.3 永磁电动机 103
4.3.4 超大功率电动机 112
4.4 船用电源变换器 116
4.4.1 电源变换器的技术发展 116
4.4.2 船用电源变换器的一般分类 117
4.4.3 直流整流器 118
4.4.4 交流变频器 122
4.4.5 中压变频器 128
4.4.6 多相变频器 132
4.5 典型的船舶电力推进装置 132
4.5.1 整流模块 133
4.5.2 直流母线模块 134
4.5.3 逆变模块（INU） 135
参考文献 136
第5章 船舶电力推进自动控制系统 138
5.1 船舶电力推进系统的基本结构与控制要求 138
5.1.1 船舶电力推进控制系统的基本结构 138
5.1.2 船舶电力推进系统的控制原理与方法 138
5.1.3 船舶电力推进控制系统的要求 139
5.1.4 船舶电力推进系统的控制方法 141
5.2 船舶电力推进系统的数学模型 141
5.2.1 直流推进电动机的模型 142
5.2.2 交流异步电动机的模型 143
5.2.3 交流同步电动机的模型 151
5.2.4 交流电动机的稳态模型 152
5.2.5 变流器的稳态模型 153
5.2.6 推进器的稳态模型 153
5.2.7 控制器模型 153
5.3 船舶直流推进控制系统 154
5.3.1 直流电动机推进的控制方法 154
5.3.2 船舶直流推进系统的组成 155
5.3.3 船舶直流推进系统的闭环控制 156
5.3.4 船舶直流推进系统的可逆运行 160
5.4 船舶交流推进系统 161
5.4.1 交流电动机的调速特性 162
5.4.2 船舶交流推进的控制方法 164
5.4.3 交流异步电动机船舶推进系统 168
5.4.4 交流同步电动机船舶推进系统 171
5.4.5 多相电动机的推进控制系统 177
5.5 船舶系统自动监控 178
5.5.1 船舶监控系统的结构和组成 178
5.5.2 船舶监控系统的设计 179
5.5.3 船舶电能管理系统 183
5.5.4 船舶监控技术的发展 185
参考文献 190
第6章 船舶电能质量控制 192
6.1 船舶电能质量要求 192
6.1.1 船舶供电质量与用电质量 192
6.1.2 船舶电力系统电能质量的评估 194
6.1.3 船舶电力系统电能质量指标 195
6.2 船舶电能质量的问题与原因 200
6.2.1 船舶直流推进系统谐波分析 200
6.2.2 船舶交流电力推进系统的谐波分析 201
6.2.3 船舶电力推进系统对电网的干扰与损害 202
6.3 谐波的检测与分析方法 203
6.3.1 船舶电气测量系统 203
6.3.2 谐波的测量方法 203
6.3.3 谐波分析方法 205
6.3.4 船舶电力系统谐波测量系统 210
6.4 电能质量控制方法与装置 213
6.4.1 控制船舶电力系统电能质量的意义 213
6.4.2 船舶电能质量控制方法 215
6.4.3 谐波滤波器的使用方法 218
6.4.4 船舶电力系统电能质量控制举例 223
参考文献 228
第7章 船舶电力推进系统的设计与实践 230
7.1 船舶电力推进系统的技术要求与设计 230
7.1.1 船舶电力推进系统的组成部分与技术要求 230
7.1.2 船舶推进电动机的设计 232
7.1.3 船舶推进变频器的设计 243
7.1.4 冷却系统 249
7.1.5 供电系统 250
7.1.6 保护及报警系统 251
7.2 船舶电力推进系统的设计案例 251
7.2.1 中铁渤海铁路轮渡渡船的设计要求 252
7.2.2 船舶电力推进系统的方案分析 252
7.2.3 发电柴油机电站容量确定 256
7.2.4 综合电力系统 260
7.2.5 综合电力系统的故障分析计算 261
7.2.6 中／高压系统接地技术 262
7.2.7 电力系统保护设定 265
7.2.8 电力推进船舶的设计理念 267
7.3 船舶推进控制系统设计与仿真试验 268
7.3.1 船舶电力系统仿真 268
7.3.2 烟大铁路轮渡电力仿真系统 274
参考文献 281
第8章 船舶电力推进系统的应用 283
8.1 电力推进系统的船舶应用 283
8.1.1 客运船舶 283
8.1.2 工程船舶 284
8.2 海洋工程应用——动力定位系统及其控制 287
8.2.1 动力定位系统的控制原理与控制方法 288
8.2.2 动力定位系统的基本要求 294
8.2.3 电力与推进系统 296
8.2.4 动力定位系统设计案例 299
8.3 AUV推进系统 307
8.4 船舶的故障冗余和容错控制 310
8.4.1 船舶航向容错控制系统结构及工作原理 310
8.4.2 自适应模糊神经网络控制器 311
8.4.3 故障检测与诊断子系统 312
8.4.4 系统辨识子系统 313
8.4.5 仿真实验 313
参考文献 316
第9章 船舶电力推进系统的新技术和新发展 317
9.1 全电船的发展和应用 317
9.1.1 全电船的概念和结构 317
9.1.2 超导电动机 318
9.1.3 电力电子变流器的PEBB构造 321
9.1.4 电能存储技术 322
9.1.5 直流电站与输电技术 333
9.2 混合动力船 336
9.2.1 混合动力船的概念和分类 336
9.2.2 混合动力船舶的结构与控制模式 337
9.2.3 混合动力船舶的能量管理与能效分析 339
9.2.4 混合动力船舶的应用 342
9.3 清洁能源船 345
9.3.1 太阳能光伏电池驱动电动船 345
9.3.2 风力驱动船舶 349
9.3.3 燃料电池船 354
9.4 中国燃料电池实验船的研制 359
9.5 未来船舶发展趋势 364
参考文献 364