《船舶电气设备及系统》课程教学大纲

大连海事大学《船舶电气设备及系统》课程教学大纲SyllabusforMARINEELECTRICALEQUIPMENTANDSYSTEM课程编号新13006610原13006610学时/学分90/5开课单位轮机工程学院考核方式考试适用专业轮机工程执笔者朱周、张春来编写日期2008年7月一、本课程的性质与任务本课程是为轮机管理（机电合一）专业开设的专业课之一。通过本课程的学习，获得有关电机、船舶电气设备的机构、工作原理和运行管理方面的基本知识、基本理论和基本技能。培养学生具有初步的对电机和主要电气设备的运行管理能力，为将来深入广泛地学习船舶电工技术和从事专业工作打下理论和实践的基础。二、课程简介本课程主要内容包括：船用电机、电器和电力拖动基础；机舱和甲板机械电力拖动的控制；船舶电站与船舶电力网的组成、运行原理和管理技术；船舶照明系统；常用电工测量仪表；船用电气设备、油轮电气系统的特殊要求与安全管理以及安全用电等。具有层次分明，适用面较广，有较强的理论性和实践性的特点。Thecoursemainlycoversmarineelectricalmotor、rudimentsofelectricalequipmentsandelectricaldrive;controlmethodsofthedrivemachinesintheenginespaceandonthedeck;thecompositionoftheshippowerstationandtheshipelectricalnetwork,anditsworkingprincipleandthetechniqueofitsmanagement;shiplightingsystem;theusageoftheelectricalmeasureinstruments;marineelectricalequipments、specialrequirementofoiltankerelectriccalsystemandsoon.Thecoursecombinesthetheoryandthepracticetogether,coversawidelyareaofappliance.三、课程知识体系架构及教学要求（一）理论授课1．磁路概念：●磁滞损耗及涡流损耗；◎磁性材料的磁性能及分类；电磁感应；○磁路；磁场强度；磁感应强度；磁导率；原理：●磁路欧姆定律；○安培环路定律；方法及应用：●右手螺旋定则；右手定则；左手定则；2．变压器概念：●变压器及基本结构；匝数比及变比；变压器外特性；◎自耦变压器；电压/电流互感器○绕组相对极性（同名端、异名端）；原理：●单相变压器的工作原理；◎三相变压器的工作原理；方法及应用：●单相变压器电压变换、电流变换及阻抗变换的基本原理及计算方法；◎三相变压器的绕组接法与变比关系；电流互感器及电压互感器工作原理及安全防范；○交流铁心线圈的电路分析；直流铁心线圈的电路分析；单相变压器的电路分析；绕组相对极性的判别方法；3．异步电动机概念：●旋转磁场；同步转速；转差率；电磁功率；电磁转距；◎三相异步电动机的基本参数；原理：●三相异步电动机转动原理；三种工作状态的条件及特性；三相异步电动机的机械特性；单相异步电机的特性；◎三相异步电动机的等效电路；○三相异步电动机的转矩及功率平衡方程；方法及应用：●三相电动机起动方法；单相电动机起动方法4．同步电机概念：●励磁方式；空载特性；电枢反应；外特性；调节特性；◎功角特性；原理：●同步发动机的工作原理；◎同步电动机的工作原理；方法及应用：●同步发电机的电压方程式及相量图；有功功率和无功功率调节方法；电磁功率与转距的计算方法；同步发电机并联运行的条件；◎同步电动机的起动；○同步发电机的短路与振荡5．直流电机概念：●励磁方式；电动势；电磁转距；空载特性；外特性；机械特性；直流发电机的自励起压条件；直流电动机的起动和反转；◎直流电动机铭牌；直流发动机铭牌；电枢反应；○转子结构；定子结构；原理：●直流电机的励磁方式；电动势与电磁转距的计算；直流发电机的空载特性；直流发电机的外特性；直流电动机的机械特性；◎直流电动机的基本工作原理；直流发电机的基本工作原理；○无刷直流电动机；（选讲）；方法及应用：●直流发电机的自励起压条件；直流电动机的起动和反转；◎直流电机的电压平衡方程；6．控制用电机概念：●伺服电动机；测速发电机；自整角机；步进电动机；原理：●伺服电动机的工作原理；测速发电机的工作原理；自整角机的工作原理；步进电动机的工作原理；方法及应用：●伺服电动机的运行特性；测速发电机的运行特性；控制式自整角机的工作原理；力矩式自整角机的工作原理；步进电动机的运行方式；◎控制式自整角机的接线方式；力矩式自整角机的接线方式；7．电力拖动基础概念：●恒转矩负载；恒功率负载；起动；调速；制动；原理：●电力拖动的运动方程；负载的机械特性；电动机的起动方法；交流电动机的调速方法；直流电动机的调速方法；电动机的制动方法；◎电动机调速时的机械特性曲线；电动机制动时的机械特性曲线；方法及应用：●起动方法；转速公式；调速方法；制动方法；反转方法◎电力拖动系统运动方程式8．电动机的自动控制基础概念：●各种控制电器；保护环节；控制环节；典型控制电路；可编程序控制器（PLC）；◎可编程序控制器（PLC）的基本指令；原理：●各种控制电器的工作原理；基本控制环节的工作原理；典型控制电路的工作原理；◎可编程序控制器（PLC）的工作原理；方法及应用：●各种控制电器的电路符号；电动机的磁力起动器控制电路；电动机的降压起动控制；◎可编程序控制器（PLC）的应用；9．船舶甲板机械电力拖动与控制概念：●甲板机械（锚机、绞缆机、起货机等）；电力拖动自动控制系统；◎电动液压控制系统；原理：●起货机的电力拖动与控制的工作原理与基本要求；◎锚机的电力拖动与控制的工作原理与基本要求；方法及应用：●起货机的电力拖动控制线路；◎锚机的电力拖动控制线路；10．船舶舵机的电力拖动与控制概念：●舵机；单动舵；随动舵；自动舵；◎比例舵；比例微分舵；比例微分积分舵；原理：●舵机电力拖动控制的基本要求；各种操舵方式的工作原理；自动舵的调节规律；自动舵的各种工作原理；◎自动操舵系统的基本要求；方法及应用：●各种操舵系统的工作原理；◎自动操舵系统的基本工作原理；11．辅助机械的电力拖动与控制概念：●自动切换；自动控制；组合起动屏；原理：●备用泵的自动切换控制电路的工作原理；方法及应用：●备用泵的自动切换控制线路的运行分析；○分油机自动控制线路；（选讲）油水分离器的自动控制线路；（选讲）船舶冷藏箱设备的自动控制线路；（选讲）12．船舶电力系统的组成概念：●船舶电力系统；电站；配电装置；船舶电网；发电机并联运行；手动并车的操作；应急电源；万能式自动空气断路器；轴带发动机；◎定矩浆；变矩浆；原理：●船舶电力系统的组成及特点；发电机并联运行的条件；◎电网的保护及保护装置；方法及应用：●同步发动机的保护及保护装置；应急电源实际操作；◎主配电盘与应急配电盘的关系；船舶轴带发动机的主要种类及其应用；○船舶电站容量和发电机组数量确定；13．同步发动机的并车运行概念：●同步指示灯；同步表；自动并车装置；◎船舶电站自动整步器；原理：●发电机并联运行的条件的分析；手动并车整步原理；◎自动准同步并车原理；方法及应用：●发电机手动并车的操作；◎同步指示灯法的应用；同步表法的应用；○船舶电站自动整步器14．同步发动机电压及无功功率自动调整概念：●静态电压调整率；动态电压调整率；自励恒压装置；相复励；均压线；◎电压调整特性；原理：●自励起压的基本条件和恒压原理；◎并联运行发动机组间无功功率的分配；方法及应用：●电流叠加相复励自励恒压装置的分析；直流均压线法和交流均压线法的应用；◎电磁叠加相复励自励恒压装置的分析；无刷发动机励磁系统的分析；○晶闸管自励恒压励磁系统；可控相复励自励恒压装置的分析；15．电力系统频率及有功功率自动调整概念：●调速器；调速特性；自动分级卸载；◎自动调频调载；原理：●发动机并联运行的有功功率分配；◎调速器的动作原理；方法及应用：●有功功率的转移操作；自动分级卸载装置；◎自动调频调载原理；16．船舶自动化电站概念：●机舱自动化；电站自动化；船舶电站自动控制装置；中压电力系统；◎功率自动管理功能；原理：●船舶电站自动控制装置的组成及工作原理；船舶中压电力系统；◎PMA71型船舶电力管理系统；方法及应用：●船舶电站自动化主要功能；◎船舶中压电力系统的组成；17．船舶照明系统管理概念：●主照明；应急照明；临时应急照明；◎航行灯；信号灯；原理：●船舶照明电光源的种类和工作原理；方法及应用：●船舶照明系统控制线路；航行灯控制器线路；信号灯控制线路；◎船舶照明系统的维护保养；船舶照明系统的常见故障检查；18．船舶安全用电和安全管理概念：●安全用电；保护接地；工作接地；屏蔽接地；保护接零；静电；◎重复接地；避雷接地；原理：●船舶安全用电的基本要求；油轮电气系统的安全管理；◎油船电气设备的管理要求；方法及应用：●船用电机的基本要求；船舶电气设备接地与保护措施；◎油船静电起火的预防；19．船舶电气管理人员的安全职责概念：●安全职责；航修；小修；检修；◎审图；监造；试验；交接班；原理：●船舶修理及建造的职责；船舶航行期间的职责；◎船员交接班时的职责；方法及应用：●修理项目的确定和修理后的检验；监造新船时的职责；◎船舶机动状态下的安全职责；船舶正常航行状态下的安全职责；船舶停泊状态下的安全职责；(二)实验授课1.三相异步电动机磁力启动器实验内容：三相异步电动机磁力启动器实验要求：1）掌握用接触器控制三相异步电动机的直接起动的原理和接线方法。2）了解各种电器(如接触器、按钮等)的作用原理及熟悉它们的代表符号。3）了解控制系统中各种保护及自锁环节的作用2.三相异步电动机的顺序启动（自行设计实验）实验内容：三相异步电动机的顺序启动（自行设计实验）实验要求：１）了解各种电器(如接触器、继电器等)的作用原理及熟悉它们的代表符号。２）了解控制系统中联锁环节的作用3.三相异步电动机的正反转启动及能耗制动实验内容：三相异步电动机的正反转启动及能耗制动实验要求：１）掌握用继电接触器控制三相异步电动机正反转控制线路的原理及接线方法。２）掌握用继电接触器控制三相异步电动机能耗制动控制线路的原理及接线方法。4．三相异步电动机Y-Δ降压启动实验内容：异步电动机Y-Δ降压启动实验要求：1）掌握三相异步电动机Y—降压起动的控制电路及基本原理，弄清本线路各控制电器的动作顺序及工作原理。2）掌握电动机Y—降压起动线路的接线方法。3）观察降压起动时起动电流与直接起动时起动电流的差异。5．船舶电站运行操作实验内容：船舶电站运行操作实验要求：１）掌握两台同步发动机并联运行的条件。２）能够掌握并车操作的过程。３）掌握负载转移操作的方法。四、教学时数分配表1.理论教学时数分配表序号知识体系总学时数90讲课实验实践上机1磁路42变压器43异步电动机74同步电机45直流电机46控制用电机47电力拖动基础48电动机的自动控制基础889船舶甲板机械电力拖动与控制410船舶舵机的电力拖动与控制511辅助机械的电力拖动与控制212船舶电力系统的组成713同步发动机的并车运行4214同步发动机电压及无功功率自动调整615电力系统频率及有功功率自动调整216船舶自动化电站217船舶照明系统管理318船舶安全用电和安全管理319船舶电气管理人员的安全职责3合计80102.实验（实践）教学时数分配表序号实验内容学时适用专业实验性质必开/选开1三相异步电动机磁力启动器2轮机工程综合性必开2三相异步电动机的顺序启动（自行设计实验）2轮机工程综合性必开3三相异步电动机的正反转启动及能耗制动2轮机工程综合性必开4三相异步电动机Y-Δ降压启动2轮机工程综合性必开5船舶电站运行操作2轮机工程综合性必开合计10五、实验考核标准实验课内考核为10分，评分标准如下：1.实验预习报告（2分）实验预习报告