船舶电气设备及系统课程教学大纲

《船舶电气设备及系统》课程教学大纲《船舶电气设备及系统》课程教学大纲

Syllabus for MARINE ELECTRICAL EQUIPMENT AND SYSTEM

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

本课程是为轮机治理（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、工作原理和运行治理方面的差不多知识、差不多理论和差不多技能。培养学生具有初步的对电机和要紧电气设备的运行治理能力，为今后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

本课程要紧内容包括：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操纵；船舶电站与船舶电力网的组成、运行原理和治理技术；船舶照明系统；常用电工测量外表；船用电气设备、油轮电气系统的专门要求与安全治理以及安全用电等。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。The course mainly covers marine electrical motor、rudiments of electrical equipments and electrical drive; control methods of the

drive machines in the engine space and on the deck; the composition of the ship power station and the ship electrical network, and its working principle and the technique of its management; ship lighting system; the usage of the electrical measure instruments; marine electrical equipments、special requirement of oil tanker electriccal system and so on. The course combines the theory and the practice together, covers a widely area of appliance.

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：

●变压器及差不多结构；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差不多原理及运算方法；

◎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；

◎三相异步电动机的差不多参数；

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稳方程；

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；调剂特性；

◎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剂方法；电磁功率与转距的运算方法；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运算；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；

◎直流电动机的差不多工作原理；直流发电机的差不多工作原理；○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；

◎直流电机的电压平稳方程；

6．操纵用电机

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；操纵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；

◎操纵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．电动机的自动操纵基础

概念：

●各种操纵电器；爱护环节；操纵环节；典型操纵电路；可编程序操纵器（PLC）；

◎可编程序操纵器（PLC）的差不多指令；

原理：

●各种操纵电器的工作原理；差不多操纵环节的工作原理；典型操纵电路的工作原理；

◎可编程序操纵器（PLC）的工作原理；

方法及应用：

●各种操纵电器的电路符号；电动机的磁力起动器操纵电路；电动机的降压起动操纵；

◎可编程序操纵器（PLC）的应用；

9．船舶甲板机械电力拖动与操纵

概念：

●甲板机械（锚机、绞缆机、起货机等）；电力拖动自动操纵系统；

◎电动液压操纵系统；

原理：

●起货机的电力拖动与操纵的工作原理与差不多要求；

◎锚机的电力拖动与操纵的工作原理与差不多要求；

方法及应用：

●起货机的电力拖动操纵线路；

◎锚机的电力拖动操纵线路；

10．船舶舵机的电力拖动与操纵

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：

●舵机电力拖动操纵的差不多要求；各种操舵方式的工作原理；自动舵的调剂规律；自动舵的各种工作原理；

◎自动操舵系统的差不多要求；

方法及应用：

●各种操舵系统的工作原理；

◎自动操舵系统的差不多工作原理；

11．辅助机械的电力拖动与操纵

概念：

●自动切换；自动操纵；组合起动屏；

原理：

●备用泵的自动切换操纵电路的工作原理；

方法及应用：

●备用泵的自动切换操纵线路的运行分析；

○分油机自动操纵线路；（选讲）油水分离器的自动操纵线路；（选讲）船舶冷藏箱设备的自动操纵线路；（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；

◎电网的爱护及爱护装置；

方法及应用：

●同步发动机的爱护及爱护装置；应急电源实际操作；

◎主配电盘与应急配电盘的关系；船舶轴带发动机的要紧种类及其应用；

○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：

●自励起压的差不多条件和恒压原理；

◎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；船舶电站自动操纵装置；中压电力系统；

◎功率自动治理功能；

原理：

●船舶电站自动操纵装置的组成及工作原理；船舶中压电力系统；◎PMA 71型船舶电力治理系统；

方法及应用：

●船舶电站自动化要紧功能；

◎船舶中压电力系统的组成；

17．船舶照明系统治理

●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：

●船舶照明系统操纵线路；航行灯操纵器线路；信号灯操纵线路；◎船舶照明系统的爱护保养；船舶照明系统的常见故障检查；18．船舶安全用电和安全治理

概念：

●安全用电；爱护接地；工作接地；屏蔽接地；爱护接零；静电；◎重复接地；避雷接地；

原理：

●船舶安全用电的差不多要求；油轮电气系统的安全治理；

◎油船电气设备的治理要求；

方法及应用：

●船用电机的差不多要求；船舶电气设备接地与爱护措施；

◎油船静电起火的预防；

19．船舶电气治理人员的安全职责

概念：

●安全职责；航修；小修；检修；

◎审图；监造；试验；交接班；

●船舶修理及建筑的职责；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：

把握用接触器操纵三相异步电动机的直截了当起动的原理和接

线方法。

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。

了解操纵系统中各种爱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）了解操纵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）把握用继电接触器操纵三相异步电动机正反转操纵线路的原理及接线方法。

２）把握用继电接触器操纵三相异步电动机能耗制动操纵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）把握三相异步电动机Y—?降压起动的操纵电路及差不多原理，弄清本线路各操纵电器的动作顺序及工作原理。

2）把握电动机Y—?降压起动线路的接线方法。

3）观看降压起动时起动电流与直截了当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）把握两台同步发动机并联运行的条件。

２）能够把握并车操作的过程。

３）把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4

2 变压器4

3 异步电动机7

4 同步电机4

5 直流电机4

6 操纵用电机4

7 电力拖动基础4

8 电动机的自动操纵基础8 8

9 船舶甲板机械电力拖动与操纵4

10 船舶舵机的电力拖动与操纵5

11 辅助机械的电力拖动与操纵2

12 船舶电力系统的组成7

13 同步发动机的并车运行4 2

14 同步发动机电压及无功功率自动调整6

15 电力系统频率及有功功率自动调整2

16 船舶自动化电站2

17 船舶照明系统治理3

18 船舶安全用电和安全治理3

19

船舶电气治理人员的安全职责 3 合计80

10 2.实验（实践）教学时数分配

序实验内学适用专实验性必选

1三相异步电动机磁力启动2轮机工综合必

2三相异步电动机的顺序启动（自行设计实验2轮机工综合必

3三相异步电动机的正反转启动及能耗制2轮机工综合必

4三相异步电动YΔ降压启2轮机工综合必

5船舶电站运行操2轮机工综合必

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（阅读实验指导书中的实验须知）完整，理论数据运算符合要求；能正确回答指导教师提出的有关咨询题（随机进行）。

2. 实验操作（4分）

实验操作方法正确（包括接线、仪器外表使用等），能独立排除实验中显现的一样故障，实验结果正确，计4分（有咨询题酌情扣分）。实验过程中如果没有按照实验要求而烧毁或损坏设备、外表，按学校设备治理的有关规定进行赔偿。

3. 实验总结报告（4分）

内容全面，字迹清晰工整，数据记录、处理、运算及绘图正确。对实验中显现的故障分析正确，计4分（有咨询题酌情扣分）。注：没有做实验预习报告的学生，不能进行该项实验，该次实验考核成绩计为0分；无故缺席实验课的学生，该次实验考核成绩计为0分。

六、本课程教材及参考书

理论课程教材：《船舶电气设备及系统》，郑华耀主编，大连海事大学出版社

实验课程教材：《船舶电气设备及系统实验》王晓蒋力主编大连海事大学出版社

参考书目：《船舶电气设备及系统》，史际昌主编，大连海事大学出版社

七、任课教师资格

1. 理论课任课教师资格：具有讲师及讲师以上职称的教师。

2. 实验课任课教师资格：…………………………………..。

八、为达到本课程的教学目的应采取的措施

本课程是高等学校本科轮机治理（机电合一）专业的一门专业课，，为完成本课程的教学及提升教学质量，应采取以下措施：

1．教研室认真考核任课教师的资格，聘用高素养的主讲教师；2．加大教学法研究和教学体会的交流，重视教学改革，主动采

纳现代化教学手段，持续提升课堂教学效率和教学质量；

3．专门提倡教师站在本课程全局的高度，用“系统论的方法”

来研究本课程各“知识点”之间的内在逻辑联系。争取用简洁的语言、清晰的思路、最少的学时向学生传授最多的知识和技能。建议教学中多采纳“实物示教手段”，以克服学生对本门课程感

性知识不足的弱点。

4．注重学生自学能力的培养，引导学生独立完成课外作业；5．实验教学要与课堂教学紧密配合，通过实验教学把握交流异

步电动机差不多操纵线路的连接技术和常见故障的排除能力。