船舶电气系统全套课程课件一五

绪论自我介绍学习本课程的意义如何学习本课程教学大纲要求：教学目的：

通过本课程的学习，使学生获得船用电机及船舶电气设备必要的基本理论和基本知识，掌握船舶电气设备基本操作技能，为今后从事船舶电气设备管理工作打下理论基础和实践基础。教学要求：

1.掌握船舶电气设备的工作原理、运行特性和应用场合；2.熟悉掌握继电接触器控制线路的基本环节；掌握船舶机舱辅机、甲板机械、舵机电力拖动自动控制系统的工作原理。3.了解船舶电力系统的组成、特点、基本参数；掌握蓄电池的充放电及维护、保养方法；掌握同步发电机并联运行、自动调压装置基本原理；了解船舶电力系统继电保护的基本原理；熟悉各种继电保护装置的结构、原理。4.熟悉船舶电气设备管理的基本要求；掌握船舶电气设备安全用电基本知识。学习本课程的意义

有人说“船舶是一座小城市”，本课程介绍的就是这座“小城市”电力系统维护、管理及维修等所必须具备的部分知识。城市有生产设备，设备需要由电动机拖动，因此第1～6章学习“磁路”和“电机学”的知识；有了电动机，就要对它进行控制，最基本的控制方法是继电-接触器控制，第7～10章学习的就是电力拖动的基本控制方法；。本课程学习方法

认真：特别是开始部分更需要认真。认真听；认真预、复习；认真做作业。勤

：勤思考；勤问——答疑。教材：

《船舶电气设备及系统》，史际昌主编，大连海事大学出版社，1998年；主要参考书：《船舶电机学》，陆让之主编，人民交通出版社，1986年；考试与计分方法考试题型：单项选择题、是非判断题计算题简答题（包括小的线路图的分析）计分方法：平时成绩：20%（实验10%，作业、课堂提问及考勤等10%）。期末成绩：80%。第一章磁路§1—1．磁场基本物理量§1—2．铁磁材料及铁损§1—3．磁路§1—4．电磁铁学习本章目的：复习磁的概念，学习磁场、磁路的区别，掌握电磁铁的工作原理。§1—1．磁场基本物理量磁的概念：概念：——电生磁，磁变生电。

物理量：——磁感应强度（磁密）、磁场强度、磁导率。磁路的含义磁路，在这里有两层意思：

第一层意思是字面上的含义，磁路是磁的通路，即磁通通过的路径称为磁路。

第二层意思是指“路”与“场”的区别。在物理学中，人们通常是采用“场”的方法对电进行研究的，但是各点的“场”是变化的。为了简化分析，本课程以“路”的角度进行分析。“路”是一种工程分析方法，它是以平均的角度来分析和计算实际工程问题的方法。磁路的物理量磁感应强度——反映的是指物体在磁场中受到磁力作用的强度。而磁力作用是与材料有关的。磁感应强度B：B=Φ/S磁场强度——反映的是电生磁时，产生磁的大小。磁场强度H：H=∑I/l磁导率——反映的是材料导磁能力。磁导率μ：B=μH注意：磁路的物理量的单位。例如：在磁路中磁势的单位是（

）。

A.伏特B.安培C.欧姆D.韦伯答案：B。磁势=电流×匝数，因为磁势的单位为：安培×匝（安匝，安）而匝不是量纲可以省略，所以：磁势的单位为：安培§1—2．铁磁材料及铁损铁磁材料：铁、钴、镍以及它们的合金。性能：高磁导率、饱和、磁滞。铁损：铁心损耗高磁导率的目的：

磁导率高才能导磁；相同的磁场强度产生的磁密大。利用电磁感应原理工作的电气设备需要铁心构成磁的通路，要求相同的磁通时，磁导率高，铁心的截面积小。体积小、重量轻。高磁导率原因：——磁通太多，材料阻碍增大。铁磁材料之所以比非铁磁物质的磁导率高是因为铁磁材料对磁通的阻力较小。当通过材料的磁通太多时，铁磁材料对磁通的阻力增大，磁导率减小。理解：

这就象车过桥的情况一样：当同时过桥的车很少时，过桥的车速度很快，车多单位时间内过桥的车辆就多；但是当同时有很多辆车过桥时，车的行驶速度就应该放慢，否则车就可能相互碰撞，这是因为桥已经“饱和”了。磁饱和原因：——有剩磁存在。现象：——磁化过程0→1→2→3→4→5→6→1磁滞回线：

回线（闭合曲线）：1→2→3→4→5→6→1磁场强度最大值不同就有不同的回线。磁滞曲线：

将不同磁场强度所对应的磁滞回线的顶点相连就成为磁化曲线，B-H曲线。磁化曲线——书上P.3.图1-2-1的“B-H曲线”——不准确。两种情况——考虑剩磁和不考虑剩磁。更正分法：——根据磁性能分类。①.软磁材料；②.硬磁材料；③.矩磁材料。特点：——磁滞回线面积（形状）不同。软磁材料硬磁材料矩磁材料铁磁材料的类型软磁材料：用来制造电机、变压器等的铁心。硬磁材料：用来制造永久磁铁。矩磁材料：以前用来制造计算机的存储器。铁磁材料的用途包含：涡流、磁滞损耗。都转化为热量。涡流：——产生原因穿过铁心磁通交变，也要感应电势，引起电流，发热。磁滞：——产生原因有剩磁，反向时要克服，需要能量（矫顽力），发热。铁芯损耗注意：直流磁通不产生涡流损耗，也不产生磁滞损耗。铁心损耗计算：书P.4。与频率f和磁密大小有关。线圈损耗计算：——包括铜损和铁损铜损（通入电流后导线电阻的损耗）铁损（包括涡流损耗和磁滞损耗两部分）。铁芯损耗注意及计算§1—3．磁路本节包含两个内容：

①.

磁路概念

②.

基本定律第一章的计算任务：

①.物理量计算

②.磁路计算。磁路作概念①.磁路秩是均及匀的蠢，或燥至少勤是分牢段均漫匀；直磁场窝各点绪则是抖变化阻的。②.磁场的捕计算经丑常需要胞微积分度；磁路那则常常霸采用四祝则运算拖（代数坊运算）歪。③.磁路浙物理输量：——磁势脊、磁肠通、荣磁阻棋。磁路膝是磁晃的闭古合通搬路。乡丰磁路卖中可观能存瓜在气均隙。a).直流跟电机隔磁路b).接触塞器磁翁路c).变压器希磁路d).继电窝器磁扣路常见掘磁路磁路已基本氧定律基本定兽律：——计算慌的知碗识点欧姆旺定律颈：F=ΦRm基尔霍育夫电流冒定律：泳∑Φ=脆0基尔霍蔬夫电压秒定律：竭∑IN=ΦRm[注意]：磁路物卸理量的岂单位——磁势（同安匝）奏、磁通让（韦伯肌）、磁杯阻（安泪培/韦伯）方。[计算]：磁通可销由磁密展或磁场险强度等椒计算；弱磁阻可太由磁导楼率计算昂。§1—衬4．电罚磁铁本节歼包含堡四个全内容侮：①.工作乓原理刃；②.电磁吸译力与短项路环；③.交、怖直流污电磁南铁的纷区别凶（进特点景）；④.铁心育线圈暖的电棒感。工作原挂理①.组成：——铁心沫、线剪圈、炸衔铁替、复熔位弹织簧。②.原理：当线圈叨通电后，产生磁豆势，磁理路中便臂有磁通球通过，寸铁心和暴衔铁之性间将产注生吸力冷（与磁驱通成正肉比）。伸衔铁克封服弹簧炭的作用确力被铁蛇心吸合僵，同时典带动其议它机构滑动作。线圈断馆电，剩磁价磁通难的吸槽力很挨小，天在弹驴簧作宰用下已，衔娃铁释伯放，问同时锹使所彩带动娱的机相构复弦位。电磁吸钩力与短广路环电磁解吸力吗：电磁焰铁产迷生的虏电磁秒吸力干正比凳于磁厘通（税或磁尸势）均，计扑算公报式见梅书P.6～7.式（1-4载-1）和庸式（1-4德-2）。短路才环：由于梁交流军磁通捞的过练零点拦，会箱引起喂振动陪。振动的爬不良后饶果——破坏才各部诞件。短路环森作用：撕使铁心肾总磁通孔不同时历为零。通过理短路辞环的翻磁通唱滞后宿没有湾通过铁短路返环的活磁通90°电角。犁因此铁衡心的吸产合面任熟何时刻咏通过的安磁通都邪不会出盼现为零镜。从而拼保证了各电磁铁外产生的头吸力不臂为零。短路镜环的展作用越原理只：短路夕环一烤般采潮用铜突材料谜焊接南制成堵。电磁铁种的特点直流厅电磁虽铁的貌特点：①.稳定工推作时，游既不产信生涡流烘损耗，桶也不产吧生磁滞消损耗；②.铁心可创用整块瓦软钢制近成（也亲用厚硅撕钢片，耐减少启辱动时的奖损耗）万；③.属于恒党磁势型杆电磁铁载：——因为电点源电压责、导线租电阻不津变。交流迟电磁渗铁的煮特点：①.铁心用坛硅钢制慎成，减昼少铁耗蒜（或称呈为铁损均）；②.通电时氏，线圈习感应电轿势平衡毛电源电叔压，电宴势E：=4论.44教fNØm③.属于恒昨磁通型藏电磁铁金：——电源电璃压不变麦时，电新势基本橡不变。I=（U袄–购E）/Z，若：Ø↓渠→奸E↓→I↑→Ø↑，从而蝇维持Ø基本姻不变。直流洪电磁牵铁：①.导线鄙细，码匝数羽多，超线圈林电阻僻大，凤保证巡寿电流宫不过缝大；②.线圈出做成古细长易形，生紧紧乔靠着嗓铁心圾，增多加散猴热。交流电肥磁铁：①.导线销粗，迹匝数丛少，呢线圈饼电阻凳小、具电抗掌大；②.励磁哨电流挣（产锦生磁误通的魂电流和）在浮衔铁涌吸合军前后谱变化遍很大睬：衔铁吸蹈合前的乳电流是娱吸合后向电流的绩好几倍圈甚至十咱几倍。——因为垫，吸冬合前绵气隙党大、执磁阻鞭大，遍要得向到相化同的脾磁通狡就必突须使带励磁驾电流土大（浓才能杜满足异磁通含基本番不变绕的要诸求）互。③.衔铁容直易卡住伯的电磁协铁一般徒不采用思交流电拐磁铁。——因为一行旦卡住帆，线圈淡很快被奶烧毁（减励磁电霞流大）宵。电磁铁天特点归们纳铁心电晕感铁心捆电感Lm的计算冒公式：——P.8购.式（1-4欲-6）电感L正比慌于匝欢数N、磁通Ф，反比泻于磁耽路长毛度l，即：L率=滨NФ/l。由于磁禾通Ф=I培N/Rm，带禽入则凉得书报上公式。结论：磁阻越大，铁矿心的电破感越小偶；磁导率研越大，喘铁心电延感越大份。第一悠章瞒小