船舶電氣（大管輪）第一章船舶電工基礎(chǔ)第二章船舶電力拖動控制第三章船舶甲板設(shè)備的電氣控制第四章電氣和電子控制設(shè)備的故障診斷第五章船舶配電系統(tǒng)第六章船舶高壓裝置第一章船舶電工基礎(chǔ)第1節(jié)船舶電工材料與工藝第2節(jié)半導(dǎo)體器件第3節(jié)電子技術(shù)的應(yīng)用第1節(jié)船舶電工材料與工藝按電磁性質(zhì)分類，分為導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料、絕緣材料、磁性材料和其他常用的船舶低壓電工材料等。一、船舶常用的導(dǎo)體材料電線、電纜、銅排、接地排等，還有熔體、電磁線等1．船舶常用電纜和電線：

BVR-聚氯乙烯絕緣銅芯軟線、AV-聚氯乙烯絕緣儀表安裝線2．電磁線：漆包線、紗包線和紗包漆包線3．保護(hù)性導(dǎo)電材料：熔體，銀4．接觸性導(dǎo)電材料：觸頭、觸點第1節(jié)船舶電工材料與工藝二、船舶常用的絕緣材料

耐熱，抗潮，抗霉，耐酸、堿、鹽、油和長期使用等1．性能指標(biāo)：

耐壓、耐熱、耐潮、強度2．耐熱等級：Y、A（105℃）、E、B（130℃）、F、H（180℃）、C3．常用的絕緣材料：固體、液體（漆、溶劑）第1節(jié)船舶電工材料與工藝三、 船用電氣設(shè)備的要求一般要求：1．溫濕度影響：

潮濕

霉菌

絕緣降低

設(shè)備燒壞

絕緣耐壓下降

高溫

導(dǎo)體軟化

接觸氧化

電子失效2，特殊設(shè)計要求：爬電、三防、IP、防爆失壓保護(hù)值3，阻燃材料應(yīng)用：

有機、無機

降溫抽濕隔熱、風(fēng)冷、水冷設(shè)備緊固、清潔處理巡檢加強第1節(jié)船舶電工材料與工藝四、船用電纜1．結(jié)構(gòu)：導(dǎo)電芯線、絕緣層、護(hù)套和鎧裝層2．電纜的使用方法：型號、截面

載流量

單芯電線周邊的磁場集膚效應(yīng)第1節(jié)船舶電工材料與工藝五、船舶電工工藝

1．電纜的處理：切割、包扎、標(biāo)記、敷設(shè)、貫穿與密封、電纜彎曲半徑（R≥4D） 2．熱縮材料：

3．安裝基本原則：檢查電路是否帶電，只能用萬能表、驗電筆和燈，在未確定無電前不能進(jìn)行工作。帶電作業(yè)必須經(jīng)由電氣負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，必須有兩人一同進(jìn)行，盡可能用一只手觸及帶電設(shè)備及進(jìn)行操作。第1節(jié)船舶電工材料與工藝六、船舶安全用電

1．人體電流 2．觸電預(yù)防 3．安全程序

4．觸電急救

5．設(shè)備接地

保護(hù)接地第2節(jié)半導(dǎo)體器件一、二極管Diode

單向?qū)щ?/p>

1．結(jié)構(gòu)

2．特性 3．參數(shù) 4．選用

5．穩(wěn)壓

6．電力

陰極引線陽極引線二氧化硅保護(hù)層P型硅N型硅

平面型金屬觸絲陽極引線N型鍺片陰極引線外殼點接觸型鋁合金小球N型硅陽極引線PN結(jié)金銻合金底座陰極引線

面接觸型1.結(jié)構(gòu)陰極陽極

符號D10UI反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降正向特性反向特性死區(qū)電壓PN+–PN–+反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。硅0.6～0.8V鍺0.2～0.3V硅管0.5V鍺管0.1V。

外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。

外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?特性指二極管加最高反向工作電壓時的反向電流。反向電流大，說明管子的單向?qū)щ娦圆睿琁RM受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。113參數(shù)1）最大整流電流

IOM2）反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐?，甚至過熱而燒壞。3）反向峰值電流IRM二極管長期使用時，允許流過二極管的最大正向平均電流。4．選用12IF<IOMUBR>（2～3）URWM使用：D6V12V3k

BAUAB+–V陽

=－6VV陰=－12VV陽>V陰二極管導(dǎo)通若忽略管壓降，二極管可看作短路，UAB=－6V否則，UAB低于－6V一個管壓降，為－6.3Ｖ或－6.7V二極管起鉗位作用。5．穩(wěn)壓13UZIZIZM

UZ

IZ特性

穩(wěn)壓管正常工作時加反向電壓使用時要加限流電阻

穩(wěn)壓管反向擊穿后，電流變化很大，但其兩端電壓變化很小，利用此特性，穩(wěn)壓管在電路中可起穩(wěn)壓作用。_+UIODZ5V1Ruoui++––6．電力二極管141）普通二極管（GeneralPurposeDiode）又稱整流二極管（RectifierDiode）多用于開關(guān)頻率不高（1kHz以下）的整流電路中其反向恢復(fù)時間較長，一般在5

s以上，這在開關(guān)頻率不高時并不重要正向電流定額和反向電壓定額可以達(dá)到很高，分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上152）

快速恢復(fù)二極管（FastRecoveryDiode—FRD）分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個等級。前者反向恢復(fù)時間為數(shù)百納秒或更長，后者則在100ns以下，甚至達(dá)到20~30ns。分為PN和PIN結(jié)構(gòu)兩種。外延型PIN結(jié)構(gòu)的的快速恢復(fù)外延二極管（FastRecoveryEpitaxialDiodes—FRED），其反向恢復(fù)時間比較短（可低于50ns），正向壓降也很低（0.9V左右），但其反向耐壓多在1200V以下。3）

肖特基二極管反向恢復(fù)時間很短（10～40ns）在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小（一般0.5V左右）其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高反向漏電流較大且對溫度敏感16正向平均電流IF(AV)正向壓降UF反向重復(fù)峰值電壓URRM指對功率二極管所能重復(fù)施加的反向最高峰值電壓通常是其雪崩擊穿電壓UB的2/3使用時，往往按照電路中功率二極管可能承受的反向最高峰值電壓的2倍左右來選定

4）

電力二極管（功率二極管）第2節(jié)半導(dǎo)體器件二、雙極型晶體管Bipolar-Transistor

電流放大

1．結(jié)構(gòu)

2．特性 3．參數(shù) 4．選用

基區(qū)：最薄，摻雜濃度最低發(fā)射區(qū)：摻雜濃度最高發(fā)射結(jié)集電結(jié)BECNNP基極發(fā)射極集電極1.結(jié)構(gòu)集電區(qū)：面積最大2．特性18死區(qū)電壓：硅管0.5V，鍺管0.1V。放大區(qū)截止區(qū)飽和區(qū)3．參數(shù)19常用晶體管的

值在20～

200之間。1）電流放大系數(shù)

=2）集電極最大允許電流ICM：IC上升會導(dǎo)致三極管的

值的下降，當(dāng)

值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。3）集-射極反向擊穿電壓U(BR)CEO4）集電極最大允許耗散功耗PCM：

取決于三極管允許的溫升4．選用201）NPN還是PNP2）ICM3）U(BR)CEO4）PCM5）溫度每增加10

C，ICBO增大一倍。6）溫度每升高1

C，

增加0.5%～1.0%。第2節(jié)半導(dǎo)體器件三、場效應(yīng)晶體管MOSFET

電壓控制

1．結(jié)構(gòu)

2．特性 3．特點

N溝道增強型P溝道增強型1．結(jié)構(gòu)2．特性22開關(guān)時間在10～100ns之間，其工作頻率可達(dá)100kHz以上，是主要電力電子器件中最高的。3．特點23（1）場效應(yīng)管是電壓控制器件，它通過UGS來控制ID；（2）輸入電阻很高，需要的驅(qū)動功率小，驅(qū)動電路簡單。（3）開關(guān)速度快，工作頻率高。（4）熱穩(wěn)定性好，抗輻射能力強。（5）電流容量小，耐壓低，多用于功率不超過10kW的電力電子裝置。第2節(jié)半導(dǎo)體器件四、晶閘管SCR

電流控制

1．結(jié)構(gòu)

2．原理 3．特性 4．參數(shù)

5．應(yīng)用

1．結(jié)構(gòu)2.原理25等效為兩個晶體管V1和V2串級而成。其工作過程如下：

UGK>0→產(chǎn)生IG→V2通→產(chǎn)生IC2→V1通→IC1↗→IC2↗→出現(xiàn)強烈的正反饋，G極失去控制作用，V1和V2完全飽和，SCR飽和導(dǎo)通。晶閘管導(dǎo)通后，即使去掉門極電流，仍能維持導(dǎo)通。3．特性261，導(dǎo)通需具備兩個條件：正向、觸發(fā)電流2，半控3，零壓或反向關(guān)斷：IH稱為維持電流正向轉(zhuǎn)折電壓維持電流正向平均電流反向轉(zhuǎn)折電壓IF4．參數(shù)27（1）正向重復(fù)峰值電壓UFRM（2）反向重復(fù)峰值電壓URRM，至少為反向轉(zhuǎn)折電壓UBR的80%。

（3）正向平均電流IF：選擇應(yīng)取(1.5～2)倍額定（4）維持電流IH第2節(jié)半導(dǎo)體器件五、絕緣柵雙極型晶體管

IGBT電壓控制

1．結(jié)構(gòu)

2．特性 3．特點 4．應(yīng)用

1．結(jié)構(gòu)292.特性303.特點：31（1）開關(guān)速度高，開關(guān)損耗小。在電壓1000V以上時，開關(guān)損耗只有GTR的1/10，與電力MOSFET相當(dāng)（2）相同電壓和電流定額時，安全工作區(qū)比GTR大，且具有耐脈沖電流沖擊能力（3）通態(tài)壓降比VDMOSFET低，特別是在電流較大的區(qū)域（4）輸入阻抗高，輸入特性與MOSFET類似（5）與MOSFET和GTR相比，耐壓和通流能力還可以進(jìn)一步提高，同時保持開關(guān)頻率高的特點4.應(yīng)用321，逆變；2，整流；3，驅(qū)動集成，帶保護(hù)，包括反向二極管；4，并聯(lián)擴展：均流（導(dǎo)通電阻正溫度系數(shù)）。第2節(jié)半導(dǎo)體器件六、電力電子器件

不可控、半控型、全控型；

分類：

電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型；

脈沖觸發(fā)型和電平控制型

高電壓

大電流（大功率）

特點：

低損耗

高速度

驅(qū)動隔離

第3節(jié)電子技術(shù)的應(yīng)用一、 單相半波和橋式整流電路1、單相半波整流電路2、單相橋式整流器35電流的通路是a－D1－RL－D3－b電流的通路是b－D2－RL－D4－aUO=0.9U2

1，如果二極管D2或D4接反2，如果二極管D2或D4因擊穿燒壞而短路問題？第3節(jié)電子技術(shù)的應(yīng)用二、三相整流電路1、全橋不可控整流電路換相的次序為VD1

VD2

VD3

VD4

VD5

VD6輸出直流電壓等于交流側(cè)線電壓中最大的一個37IVD=Iｄ/3=IR/32、三相可控整流器38晶閘管的導(dǎo)通順序為VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6時段ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb394041觸發(fā)角90°1，帶電阻負(fù)載時，觸發(fā)角

的移相范圍是0～120

，

2，帶阻感負(fù)載時，觸發(fā)角

移相范圍為0～90

。

3，帶阻感負(fù)載時，或帶電阻負(fù)載

≤60

時42（1）每個時刻均需2個晶閘管同時導(dǎo)通；（2）按VT1－VT2－VT3－VT4－VT5－VT6的順序，相位依次差60o

（3）VT1、VT3、VT5的脈沖依次差120，VT4、VT6、VT2也依次差120o

；（4）同一相的上下兩個橋臂，即VT1與VT4，VT3與VT6，VT5與VT2，脈沖相差180o；（5）寬脈沖觸發(fā)（使脈沖寬度大于60o）或雙脈沖（多脈沖）觸發(fā)要求數(shù)量關(guān)系：第3節(jié)電子技術(shù)的應(yīng)用三、 濾波和穩(wěn)壓電路1．電容濾波電路2．電感濾波電路3.穩(wěn)壓電路1．電容濾波電路44UOUoavg=(1.1～1.2)U2Uomax=1.4U2缺點：電容濾波時，變壓器供電電流大、波形差、供電功率因數(shù)低2．電感濾波電路45利用電感的儲能作用可以減小輸出電壓和電流的紋波；