船舶電氣系統(tǒng)全套課程課件

緒論自我介紹學(xué)習(xí)本課程的意義如何學(xué)習(xí)本課程教學(xué)大綱要求：教學(xué)目的：

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得船用電機(jī)及船舶電氣設(shè)備必要的基本理論和基本知識(shí)，掌握船舶電氣設(shè)備基本操作技能，為今后從事船舶電氣設(shè)備管理工作打下理論基礎(chǔ)和實(shí)踐基礎(chǔ)。教學(xué)要求：

1.掌握船舶電氣設(shè)備的工作原理、運(yùn)行特性和應(yīng)用場(chǎng)合；2.熟悉掌握繼電接觸器控制線路的基本環(huán)節(jié)；掌握船舶機(jī)艙輔機(jī)、甲板機(jī)械、舵機(jī)電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理。3.了解船舶電力系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)、基本參數(shù)；掌握蓄電池的充放電及維護(hù)、保養(yǎng)方法；掌握同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行、自動(dòng)調(diào)壓裝置基本原理；了解船舶電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本原理；熟悉各種繼電保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)、原理。4.熟悉船舶電氣設(shè)備管理的基本要求；掌握船舶電氣設(shè)備安全用電基本知識(shí)。學(xué)習(xí)本課程的意義

有人說(shuō)“船舶是一座小城市”，本課程介紹的就是這座“小城市”電力系統(tǒng)維護(hù)、管理及維修等所必須具備的部分知識(shí)。城市有生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)備需要由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，因此第1～6章學(xué)習(xí)“磁路”和“電機(jī)學(xué)”的知識(shí)；有了電動(dòng)機(jī)，就要對(duì)它進(jìn)行控制，最基本的控制方法是繼電-接觸器控制，第7～10章學(xué)習(xí)的就是電力拖動(dòng)的基本控制方法；。本課程學(xué)習(xí)方法

認(rèn)真：特別是開(kāi)始部分更需要認(rèn)真。認(rèn)真聽(tīng)；認(rèn)真預(yù)、復(fù)習(xí)；認(rèn)真做作業(yè)。勤

：勤思考；勤問(wèn)——答疑。教材：

《船舶電氣設(shè)備及系統(tǒng)》，史際昌主編，大連海事大學(xué)出版社，1998年；主要參考書(shū)：《船舶電機(jī)學(xué)》，陸讓之主編，人民交通出版社，1986年；考試與計(jì)分方法考試題型：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題、是非判斷題計(jì)算題簡(jiǎn)答題（包括小的線路圖的分析）計(jì)分方法：平時(shí)成績(jī)：20%（實(shí)驗(yàn)10%，作業(yè)、課堂提問(wèn)及考勤等10%）。期末成績(jī)：80%。第一章磁路§1—1．磁場(chǎng)基本物理量§1—2．鐵磁材料及鐵損§1—3．磁路§1—4．電磁鐵學(xué)習(xí)本章目的：復(fù)習(xí)磁的概念，學(xué)習(xí)磁場(chǎng)、磁路的區(qū)別，掌握電磁鐵的工作原理?！?—1．磁場(chǎng)基本物理量磁的概念：概念：——電生磁，磁變生電。

物理量：——磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁密）、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁導(dǎo)率。磁路的含義磁路，在這里有兩層意思：

第一層意思是字面上的含義，磁路是磁的通路，即磁通通過(guò)的路徑稱為磁路。

第二層意思是指“路”與“場(chǎng)”的區(qū)別。在物理學(xué)中，人們通常是采用“場(chǎng)”的方法對(duì)電進(jìn)行研究的，但是各點(diǎn)的“場(chǎng)”是變化的。為了簡(jiǎn)化分析，本課程以“路”的角度進(jìn)行分析?！奥贰笔且环N工程分析方法，它是以平均的角度來(lái)分析和計(jì)算實(shí)際工程問(wèn)題的方法。磁路的物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度——反映的是指物體在磁場(chǎng)中受到磁力作用的強(qiáng)度。而磁力作用是與材料有關(guān)的。磁感應(yīng)強(qiáng)度B：B=Φ/S磁場(chǎng)強(qiáng)度——反映的是電生磁時(shí)，產(chǎn)生磁的大小。磁場(chǎng)強(qiáng)度H：H=∑I/l磁導(dǎo)率——反映的是材料導(dǎo)磁能力。磁導(dǎo)率μ：B=μH注意：磁路的物理量的單位。例如：在磁路中磁勢(shì)的單位是（

）。

A.伏特B.安培C.歐姆D.韋伯答案：B。磁勢(shì)=電流×匝數(shù)，因?yàn)榇艅?shì)的單位為：安培×匝（安匝，安）而匝不是量綱可以省略，所以：磁勢(shì)的單位為：安培§1—2．鐵磁材料及鐵損鐵磁材料：鐵、鈷、鎳以及它們的合金。性能：高磁導(dǎo)率、飽和、磁滯。鐵損：鐵心損耗高磁導(dǎo)率的的目的：磁導(dǎo)率高才才能導(dǎo)磁；；相同的磁磁場(chǎng)強(qiáng)度產(chǎn)產(chǎn)生的磁密密大。利用電磁感感應(yīng)原理工工作的電氣氣設(shè)備需要要鐵心構(gòu)成成磁的通路路，要求相相同的磁通通時(shí)，磁導(dǎo)導(dǎo)率高，鐵鐵心的截面面積小。體體積小、重重量輕。高磁導(dǎo)率原因：———磁通太太多，材料料阻礙增大大。鐵磁材料之之所以比非非鐵磁物質(zhì)質(zhì)的磁導(dǎo)率率高是因?yàn)闉殍F磁材料料對(duì)磁通的的阻力較小小。當(dāng)通過(guò)過(guò)材料的磁磁通太多時(shí)時(shí)，鐵磁材材料對(duì)磁通通的阻力增增大，磁導(dǎo)導(dǎo)率減小。。理解：這就象車過(guò)過(guò)橋的情況況一樣：當(dāng)當(dāng)同時(shí)過(guò)橋橋的車很少少時(shí)，過(guò)橋橋的車速度度很快，車車多單位時(shí)時(shí)間內(nèi)過(guò)橋橋的車輛就就多；但是是當(dāng)同時(shí)有有很多輛車車過(guò)橋時(shí)，，車的行駛駛速度就應(yīng)應(yīng)該放慢，，否則車就就可能相互互碰撞，這這是因?yàn)闃驑蛞呀?jīng)“飽飽和”了。。磁飽和原因：——有剩剩磁存在?！，F(xiàn)象：——磁化化過(guò)程0→1→→2→3→4→→5→→6→1磁滯回線：回線（閉合合曲線）：：1→2→3→→4→→5→6→1磁場(chǎng)強(qiáng)度最最大值不同同就有不同同的回線。。磁滯曲線：將不同磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度所對(duì)對(duì)應(yīng)的磁滯回線的頂頂點(diǎn)相連就就成為磁化化曲線，B-H曲線線。磁化曲線——書(shū)上上P.3.圖1-2-1的““B-H曲曲線”———不準(zhǔn)確確。兩種情情況———考慮剩剩磁和不考考慮剩磁。。更正分法：——根據(jù)據(jù)磁性能分分類。①.軟磁磁材料；②②.硬磁材材料；③.矩磁材料料。特點(diǎn)：——磁滯滯回線面積積（形狀））不同。軟磁材料硬硬磁材料料矩矩磁材材料鐵磁材料的的類型軟磁材料：用來(lái)制造電電機(jī)、變壓壓器等的鐵鐵心。硬磁材料：用來(lái)制造永永久磁鐵。。矩磁材料：以前用來(lái)制制造計(jì)算機(jī)機(jī)的存儲(chǔ)器器。鐵磁材料的的用途包含：渦流、磁滯滯損耗。都轉(zhuǎn)化為熱熱量。渦流：——產(chǎn)生生原因穿過(guò)鐵心磁磁通交變，，也要感應(yīng)應(yīng)電勢(shì)，引引起電流，，發(fā)熱。磁滯：——產(chǎn)生生原因有剩磁，反反向時(shí)要克克服，需要要能量（矯矯頑力），，發(fā)熱。鐵芯損耗注意：直流磁通不不產(chǎn)生渦流流損耗，也也不產(chǎn)生磁磁滯損耗。。鐵心損耗計(jì)計(jì)算：書(shū)P.4。與頻率f和磁密大小小有關(guān)。線圈損耗計(jì)計(jì)算：——包括銅損和和鐵損銅損（通入入電流后導(dǎo)導(dǎo)線電阻的的損耗）鐵損（包括括渦流損耗耗和磁滯損損耗兩部分分）。鐵芯損耗注意及計(jì)算§1—3．磁路本節(jié)包含兩兩個(gè)內(nèi)容：：①.磁路概念②.基本定律第一章的計(jì)計(jì)算任務(wù)：：①.物理量計(jì)算算②.磁路計(jì)算。。磁路概念①.磁路是均勻勻的，或至至少是分段段均勻；磁磁場(chǎng)各點(diǎn)則則是變化的的。②.磁場(chǎng)的計(jì)算算經(jīng)常需要要微積分；；磁路則常常常采用四四則運(yùn)算（（代數(shù)運(yùn)算算）。③.磁路物理量量：——磁磁勢(shì)、磁磁通、磁阻阻。磁路是磁的的閉合通路路。磁路中中可能存在在氣隙。a).直直流電機(jī)磁磁路b).接接觸器磁路路c).變變壓器磁路路d).繼繼電器磁路路常見(jiàn)磁路磁路基本定定律基本定律：：——計(jì)算的知識(shí)識(shí)點(diǎn)歐姆定律：：F=ΦRm基爾霍夫電電流定律：：∑Φ=0基爾霍夫電電壓定律：：∑IN=ΦRm[注意]：：磁路物理量量的單位———磁磁勢(shì)（安匝匝）、磁通通（韋伯））、磁阻（（安培/韋韋伯）。[計(jì)算]：：磁通可由磁磁密或磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度等計(jì)計(jì)算；磁阻阻可由磁導(dǎo)導(dǎo)率計(jì)算。?！?—4．電磁鐵本節(jié)包含四四個(gè)內(nèi)容：：①.工作原理；；②.電磁吸力與與短路環(huán)；；③.交、直流電電磁鐵的區(qū)區(qū)別（特特點(diǎn)）；④.鐵心線圈的的電感。工作原理①.組成：——鐵鐵心、線圈圈、銜鐵、、復(fù)位彈簧簧。②.原理：當(dāng)線圈通電電后，產(chǎn)生磁勢(shì)，，磁路中便便有磁通通通過(guò)，鐵心心和銜鐵之之間將產(chǎn)生生吸力（與與磁通成正正比）。銜銜鐵克服彈彈簧的作用用力被鐵心心吸合，同同時(shí)帶動(dòng)其其它機(jī)構(gòu)動(dòng)動(dòng)作。線圈斷電，剩磁磁通的的吸力很小小，在彈簧簧作用下，，銜鐵釋放放，同時(shí)使使所帶動(dòng)的的機(jī)構(gòu)復(fù)位位。電磁吸力與與短路環(huán)電磁吸力：：電磁鐵產(chǎn)生生的電磁吸吸力正比于于磁通（或或磁勢(shì)），，計(jì)算公式式見(jiàn)書(shū)P.6～7.式（1-4-1）和式（1-4-2）。短路環(huán)：由于交流磁磁通的過(guò)零零點(diǎn)，會(huì)引引起振動(dòng)。。振動(dòng)的不良良后果——破壞各部件件。短路環(huán)作用用：使鐵心心總磁通不不同時(shí)為零零。通過(guò)短路環(huán)環(huán)的磁通滯滯后沒(méi)有通通過(guò)短路環(huán)環(huán)的磁通90°電角角。因此鐵鐵心的吸合合面任何時(shí)時(shí)刻通過(guò)的的磁通都不不會(huì)出現(xiàn)為為零。從而而保證了電電磁鐵產(chǎn)生生的吸力不不為零。短路環(huán)的作作用原理：：短路環(huán)一般般采用銅材材料焊接制制成。電磁鐵的特特點(diǎn)直流電磁鐵鐵的特點(diǎn)：①.穩(wěn)定工作作時(shí)，既不不產(chǎn)生渦流流損耗，也也不產(chǎn)生磁磁滯損耗；；②.鐵心可用用整塊軟鋼鋼制成（也也用厚硅鋼鋼片，減少少啟動(dòng)時(shí)的的損耗）；；③.屬于恒磁磁勢(shì)型電磁磁鐵：———因?yàn)殡婋娫措妷骸ⅰ?dǎo)線電阻阻不變。交流電磁鐵鐵的特點(diǎn)：①.鐵心用硅硅鋼制成，，減少鐵耗耗（或稱為為鐵損）；；②.通電時(shí)時(shí)，線圈感感應(yīng)電勢(shì)平平衡電源電電壓，電勢(shì)勢(shì)E：=4.44fN?m③.屬于恒磁磁通型電磁磁鐵：———電源電電壓不變時(shí)時(shí)，電勢(shì)基基本不變。。I=（（U–E）/Z，若：：?↓→E↓→I↑→?↑，從而維維持?基本不變。直流電磁鐵鐵：①.導(dǎo)線細(xì)細(xì)，匝數(shù)多多，線圈電電阻大，保保證電流不不過(guò)大；②.線圈做做成細(xì)長(zhǎng)形形，緊緊靠靠著鐵心，，增加散熱熱。交流電磁鐵鐵：①.導(dǎo)線粗粗，匝數(shù)少少，線圈電電阻小、電電抗大；②.勵(lì)磁電電流（產(chǎn)生生磁通的電電流）在銜銜鐵吸合前前后變化很很大：銜鐵吸合前前的電流是是吸合后電電流的好幾幾倍甚至十十幾倍?！?yàn)闉?，吸合前前氣隙大、、磁阻大，，要得到相相同的磁通通就必須使使?lì)磁電流流大（才能能滿足磁通通基本不變變的要求））。③.銜鐵容容易卡住的的電磁鐵一一般不采用用交流電磁磁鐵。——因?yàn)橐灰坏┛ㄗ?，，線圈很快快被燒毀（（勵(lì)磁電流流大）。電磁鐵特點(diǎn)點(diǎn)歸納鐵心電感鐵心電感Lm的計(jì)算公式式：——P.8.式（1-4-6））電感L正比比于匝數(shù)N、磁通Ф，反比于磁磁路長(zhǎng)度l，即：L=NФ/l。由于磁通Ф=IN/Rm，帶入則得得書(shū)上公式式。結(jié)論：磁阻越大，鐵心的的電感越小小；磁導(dǎo)率越大大，鐵心電電感越大。。第一章小小結(jié)各節(jié)要點(diǎn)：第一節(jié)：物理量（含含義、關(guān)系系和單位））第二節(jié)：鐵磁材料的的性能，分分類，用途途第三節(jié)：磁路定律（（計(jì)算）第四節(jié)：電磁鐵（原原理、吸力力、特點(diǎn)、、電感）[注意]：電感與磁導(dǎo)導(dǎo)率、鐵心心尺寸、磁磁通、電流流和匝數(shù)的的關(guān)系（書(shū)書(shū)P.8的的式子）要要求記住，，并理解其其含義。主要內(nèi)容第一章復(fù)