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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