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绪论 1

0.1 电力推进意义与发展 1

0.2 船舶电力推进研究概况 2

0.3 机械负载模拟的现状 2

0.4 本书主要内容 4

第一篇 基本原理 5

第1章 直流电力推进控制系统原理 5

1.1 可控直流电源 5

1.1.1 旋转变流机组 5

1.1.2 静止可控整流器 6

1.1.3 直流斩波器或脉宽调制变换器 7

1.2 晶闸管—电动机系统 8

1.2.1 触发脉冲相位控制 8

1.2.2 电流脉动与平波电抗器 9

1.2.3 晶闸管—电动机系统的四象限运行 10

1.3 直流脉宽变换器—电动机系统 12

1.3.1 不可逆PWM变换器 12

1.3.2 有制动的不可逆PWM变换器 14

1.3.3 可逆PWM变换器 14

1.4 典型系统 15

1.4.1 典型Ⅰ型系统 16

1.4.2 典型Ⅱ型系统 16

1.4.3 典型Ⅰ型系统参数和性能指标的关系 17

1.4.4 典型Ⅱ型系统参数和性能指标的关系 21

1.5 双闭环直流电动机控制系统 25

1.5.1 双闭环直流电动机控制系统的基本结构 25

1.5.2 双闭环直流电力推进系统的工程设计 26

第2章 三相异步电动机电力推进控制系统 35

2.1 静止式变频装置 35

2.1.1 间接变频装置（交-直-交变频装置） 35

2.1.2 直接变频装置（交-交-变频装置） 36

2.1.3 电压源和电流源变频器 37

2.1.4 正弦波脉宽调制（SPWM）逆变器 38

2.1.5 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制技术 42

2.2 三相异步电动机的变频调速原理 48

2.2.1 交流变频调速系统的特点及其存在的问题 49

2.2.2 变频器控制策略和调速控制方式 49

2.2.3 变频器供电的异步电动机的机械特性 50

2.3 三相异步电动机矢量控制系统设计 55

2.3.1 矢量控制的基本思想 55

2.3.2 坐标变换和矢量变换 57

2.3.3 异步电动机的数学模型及矢量变换控制方程式 58

2.3.4 矢量变换控制系统的构成 63

第3章 机械负载与机械负载模拟 66

3.1 机械负载特性 66

3.1.1 电力推进系统的运动方程式 66

3.1.2 机械负载转矩特性 66

3.2 机械负载模拟的基本原理 67

3.2.1 机械负载模拟装置的构成 67

3.2.2 机械负载模拟装置的动态结构 68

3.2.3 机械负载模拟系统校正 69

3.3 螺旋桨推进器及负载模拟 71

3.3.1 螺旋桨的推力和转矩 71

3.3.2 螺旋桨与船体的相互作用 72

3.3.3 螺旋桨的转矩特性 72

3.3.4 船桨动态模型 74

第二篇 电力推进系统实验指导书 78

第4章 电力推进系统实验概述 78

4.1 实验要求 78

4.1.1 预习要求 78

4.1.2 实验过程 78

4.1.3 实验报告 79

4.2 仿真软件及其开发环境 79

4.2.1 MATLAB简介 80

4.2.2 Simulink简介 81

4.2.3 Simulink的模块库 85

4.2.4 Simulink仿真的运行 82

4.3 电力推进系统实验平台 85

4.3.1 电力推进系统软件平台 85

4.3.2 电力推进电动机控制柜 85

4.3.3 机械负载模拟装置控制柜 87

4.3.4 螺旋桨模型软件模块实现 88

4.3.5 程序接口的处理 88

4.3.6 监控界面设计 89

4.3.7 数据库操作 90

第5章 电力推进系统仿真实验 91

实验一 直流电力推进系统的仿真实验 91

实验二 交-交变频控制三相异步电动机推进系统的仿真实验 95

实验三 异步电动机矢量控制系统仿真实验 99

实验四 船舶电力推进系统仿真实验 103

第6章 电力推进装置实验 106

实验五 电力推进装置实验 106

参考文献 113