船舶電氣設備及系統(大連海事大學建設的慕課)

課程性質

課程背景

船舶電氣設備及系統課程立足為“海洋強國”建設和譜寫“海上絲綢之路”新篇章貢獻力量的課程使命，同時注重學生批判性思維、合作探索能力以及複雜問題解決能力的訓練和養成。

課程定位

船舶電氣設備及系統課程是針對輪機工程專業開設的一門主幹專業課，同時也是中國高級船員適任考試的核心課程及船舶建造與檢驗的重要內容。

適應對象

該課程適用於輪機工程專業學生學習，也適用於船舶相關專業、修造船企業、船舶檢驗人員及電氣愛好者學習認識船舶電氣學習。

課程簡介

船舶電氣設備及系統課程共十二章，主要講授船舶電機學、船舶電力拖動和船舶電站管理等多學科知識，主要包括電磁基本理論、變壓器、直流發電機、直流電動機、交流異步電動機、同步發電機、控制電器、電力拖動裝置、船舶電站和船舶電力系統等重要電氣設備及系統的基本結構、工作原理和運行管理方面的基本知識、基本理論和基本技能、先進技術在船舶中的實際套用等內容。

課程大綱

第一周電與磁

1.1磁場與磁力線

1.2電流的磁效應

1.3磁感應強度

1.4磁通

1.5磁場強度

1.6磁導率和相對磁導率

1.7鐵磁材料的磁性能

1.8電磁感應定律

1.9電流在磁場中的力效應

第1周單元測驗

第一周單元作業

第二周變壓器

2.1變壓器的用途

2.2變壓器的基本結構和銘牌

2.3變壓器的基本變換功能

2.4自耦變壓器

2.5電壓互感器

2.6電流互感器

第2周單元測驗

第三周直流電機

典型教學案例1.直流電機結構

3.1直流發電機的工作原理

3.2直流電動機的工作原理

3.3直流電機的結構

3.4電樞繞組的感應電勢

3.5電樞繞組的電磁轉矩

3.6直流發電機的勵磁方式

3.7直流發電機的空載特性及建壓條件

3.8直流發電機的外特性

3.9直流電動機的機械特性

3.10直流電動機的機械特性分析

3.11直流電機的電樞反應和換向

第3周單元測驗

第3周單元作業

第四周異步電動機

典型教學案例2.交、直流電機比較

4.1三相異步電動機的基本結構

4.2異步電動機的銘牌數據

4.3異步電動機的旋轉磁場

4.4旋轉磁場的轉速

4.5異步電動機轉動原理

4.6三相異步電動機的電磁轉矩

4.7三相異步電動機的轉矩特性和機械特性

4.8機械特性曲線分析

第4周單元測驗

第五周船舶同步電機

5.1三相同步發電機的基本類型和結構

5.2三相同步發電機的類型

5.3電樞反應

5.4交軸電樞反應

5.5直軸去磁電樞反應

5.6直軸増磁電樞反應

5.7實際運行時的電樞反應

第5周單元測驗

第六周電力拖動基礎

6.5三相異步電動機的調速

6.6直流電動機的起動

6.7直流電動機的制動

6.8直流電動機的調速

6.1生產機械的負載轉矩特性

6.2電力拖動系統

6.3三相異步電動機的起動

6.4三相異步電動機的制動

第6周單元測驗

第七周電力拖動控制電路及系統（上）

7.1按鈕開關

7.2組合開關

7.3行程開關

7.4主令控制器

7.5熔斷器

7.6交流接觸器

7.7直流接觸器

7.8繼電器

7.9時間繼電器

7.10熱繼電器

7.11速度繼電器及電磁製動器

7.12短路保護

7.13過載保護

7.14失壓（欠壓）保護

7.15缺相保護

典型教學案例3.常用控制電器

第7周單元測驗

第八周電力拖動控制電路及系統（下）

7.16電氣控制系統原理圖和安裝接線圖

7.17電動機的點動控制電路

7.18電動機的連續控制電路

7.19電動機的正反轉控制電路

7.20電動機的行程控制電路

7.21電動機的聯鎖控制電路

7.22星-三角換接起動控制電路

7.23海（淡）水櫃水位自動控制電路

第8周單元測驗

第九周船舶電力系統

8.1船舶電力系統的組成

8.2船舶電源裝置

8.3船舶主配電板

8.4船舶應急配電板

8.5船舶充放電板

8.6船舶分配電板

8.7船舶岸電箱

第9周單元測驗

第十周船舶同步發電機的並聯運行

9.1發電機並聯運行的特點

9.2準同步並車的條件

9.3電壓有效值不同時的並車分析

9.4初相位不同時的並車分析

9.5頻率不相同時的並車分析

9.6船舶同步發電機的手動並車方法

9.7燈光明暗手法並車分析

9.8燈光旋轉法手動並車分析

9.9同步表法手動並車分析

典型教學案例4.船舶同步發電機並聯運行

第10周單元測驗

第十一周船舶同步發電機電壓及無功功率自動調整

10.1船用自動勵磁裝置的功能及基本要求

10.2自勵恆壓裝置的分類及調壓原理

10.3電流疊加相復勵自勵恆壓裝置

10.4船舶同步發電機組間無功功率自動分配

第11周單元測驗

典型教學案例匯總

典型教學案例1.直流電機結構

典型教學案例2.交、直流機比較

典型教學案例4.船舶同步發電機並聯運行

典型教學案例3.常用控制電器

典型教學案例5.船舶電力系統頻率及有功功率調節

第十二周船舶同步發電機頻率及有功功率自動調整

11.1電力系統頻率波動的原因及其影響

11.2電力系統的負荷調節效應

11.3調速器及其調速特性

11.4單機運行時頻率的調整

11.5發電機並聯運行時的有功功率分配

11.6有功功率的轉移操作

典型教學案例5.船舶電力系統頻率及有功功率調節

第12周單元測驗

課程實驗

預備知識

實驗一磁力起動

實驗四三相異步電動機PLC正反轉控制實驗

實驗五船舶電站手動操作

實驗三三相異步電動機星三角降壓起動實驗

實驗二按時間順序啟動兩台電動機

（註：課程大綱排版從左到右列）

開課信息

開課次數	開課時間	學時安排	參與人數
第1次開課	2018年10月12日~2019年01月28日	2-4小時每周	2672
第2次開課	2019年04月03日~2019年07月28日	2-3小時每周	2404
第3次開課	2020年03月04日~2020年06月29日	2-3小時每周	2799
第4次開課	2021年03月25日~2021年07月10日	4小時每周	849
第1~4次開課的授課教師均為王浩亮、張春來、吳浩峻。

教學目標

通過該課程的學習，學生可以獲得有關船舶電氣設備及系統運行管理和故障檢測維修方面的基本理論和基本技能，了解船舶電氣的新理論、新技術、新知識，從而使學生批判性思維、合作探索能力以及複雜問題解決能力得到有效鍛鍊和提高。

學習預備

預備知識

學習該課程前需要掌握初步具備電工學的基本知識。

學習資料

書名	作者	出版時間	出版地	出版社
《船舶電氣設備及系統》	趙殿禮，張春來	2009年	大連	大連海事大學出版社
《船舶電氣設備及系統》	吳浩峻，王浩亮	2020年
《船舶電氣與自動化（船舶電氣）》	張春來，林葉春	2012年
《船舶電氣與自動化（船舶電氣）》	張春來，孫才勤，王浩亮	2013年

所獲榮譽

2019年1月8日，船舶電氣設備及系統課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。

2020年11月24日，船舶電氣設備及系統課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。

教師簡介

吳浩峻，大連海事大學輪機工程學院副教授，研究方向為船舶電氣自動化及其控制系統、船舶電氣故障診斷研究。

船舶電氣設備及系統(大連海事大學建設的慕課)

基本介紹

課程性質

課程背景

課程定位

適應對象

課程簡介

課程大綱

開課信息

教學目標

學習預備

預備知識

學習資料

所獲榮譽

教師簡介

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